Двухтактный двигатель в автомобилях [перспективы развития и применения]

Когда двухтактный двигатель заменит четырехтактный

Двухтактные двигатели скоро заменят в автомобилях четырехтактные. Идея, которая пришла в голову инженеру Петеру Хофбауеру сделает маленькую революцию в мировом автомобилестроении. Он доказал, что двухтактный движок может применяться не только в газонокосилках и подвесных лодочных моторах, но и в автомобилях. По своим показателям двухтактный движок способен превзойти автомобильный четырехтактный.

Двухтактный двигатель в автомобилях – еще лучше, еще легче, еще эффективнее

Идея двухтактного двигателя для автомобилей не нова, но до сих пор никому не удавалось ее реализовать из-за инженерных препятствий. Однако Петер Хофбауер сделал прорыв в этой области, за что и получил награду в 2011 году за конструкцию двухтактного двигателя, который лучше и эффективнее традиционного четырехтактного.

Относительно простые и легкие, двухтактные движки, используемые в бензопилах и навесных лодочных моторах, прекрасно подошли бы легковым машинам. Подошли, если бы не их минусы – двухтактники сильнее загрязняют окружающую среду, в сравнении с четырехтактными. Плюс ко всему они требуют более качественного масла, у них больше расход топлива. Зато на высоких оборотах двухтактники более приемистые. При меньших чем у черехтактника размерах, в двухтактниках камера сгорания больше, а движение поршня медленнее, из-за чего ТВГ (температура выхлопных газов) выше. Атмосфера страдает, Greenpeace протестует. «Я потратил как минимум 50 миллионов долларов компании GM, чтобы доказать, что двухтактники никогда не будут использоваться в легковых машинах», говорит ветеран General Motors Дон Ранкл. Однако движок со встречным движением поршней, разработанный Петером Хофбауером, изменил точку зрения Ранкла.

Как и в других двигателях со встречным движением поршней или плоских движках, поршни в созданном Петером двухтактнике движутся горизонтально. «Момент истины» для Хофбауера настал, когда бывший инженер компании Volkswagen обдумывал, в чем же слабые места встречного движения поршней мотора VW. «И в тот момент я подумал, Боже, ведь все настолько просто! Нужно заменить головку блока цилиндров на головку с движущимся поршнем и впускным окном!».

И его идея выстрелила! Созданному Хофбауером двухтактному двигателю требуется вдвое меньше запчастей, чем аналогичному четырехтактному, поэтому весит он на 30% меньше. В зависимости от конфигурации, двухтактник вырабатывает энергию на 15-50-процентное эффективней, чем это делает четырехтактный. Благодаря уникальной архитектуре и нескольким ключевым нововведениям, двигатель со встречно движущимися поршнями выпускает значительно меньше выбросов, чем типичный двухтактный. Сейчас компания EcoMotors, один из спонсоров автомобильной выставки в Бьюли, на которую работает Петер Хофбауер, сосредоточена на создании двухтактных силовых установок для грузовиков и уже имеет прототип дизельного мотора мощностью в 240 лошадиных сил.

Теперь о конструкции прототипа двухтактного двигателя, которым Хофбауер пытается оснастить автомобили будущего.

Конструкция двухтактника Хофбауера

1.Турбонаддув

Электрический мотор установлен на вал вентилятора и быстро набирает обороты; в обратном направлении он вырабатывает электроэнергию от выхлопных газов. Кроме того, он управляет давлением выхлопных газов, чтобы минимизировать выбросы.

2.Стальные шатуны

Длинные стальные шатуны присоединяют внешние поршни к коленчатому валу. С двумя поршнями, за один рабочий ход, движок ведет себя так, как будто у него длинный ход поршня – получается большее число доступной энергии и повышается эффективность. В то же время, коленчатый вал остается таким же компактным, и соответственно легким.

3.Коленчатый вал

Двигатель является модульным, и коленчатый вал пары цилиндров может быть соединен муфтой. Во время поездки по скоростному шоссе, ненужные цилиндры просто остаются бездейственными, а затем, при необходимости, снова включаются в работу.

4.Цилиндр

Учитывая изначальный недостаток двухтактных дизельных двигателей, которые конструктивно выбрасывают более насыщенные газы в атмосферу, Петер Хофбауер, изменил конструкцию впускной, выпускной систем и камеры сгорания, что предотвратило выход излишков несгоревшего топлива с вредными газами в атмосферу. Газы входят и выходят из цилиндра через специальные окна в его стенках.

Двухтактники отлично подошли бы для гоночных автомобилей Формулы-1. Малый вес таких двигателей и эффективная работа на оборотах до 10 тысяч , при пускай даже большем расходе топлива, была бы плюсом для скоростных болидов. Приживется ли идея в автомобилестроении, покажет время.

Zap-Online.ru надеется, что идея двухтактного двигателя для легковых моделей машин, поданная Петером Хофбауером, найдет свое место в автомобилестроение и оставит отпечаток в истории развития двигателей внутреннего сгорания.

Двухтактный и четырехтактный двигатель – устройство, особенности | SUPROTEC

Двухтактный двигатель – это силовой агрегат, который стал базовым для многих транспортных средств и устройств, облегчающих жизнь современному человеку. Сразу же можно выделить два ключевых преимущества данного мотора: простота и надёжность. Рабочий цикл силовой установки – это всего два такта: сжатия и расширение.

Стоит отметить, что такие важные составляющие как пуск и выпуск рабочей смеси как раз и объединены с обозначенными выше сжатием и расширением.

Если сравнивать двухтактный или четырёхтактный мотор, то в первом варианте всего 1 оборот коленчатого вала на 1 рабочий цикл. Это дает возможность увеличить мощность силовой установки в 2 раза, по сравнению с аналогом того же кубического объема. Но сразу же стоит отметить, что коэффициент полезного действия значительно снижается.

Как видно из формулы коэффициент тактности 1 или 2. А за счет снижения к.п.д. мощность увеличивается приблизительно в 1,5 раза.

Двухтактный двигатель нашел широкое применение в бензопилах, триммерах, моторных лодках, скутерах и мотоциклах.

Одной из отрицательных особенностей данного типа двигателя является склонность к перегреву. При работе агрегата выделяется большое количество тепла. Охлаждение происходит в принудительном порядке. Но стоит подчеркнуть преимущества, всего два такта – это меньший физический износ ключевых деталей силового агрегата.

Перегрев мотоцикла – причины

Если сравнивать двухтактные и четырёхтактный двигатели, то первые более подвержены перегреву чем вторые, из-за своих конструктивных особенностей. При этом, помимо функциональных недоработок могут быть и другие причины вызывающие повышение температуры. Перегрев мотоцикла – это дорогостоящий ремонт и длительный срок простоя. Подробно обсудим причины и постараемся впредь их избегать.

• Неоткалиброванная работа карбюратора.

В этом случае в камеру сгорания попадает обедненная смесь, то есть топлива по отношению к воздуху меньше, чем положено по норме. Вообще не рекомендуется поднимать или опускать иглу карбюратора в своем скутере или мотоцикле самостоятельно, желательно оставить все на базовых, заводских настройках. Карбюратор необходимо лишь периодически чистить и контролировать обороты на холостом ходу. Дальнейшие работы желательно выполнять, имея специальные технические знания.

• Вторая причина перегрева двухтактного мотора – грязь и пыль.

Она скапливается на ребрах охлаждения. Таким образом, цилиндр перегревается. Кроме этого, некоторые «Кулибины» намеренно изменяют форму и размер кожуха закрывающего двигатель. И внешнее охлаждение перестаёт быть эффективным.

• Третья возможная причина – это использование несоответствующий марки бензина.

Если по инструкции двухтактного двигателя положено заливать 92-й, то не нужно заправлять силовой агрегат 95-м. Бензин данной марки сгорает более медленно и часть газовоздушной смеси может догорать уже на выпуске мотора, тем самым перегревая силовой агрегат. Внимательно читайте инструкцию по эксплуатации вашего двухтактного или четырёхтактного мотора.

В данном аспекте четырёхтактные двигатели перегреваются значительно реже, так как имеет отдельную систему охлаждения. И повышенная температура может быть причиной утечки охлаждающей жидкости.

Четырех и двухтактные двигатели – самостоятельное устранение перегрева

Чтобы ваш двухтактный или четырёхтактный двигатель эффективно и безаварийно служил вам десятки лет используйте простые правила, устраняющие основные причины перегрева силовой установки:

• следите за тем, чтобы системы принудительного охлаждения, ребра цилиндра были в чистом виде. Отсутствовала грязь и остатки травы, если дело касается бензотриммера или косы;
• в процессе работы делайте паузы и давайте двигателю остыть;
• соблюдайте точные пропорции при заливе бензино-масляной смеси в двухтактный двигатель;
• не превышайте обороты силовой установки, предусмотренные заводом изготовителем;
• следите за состоянием воздушного фильтра, периодически производите его прочистку;
• соблюдайте инструкцию по эксплуатации.

Перегрев двигателя мотоцикла – помогут ли триботехнические составы?

Продлить эксплуатационный срок двухтактного и четырёхтактного мотора смогут триботехнические составы. Они добавляются в масло, но по своей сути не являются присадками в масло, так как не влияют на физические и химические свойства последнего. «MOTOTEC-2» и «MOTOTEC-4» специально созданы как для восстановления и протекции давно эксплуатируемых, так и защиты новых двухтактных силовых установок авто и мото средств и специальной техники: триммеров, бензиновых кос и т. д..

Триботехнический состав СУПРОТЕК частично восстанавливает геометрию и размеры изношенных деталей, оптимизирует зазоры и сохраняет на поверхностях трения плотный масляный слой.

Таким образом, достигаются:

1. повышение мощности, из-за улучшенной компрессии и полного сгорания бензина;

2. экономия – на 5-6 % по бензину и на 8-9% по маслу;

3. снижение вибрации и уровня шума, из-за плавного и мягкого хода трущихся элементов;

4. уменьшение гула в кпп, из-за восстановления геометрии подшипников и прочих движущихся элементов.

По стоимости триботехнические составы СУПРОТЕК находятся в бюджетном диапазоне, однако его покупка поможет сэкономить значительные суммы на ремонте двухтактного или четырёхтактного двигателя в будущем. Что будет если перегреть мотоцикл – дорогой и продолжительный ремонт!

Все показатели были получены в результате независимых исследований в промышленности и автоиндустрии. Соответствующий акт испытаний можно посмотреть на официальном сайте производителя.

Забота о вашем двухтактном или четырёхтактном двигателе начинается с малого – с соблюдения правил эксплуатации и применения ресурсосберегающей технологии СУПРОТЕК.

Двухтактный двигатель- Принцип работы и отличия от четырехтактного двигателя. Motoran.ru

Сегодня невозможно представить современную жизнь без двигателя внутреннего сгорания. Передвижение на собственном авто, поездки на общественном транспорте, покупка товаров, полет на самолете и другие действия. Эти процессы, так или иначе, связаны с двигателем.

Несмотря на количество всевозможных конструкций, и разновидностей силовых установок, поршневые моторы, на сегодня, распространены больше остальных. Количество тактов для выполнения рабочего цикла, делит агрегат на двухтактный и четырёхтактный двигатель. Эти типы моторов составляют большинство, среди разнообразия выпускаемой техники.

Разница между моторами возникает с точки зрения применения. Для установки на автомобильную технику, чаще используют четырехтактный агрегат, двухтактный двигатель применяют в том случае, если габариты и вес играют решающую роль.

Мотоцикл Suzuki RM125 с одноцилиндровым двухтактным двигателем

Создание двухтактного двигателя

Много предположений о том, кто первым создал двигатель внутреннего сгорания. Доподлинно известно, что первый двухтактный двигатель, работающий на газу, изобретен и сконструирован бельгийцем Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром, произошло это событие в 1858 году.

Двигатель Ленуара (выставлен в музее)

На тот момент уже создана паровая машина, и изобретение бельгийца превосходило её по характеристикам. Мотор намного легче, проще, потреблял меньше топлива. Несмотря на преимущества, силовая установка имела много недоработок и уступала в надёжности. После того как Николас Отто, презентовал четырёхтактный двигатель, который на тот момент продуман детальней, о моторе работающем по принципу двух тактов, забыли, и длительный период времени нигде не использовали.

Во время Великой Отечественной войны силовая установка устанавливалась на самолёты. В нашем регионе моторы известны благодаря использованию на мотто технике. Трёхцилиндровые агрегаты, выполняющие два такта, используются на мотоциклах компаний Suzuki и Kawasaki. Сегодня двигатели эксплуатируются в авиации, здесь лидер австрийская фирма Rotax, выпускающая моторы для использования на небольших самолетах.

Двухтактный двухцилиндровый двигатель Rotax 582 UL

 

После ужесточения требований к экологическим нормам и выбросам двухтактный двигатель перестал применяться для установки на классический автомобильный транспорт. Однако, на лёгкой технике, как: скутера, снегоходы, катера заменить маленький и лёгкий агрегат не просто. Здесь конкурентов у двухтактной установки попросту нет.

Особенности двухтактного двигателя

Силовой агрегат, использующий два такта, хорош, поскольку прост и надёжен. Отличие двухтактного и четырехтактного двигателя заключается в выполнении рабочего цикла. Этот цикл заключается в двух тактах: сжатие и расширение, тогда как в четырёхтактном моторе присутствует такт впуска нового топлива и такт выпуска отработанного топлива. Интересен тот факт, что два эти такты присутствуют и у двухтактной силовой установки, иначе агрегат не смог бы работать, однако они объединены с процессами сжатия и расширения.

Выполняемый цикл наглядно демонстрирует, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного мотора. Процесс двухтактного мотора проходит за оборот вала. Такая особенность добивается увеличения мощности установки в сравнении с оппонентом, в полтора раза. Несмотря на увеличение мощности, показатель отдачи занижен, а это отрицательный момент.

Кроме того, особенность приводит к выделению объёма тепла в процессе работы, что сильно перегревает мотор. Двухтактные силовые агрегаты нуждаются в интенсивном охлаждении. Положительный момент, работая, поршень совершает в два раза меньше движений, чем поршень четырехтактного механизма, это сокращает износ деталей и элементов.

Особенность агрегата, не присутствует механизм смазки. Масло подаётся непосредственно с горючим. С этой целью в бензобак добавляют смесь бензина и масла, соотношение один к пятидесяти, либо смешивают смазку с горючим в трубопроводе при впуске. Масло сгорает с бензином и выводится с продуктами отработки.

Отличительный момент и само горение. У четырёхтактного агрегата на это отводится один такт. В двухтактных установках сгорание происходит за доли секунды, поэтому для достижения эффекта механизм нуждается в настройках.

Двухтактные моторы нашли себя еще в одной отрасли, судостроение. Так же цилиндровые силовые установки применяют на скутерах, выпускаемых в больших количествах.

Принцип работы двухтактного двигателя

Что бы понять, почему четырёхтактные моторы вытеснили младших братьев на автомобильной технике, разберемся, как работает двухтактный двигатель.

Последовательность действий рабочего цикла силовой установки:

• Такт сжатия.

  Процесс сопровождается перемещением поршня снизу вверх. Движение провоцирует поступление горючего через отверстия продувки в агрегат, впоследствии, юбка поршня перегораживает эти отверстия. Дальнейшее движение сопровождается закрытием каналов выпуска, в которые выталкивались отходы горения. Между поршнем и верхней частью цилиндра, образуется пространство сгорания, в котором создаётся избыточное давление. Одновременно, в пространстве под поршнем, возникает разряжение, и пространство используется для перетекания обновлённой дозы горючего. Достигнув верхней точки, заряд загорается.

Схема двухтактного двигателя

• Такт расширения.

  Воспламенившись, порция создаёт избыточное давление, которое жмёт на дно поршня и заставляет перемещаться. Процесс сопровождается поочерёдным открытием окон, сначала на выпуск, потом на продувку. Спуск создаёт избыточное давление под поршневой камеры, под его воздействием горючее снова поступает в цилиндр, выдавливая оставшуюся отработку и наполняя пространство для повторения предыдущего такта.

Принцип работы двухтактного двигателя позволяет обходиться без системы газораспределения, делая легче и надёжней конструкцию агрегата. Обратная сторона, качество процесса газообмена. Двухтактный режим невозможен без продувки, процесс которой сопровождается выходом не сгоревшего топлива вместе с отработанными газами наружу. Это ведет к перерасходу горючего и повышенной токсичности выхлопа агрегата.

Стоит заметить, что выше описанная схема характерна для карбюраторных моторов. В случае с дизелем или инжектором, в цилиндр через отверстия продувки подаётся чистый воздух. Горючая смесь поступает посредством впрыска, эту работу выполняют форсунки.

Способы продувки цилиндров

Очевидно, что процесс продувки, механизм, квалифицирующийся, как сложный. Правильно выполненная продувка напрямую влияет на показатели мощности и коэффициента полезного действия. Для улучшения характеристик, конструкторы постоянно стараются усовершенствовать и довести процесс до идеала.

Как можно продуть цилиндр:

• «Контурная» продувка.Вид продувки прост и поэтому распространён. Недостаток то, что применение связано с перерасходом топлива. Разновидности контурной продувки: возвратно-петлевая, дефлекторная, высотная.

• «П-образная» продувка.Принцип «П-образной» заключается в применении только на моторах с двумя цилиндрами. При проведении, один цилиндр участвует в процессе впуска газов, второй выпускает отработку. Эффект продувки ощущается в топливной экономичности, процесс сопровождается неравномерным нагревом пары, отвечающей за выпуск.

• «Клапанно-щелевая» продувка.Отличается тем, что требует наличия газораспределительного механизма для управления клапанами. Клапан используется, как для предоставления горючего, так и для вывода отработанных паров. Продувка предусматривает отвод отработки посредством клапана в головке цилиндров и поступление горючего через отверстия. Преимущество, что продувка повышает топливную экономичность и минимизирует показатель токсичности выпускаемых паров. Недостаток, сложность конструкции и нарушения режимов, связанных с повышением температуры работы агрегата.

• «Прямоточная» продувка.Используется в силовых установках с количеством поршней равным двум. При этом расположение цилиндра находится в горизонтальном положении. Поршни двигаются, друг навстречу другу. В движении каждый поршень освобождает и перекрывает клапан: один поршень впускает порцию горючего, второй удаляет порцию отработки из цилиндра. Камера сгорания образуется в момент сближения поршней друг с другом. Эффект этого варианта продувки максимален: удаляет сгоревшие газы и экономит горючее. Минус, требуется сложный механизм кривошипов и шатунов, показатели температуры двигателя требуют применения охладителей и устойчивых материалов для изготовления деталей.

Двухтактный двигатель 5 ТДФ с прямоточной продувкой

Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного

Авто владельцы задаются вопросом: что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель. Однозначного ответа нет, у каждого механизма положительные и отрицательные стороны, зависящие от предъявляемых к мотору требований.

Казалось бы, мощность мотора выполняющего два такта, в сравнении с равнозначным мотором, выполняющим четыре такта, больше, а значит он лучше. Однако, реальность сложней. На практике, возникают дополнительные утраты: частичное попадание и смешивание газовой отработки со свежим горючим, выброс части топлива при продувке. Результат, при выполнении одинакового цикла, агрегат, выполняющий два такта, по показателю экономичности уступает агрегату с четырьмя тактами.

Различен способ смазки силовых установок на четыре и два такта. Установка на два такта смазывается посредством смешивания масла для мотора и бензина. В четырёхтактном агрегате предусмотрен механизм смазки с использованием насоса, который расходует масла столько, сколько требует эксплуатация установки.

Двухтактные моторы не имеют клапанов, роль детали играет поршень, он открывает и закрывает отверстия впуска и выпуска.

Отсутствие механизмов газораспределения упрощает силовой агрегат, делая обслуживание простым. Мощность установки, выполняющей два такта, считается выше, так как её цикличность выше. Однако, не полностью используя поршневой ход, потери мощности при продувке и остатках отработанных газов снижают показатель мощности.

Что бы было легче определить, какой двигатель лучше, двухтактный или четырёхтактный, представим краткое описание обоих силовых установок в виде таблицы:

Четырёхтактная силовая установка	Двухтактная силовая установка
Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала два.	Рабочий процесс — оборотов коленчатого вала один.
Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении второго оборота, как следствие, неравномерное распределение импульса и использование противовеса для устранения биений.	Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении оборота, как следствие, равномерное распределение импульса, работа мотора сбалансирована лучше.
Агрегат тяжёлый.	Агрегат лёгкий.
Сложная конструкция силовой установки, присутствует газораспределительный механизм.	Простота конструкции, отсутствие клапанов.
Агрегат дорогой.	Стоимость ниже четырёхтактного.
Сложные устройства и механизмы приводят к заниженному показателю механического коэффициента полезного действия.	Механический коэффициент полезного действия выше, чем у агрегата с четырьмя тактами.
Полное удаление паров отработки, следствие, повышенный показатель производительности.	Остатки отработки смешиваются с новым горючим, из-за чего производительность мотора ниже.
Рабочая температура ниже.	Рабочая температура мотора выше из-за нарушения смесеобразования.
Охлаждение жидкостное.	Охлаждение воздушное.
Расход топлива ниже.	Показатель расхода топлива увеличен, обусловлено смесеобразованием и продувкой.
Габариты силовой установки увеличены.	Габариты силовой установки ниже.
Требует применения сложных механизмов смазки.	Механизм смазки прост.
Работа агрегата менее шумная.	Агрегат работает с большим шумом.
Клапанный механизм газораспределения.	Функцию механизма газораспределения выполняет поршень и каналы.
Показатель использования тепла эффективен.	Показатель использования тепла не эффективен.
Расход масла занижен.	Показатель расхода масла завышен, поскольку часть смазки выбрасывается с отработанными газами.

Применять двигатель, выполняющий два такта при работе, целесообразно в моменты, когда речь не идёт об экономии топлива и смазки, а на первом месте стоят габариты и вес установки.

В то же время, в конструкции двухтактного двигателя кроется потенциал, который никак не удается реализовать на практике. Расчетный показатель мощности и экономичности в этом агрегате высок, сложность реализовать возникает из-за тонкости настроек. Возможно, в скором будущем благодаря применению электронных датчиков и механизмов контроля и настроек, двухтактным агрегатам удастся занять лидирующие позиции на автомобильном рынке.

Что такое двухтактный двигатель и почему его нужно было убить?

Карл Бенц был первым, кто зарегистрировал двухтактный двигатель в книгах (патент) еще в 1879 году. Чтобы вы знали, Карл Бенц — тот же человек, который основал бренд «Мерседес-Бенц». Почти десять лет назад двухтактные мотоциклы были основным выбором любителей мотоциклов. Yamaha RX-100, Yezdi и другие были по-старому крутыми.

Но что изменилось? Что было такого особенного в этих двухтактных двигателях? характерные характеристики этих двигателей, в том числе мощность, сделали их популярными. Двухтактный двигатель более мощный, чем его четырехтактный аналог того же рабочего объема. Мощные двухтактные двигатели также издают характерный звук, который можно ассоциировать только с этим типом двигателя.

Ямаха RX 100 | Забытые велосипеды в Индии | 2-тактный мотоцикл

Итак, теперь возникает вопрос, зачем нужно было убивать 2-тактный мотор?

Ответ на этот вопрос заключается в работе двухтактного двигателя. Итак, не теряя времени, давайте посмотрим, как работает этот движок.

Двухтактный двигатель | Рабочий Двухтактный двигатель | Источник изображения: (1)

В отличие от 4-тактного двигателя, который имеет 4 такта, в которых только один такт производит мощность, двухтактный двигатель работает наоборот. Этот тип двигателя вырабатывает мощность при каждом втором такте, что значительно увеличивает выходную мощность двигателя. Но каковы ходы двухтактного двигателя?

1. Ход вверх
2. Ход вниз

Чем отличается двухтактный двигатель?

Основные детали такие же, как и в 4-тактном двигателе, такие как поршень, камера сгорания и свеча зажигания, но разница заключается в подаче заряда в двигатель. (воздушно-топливная смесь).

• Начнем с того, что в двухтактном двигателе нет клапанов, вместо этого работу выполняют порты. Движение поршня открывает или закрывает порты.
• В отличие от любого двигателя, у этого есть перепускное отверстие, через которое свежий заряд переносится из картера в камеру сгорания.
• Хоть мотор и поршневой, но он немного отличается от обычных. Головка поршня имеет выступ.

Подробнее об этом далее в статье. Итак, не теряя времени, вот как работает двухтактный двигатель.

Загрузите приложение GoMechanic прямо сейчас!

Ход вверх Ход вверх | Источник изображения: (1)

Секрет кроется в деталях. При ходе вверх поршень движется от НМТ (нижней мертвой точки) к ВМТ (верхней мертвой точке).

• При этом движении поршень сжимает заряд в камере сгорания. Наряду с этим выхлопные газы также выбрасываются из выпускного отверстия.
• Здесь пригодится горб на головке поршня, так как он еще больше толкает газы к выпускному отверстию.
• Кроме того, благодаря движению поршня вверх впускное отверстие открывается, пропуская свежий заряд в картер.

Следовательно, такты сжатия и всасывания происходят одновременно.

Ход вниз Ход вниз | Источник изображения: (1)

Это ход, при котором поршень перемещается от ВМТ к НМТ.

• Во-первых, именно процесс сгорания заставляет поршень двигаться сверху вниз.
• Кроме того, когда поршень движется вниз, выпускное отверстие открывается, что позволяет выхлопным газам выходить.
• Одновременно впускное отверстие закрывается, и благодаря вакууму свежий заряд в картере поступает в камеру сгорания для сжигания через передаточный порт.

Теперь цикл повторяется, и мощность генерируется всего за два удара. Другими словами, каждое движение вниз происходит из-за рабочего хода. Двухтактный двигатель мощнее, им приятно управлять, и он звучит лучше. Так почему же мы не видим его сейчас?

Почему двухтактных двигателей больше нет? Delhi Загрязнение

Единственная причина, по которой этот двигатель больше не существует, это «ЗАГРЯЗНЕНИЕ».

• В двухтактном двигателе для смазки используется смесь топлива и масла (2T-масло), а топливовоздушная смесь сгорает в камере сгорания.
• Смазочное масло также сгорает вместе с зарядом, образуя густой белый дым. Этот дым очень заметен и неблагоприятно влияет на окружающую среду.
• Мало того, после сгорания некоторые несгоревшие газы также загрязняют окружающую среду.
• В конце концов, производители не смогли снизить выбросы в соответствии с тогдашними новыми нормами (Индия, 2000 г.).

Тем не менее, у некоторых бензиновых энтузиастов в гараже стоит двухтактный мотоцикл или скутер. Конечно, этот мотор был драгоценным двигателем. Вы должны управлять им, прежде чем поверить в это. Чистая сила была просто поразительной.

Читайте также: Что такое редлайнинг двигателя и вредит ли он вашему двигателю?

ДВУХТАКТНЫЙ МОТОР ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БУДЕТ НЕДОСТАТОЧЕН.

Информативное чтение: Объяснение системы «By-Wire» (привод, тормоз, рулевое управление, переключение передач, дроссельная заслонка)

Двухтактная Mazda уже в пути? Для этого есть прецедент

Как это часто бывало, Mazda, по-видимому, идет необычным путем, стремясь сохранить двигатель внутреннего сгорания в рабочем состоянии. Японская компания, которая преуспела там, где другие потерпели неудачу с роторным двигателем Ванкеля, теперь исследует двухтактный двигатель для использования в будущих автомобилях.

Если вам нужно быстро подвести итоги, двухтактный двигатель имеет некоторые существенные преимущества перед вездесущим четырехтактным двигателем. Сочетание сжатия и сгорания топлива за один ход поршня и такта впуска и выпуска за секунду означает, что полный рабочий цикл происходит всего за два такта. По сути, мощность в два раза выше, чем у сопоставимого четырехтактного двигателя. Двухтактные двигатели также намного проще механически, без распределительных валов, тарельчатых клапанов или других движущихся частей в верхней части двигателя; это делает их легче и дешевле в строительстве. Тем не менее, двухтактная система всегда требовала предварительного смешивания масла с впрыскиваемым топливом для смазки, и это недопустимо для выбросов.

Патентный чертеж двухтактного двигателя Mazda Mazda

Решение Mazda кажется более близким к четырехтактному, поскольку оно имеет клапаны в головке блока цилиндров и масло в поддоне. Умный бит? Mazda планирует использовать систему изменения фаз газораспределения и искроуправляемую систему воспламенения от сжатия (SCCI) Skyactiv-X для невероятного сжигания обедненной смеси. Для этого используется непосредственный впрыск топлива, а также нагнетатель типа Рутса с ременным приводом. При низких и средних нагрузках двигатель будет работать в режиме воспламенения от сжатия с обедненной смесью, переключаясь на искровое зажигание, когда требуется больше мощности.

Mazda подала заявку на патент на одноцилиндровую версию, но нет никаких причин, по которым система не будет работать с многоцилиндровыми двигателями. Потенциально он мог бы служить в качестве расширителя диапазона (так же, как роторный двигатель вернулся) или даже в качестве основного силового агрегата. Конечно, учитывая стремительный переход автомобильной промышленности на электрические батареи, этот мотор Mazda может вообще никогда не увидеть свет, а двухтактный двигатель останется в истории.

Независимо от того, удастся ли Mazda возродить двухтактный двигатель, это дает нам веские основания оглянуться назад на автопроизводителей, которые уже добились успеха. Задержите дыхание, это может стать довольно дымным.

ДКВ

Аукционы America/Robert Myrick

DKW уже была крупнейшим в мире производителем мотоциклов, когда в 1928 году немецкая фирма решила применить свою двухтактную технологию к четырем колесам. Родстер и кабриолет Type P оснащались крошечным рядным двухцилиндровым двигателем объемом 584 куб. см мощностью 15 л.с. и довольно красивым деревянным кузовом. DKW всегда была новатором, переключаясь на передний привод для своей серии F, разрабатывая стартер-генератор и даже экспериментируя с наддувом и трехцилиндровыми силовыми агрегатами. Компания стала частью Auto Union в 1932, но после Второй мировой войны его база в Саксонии находилась по «другую» сторону «железного занавеса», и только в 1949 году производство F-серии было возобновлено в Западной Германии. В 1956 году на короткое время была выпущена спортивная двухместная Monza, установившая множество рекордов скорости на своей одноименной трассе, но вскоре значок DKW был заменен на Auto Union на популярном AU 1000, который к тому времени был способен производить мощные 50 л.с. от литровой емкости. Даже этого оказалось недостаточно для инженеров AU/DKW, которые продолжили разработку 100-сильного V-6, но он (к сожалению) не был запущен в производство. Окончательный DKW был построен в 1964.

Trabant

Trabant 601 был крошечным, чуть менее 12 футов в длину на 80-дюймовой колесной базе. Martin Peters

Для западного мира Trabant остается символом окончания холодной войны, когда эти крошечные восточногерманские автомобили с картонными кузовами хлынули в Западный Берлин, когда рухнула стена. Построенный в 1957 году и оснащенный двухцилиндровым двухтактным двигателем объемом 500 куб. см с воздушным охлаждением, основанный на довоенной конструкции DKW, он был удивительным примером того, насколько автомобильные технологии отстали от «железного занавеса». Даже последние модели P601 могли развивать всего 37 л.89, установив вместо него 1,1-литровый двигатель VW Polo.

Wartburg

Wartburg Руководство по обслуживанию последней версии с двигателем VW 1.3. Мэтью Андерсон

У Трабби не было большой конкуренции, но то немногое, что было, пришло из Вартбурга. Опять же, в основу Wartburg 353 легли инженерные разработки DKW 1930-х годов, хотя и с гораздо более щедрым трехцилиндровым двухтактным двигателем объемом 993 куб.см, который передавал 55 л.с. на передние колеса. Он имел систему свободного хода как часть четырехступенчатой ​​трансмиссии, что означало, что вы могли переключаться без использования сцепления, и, что более важно, это защищало двигатель от масляного голодания. По общему мнению, это был довольно печальный опыт вождения, незначительно улучшенный через 22 года после 19 лет.66 дебютировал с установкой 1,3-литрового двигателя VW в последние годы своего существования. Тем не менее, было продано более миллиона. Нищие не могут выбирать.

Беркли

Flickr/Andrew Bone

Все начиналось хорошо для начинающего британского производителя спортивных автомобилей Berkeley. Его спортивная модель с элегантным стилем родстера, конкурирующим с MG, и двухтактным мотоциклом Anzani объемом 332 куб. При весе всего 606 фунтов автомобиль почти ничего не весил, но даже при этом 15 л.с. Anzani были немного хромыми. Несомненно, независимая пружинная подвеска помогла в управлении, но через год удвоилась мощность благодаря трехцилиндровому двигателю 49 с тройным карбюратором. 2-кубовый двигатель Эксельсиор. Одна из таких моделей даже выиграла в своем классе гонку «12 часов Монцы» 1958 года. Беркли, как и все пользователи двухтактных двигателей, в конечном итоге признал свое поражение, и последние версии вместо этого были оснащены четырехтактным двигателем Royal Enfield.

Сааб

Saab

О, Сааб, как мы скучаем по тебе и твоей шведской странности. Ваши переключатели зажигания, установленные по центру, ваши затемненные приборные панели и рулевое управление с турбонаддувом. Все началось, конечно же, с двухтактника. Ультра-аэродинамический жук-скарабей 92 1949 года поставлялся с 764-кубовым двухцилиндровым двухтактным двигателем с водяным охлаждением мощностью 33 л.с., основанным, как вы уже догадались, на оригинальной конструкции DKW. Как и в Wartburg, в его трехступенчатой ​​трансмиссии было установлено устройство свободного хода, но, в отличие от восточногерманской машины, Saab отличался некоторым мастерством в управлении. Это было доказано всего через две недели после запуска автомобиля, когда Рольф Меллде занял второе место в своем классе на заснеженном шведском ралли. Saab продолжил работу над двухтактным двигателем, увеличив его мощность и выходную мощность за счет 9-цилиндрового двигателя.3, 94, 95, 96 и самые спортивные Sonnet и GT750. Как и DKW, шведская фирма даже изготовила собственный двухтактный V-6 для прототипа Monster мощностью 140 л.с. После почти 20 лет использования двухтактных двигателей Saab в 1967 году перешел на Ford V-4.

Suzuki

Suzuki Jimny LJ10 Tennen-Gas через Wikimedia Commons четыре также видели, как японский производитель опробовал двухтактные двигатели. Наряду с коммерческими автомобилями класса Kei двухцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением 35925-сильный двигатель объемом 25 л.с. был установлен на его карманном внедорожнике LJ10 Jimny 1970 года, что позволяло ему развивать скорость всего 50 миль в час. Пять лет спустя второе поколение SJ10 приняло трехцилиндровую версию мощностью 26 л.с. и увеличило максимальную скорость до 60 миль в час. Однако прошло еще два года, и двухтактных больше не было.

У технологии двухтактных двигателей есть будущее

Двухтактный двигатель использовался в различных устройствах, включая легкие самолеты, мотоциклы, бензопилы, подвесные моторы и электроэнергетику. Несмотря на то, что двухтактные двигатели в значительной степени заменены четырехтактными двигателями, будущее двухтактных двигателей может иметь большие преимущества в гибридных транспортных средствах и их производстве.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше

Двухтактный двигатель был разработан примерно 140 лет назад. Простая конструкция и высокая удельная мощность двухтактного двигателя хорошо известны. Однако, поскольку эти двигатели смазываются смесью топлива и масла для двухтактных двигателей, их выбросы выше, чем обычно. Двухтактные двигатели были постепенно заменены четырехтактными двигателями, которые имеют более сложную конструкцию с более низким уровнем выбросов, поскольку бензин и масло не сочетаются.

Благодаря превосходным характеристикам высокой удельной мощности, а также безопасному хранению и транспортировке топлива, двухтактный дизельный двигатель широко используется в качестве силовой установки в беспилотных летательных аппаратах и ​​самолетах авиации общего назначения. Кроме того, он имеет достаточную удельную мощность при низких скоростях вращения коленчатого вала, что позволяет напрямую подключать его к гребному винту без использования редуктора. Благодаря этому двухтактный двигатель продолжает очаровывать инженеров своей экономичностью, высокой выходной мощностью и чистыми выбросами. Из-за этих оптимальных рабочих характеристик двигатель находится на пороге новых разработок, поскольку производители автомобилей во всем мире стремятся использовать технологии, полученные в результате исследований двухтактных двигателей, в новых приложениях.

Как следует из названия, двухтактному двигателю требуется всего два движения поршня (один цикл) для выработки мощности. Двигатель способен производить мощность после одного цикла, потому что выхлоп и впуск газа происходят одновременно. Из-за изменения давления клапан такта впуска открывается и закрывается. Кроме того, поскольку топливо часто контактирует с движущимися компонентами, оно в сочетании с маслом обеспечивает смазку, обеспечивая более плавный ход.

Двухтактные двигатели легче, эффективнее, могут работать на бензине более низкого качества и более экономичны, чем четырехтактные двигатели. В результате более легкие двигатели имеют более высокое отношение мощности к весу (больше мощности при меньшем весе). У них нет подвижности четырехтактных двигателей, и они требуют большего количества смазки. Это делает двухтактные двигатели подходящими для судов (которые должны перевозить большое количество груза), мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные двигатели лучше всего подходят для легковых и грузовых автомобилей.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. В общем, бензиновые двигатели преобразуют 20% энергии топлива (химической) в механическую энергию, при этом только 15% используется для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы).

Первоначальным преимуществом двухтактного двигателя является двойная частота тактов, что позволяет разработчику либо спроектировать очень компактный и легкий агрегат для заданной мощности, либо ограничить максимальную скорость вращения, что приводит к механическому КПД, шуму и преимущества вибрации. В отличие от роторных двигателей, двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель могут легко использовать много общих технологий и компонентов. В частности, на двухтактных двигателях можно использовать обычную автомобильную систему прямого впрыска бензина (GDI), если максимальные обороты двигателя эквивалентны. Положение форсунки и геометрия сопла, конечно, должны быть тщательно разработаны для конкретной цели. Двухтактный двигатель может решить большинство распространенных проблем с экономией топлива и загрязнением окружающей среды благодаря прямому впрыску.

Во-первых, бензин можно впрыскивать после закрытия выпускного отверстия, что предотвращает любые потери и выбросы. Кроме того, из-за высокого уровня турбулентности, компактности камеры и способности форсунки создавать адекватное расслоение заряда двухтактный двигатель GDI может работать на обедненной/расслоенной смеси с относительно значительным количеством остатков при низкой нагрузке и скорость. В результате все выбросы загрязняющих веществ могут быть резко сокращены, а эффективность использования топлива может быть повышена по сравнению с типичными операциями с частичной нагрузкой (которые наказываются индукционным дросселированием).

Двухтактный двигатель и двигатель легкового автомобиля с искровым зажиганием (SI) легко могут использовать много общих технологий и компонентов. Система смазки (масляный картер, насос, внутренние каналы) может быть такой же, если снять картерный насос. Кроме того, двухтактный двигатель может быть оснащен коммерческой системой GDI высокого давления. Наконец, двухтактный прототип может быть построен с использованием существующего четырехтактного двигателя и простым изменением подхода к срабатыванию клапана, как это сделали несколько исследователей.

Двухтактные двигатели в прошлом были известны своей низкой топливной экономичностью и выбросами вредных веществ. Однако этот типичный архетип двухтактного двигателя сильно изменился за предыдущее десятилетие. Большинство огромных двухтактных двигателей, потребляющих бензин, были заменены двухтактными двигателями с непосредственным впрыском и впрыском топлива. Эти новые двигатели являются передовыми, они потребляют меньше бензина, но производят больше энергии.

Несмотря на то, что двухтактные двигатели уступали четырехтактным двигателям в нескольких категориях, была одна область, в которой двухтактный двигатель превосходил их. Благодаря более простой конструкции двухтактные двигатели более надежны. Владельцы, которые заботятся о своем двухтактном двигателе, получат двигатель, который прослужит долго. Новые двухтактные двигатели так же надежны, как и их предшественники. В новых двухтактных двигателях с непосредственным впрыском и впрыском топлива используется дозированная подача масла для двухтактных двигателей для смазки всех колец и подшипников, поддерживая двигатель в хорошем состоянии и повышая экономию топлива.

Гибридные автомобили и другие виды применения

Одной из областей, где двухтактные двигатели могут быть очень полезными, являются гибридные автомобили. Kawasaki готовится к выпуску гибридного двухтактного мотоцикла. Kawasaki разрабатывает электрический мотоцикл с механической коробкой передач. Патент на этот мотоцикл в настоящее время находится в разработке и показывает, что Kawasaki разрабатывает серийный гибрид. Большинство гибридных автомобилей, таких как Prius, являются «параллельными гибридами», то есть они используют комбинацию бензина и электроэнергии. Однако серийный гибрид, такой как Chevrolet Volt или BMW i3, в основном представляет собой электромобиль, использующий бензиновый двигатель для подзарядки аккумуляторов. Патентная схема гибридного мотоцикла показана на рис. 2.9.0003 Патентная схема гибридного мотоцикла Kawasaki

Серийно-гибридные автомобили устраняют один из самых существенных недостатков легковых электромобилей — их ограниченную автономность. Эти транспортные средства особенно хорошо подходят для городских (часто в полностью электрическом режиме) и пригородных (автономность, поддерживаемая двигателем внутреннего сгорания, широко известная как Range Extender, RE), а также для программируемых миссий, которые включают возможность зарядки аккумуляторов через сетка (подключаемый гибрид).

За последние 50 или более лет популярность двухтактных двигателей неуклонно снижалась. Хотя они имеют более высокое отношение мощности к весу и часто технически проще, чем четырехтактные конкуренты, они также имеют более высокие выбросы и ограниченные диапазоны мощности. Mazda, с другой стороны, находит ценность в технологии и запатентовала новую конструкцию двухтактного двигателя с наддувом, как обнаружили пользователи форумов New Nissan Z. Дизайн основан на технологии Mazda Skyactiv X и обещает «повышенную экономию топлива», хотя неясно, в какой степени он улучшился.

Текущий четырехтактный двигатель компании использует усовершенствованный режим воспламенения от сжатия с искровым управлением для работы двигателя с более бедной топливно-воздушной смесью для повышения эффективности, в то время как традиционное искровое зажигание сохраняется для работы с высокой нагрузкой и большой мощностью, где воспламенение от сжатия становится более нестабильным. Та же концепция реализована в этой двухтактной конструкции, которая направлена ​​​​на работу в режиме воспламенения от сжатия для повышения эффективности при переключении на искровое зажигание при больших нагрузках двигателя.

Перспективы

Ожидается, что к 2027 году рынок двухтактных подвесных двигателей превысит 3 миллиарда долларов. Растущая популярность двухтактных двигателей может быть напрямую связана с функциональными преимуществами по сравнению с четырехтактными двигателями, такими как меньший вес, более высокий выходной крутящий момент, более низкие затраты на техническое обслуживание и лучшее соотношение мощности к весу. Недавние разработки в области технологии двигателей также сыграли свою роль в повышении популярности двухтактных двигателей. Чтобы использовать возможности двухтактной технологии, производители постоянно исследуют ее и экспериментируют с ней.

Подводя итог, можно сказать, что двухтактные двигатели имеют ряд преимуществ, особенно когда речь идет о езде по пересеченной местности, где их скромный вес является значительным преимуществом. Независимо от эффективности, экономии топлива или выбросов, все больше автопроизводителей пытаются использовать двухтактные двигатели, и в ближайшие несколько лет они должны получить более широкое распространение.