Как работает двигатель 2 тактный: Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей

Содержание

Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей

Чем четырехтактный мотор лучше двухтактного?

Для начала рассмотрим устройство двигателей внутреннего сгорания.

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один.

Присутствуют те же 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой или в сжатый воздух форсунка впрыскивает топливо, которое самовоспламеняется, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.

В случае с двухтактным процессом всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя.

В простых мотоциклетных моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня. Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.

По материалам сайта airbase.ru

Преимущества и недостатки двух и четырех тактных ЛОДОЧНЫХ моторов.

Двухтактные преимущества

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. 2х тактный 36 кг 4-х тактный 45 кг. Казалось - бы 45 кг. - легко. Все не так просто. Вес мотора распределен крайне неравномерно. Примерно 90% весит голова (сам двигатель) 10% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это + одна маленькая не всегда удобная ручка для переноски делает этот процесс крайне затруднительным. 

2. Цена. 4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.

3. Удобство перевозки 2-х тактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал. 

4. 2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один. Частый вопрос: А правда ли что 4-х такная 15 л.с. бежит быстрее чем такая же 2-х тактная? Ответ: нет не правда. У обеих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один мотор должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2х такта 300 грамм на одну лошадинную силу для 4х такта 200 грамм.

2. Шумноcть. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.

3. Комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дымность важный момент, особенно если вы любите тролить.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от  4-х тактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики "Чем проще тем надежнее" еще никто не отменял.

Какой же лодочный мотор выбрать? 

Взвесьте все за и против изложенные выше и сделайте выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из моторов лучше Вы не найдете ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники. Личное мнение автора: мотор до 40 л.с. должен быть 2-х тактным, а свыше 40 л.с. - четырехтактником.

Выберите свой лодочный мотор Тохатсу!

Сравнение двухтактного мотора с четырехтактным в компании «Мореход»

Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей

Тактом рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-х тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-х тактном — за один.

Четырехтактный двигатель

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов. Поршень - металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Пoршень снабжен металлическим стержнем - пальцем, соединение с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

I этап – Впуск. В процессе впуска поршень четырёхтактного двигателя идёт из верхней мёртвой точки в нижнюю мёртвую точку. Одновременно кулачком распредвала открывается впускной клапан, в цилиндр четырёхтактного двигателя затягивается свежая топливно-воздушная смесь.

II этап – Сжатие. Пoршень четырёхтактного двигателя поднимается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, сжимая рабочую топливную смесь. Одновременно и значительно поднимается температура горючей смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в нижней мертвой точке и объёма камеры сгорания во внутренней мертвой точке называется степенью сжатия (не путать с компрессией). Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Но, для четырёхтактного двигателя с бОльшей степенью сжатия требуется топливо с бОльшим октановым числом, которое дороже.

III этап – Сгорание и расширение (рабочий ход поршня). Незадолго до окончания такта сжатия горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Во время следования поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до верхней мертвой точки при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания.

Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда поршень будет находиться в верхней мертвой точке. Тогда использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Скороть горения топлива практически не меняется, то есть занимает фиксированное время, следовательно чтобы достичь максимальной производительности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания пропорционально уровню оборотов коленвала. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла используется электронное опережение зажигания.

IV этап – Выпуск. После нижней мертвой точки такта рабочего хода поршня четырёхтактного двигателя открывается выпускной клапан, и поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем верхней мертвой точки выпускной клапан закрывается и четырёхтактный цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндра/-ов горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндра/-ов четырёхтактного двигателя от отработанных газов.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки, с помощью вспомогательного агрегата — продувочного насоса.

В связи с тем, что в двухтактном двигателе при равном количестве цилиндров и числе оборотов коленчатого вала рабочие ходы происходят вдвое чаще, литровая мощность двухтактных двигателей выше чем четырехтактных — теоретически в два раза, на практике в 1,5-1,7 раза, так как часть полезного хода поршня занимают процессы газообмена, а сам газообмен менее совершенный чем у четырехтактных двигателей.

В отличие от четырехтактных двигателей, где вытеснение отработавших газов и всасывание свежей смеси осуществляется самим поршнем, в двухтактных двигателях газообмен выполняется за счет подачи в цилиндр рабочей смеси или воздуха (в дизелях) под давлением, создаваемым продувочным насосом, а сам процесс газообмена получил название — продувка. В процессе продувки свежий воздух (смесь) вытесняет продукты сгорания из цилиндра в выпускные органы, занимая их место.

По способу организации движения потоков продувочного воздуха (смеси) различают двухтактные двигатели с контурной и прямоточной продувкой.

Контурная продувка

При контурной продувке поток воздуха (смеси) движется вдоль внутренней поверхности цилиндра и его головки, повторяя их контур (отсюда название). Впускные и выпускные органы — окна в стенках цилиндра — расположены в его нижней части. Открытие и закрытие впускных и выпускных окон осуществляется самим поршнем, а специальный газораспределительный механизм отсутствует. Направление потока воздуха (смеси) по контуру цилиндра может осуществляться специальными дефлекторами на днище поршня и в головке цилиндра (в этом случае продувка называется дефлекторной) или специальной формой продувочных каналов, направляющих поток воздуха (смеси) к головке цилиндра, и сферической формой головки. Так как в последнем случае воздух (смесь) в цилиндре описывает петлю, такой тип продувки называется возвратно-петлевой или просто петлевой.

Прямоточная продувка

При прямоточной продувке поток воздуха (смеси) движется, не меняя направления, вдоль оси цилиндра. Управлять открытием и закрытием продувочных и выпускных окон одним поршнем невозможно, что требует применения специальных устройств. Может использоваться клапанный механизм, установленный в головке цилиндра, через который происходит выпуск отработавших газов (продувочные окна открываются и закрываются поршнем), или два поршня, встречно движущихся в одном цилиндре (один поршень управляет впускными окнами, другой выпускными).

При прямоточной продувке качество очистки цилиндра от остаточных газов существенно лучше, чем при контурной. Кроме того, поскольку открытие (и закрытие) выпускных и продувочных органов осуществляется различными элементами двигателя, подбор оптимальных фаз газораспределения не представляет затруднейний. Как правило, в двигателях с прямоточной продувкой выпускной клапан (выпускное окно) закрывается раньше продувочного, что исключает потерю свежего заряда и позволяет осуществлять дозарядку с повышением давления (то есть наддув).

Преимущества и недостатки 2-х и 4-х тактных подвесных лодочных моторов

Преимущества 2-х тактных перед 4-х тактными

Во-первых, меньший вес. Пример: 15 л.с. 2-х тактный 36 кг 4-х тактный 45 кг. Казалось - бы 45 кг. - легко. Все не так просто. Вес мотора распределен крайне неравномерно. Примерно 90% весит голова (сам двигатель) 10% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это + одна маленькая не всегда удобная ручка для переноски делает этот процесс крайне затруднительным.

Во-вторых, цена. 4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.

В-третьих, удобство перевозки 2-х тактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

В-четвертых, 2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один.

Частый вопрос: А правда ли что 4-х такная 15 л.с. бежит быстрее чем такая же 2-х тактная?
Ответ: нет не правда. У обеих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один мотор должен ехать быстрее второго?

Недостатки 2-тактных перед 4-тактными

Во-первых, больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2 такта 300 грамм на одну лошадинную силу для 4 такта 200 грамм.

Во-вторых, шумность. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.

В-третьих, комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дымность важный момент, особенно если вы любите заниматься троллингом.

В-четвертых, долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от 4-х тактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики "Чем проще тем надежнее" еще никто не отменял.

Какой же мотор выбрать?

Конечное решение всегда остается за вами, в этой статье мы лишь постарались дать объективную оценку этим моторам, поэтому взвесьте все за и против изложенные выше и сделайте выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из моторов лучше вы не найдете ни в одной из книг ни на одном из форумов, все зависит от того чего вы хотите от приобретаемого вами мотора, условия его использования и, конечно, ваши возможности.

Строение двигателей / Хабр

Недавно наткнулся на прекрасный сайт (англ.), который по полочкам размусоливает и показывает строение большинства типов двигателей. Попытаюсь вольно и сжато пересказать самое на мой взгляд главное, совсем по пальцам и как для самых маленьких. Конечно можно было бы позаимствовать точные определения из авторитетных источников, но такой любительский перевод обещает быть единственным в своем роде 🙂

А можете ли Вы сходу объяснить Вашей девушке, в чем отличие бензинового двигателя от дизельного? Четырёхтактного и двухтактного движков? Нет? Тогда приглашаю под кат.


Работающий четырёхтактный двигатель впервые был представлен немецким инженером Николаусом Отто в 1876, с этих пор он также известен под названием цикл Отто. Но все же корректнее называть его четырёхтактным. Четырёхтактный двигатель является, наверное, одним из самых распространенных типов двигателей в наше время. Он используется почти во всех автомобилях и грузовиках.

Под четырьма тактами подразумеваются: впуск, сжатие, рабочий ход, и выпуск. Каждый такт соответствует одному ходу поршня, вследствие этого рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала.

Впуск

Во время впуска поршень двигается вниз, втягивая свежую порцию воздушно-топливной смеси через впускной клапан. Отличительной особенностью рассматриваемого двигателя являтся то, что впускной клапан открывается за счет вакуума, образовавшегося в результате движения поршня вниз.

Сжатие

Крутящий момент подымает поршень, а тот в свою очередь сжимает воздушно-топливную смесь. Впускной клапан закрывается возрастающей силой давления, возникшей в результате поднятия поршня.

Рабочий ход

В верхней точке такта сжатия искра воспламеняет сжатое топливо. При сгорании топлива высвобождается энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз.

Выпуск

Когда поршень достигает свою нижнюю точку, выпускной клапан открывается и выхлопные газы выгоняются из цилиндра движущимся наверх поршнем.

В двухтактном двигателе рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки, с помощью вспомогательного агрегата — продувочного насоса. Wiki

Так как в двухтактном двигателе на каждое движение коленчатого вала приходится один рабочий ход — двухтактные двигатели всегда мощнее четырехтактных (если брать двигатели одинакового объема). Важным фактором в пользу первых является их более простая и легкая конструкция. Эти двигатели получили распространение в бензо-пилах, лодочных моторах, снегоходах, легких мотоциклах и моделях самолетов.

Бесспорными минусами данного типа двигателей являются их неэкономичность, так как значительная доля топлива не выгорает и выбрасывается вместе с выхлопными газами.

Впуск

Воздушно-топливная смесь всасывается в кривошипную камеру благодаря ваккууму, который создается во время движения поршня вверх.

Сжатие в камере сгорания

Во время сжатия впусковой клапан закрывается давлением в кривошипной камере. Топливная смесь сжимается на последней стадии такта.

Движение топливной смеси/выпуск

Ближе к концу такта, поршень заставляет сжатую воздушно-топливную смесь двигаться по впускному каналу из кривошипной камеры в главный цилиндр. Воздушно-топливная смесь вытесняет выхлопные газы, которые покидают главный цилиндр через выпускной клапан. К сожалению, цилиндр также покидает некоторое количество невыгоревшего топлива, из-за чего конструкция двухтактного двигателя считается менее экономичной.

Сжатие

После чего поршень подымается, движимый крутящим моментом, и сжимает топливную смесь. (В этот момент под поршнем происходит следующий такт впуска).

Рабочий ход

На вершине такта свеча зажигания воспламеняет топливную смесь. Возникшая энергия заставляет поршень двигаться вниз до завершения цикла. (В этот момент внизу цилиндра топливо сжимается в кривошипной камере).

Особенностью дизельного двигателя является измененная система воспламенения топлива.

Создав свой тип двигателя в 1897 Рудольф Дизель заявил, что его двигатель является самым эффективным из когда-либо созданных. До сих пор его детище стоит в ряду самых экономичных двигателей.

Впуск

Впускной клапан открывается и свежий воздух (без топлива), засасывается в цилиндр.

Сжатие

Когда поршень подымается, воздух сжимается и температура в цилиндре возрастает. В конце такта воздух раскаляется настолько, что температуры становится достаточно дря воспламенения топлива

Впрыск

Возле вершины такта сжатия топливный инжектор впрыскивает топливо в цилиндр. При контакте с горячим воздухом топливо воспламеняется.

Рабочий ход

При сгорании топлива высвобождается энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз.

Выпуск

Выпускной клапан открывается, заставляя выхлопные газы покинуть цилиндр.

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля удивительное творение, предлагающее очень замысловатую перепланировку четырех тактов Отто-цикла. Был разработан Феликсом Ванкелем в 50-х годах прошлого века.

В двигателе Ванкеля трехгранный ротор с кольцевой шестернью вращается вокруг фиксированого зубчатого вала в продолговатой камере.

В наше время наибольшие усилия по разработке и популяризации данного типа двигателя прилагает Mazda, но все же четерыхтактный двигатель остается наиболее популярным. Также АвтоВАЗ использует данный тип двигателя в автожирах.

  • Преимущества перед обычными бензиновыми двигателями:
  • низкий уровень вибраций. Роторно-поршневой двигатель полностью механически уравновешен, что позволяет повысить комфортность лёгких транспортных средств типа микроавтомобилей, мотокаров и юникаров
  • главным преимуществом роторно-поршневого двигателя являются отличные динамические характеристики: на низкой передаче возможно без излишней нагрузки на двигатель разогнать машину выше 100 км/ч на более высоких оборотах двигателя (8000 об/мин и более), чем в случае конструкции обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания.
  • Высокая удельная мощность(л.с./кг), причины:
  • меньшие в 1,5-2 раза габаритные размеры.
  • меньшее на 35-40 % число деталей

  • Недостатки:
  • Быстрый износ
  • Склонности к перегреву
  • Сложность в производстве
  • Меньшая экономичность при низких оборотах

Впуск

Воздушно-топливная смесь попадает через впускной клапан на этом этапе вращения.

Сжатие

Топливная смесь сжимается здесь.

Рабочий ход

Рабочий ход, топливная смесь воспламеняется здесь, вращая ротор по кругу.

Выпуск

Выхлопные газы выходят здесь

Этот типа двигателя может приводится в действие паром, но чаще его можно встретить в маленьких моделях самолетов, где он работает на сжатом воздухе или углекислом газу.

На этой анимации отображен резервуар с CO2. Сжатый CO2 — это жидкость, которая освобождаясь переходит в газообразное состояние или же другими словами — при нормальных атмосферной температуре и давлении жидкий углекислый газ кипит, следовательно мы не ошибемся если скажем, что данный тип двигателя работает на пару CO2.

Впуск

На вершине цикла поршневой палец давит на шариковый клапан впуская находящийся под большим давлением газ в цилиндр.

Рабочий ход

Газ расширяется двигая поршень вниз

Выпуск

Когда поршень открывается выпускной клапан, находящийся под давлением газ покидает цилиндр.

Окончание

Крутящий момент возвращается поршень наверх, чтобы завершить цикл.

Ракетные и турбореактивные двигатели, по словам автора, поразительны по своей конструкции, но анимация их работы по его мнению слишком скучна.

Ракетный двигатель

Ракетный двигатель — простейшие из своего семейства, поэтому начнем с него.

Для того, что функционировать в открытом космосе ракетные двигатели для своей работы требуют запас кислорода, ровно как и топлива. Кислородно-топливная смесь впрыскивается в камеру сгорания где она беспрерывно сгорает. Газ под большим давлением выходит через сопла, вызывая тягу в обратном направлении.

Чтобы опробовать этот принцип самому, надуйте игрушечный шарик и выпустите его из рук — ракетный двигатель работает почти так-же 😉

Турбореактивный двигатель

Турбореактивный двигатель работает по тому-же принципу что и ракетный, с той лишь особенностью, что необходимый для горения кислород он берет из атмосферы. По своей конструкции он наиболее эффективен на больших высотах с разряженным воздухом.

Момент схожести: топливо беспрерывно сгорает в камере сгорания как и в ракетном. Расширевшийся газ покидает камеру сгорания через сопла, образуя тягу в обратном направлении.

Отличия: На своем пути из сопла некоторое количество давления газа ипользуется, чтобы раскрутить турбину. Турбина — это серия винтов, соединенныходним валом. Между каждой парой винтов находится статор (направляющий аппарат компрессора). Этот аппарат помогает газу проходить через лопасти винтов более эффективно.

Перед двигателем турбинный вал раскручивает компрессор. Компрессор работает схоже с турбиной, только в обратную сторону. Его функцией является повышение давления воздуха, попадающего в двигатель. Турбина выталкивает воздух, а компрессор засасывает.

Турбовинтовой двигатель

Турбовинтовой двигатель схож турбореактивным, с той лишь особенностью, что газ покидающий камеру сгорания вращает в большей степени турбину, которая в свою очередь вращает винт преед двигателем. Он и создает тягу. Эффективен на малых высотах.

Турбовентиляторный двигатель

Турбовентиляторный двигатель — это что вроде компромисса между турбореактивным и турбовинтовым. Он работает как турбореактивный, но есть одна особенность: турбинный вал вращает внешний вентялятор, который имеет больше лопастей и крутится быстрее пропеллера. Это помогает данному двигателю оставаться эффективным на больших высотах, где воздух рязряжен.

Источники:
www.animatedengines.com

  • Ultimate Visual Dictionary, DK Publishing Inc., 1999
  • Building the Atkinson Cycle Engine, Vincent Gingery, David J Gingery Publishing, 1996
  • The Stirling Engine Manual, James G. Rizzo, Camden Miniature Steam Services, 1995
  • Modern Locomotive Construction, J. G. A. Meyer, 1892, reprinted by Lindsay Publications Inc., 1994
  • Five Hundred and Seven Mechanical Movements, Henry T. Brown, 1896, reprinted by The Astragal Press, 1995
  • Model Machines/Replica Steam Models, Marlyn Hadley, Model Machine Co., 1999
  • Air Board Technical Notes, RAF Air Board, 1917, reprinted by Camden Miniature Steam Services, 1997
  • Internal Fire, Lyle Cummins, Carnot Press, 1976
  • Toyota Web site Prius specifications
  • Steam and Stirling Engines you can build, book 2, various authors, Village Press, 1994
  • Knight’s New American Mechanical Dictionary, Supplement Edward H. Knight, A.M., LL. D., Houghton, Mifflin and Company, 1884
  • Thomas Newcomen, The Prehistory of the Steam Engine L. T. C. Rolt, David and Charles Limited, 1963
  • An Introduction to Low Temperature Differential Stirling Engines James R. Senft, Moriya Press, 1996
  • An Introduction to Stirling Engines James R. Senft, Moriya Press, 1993

UPD: Добавил двигатели Ванкеля и CO2, они мне показались наиболее интересными и практически полезными.
UPD2: Добавил описание целого семейства реактивных двигателей: ракетный, турбореактивный, турбовинтовой, турбовентиляторный.

Как работает двигатель?

Важно ли понимать устройство двигателя для обычного пользователя автомобиля? Это как минимум необходимо для правильной эксплуатации мотора. Например, знаете ли вы про 9-цилиндровый мотор БМВ или что такое объем двигателя? За пять минут расскажем просто обо всем важном.

Виды моторов

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой достаточно сложную конструкцию. Существуют двух- и четырехтактные двигатели. Наиболее распространены 4-тактные моторы в автомобилях и мотоциклах. Двухтактники также могут применяться в транспорте, но чаще их используют для некоторых видов водных и даже воздушных судов. Двухтактные моторы устанавливают в мотокосах, бензопилах и прочем строительном бензоинструменте.

Конструкторы успели придумать такое множество агрегатов, попадающих под определение ДВС. Мы будем рассматривать наиболее привычные варианты. Рассмотрим 4-тактный мотор. Чтобы понять порядок и принципы его работы, разберемся, из чего он состоит:

  • цилиндры, в которых располагаются поршни;
  • коленчатый вал;
  • газораспределительный механизм.

К этому добавим системы зажигания, подачи топлива и отвода отработанных газов, а также смазки и охлаждения двигателя.

Основные подходы к классификации силовых установок:

  1. По количеству цилиндров.
  2. По расположению цилиндров.
  3. По виду топлива.

1. Цилиндров чаще всего бывает от одного до шести. Более мощные автомобили могут использовать, например, 8, 12 или 16 цилиндров.

2. В рядном двигателе цилиндры на коленчатом валу располагаются один за другим в ряд. Увеличить мощность двигателя без существенного изменения размеров можно путем удвоения количества цилиндров. При этом один ряд поршней располагается относительно второго ряда под углом 90 градусов. Такой тип двигателя называется V-образным. Существует еще и оппозитный тип мотора, когда два ряда поршней располагаются под углом 180 градусов. Такие двигатели, например, применяются в автомобилях Subaru. За счет особенностей расположения цилиндров автомобиль получает более низкий центр тяжести и вибрацию при работе, а также минимальную высоту капота.

3. ДВС может работать на бензине и дизтопливе. Отличие заключается в том, что в бензиновом моторе топливо подается смешанное с воздухом и зажигается с помощью искры от свечи. У дизельного мотора топливо и воздух подаются раздельно, воспламенение происходит от высокой температуры сжатого газа. Вместо бензина в двигателе со смешанным топливом может использоваться газ, например, метан.

В одной модели автомобиля часто используется целая линейка двигателей с разными характеристиками на выбор покупателя. Например, в популярной BMW 5-й серии (Е60) может использоваться рядный 4-цилиндровый дизельный двигатель (M47), рядный 6-цилиндровый турбодизель (М57) или мощный 10-цилиндровый бензиновый V-образник (S85).

А вот 9-цилиндровый двигатель БМВ ставили на самолеты, и располагались цилиндры относительно друг друга в виде звезды.

Порядок работы двигателя

Вернемся к двух- и четырехтактным двигателям. Конструкции двухтактных моторов могут сильно различаться и быть как проще, так и намного сложнее четырехтактных собратьев. За счет меньшего количества оборотов мощность двухтактников выше, но экономичность хуже. Маленькие по размерам и мощности моторы не требуют сложной системы охлаждения, масло для смазки добавляется непосредственно с топливом в камеру сгорания.

Один такт – это движение поршня внутри цилиндра вверх или вниз. Работа 4-тактного мотора состоит из:

  • впуска;
  • сжатия;
  • рабочего хода;
  • выпуска.

У двухтактной силовой установки впуск происходит во время сжатия (первый такт), а рабочий ход совмещен с выпуском отработанных газов (второй такт).

Теперь подробнее о четырехтактном процессе.

В цилиндре находится поршень, который с помощью шатуна крепится к коленвалу. Сверху цилиндра находятся впускные и выпускные клапаны, а также свеча. Внутренний объем всех цилиндров составляет так называемый объем двигателя.

Поршень может находиться в верхней точке цилиндра (верхняя мертвая точка), нижней (нижняя мертвая точка) или перемещаться между ними.

В первом такте открывается впускной клапан и поршень опускается. Таким образом, цилиндр наполняется либо смесью топлива и воздуха, либо только воздухом (для дизельного мотора).

Во втором такте поршень идет вверх, сжимая содержимое и параллельно увеличивая его давление и температуру. В конце такта свеча зажигания создает искру, в результате чего происходит детонация топливной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном же свеча не используется, а топливо подается в последний момент такта, которое возгорается за счет высокого давления и температуры воздуха.

В третьем и основном такте работы мотора высвобождаемая от взрыва энергия двигает поршень вниз. Именно в этот момент создается сила, которая заставляет коленчатый вал вращаться, а от него вращается и маховик двигателя.

На четвертом такте поршень поднимается к верхней мертвой точке при открытом выпускном клапане. При этом удаляются отработанные газы. Далее цикл из четырех тактов повторяется.

Если в двигателе используется несколько цилиндров, движение их поршней управляется газораспределительным механизмом таким образом, чтобы цилиндры одновременно находились на разных тактах. Систем управления газораспределением существует несколько − от механических распредвалов до электронных процессоров.

Все движимые детали обязательно должны охлаждаться и смазываться. Температура в момент детонации достигает нескольких тысяч градусов. Охлаждение, как правило, производится с помощью жидкости, которая отбирает тепло у деталей двигателя. Далее жидкость сама должна охладиться и снова вернуться в мотор. Превышение допустимых температур может привести к практически моментальному разрушению силовой установки.

В легковых автомобилях количество оборотов коленвала может достигать восьми тысяч в минуту. Для минимизации механического износа система смазки должна работать идеально. Поэтому важно следить за уровнем моторного масла и работоспособностью масляного насоса. Системы смазки и охлаждения могут страдать из-за загрязнения, что ведет к сужению или перекрытию каналов движения жидкостей.

Двигатель 4-MIX® — лёгкий и мощный

Лёгкий и мощный

Получивший приз четырёхтактный двигатель STIHL работает на маслобензиновой смеси. Двигатель STIHL 4-MIX® объединяет в себе преимущества 2- и 4-тактного двигателя. Помимо огромной силы тяги и заметно более высокого крутящего момента двигатель 4-MIX® поражает также уменьшенным объёмом отработанных газов, низкими расходами на техническое обслуживание и мягким звуком.

Явные преимущества

  • Снижение объема выхлопа: Благодаря почти полному сгоранию топлива обеспечивается соблюдение жестких европейских норм токсичности выхлопных газов, ступень II.
  • Без обслуживания смазочной системы: Простое обслуживание, так как используется обычная топливная смесь.
  • Небольшой вес: Благодаря системе смазывания рабочей смесью стало возможным отказаться от таких традиционных компонентов четырехтактных двигателей, как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон.
  • Более низкий уровень шума: Приятное звучание даже при максимальной мощности.
  • Хорошее тяговое усилие и высокий крутящий момент: Хорошее ускорение обеспечивает высокую мощность.
  • Вот как это работает

    В отличие от других четырёхтактных двигателей 4-MIX® работает на привычной маслобензиновой смеси (1:50). Благодаря абсолютно новому принципу, маслобензиновая смесь распределяется по всему двигателю через обводной канал в головке цилиндров и обеспечивает полное смазывание.

  • Простой запуск
    Для обеспечения простого запуска двигателя STIHL 4-MIX® в него встроена система декомпрессии, которая при запуске увеличивает время открытия клапана. Благодаря этому значительно снижаются прилагаемые усилия для запуска агрегата
  • Чемпион по удобству обслуживания в легком весе

    Двигатель STIHL 4-MIX® с системой смазывания рабочей смесью - настоящий чемпион по удобству обслуживания в легком весе: У двигателя 4-MIX® отсутствуют все традиционные для 4-тактных двигателей компоненты, такие как масляный насос, масляный бачок и масляный поддон. Таким образом, многие дорогостоящие операции по сервисному обслуживанию, например, регулярная регулировка зазора клапанов, проверка уровня масла, замена масла и утилизация отработанного масла уходят в далекое прошлое.

Различие между двухтактными и четырехтактными двигателями для лодок

Думаете о том, какой мотор купить для своей лодки: двухтактный или четырехтактный. Чтобы на него ответить и наконец-то определиться с выбором, следует разобраться с отличиями лодочных двигателей 2х и 4х тактов. В чем, собственно, состоит отличие работы механизма на 2х и 4х тактах, какие из них могут развивать большую скорость при одинаковой мощности.

А еще давайте разберемся с качеством выбросов и с тем, на каких водоемах лучше использовать какие лодочные двигатели.

Мы рассмотрим все эти вопросы, после чего вы сами сможете определиться с отличиями и с выбором удобного для вас варианта.

Переход с двухтактных на четырехтактные моторы и насколько это оправдано

Еще несколько десятков лет тому назад гораздо более распространенными были двухтактные лодочные двигатели. В то время 4-тактные двигатели были гораздо более громоздкими и капризными, чем сегодня. Хотя и по сей день с 2-тактными моторами во время эксплуатации, как правило, возникает меньше хлопот, чем с 4-тактными.


Преимущества двухтактных лодочных моторов заключаются в том, что они, как правило, весят гораздо меньше четырехтактных. К тому же имеют относительно высокую удельную мощность (учитывая габариты).

Хотя современные лодочные 4-тактные двигатели начали совершенствоваться и по многим отличиям существенно опередили двухтактные. В частности, по легкому запуску.

Если говорить в общем, ни один профессионал, который действительно разбирается в лодочных двигателях, не сможет сказать наобум, какой, 2х или 4-тактный мотор будет лучше. Это довольно-таки индивидуальный вопрос. Все зависит от типа лодки, условий и частоты ее эксплуатации, характеристики будущего водоема. И чтобы на него ответить, следует разобраться с отличием принципа работы 2х и 4х тактных лодочных моторов.

Отличия по принципу работы двухтактных и четырехтактных лодочных моторов. Экологичность


Давайте разберемся с принципом работы. Двухтактный лодочный двигатель — это мотор внутреннего сгорания, в котором для завершения рабочего цикла необходимо два хода поршня. Четырехтактный лодочный мотор — это также двигатель внутреннего сгорания, но для завершения процесса его работы, то есть цикла, поршню нужно произвести 4 такта. Почему так?

В двухтактном лодочном моторе внутреннего сгорания, в отличие от 4х тактного, масло попадает в камеру сгорания уже с бензином (предварительно смешивается). В 4х тактном - оно попадает с коленчатого вала.

Таким образом в выхлоп, то есть в те отработанные газы, которые выпускает мотор в атмосферу, попадает определенное количество не полностью сгоревшего масла. Соответственно, “полупрогоревшее” масло загрязняет экологию водоема.

Конечно, катастрофы не случится, если лодка сделает несколько кругов по водной глади. Но все-таки, если сравнивать отличия степени экологичности и 2х тактных и 4х тактных лодочных моторов, то последнее одержат уверенную победу.

У двухтактных лодочных двигателей рабочим считается каждый второй такт, а у четырехтактных — каждый четвертый. Из этого следует, что при одинаковом объеме камеры сгорания мощнее будут именно 2х тактные моторы. И здесь мы плавно перешли к мощности, о которой более подробно поговорим в следующем разделе.


Кто одержит победу по параметрам мощности и расходу топлива: двухтактные или четырехтактные лодочные двигатели

Двухтактные лодочные двигатели действительно при одних и тех же базовых параметрах (вес и размер) отличаются мощностью от четырехтактных. Они примерно в 1.5 раза мощнее, чем четырехтактные.

Здесь может показаться, что они более экономные, ведь при одних и тех же параметрах, а значит, возможно, при одном и том же количестве топлива они выдают большую мощность? Это не совсем так.

Как правило, при выходе на глиссирование, то есть на режим скольжения судна по водной глади, лодочный мотор четырехтактный расходует топлива примерно на 20% меньше, чем двухтактный лодочный двигатель. Почему это происходит? Во-первых, двухтактные лодочные моторы часть масла теряют во время выброса его вместе с отработанными выхлопными газами. Именно поэтому “кушают” двухтактники топливо более аппетитно. Хотя по производительности двухтактные лодочные моторы получше четырехтактных.

Что в итоге? А в итоге цена покатушек на 2х тактном двигателе будет не особо отличаться от цены лодочных прогулок на четырехтактном, и вот почему. Дело в том, что 2х тактные традиционно дешевле 4х тактных лодочных двигателей (на примере лодочных подвесных двигателей Suzuki), и порой отличие цены весьма значительно.

Отличия двухтактных и четырехтактных двигателей в вопросах моторесурса, ремонта, обслуживания


Чтобы понять, какие моторы для лодок, двухтактные или четырехтактные, более устойчивы к эксплуатации и в чем отличие, нужно снова обратить внимание на специфику их работы. Если сравнивать отличие 4х и 2х тактов, то сразу можно сказать, что четыре такта менее агрессивно изнашивают детали механизма. Поэтому, что касается моторесурса, то здесь ответ однозначный. Четырехтактные подвесные моторы для лодок гораздо более износостойкие, чем двухтактные.

А вот если произойдет поломка примерно одинаковой степени тяжести у 2х тактного и 4х тактного мотора, то стоимость ремонта первого однозначно будет меньше, чем второго. Как и у любого другого механизма, стоимость ремонта мотора прямо пропорциональна стоимости самого мотора. То есть чем дороже будет движок, тем больше средств понадобится на его “лечение”.

И что касается замены запчастей, на двухтактные двигатели будет таковые найти по низкой цене гораздо легче. А все потому, что двухтактный подвесной двигатель выпускается уже порядка 80 лет, поэтому рынок вторсырья просто изобилует годными деталями от старых лодочных двигателей. А вот с четырехтактным, скорее всего, придется покупать новую деталь у производителя. Хотя, шанс найти на вторичном рынке сломавшуюся деталь и для 4х тактного лодочного мотора тоже имеется.

Ну и опять же, если покупать дорогой и качественный лодочный двигатель, например, мотор Suzuki, то здесь гораздо меньше шансов на то, что его нужно будет вообще когда-нибудь чинить.

Что касается обслуживания, 2х тактные моторы по легкости обслуживания опережают 4х тактные. Они менее прихотливы и в вопросах качества топлива, и в вопросах профилактических чисток.


Подвесные моторы 2х и 4х тактные — неоспоримые лидеры для современных малых плавсредств


И двухтактный, и четырехтактный подвесной лодочный мотор прикрепляется к транцу резиновой лодки. Внешне современные лодочные двигатели 2х и 4х тактные отличий, пожалуй, не имеют.

В целом, подвесные лодочные моторы и 2х, и 4х тактные хороши тем, что не занимают полезный объем лодки, тем самым не загромождают и без того маломерное пространство. Кроме того, неважно, двухтактный это или четырехтактный лодочный мотор, его будет легко демонтировать для ремонта или просто перед тем, как надувную лодку нужно будет спустить. Еще один несомненный плюс подвесных двигателей — это относительно низкий уровень шума. Современные лодочные двигатели, в отличие от прошлых моделей, действительно шумят гораздо меньше, но это не значит, что в лодке на бензиновом моторе можно перемещаться при идеальной тишине.

Подводим итоги: какой лучше мотор, двухтактный или четырехтактный

Конечно, четырехтактные моторы считаются более современными, экономичными и экологичными. Но одновременно с тем, цена двухтактных моторов гораздо ниже. Что ж, давайте кратко перечислим все достоинства и недостатки двухтактных и четырехтактных лодочных двигателей. Из этого сжатого списка вы сможете понять все их отличия и принять единственно правильное решение для себя решение касательно покупки.

Достоинства двухтактных моторов

  • Первым неоспоримым достоинством двухтактного лодочного мотора, в отличие от 4х тактного, является его относительно низкая стоимость.
  • Вторым неоспоримым плюсом двухтактного лодочного мотора, в отличие от четырехтактного, являются его относительно малые габариты и малый вес. При такой же мощности.
  • На 2х тактные лодочные двигатели, в отличие от 4х тактных, довольно легко найти сменные запчасти. Причем, смотря правде в глаза, можно сказать, что многие детали у них взаимозаменяемы. То есть есть большая вероятность, того, что можно безопасно установить ту или иную деталь с такого же, двухтактного мотора, но совершенно другой фирмы. Хотя ни производители, ни опытные мастера этого делать, конечно, не рекомендуют.

Недостатки двухтактных лодочных двигателей

  • 2х тактные лодочные моторы слишком шумные, по сравнению с четырехтактными. Они абсолютно не подходят для тихого перемещения по водной глади.
  • А если мы имеем дело с частыми перевозками или с теми людьми, которые рыбачат от последних льдов до первого снега? Для такого случая себестоимость работы с двухтактным мотором будет выше, чем с его 4х тактным конкурентом. Ведь прожорливость 2х тактных выше 4х тактных примерно на 20%.
  • Двухтактные моторы сильнее загрязняют окружающую среду, чем четырехтактные.
  • 2х тактный мотор работает на топливной смеси: масло + бензин. Ее нужно готовить отдельно перед тем, как запускать мотор.


Достоинства четырехтактных моторов:

  • Относительно малая шумность. Идеальный вариант для троллинга.
  • Неплохо идет на малых оборотах, не глохнет. Четырехтактный лодочный двигатель — это идеальный вариант для плавного перемещения по водной глади, без спешки и лишней суеты.
  • В отличие от 2х тактного лодочного двигателя, не требует заправки топливной смесью. Бензин в четырехтактный двигатель заправляется топливный бак, а масло заливается в картер.

Недостатки четырехтактных моторов:

  • Стоимость четырехтактного мотора одной и той же фирмы гораздо выше, чем двухтактного.
  • При одной и той же мощности, четырехтактный, в отличие от двухтактного, мотор развивает меньшую скорость.
  • Цена запчастей для четырехтактного мотора гораздо выше, чем для двухтактного. А еще считается, что первый более подвержен поломкам. Хотя, если мы говорим о проверенных магазинах именитых производителях, это вопрос спорный.

Итак, давайте подведем окончательные выводы.

Если вам двигатель нужен для того, чтобы использовать его очень часто.

Если повышенная скорость передвижения для вас не приоритетна, вы обращаете больше внимание на плавность.

А ещё, если вы предпочитаете рыбалку с помощью движущиеся приманки, то вам наверняка больше подойдут четырехтактные лодочные моторы.

Если же вы планируете купить двигатель для лодки, чтобы несколько раз за сезон выйти на отдых или на рыбалку, причем вы в настоящее время не готовы тратить большую сумму для покупки лодочного мотора, в таком случае обратите внимание на 2х тактники.

Главное, делать эту покупку только в проверенном и честном интернет-магазине. Aquamania.com.ua идеально пододет для осуществления таких покупок. Приятного отдыха!

10 вещей, которые нужно знать о кроссовых мотоциклах 2Т и 4Т

10 вещей, которые нужно знать о кроссовых мотоциклах 2Т и 4Т

1. Классификация. Двигатели в кроссовых мотоциклах классифицируются по способу осуществления рабочего цикла - четырехтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД.

2. Рабочий цикл. У четырёхтактного двигателя рабочий цикл состоит из 4-х этапов: впуск, сжатие, сгорание и расширение, и выпуск. В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи НМТ (нижней мертвой точки) поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

3. Преимущества. Начнем с преимущества двухтактных двигателей. Первое и самое главное - отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения, большая мощность на литр рабочего объема, чуть меньше ресурс, но проще и дешевле в обслуживании. Четырехтактные двигатели отличаются отсутствием вибрации, большим ресурсом, экономичностью, более чистым выхлопом и не нужно смешивать масло с бензином. Но в тоже время они дороже и сложнее в обслуживании. На жестких трассах с большим количеством поворотов преимущество будет у четырехтактного двигателя, в то время как 2Т будет более быстрым на скоростном и суглинистом треке. 

4. Максимальная мощность. Это самая большая разница между этими двумя типами двигателей. На обоих типах максимальная мощность примерно одинакова, но достигается на разном числе оборотов. Для всех начинающих и большинства средних гонщиков показатель мощности имеет мало значения, так как мало кто из них способен использовать хотя бы половину потенциала мотора. Но можно отметить, что мощность на 4Т более удобна в использовании и более ровная, а на 2Т она взрывная и мотоцикл более резкий.

5. Крутящий момент. Существует аксиома, что главное не мощность, а крутящий момент. У четырехтактного двигателя он выше. Это позволяет реже переключать передачи, не так экстремально проходить повороты и разгоняться более плавно, исключая пробуксовки.

6. Максимальные обороты. На 4Т выше. Это позволяет дольше разгоняться на одной передаче. На 2Т – узкий рабочий диапазон.

7. Вес. Двухтактный кроссовый мотоцикл легче, чем четырехтактный. Также стоит учитывать, что на 4Т присутствует торможение двигателем, в то время как на 2Т оно полностью отсутствует.

8. Управляемость. Эта вещь иногда может казаться весьма субъективной, и то, что работает для одного гонщика, не будет одинаковым для другого. Многие проблемы, связанные с управляемостью, могут быть решены с помощью хорошей настройки подвески и различных частей тюнинга. Естественно, 4-тактный мотоцикл тяжелее, но его легче контролировать на треке.

9. Ремонт. Когда дело доходит до ремонта, 2Т имеют преимущество просто потому, что 4 такта имеют больше компонентов, требующих более частого планового технического обслуживания. Стоимость восстановления 4-тактного двигателя намного дороже, чем восстановление 2-тактного.

10. 2Т или 4Т? Выбор двухтактного или четырехтактного мотоцикла – это личное предпочтение каждого. Конечно каждый скажет, что преимущество 2-тактов против 4-х очевидно: у него более быстрое ускорение, он легче, имеет более низкую стоимость обслуживания и ремонта. Но как точно заметил Роджер Де Костер, по-настоящему ехать на двухтактном мотоцикле может только очень талантливый спортсмен, так как 2Т требует от гонщика лучшей реакции, навыков и физических сил. Поэтому выбор полностью зависит от вашей квалификации.

В чем разница между двухтактным и четырехтактным мотоциклетным двигателем?

Чтобы упростить ситуацию, обычно мотоциклы с двухтактными двигателями больше не производятся, поскольку они не соответствуют экологическим законам многих стран и не имеют права ездить в городах, и спор между двумя типами двигателей ведется. больше применимо к внедорожникам, таким как мотоциклы для бездорожья.

Четырехтактный двигатель, как следует из названия, имеет поршень, который совершает четыре хода (или два оборота коленчатого вала) для завершения одного полного цикла; впуск, сжатие, мощность и ход выпуска.Это означает, что когда поршень движется вниз от верха цилиндра к низу, он снижает давление внутри цилиндра. Это пониженное давление втягивает смесь топлива и воздуха в цилиндр через впускной канал. Затем поршень снова поднимается вверх, сжимая топливно-воздушную смесь, после чего искра воспламеняет топливо и воздух. Получающееся сгорание - это то, что толкает поршень обратно вниз в так называемом «рабочем ходе». Наконец, поршень поднимается и выталкивает дымовые газы.Двухтактные двигатели работают за счет объединения большего количества функций в одном поршневом движении; во время движения поршня вверх (сжатие смеси воздух / топливо / масло) в камере сгорания под поршнем в герметично закрытый картер втягивается свежая смесь воздуха / топлива / масла. Во время движения поршня вниз (рабочий ход) смесь свежего воздуха / топлива / масла сжимается и проходит через одно или несколько промывочных отверстий в камеру сгорания, вымывая сгоревшие газы через нее за счет движения вниз открывшегося поршня, выхлопное отверстие.После этого следует новый ход сжатия. По сути, один полный цикл в двухтактном двигателе требует одного полного оборота коленчатого вала или двух тактов поршня, тогда как в четырехтактном двигателе поршень должен совершить четыре такта или два полных оборота коленчатого вала.

Так что лучше? Это полностью зависит от предпочтений гонщика. Двухтактные двигатели обычно более шумные и производят больше выхлопных газов, но также производят большую мощность по сравнению с их весом, чем четырехтактные двигатели, что делает их популярными для гонок.Четырехтактные двигатели, будучи более тяжелыми и производящими меньшую мощность на единицу веса, как правило, работают более плавно, выделяют меньше выхлопных газов и обычно служат дольше.

Поскольку для этих двух двигателей требуются совершенно разные режимы смазки, когда в двухтактном двигателе масло смешивается с топливом, а затем воспламеняется (полная потеря смазки), тогда как в четырехтактном двигателе масло используется для смазки другого двигателя. детали перетекает обратно в картер и уже не расходуется .Это означает, что два моторных масла имеют совершенно разный состав в зависимости от их предназначения. Масло для двухтактных двигателей должно хорошо смешиваться с топливом и хорошо гореть в камере сгорания двигателя, тогда как масло для четырехтактных двигателей должно защищать клапанный механизм от износа и поддерживать двигатель в максимальной чистоте. В конечном итоге, независимо от типа двигателя, качественное моторное масло может значительно продлить срок его службы.

Двухтактный двигатель - Energy Education

Рисунок 1.2-тактный двигатель внутреннего сгорания [1]

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (одного цикла) для выработки мощности. [2] Двигатель может вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выпуск и впуск газа происходят одновременно, [3] , как показано на рисунке 1. Существует клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за к изменению давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель состоит из двух процессов:

  1. Такт сжатия: Впускной канал открывается, топливовоздушная смесь поступает в камеру, и поршень перемещается вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий такт.
  2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля.Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую, в которой только 15% будет использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). [4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, позволяют использовать топливо более низкого качества и более экономичны. [2] Таким образом, более легкие двигатели обеспечивают более высокую удельную мощность (больше мощности при меньшем весе).Однако им не хватает маневренности, характерной для четырехтактных двигателей, и они требуют большей смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для судов (для перевозки большого количества грузов) [2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные двигатели идеально подходят для таких автомобилей, как легковые и грузовые автомобили.

Цикл Отто

Рисунок 2. Реальный цикл Отто для двухтактного двигателя. [5] Рисунок 3. Идеальный цикл отто для бензинового двигателя. [6]

Диаграмма давление-объем (PV-диаграмма), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто.Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для перемещения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на Рисунке 2 (реальный цикл Отто) и Рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент в любом двигателе, который использует этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, объясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Далее описывается, что происходит на каждом этапе фотоэлектрической диаграммы, когда сгорание рабочего тела - бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества, изменяет движение поршня:

Идеальный цикл - зеленая линия: Обозначенный как фаза впуска , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу . Это связано с тем, что четырехтактные двигатели начинаются с поднятого поршня, поэтому его необходимо опускать для всасывания топливно-воздушной смеси.Однако двухтактный двигатель может сразу приступить к впуску топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.

Процесс с 1 по 2: Во время этой фазы впускное отверстие открывается, и поршень вытягивается вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, попавшую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмен не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит тогда, когда свеча зажигания встречает топливо, которое должно воспламениться.

Процессы 2–3: Здесь происходит возгорание из-за воспламенения топлива свечой зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением и большим количеством тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорическим процессом.

Процессы с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы с поршнем, которая толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры.Это также известно как силовой сток , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение, приводящее в действие машину или транспортное средство.

Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1): В процессе с 4 по 1 все отходящее тепло отводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [7] Однако в двухтактном двигателе фаза выхлопа отсутствует, поэтому цикл начинается (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ «Файл: Two-Stroke Engine.gif - Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[ Доступно: 17 мая 2018 г.].
  2. 2,0 2,1 2,2 Э. Алтурки, «Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей», Международный журнал инженерных исследований и приложений, вып. 07, нет.04, с. 49-56, 2017.
  3. ↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
  4. ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, стр. 106.
  5. ↑ http://www.citethisforme.com
  6. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
  7. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Современные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press - это отпечаток Elsevier, 2014, стр.266.

Анимированные двигатели - двухтактный

Двухтактный двигатель

В двухтактном двигателе используются как картер, так и цилиндр для достижения всех элементов цикла Отто всего за два хода поршня.

Впуск

Топливо-воздушная смесь сначала всасывается в картер за счет вакуума. который создается во время движения поршня вверх. Иллюстрированный двигатель оснащен тарельчатым впускным клапаном; однако многие двигатели используют поворотная величина, встроенная в коленчатый вал.

Компрессия картера

Во время хода вниз тарельчатый клапан принудительно закрывается повышенное давление в картере. Затем топливная смесь сжимается в картер в течение оставшейся части хода.

Передача / Выпуск

Ближе к концу хода поршень открывает впускное отверстие, выход сжатой топливно-воздушной смеси из картера вокруг поршня в главный цилиндр. Это вытесняет выхлопные газы. выхлопное отверстие, обычно расположенное на противоположной стороне цилиндр.К сожалению, часть свежей топливной смеси обычно тоже исключен.

Сжатие

Затем поршень поднимается под действием импульса маховика и сжимает топливная смесь. (В то же время происходит еще один такт впуска под поршнем).

Мощность

В верхней части такта свеча зажигания воспламеняет топливную смесь. В горящее топливо расширяется, перемещая поршень вниз, чтобы завершить цикл. (При этом еще один ход сжатия картера составляет происходит под поршнем.)


Поскольку двухтактный двигатель срабатывает при каждом обороте коленчатого вала, двухтактный двигатель обычно более мощный, чем четырехтактный. эквивалентного размера. Это в сочетании с их более легкими, простыми конструкция, делает двухтактный двигатель популярным в бензопилах, линейных триммеры, подвесные моторы, снегоходы, водные мотоциклы, легкие мотоциклы и модели самолетов.

К сожалению, большинство двухтактных двигателей неэффективны и ужасны. загрязнителей из-за количества неизрасходованного топлива, которое выходит через выхлопное отверстие.

2-тактный Vs. 4-тактные двигатели: в чем разница?

Автомобильные двигатели трансформировались с годами, но остались две основные конструкции двигателей внутреннего сгорания с бензиновым двигателем: 2-тактный и 4-тактный. Хотя мы уверены, что вы хотя бы слышали эти термины раньше, знаете ли вы разницу между ними? Как они работают и что лучше? Читайте дальше, чтобы узнать ответы!

Как работают двигатели внутреннего сгорания и что вообще такое «инсульт»?

Чтобы понять, чем отличаются эти два двигателя, сначала необходимо ознакомиться с основами.

Во время цикла сгорания двигателя поршень перемещается вверх и вниз внутри цилиндра. Термины «верхняя мертвая точка» (ВМТ) и «нижняя мертвая точка» (НМТ) относятся к положению поршня в цилиндре. ВМТ - это его позиция, ближайшая к клапанам, а НМТ - это ее позиция, наиболее удаленная от них. Ход - это когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ или наоборот. Сжигание r evolution или сгорение c ycle - это полный процесс всасывания газа и воздуха в поршень, его воспламенения и вытеснения выхлопных газов:

  1. Впуск: Поршень движется вниз по цилиндру, позволяя смеси закипания и воздуха попасть в камеру сгорания
  2. Компрессия: Поршень движется обратно вверх по цилиндру; впускной клапан закрыт для сжатия газов в пределах
  3. Горение: Искра от свечи зажигания воспламеняет газ
  4. Выхлоп: Поршень поднимается вверх по цилиндру, и выпускной клапан открывается

Разница между двухтактным и четырехтактным двигателем

Разница между 2-тактным и 4-тактным двигателями заключается в том, насколько быстро происходит этот процесс цикла сгорания, в зависимости от того, сколько раз поршень перемещается вверх и вниз в течение каждого цикла.

4-тактный:

В 4-тактном двигателе поршень совершает 2-тактный ход за каждый оборот: один такт сжатия и один такт выпуска, за каждым из которых следует обратный ход. Свечи зажигания срабатывают только один раз за каждый второй оборот, а мощность вырабатывается через каждые 4 такта поршня. Эти двигатели также не требуют предварительного смешивания топлива и масла, поскольку имеют отдельный отсек для масла.

Посмотрите это короткое видео, чтобы подробнее узнать, как работает четырехтактный двигатель:

2-тактный:

В двухтактном двигателе весь цикл сгорания завершается всего одним ходом поршня: тактом сжатия, за которым следует взрыв сжатого топлива. Во время обратного хода выхлоп выпускается, и в цилиндр поступает свежая топливная смесь. Свечи зажигания срабатывают один раз за каждый оборот, а мощность вырабатывается за каждые 2 такта поршня. Двухтактные двигатели также требуют предварительного смешивания масла с топливом.

Посмотрите это короткое видео, чтобы подробнее узнать, как работает двухтактный двигатель:

За и против:

Итак, что «лучше»? Вот несколько плюсов и минусов обеих конструкций двигателей:

  • Что касается эффективности, 4-тактный двигатель, безусловно, выигрывает.Это связано с тем, что топливо расходуется раз в 4 такта.
  • Четырехтактные двигатели тяжелее; они весят на 50% больше, чем сопоставимый двухтактный двигатель.
  • Обычно 2-тактный двигатель создает больший крутящий момент при более высоких оборотах, в то время как 4-тактный двигатель создает более высокий крутящий момент при более низких оборотах.
  • 4-тактный двигатель также намного тише, 2-тактный двигатель значительно громче и издает характерный пронзительный «жужжащий» звук.
  • Поскольку 2-тактные двигатели предназначены для работы на более высоких оборотах, они также имеют тенденцию изнашиваться быстрее; 4-тактный двигатель обычно более долговечен.При этом двухтактные двигатели более мощные.
  • Двухтактные двигатели имеют гораздо более простую конструкцию, что упрощает их ремонт. У них нет клапанов, а скорее порты. В четырехтактных двигателях деталей больше, поэтому они дороже и ремонт обходится дороже.
  • Двухтактные двигатели требуют предварительного смешивания масла и топлива, а четырехтактные - нет.
  • Четырехтактные более экологически чистые; в двухтактном двигателе сгоревшее масло также выбрасывается в воздух вместе с выхлопными газами.

Двухтактные двигатели обычно используются в небольших приложениях, таких как автомобили с дистанционным управлением, инструменты для газонов, бензопилы, лодочные моторы и внедорожники. Четырехтактные двигатели используются во всем: от картингов, газонокосилок и мотоциклов, вплоть до типичного двигателя внутреннего сгорания в вашем автомобиле. Вам решать, какой движок вы предпочитаете и для чего.

В Berryman Products мы стремимся предоставлять быстрое индивидуальное обслуживание и производить продукцию, соответствующую высочайшим стандартам качества, надежности и экологической ответственности.Посетите наш веб-сайт и страницу в Facebook для получения точной информации и качественных продуктов, необходимых для решения наиболее распространенных проблем с автомобилем.

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные установки среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих ручных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

V-образный двигатель

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Британская энциклопедия, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень вытесняет отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня - впуска, сжатия, мощности и выпуска - и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности, чем в двухтактном цикле ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Как работают 2-тактные и 4-тактные двигатели

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Вы когда-нибудь задумывались, почему вам нужно добавлять масло в топливный бак вашей бензопилы? Или почему у некоторых мотоциклов для бездорожья звук выхлопа выше, чем у других?

Мы все были обременены дворовой работой или сидели за рулем автомобиля. Но это не значит, что у вас была возможность погрузиться в специфику 2-тактных и 4-тактных двигателей. На самом деле, вы могли и не подозревать о разнице, пока кто-нибудь не упомянул в разговоре о двухтактности.

Тут тоже нечего стыдиться. Дело в том, что большинство людей полагаются только на 4-тактные двигатели. И даже это меняется, поскольку электромобили, мотоциклы и садовые инструменты становятся все более заметными в повседневной жизни. Но если вы собираетесь заняться чем-либо, связанным с двигателем, вам нужно знать разницу.Не волнуйтесь, Drive в футляре!

Понимание цикла двигателя

В первую очередь, 2-тактный и 4-тактный - это термины, которые относятся к продолжительности цикла двигателя. Чтобы лучше понять, что означают эти термины, нам нужно начать с очищения вашего разума. Избавьтесь от всего, что вы знаете о поршневых двигателях, кроме того факта, что поршень постоянно перемещается вверх и вниз в камере сгорания.

Визуализируйте, как поршень движется вверх и вниз.Энергия, приводящая в движение это движение, исходит от воспламенения или сгорания смеси, в результате чего поршень с огромной силой опускается вниз. Зажигание - это основная цель, но для того, чтобы это произошло, топливо и воздух должны сначала попасть в камеру. Затем его нужно сжать, чтобы получить максимальное количество энергии от ожога. После сжатия происходит возгорание. Но прежде, чем цикл может начаться снова, выхлоп отработанной смеси должен выйти из камеры.

Термин «ход» происходит от движения поршня в течение цикла двигателя.Соответствующее число означает, сколько раз поршню необходимо пройти внутри камеры для выполнения всех функций. Проще говоря, 4-тактный гребок позволяет достичь этих целей за четыре гребка, а 2-тактный - за, как вы уже догадались, за два.

Что такое 4-тактный двигатель?

Четырехтактный цикл впервые появился еще в 1861 году, когда его разработал человек по имени Николас Отто. Вот почему вы, возможно, слышали, что он упоминается как «цикл Отто» , в редких случаях .

Этот метод выделяет один штрих для каждой из четырех функций, которые мы обсуждали ранее. Но это не единственная определяющая характеристика двигателя этого типа. В этой конструкции решающее значение имеет то, как топливо и воздух входят в камеру и выходят из нее. Вот здесь и вступают в игру распределительный вал и тарельчатые клапаны в верхней части камеры сгорания.

Давайте разберемся с четырехтактным циклом. В 4-тактном двигателе цикл начинается с такта впуска. Когда поршень движется вниз, распределительный вал перемещается в положение, при котором открывается впускной клапан.Вакуум, создаваемый движением поршня вниз, втягивает смесь воздуха и топлива через этот клапан. Как только поршень достигает дна камеры, он больше не может всасывать воздух, и впускной клапан закрывается.

После такта впуска поршень начинает двигаться вверх по камере для сжатия смеси. Как только поршень достигает верха камеры, происходит воспламенение, которое снова направляет его вниз, при этом все клапаны остаются закрытыми во время тактов сжатия и зажигания.После такта зажигания выпускной клапан открывается, позволяя поршню проталкивать отработанную смесь, пока она не достигнет верха камеры. Затем выпускной клапан закрывается, и цикл начинается снова.

Что такое двухтактный?

Довольно забавно, 2-тактные двигатели появились вскоре после 4-тактных, когда человек по имени сэр Дугальд Клерк изобрел первую успешную конструкцию в 1878 году.

Как только вы поймете основы 4-тактного цикла, встать станет намного легче. развивать скорость с двухтактными двигателями.Прежде чем мы сможем погрузиться в то, как 2-тактный двигатель завершает свой цикл, нам нужно удалить несколько деталей, на которые полагаются 4-тактные двигатели.

2-тактные двигатели не имеют ни распределительного вала, ни клапанов, как у 4-тактных. Вместо этого они оснащены системой золотниковых клапанов, в которой два постоянно открытых порта расположены рядом друг с другом в стенке цилиндра. Они известны как выпускной порт и впускной порт. Сам поршень работает как клапан, регулирующий поток в любой порт и из него.

Важно отметить, что выхлопное отверстие обычно находится выше, чем входное, потому что такая конфигурация дает больше времени для выхода выхлопа в этом цикле.

Эта компоновка позволяет выпуску, впуску и сгоранию топливных смесей происходить во время одного такта. С точки воспламенения поршень начинает двигаться вниз. Как только поршень проходит так далеко, он открывает выпускное отверстие, позволяя отработанной топливной смеси начать покидать камеру. Когда поршень продолжит движение, позиция начнет открывать впускное отверстие, так что в него начнет поступать свежая топливная смесь. Как только поршень достигает дна, он начинает двигаться обратно вверх, продолжая выталкивать оставшийся выхлоп и сжимать новую топливную смесь, пока она не закроет отверстие, и работает только для сжатия свежей топливной смеси.Зажигание снова запускает цикл.

Ключевым компонентом этого цикла является пластинчатый клапан в высокопроизводительных приложениях. Этот клапан находится во впускном отверстии и позволяет разрежению при ходе поршня вниз втягивать топливо, но не проталкивать его обратно, когда поршень создает давление при ходе поршня вверх.

Уникальной характеристикой двухтактных двигателей является то, что поступающее топливо также попадает в картер. В двухтактных двигателях используется система смазки с полными потерями, в которой топливо используется для смазки вращающегося узла.Поэтому в топливо этих двигателей необходимо добавлять специальное масло для двухтактных двигателей.

Как цикл двигателя влияет на производительность двигателя?

Цикл двигателя играет важную роль в производительности, но ни один универсально не превосходит другой.

Просто для удовольствия, давайте начнем с разговора об очевидных преимуществах двухтактного двигателя. Поскольку у него гораздо более быстрый цикл, он может производить намного больше мощности без увеличения рабочего объема. В некоторых случаях выходная мощность более чем вдвое больше, чем у 4-тактного двигателя аналогичного размера.2-тактные двигатели действительно развивают пиковую мощность при гораздо более высоких оборотах, но укороченный цикл позволяет двигателю достигать высоких оборотов за гораздо более короткий период, эффективно увеличивая реакцию дроссельной заслонки.

Это еще не все, что касается производительности. 2-тактный двигатель намного легче 4-тактного. Двухтактные двигатели не имеют клапанного механизма, что является наиболее значительным фактором снижения веса. Таким образом, 2-тактный двигатель не только мощнее, но и весит почти на 50% меньше, чем его 4-тактный эквивалент, что обеспечивает значительно лучшее соотношение мощности и веса.

Еще одним преимуществом двухтактной конструкции является то, что она может работать в любой ориентации, поскольку подача топлива не зависит от гравитационной подачи, что идеально подходит для ряда применений.

Если двухтактные двигатели способны создавать больше мощности, то почему мы не видим их чаще? На то есть две важные причины. Во-первых, они не так долговечны, как 4-тактные, и не совсем безопасны для выхлопных газов. Другой фактор заключается в том, что среднему автомобилисту их не так легко контролировать.

По сути, относительно высокая долговечность и меньшее загрязнение окружающей среды являются причиной того, почему мы склонны отдавать предпочтение 4-тактным двигателям для многоцилиндровых двигателей, которые мы используем в легковых, грузовых автомобилях и других больших уличных транспортных средствах.

Высокая выходная мощность двухтактного двигателя и возможность развивать высокую мощность без увеличения размера и веса делают его очевидным выбором для других применений. Такие области применения, как высокопроизводительные внедорожники и оборудование для газонов, которые требуют низкого отношения мощности к весу и нуждаются в двигателе, который может работать с ориентацией в пользу двухтактных двигателей.

Тем не менее, важно не исключать четырехтактность в любом из этих сегментов. Долговечность и низкий крутящий момент этих двигателей имеют свои преимущества. Во-первых, автомобили или коммунальное оборудование, в которых используются 4-тактные двигатели, легче обслуживать. Как и в случае с автомобилями, крутящий момент на низких оборотах более управляем и требует меньших навыков для безопасного управления, что делает его более приятным для гонщиков и операторов.

Это не значит, что из правил не бывает исключений. «Раньше» вы могли даже найти промышленные дизельные двигатели, использующие двухтактный цикл.

Термины двигателя, которые вы должны знать

Получите образование.

Ход

Ход происходит за счет движения поршня в камере сгорания. Любой цикл не требует пояснений. Соответствующее число означает, сколько раз поршню нужно пройти, чтобы выполнить четыре функции, необходимые для работы двигателя.

Тарельчатый клапан

Тарельчатый клапан - это клапаны, используемые в 4-тактных двигателях. По крайней мере, у этих двигателей будет два клапана на цилиндр.Впускной клапан позволяет топливу и воздуху попадать в камеру, а выпускные клапаны позволяют отработанной смеси выходить.

Распредвал

Еще один важный компонент 4-тактных двигателей. Это компонент, отвечающий за открытие клапанов в камере сгорания. Он связан с коленчатым валом и должен быть правильно рассчитан, чтобы клапаны открывались и закрывались в нужные моменты.

Порты

2-тактные двигатели полагаются на порты, которые работают с поршнем, чтобы создать систему золотниковых клапанов.Когда поршень проходит через эти отверстия, они позволяют отработавшему топливу выходить из камеры, а свежей смеси - входить.

Герконовый клапан

Герконовый клапан присутствует на впускном отверстии в высокопроизводительных 2-тактных двигателях. Эта простая система клапанов позволяет топливу поступать в камеру из-за вакуума, создаваемого поршнем, движущимся вниз, но не позволяет топливу выталкиваться при движении поршня вверх.

Часто задаваемые вопросы о 2-тактном и 4-тактном корпусе

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

Q: В чем разница между 2-тактным и 4-тактным ходом?

A: Основной разностный 4-тактный двигатель выполняет все функции двигателя за четыре такта, а двухтактный - за два.Существуют также некоторые существенные различия в используемых компонентах и ​​смазке этих двигателей.

Q: Вредны ли двухтактные двигатели для окружающей среды?

A: 2-тактные двигатели вносят значительный вклад в загрязнение окружающей среды автомобилями. Поскольку они используют порты вместо клапанов, несгоревшее топливо может покидать камеру и увеличивать выбросы. Вот почему они обычно ограничены для использования во внедорожниках и небольших двигателях.

Q: Почему 2-тактный ход быстрее?

A: 2-тактные двигатели выполняют все функции быстрее, чем 4-тактные.У них также меньше деталей, что делает их легче. Повышенная частота вращения двигателя и лучшее соотношение мощности и веса способствуют повышению производительности автомобилей, оснащенных этими двигателями.

Q: Почему в автомобилях не используются двухтактные двигатели?

A: Основная причина, по которой мы не используем двухтактные двигатели в автомобилях, связана с их выбросами. Вдобавок ко всему, они обычно не такие прочные и простые в управлении, как 4-тактные.

Q: Что произойдет, если вы поместите 2-тактный бензиновый двигатель в 4-тактный двигатель?

A: Масло добавляется к двухтактному топливу для таких применений, как внедорожные мотоциклы, потому что топливо служит также смазкой для двигателя.4-тактный двигатель может сжечь это топливо, но может вызвать проблемы. Это может повредить насос и фильтры, поэтому их не следует смешивать.

Давайте поговорим, прокомментируем ниже, чтобы поговорить с редакторами

Drive !

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Прокомментируйте ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram, вот наши профили.

Джонатон Кляйн: Twitter (@ jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

Хэнк О'Хоп: Twitter (@HankOHop), Instagram (@HankOHop)

Как работают двухтактные двигатели?

На самом деле их нет в современных автомобилях, но двухтактные двигатели все еще могут быть актуальны в ситуациях с высокой удельной мощностью

Двухтактные двигатели используются во многих небольших транспортных средствах автомобильного спектра и представляют собой глоток свежего воздуха (не буквально) по сравнению со стандартными четырехтактными силовыми агрегатами, которые сегодня доминируют в автомобилях.Они представляют собой привлекательную перспективу для транспортных средств, которым для работы требуются только простейшие инженерные решения, и поэтому они представляют собой жизнеспособный вариант для многих небольших автомобилей, которые имеют тяжелые четырехтактные двигатели и могут быть преобразованы в более компактные двигатели на базе мотоциклов.

Как они работают?

Термин «ход» относится к максимальному вертикальному перемещению поршня в цилиндре, при этом один ход представляет собой полное опускание поршня до нижней мертвой точки (НМТ), а другой - его движение полностью вверх до верхней мертвой точки. (ВМТ).Это движение вызывается вращением коленчатого вала, с которым поршни соединены шатунами. Наличие одного из этих прозрачных механо-двигателей в детстве всегда помогало понять, что именно происходит!

Прокомментируйте ниже, если у вас был один из этих плохих парней

У каждого двигателя есть цикл, который определяется как комбинация всасывания, сжатия, удара и удара, в результате чего поршни завершают такты впуска, сжатия, детонации и выпуска. Итак, в чем-то вроде Mazda MX-5 с четырьмя цилиндрами цикл двигателя определяется как четырехтактный просто потому, что для завершения цикла двигателя требуется четыре полных движения поршня.

Таким образом, двухтактный двигатель - это ориентация двигателя, которая способна выполнять полный цикл двигателя с двумя полными движениями поршня, от ВМТ до НМТ и обратно. Все просто, правда?

Не совсем

Множество двухтактных головок цилиндров

Чтобы выполнить цикл двигателя за половину числа тактов по сравнению с обычным четырехтактным двигателем, необходимо изменить ориентацию цилиндра.В обычном четырехтактном цилиндре есть впускной и выпускной клапаны, которые открываются и закрываются при вращении распределительного вала.

В двухтактной установке отверстия врезаны в сам цилиндр и открываются или закрываются за счет вертикального движения поршня. Их всего два - впускной и выпускной - вместе со свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров.

Топливно-воздушная смесь, которая используется для сгорания, проходит по всему двигателю и также попадает в картер, что герметично в четырехтактном двигателе.

Циклы

1 МБ

Ход первый: поршень находится в ВМТ, а свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, направляя поршень вниз в сторону НМТ. Когда он движется вниз, он открывает выхлопное отверстие, которое позволяет нежелательным газам, образующимся при сгорании, всасываться через выхлопную систему. Когда поршень достигает НМТ, он создает давление в воздушно-топливной смеси под ним, которая всасывалась через впускное отверстие во время второго хода предыдущего цикла.

Ход второй: сжатый воздух затем выталкивает поршень вверх, открывая при этом впускной канал, по которому воздушно-топливная смесь переносится из картера в цилиндр.Затем поршень поднимается до точки, в которой он блокирует как впускное, так и выпускное отверстия, сжимая топливно-воздушную смесь до ВМТ, где свеча зажигания готова и ждет.

При этом свежая смесь воздуха и топлива всасывается в картер, поскольку движение поршня вверх создает вакуум под ним. И тогда цикл начинается снова!

Какие плюсы и минусы?

Двухтактный SAAB Sonnet II

Двухтактные двигатели - это удивительно простые маленькие приспособления, которые требуют меньшего обслуживания по сравнению с четырехтактными.Они могут самосмазываться, используя масло, которое смешивается с топливом, и, как правило, могут охлаждаться воздухом из-за отсутствия тепла, которое они производят. Отсутствие деталей в двухтактном двигателе также означает, что они, естественно, легче по сравнению с четырехтактным двигателем с аналогичной мощностью.

Недостатками являются расход топлива и выбросы. Чтобы не отставать от легкой мощности, создаваемой четырехтактным двигателем, двухтактный должен работать намного тяжелее и, как правило, имеет более высокие обороты, которые выделяют целую тонну выхлопных газов и потребляют много топлива.

Им также не хватает эффективности четырехтактного двигателя из-за доли секунды, когда и впускное, и выпускное отверстия открыты при НМТ. Это приводит к тому, что свежий воздух и топливо проходят через цилиндр и выходят через выпускное отверстие, прежде чем поршень сможет сжать его для сгорания. Однако такая неэффективность наблюдается только в двигателях, в которых используются карбюраторы, поскольку появился прямой впрыск топлива, который решил эту проблему.

Некоторые двухтактные мотоциклы невероятно крутые, как этот маленький Suzuki.

Масляные насосы также являются довольно популярным компонентом, который выходит из строя в двухтактных двигателях, что может привести к катастрофическому отсутствию смазки.Таким образом, предварительно смешанное топливо является нормой для большинства двухтактных двигателей, а это значит, что вы можете ехать, пока в баке есть топливо!

Двухтактные двигатели действительно используются только там, где первостепенное значение имеют малый вес, простота и хорошее соотношение мощности и веса. Это делает их чрезвычайно популярными в мире велоспорта, хотя некоторые производители автомобилей воспользовались их удобным дизайном.

SAAB был большим поклонником двухтактного двигателя, поместив его в свой спортивный автомобиль Sonnet II с конца 60-х годов.Suzuki также любила простоту двигателей и ставила их в свои автомобили 50-х и 60-х годов. Renault представила концептуальный двигатель POWERFUL, который заменил его 1,5-литровый турбодизель, но планы были, к сожалению, отменены еще в 2014 году.

Маленький двухтактный проект Renault, который так и не увидел свет

У вас есть двухтактный велосипед или любой другой двухтактный автомобиль? Разместите фотографию в комментариях ниже, чтобы поделиться со всеми нами двухтактной жизнью!

А чтобы увидеть двухтактный одноцилиндровый двигатель в действии, щелкните здесь!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *