Схема работы двухтактного двигателя: Работа двухтактного двигателя: устройство и принцип действия

Содержание

Работа двухтактного двигателя: устройство и принцип действия

Ноя 6 2014

Многие из нас ездят на мотороллерах, но вот как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС), который приводит в движение Вашу двухколесную технику, знает не каждый.

А вот хорошо зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки. Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы не помешает.

Вообще-то существует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель.


В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта.

У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов.

Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60…70%.

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется 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. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном.

Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла.

Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр.

Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.


1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна.

После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси.

Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают.

Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу.

Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней).

Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается.

При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ.

Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты.

На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.

Похожие записи автомобильной тематики:

чем отличается от двухтактного, принцип работы, фазы газораспределения

На чтение 7 мин. Просмотров 2.7k.

Четырехтактный двигатель – самая распространенная модель двигателя внутреннего сгорания для автомобилей и не только. Двухтактные ДВС сегодня применяются, но сфера их использования ограничена некоторыми видами мототехники, микро- и малолитражных автомобилей, снегоходов, катеров и т. п. Широко применяется как бензиновый (обычно карбюраторный), так и дизельный тип. Часто такой двигатель бывает двухцилиндровый, его тип обычно инжекторный.

История четырехтактного двигателя

Началом истории самого популярного ДВС считаются 70-е годы 19 века, тогда первую рабочую модель такого мотора представил немецкий инженер и предприниматель Николаус Отто. Его работы были основаны на трудах предшественников, пытавшихся найти альтернативу паровой машине.

В начале 19 века французский изобретатель Филипп Лебон создал агрегат, в котором благодаря его же открытиям, горючая смесь загоралась в цилиндре двигателя, а не в топке. В середине века в Бельгии был создан двухтактный двигатель внутреннего сгорания, который затем усовершенствовал Отто. Его четырехтактный движок обладал более высоким КПД, был экономичней и не превосходил предшественника по размерам.

Отто не оценил перспектив своего изобретения, и не прислушался к своему сотруднику – Готлибу Даймлеру, который предложил создать на основе четырехтактного двигателя автомобиль. Даймлер ушел из команды Отто и через несколько лет такой автомобиль все-таки создал. Попутно добавил в него несколько своих идей. Например – вставил в цилиндры трубки накаливания.
Во второй половине 19 века был изобретен карбюратор, а конце века к нему добавили форсунку.

С тех пор кардинально четырехтактный ДВС переделывать не пришлось. Основная сфера современных изобретений – газораспределительная система, конструктивные модификации – OHV, SV или OHC (аббревиатуры означают расположение клапанов и распредвала), а также варианты системы смазки («сухой» картер).

Устройство четырехтактного ДВС

Современный двигатель по сути не отличается от прототипов, поэтому проще всего его функционирование показать на примере одноцилиндрового ДВС.

Конструктивно он состоит из:

  • Цилиндра.
  • Поршня.
  • Клапанов впуска и выпуска.
  • Свечи зажигания.
  • Коленчатого вала.
  • Шатуна.

Принцип работы


Схема работы четырехтактного двигателя; заполнить цилиндр горючей смесью (первый такт), сжать ее (второй), поджечь и расширить ее, толкнув поршень (третий), выпустить отработанный газ (четвертый).

Фазы газораспределения в четырехтактном ДВС

Фазы газораспределения – один из главных факторов эффективности мотора. Они напрямую влияют на его КПД. Основная проблема, связанная с ними, заключается в том, что при различных режимах смесь и выхлоп ведут себя по-разному.

ВАЖНО!Для холостого хода подойдут малые фазы (позднее открытие и раннее перекрытие клапанов). На высоких оборотах, наоборот, выгодно раннее время открытия клапанов, благодаря чему можно обработать больший объем газов.

В современной автомобильной промышленности эта проблема обычно решается с помощью специальной муфты, изменяющей угол распредвала при увеличении оборотов двигателя. Эта муфта называется фазовращателем, она управляется электронной системой и поворачивается гидравликой. Благодаря ей, при повышении оборотов обеспечивается раннее открытие клапанов, то есть – нужный темп наполняемости цилиндров.

Способов изменения фаз множество. Например, кулачок с измененным профилем, начинающий работать вместо основного при достижении заданного показателя высоких оборотов. Это позволяет добиться повышенной мощности.

Рабочий цикл

Последовательность тактов выглядит так:

  • Такт впуска. За счет вращения коленвала поршень из самой верхней точки идет в самую нижнюю, кулачки распредвала открывают клапан на впуск. Через него всасывается смесь.
  • Такт сжатия. Коленвал толкает поршень вверх, впускной клапан закрывается, выпускной остается закрытым. Температура и давление в цилиндре растут.
  • Такт расширения. Перед завершением сжатия, свеча зажигания воспламеняет смесь. Топливо сгорает, смесь расширяется и двигает поршень. Связанный с поршнем шатун передает вращательный момент коленвалу. При расширении газы проделывают работу, поэтому ход коленвала называется рабочим. Угол «недоворота» коленвала, который еще не довел поршень до максимальной верхней точки называется углом опережения зажигания (фазой газораспределения). Это делается, чтобы смесь успевала сгореть к моменту достижения поршнем нижней точки. Для повышения эффективности ДВС надо регулировать угол при повышении оборотов. Эти углы регулируются электронной системой автомобиля.
  • Такт выпуска. При достижении поршнем самой нижней точки, сила давления вытесняет выхлопные газы из цилиндра через открывшийся выпускной клапан. После достижения поршнем верхней точки выпускной клапан вновь закрывается, рабочий цикл повторяется.

Масло для четырехтактного двигателя

Масла делятся на два типа – для двигателей с воздушным и водяным охлаждением. Температура поршней в моторах с воздушным охлаждением гораздо выше, чем в случае с водяным, поэтому первые более требовательны к маслу.

Хотя в зимний период техника с воздушным охлаждением четырехтактного двигателя используется реже (в основном садовая и сельскохозяйственная техника, мотоциклы, моторные лодки и т.д используются летом), вопрос для ее владельцев стоит достаточно остро. Зимой актуально масло для квадроциклов, снегоходов и т.д.

Главное, и летом и зимой – это характеристики, позволяющие маслу сразу после запуска двигателя создать защитную пленку на механизмах. Это важно, даже если двигатель новый или бывший в употреблении, но в идеальном состоянии. Сравнительный анализ разных марок показывает, что масло может быть минеральным или синтетическим.

Разница между летними и зимними маслами определяется степенью вязкости и шириной диапазона температур, при которых конкретные марки масла можно применять. Число перед литерой W указывает на предел температуры, при которой масло густеет. Число после означает предельную температуру эффективного использования этого масла. Бывают всесезонные масла, например, 10w30. Аббревиатура SAE обозначает международный стандарт, по которому классифицируются моторные масла.

ВАЖНО! Зимние масла обладают самой низкой вязкостью, это SAE 0W, SAE 15W и другие. Летние более вязкие: SAE 20, SAE 30, SAE 50. Применяемое масло должно соответствовать показателям, указанным в спецификации к технике.

Высоковязкие масла, например, Sae 30 или Sae 40 ориентированы на летний период, а низковязкие (5W30 или близкие к нему) на зимний. Зимние масла летом будут ускоренно испаряться и не обеспечат смазку. Летние масла будут быстро густеть при низких температурах, осложняя работу мотора.

Понижающие редукторы для четырехтактных двигателей

Понижающий редуктор – устройство, которое должно понижать скорость с высокой с низким крутящим моментом до низкой с высоким крутящим моментом. Особенно они актуальны для сельскохозяйственной и садовой техники.

Среди самых популярных брендов, которые производят такие двигатели, обычно мощностью порядка 15лс – японская «Хонда» и китайский «Лифан» (есть модели с вариатором, автоматическим сцеплением). Также популярен американский производитель Briggs & Stratton, его двигатели используются в газонокосилках (бензотриммерах). Среди популярных двигателей с редукторами – «Чемпион» и его аналог, «Патриот Гарден».

ВАЖНО! Редукторы делятся на два типа: разборные и неразборные. Их действие одинаково. Второй вариант дешевле, но если возникнет неисправность, потребуется его замена. Разборный дороже, но в случае необходимости надо заменять только поломавшуюся запчасть. Обычно он ставится на сопоставимую по стоимости технику.

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

Характеристика Четырехтактный двигатель Двухтактный двигатель
Мощность Меньшая мощность из-за большего количества тактов. Наддув дает дополнительную мощность. При одинаковых оборотах, диаметре цилиндра и хода поршня мощность (теоретически) в 2 раза больше. На практике, из-за механических потерь – примерно в 1,5 раза.
Эксплуатационные качества Больший эксплуатационный ресурс. Процесс ремонта может протекать сложнее, должен осуществляться с использованием сложного оборудования. Простота конструкции, ремонта. Отсутствие сложных устройств: карбюратора, клапанов. Преимущество по показателю равномерности вращения коленвала. Меньший эксплуатационный ресурс из-за более высокой температурной нагрузки на поршневой механизм.
Экономичность Низкий, по сравнению с двухтактным расход топлива и масла. Более высокие затраты на ремонт. Высокие затраты мощности на продувочный насос, недостаточная очистка цилиндра от выхлопных газов. Минус – высокий расход топлива и масла, которое приходится заливать в топливо.
Вес Больше двухтактного. Меньший вес за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
Размер Больше двухтактного. Меньший размер за счет отсутствия крупногабаритных сложных деталей.
Цена Выше двухтактного. Ниже четырехтактного.
Сфера применения Двигатели средней и большой мощности, в том числе стационарные. Используются как двигатель под инверторный генератор. Популярна их установка на снегоходы «Рысь» и «Тайга», мотороллеры «Муравей». Плавсредства, сельскохозяйственная и мототехника, малолитражные автомобили.

Таким образом, четырехтактные двигатели дороже сопоставимых по объему двухтактных и сложнее в эксплуатации. В тоже время они имеют больший срок эксплуатации и более экономичны. Четырехцилиндровый 4 тактный двигатель часто ставится на автомобили и тракторы, на инвертор-генераторы.

ВАЖНО! При выборе двигателя стоит рассчитать планируемый срок его эксплуатации. Если это техника для сельскохозяйственных работ, хорошо будет сделать расчет – за какой срок вложения могут окупиться.

Индикаторная диаграмма 4 х тактного дизельного двигателя


Схема газообмена двухтактного двигателя — Энциклопедия по машиностроению XXL

В двухтактных двигателях кроме рассмотренной схемы газообмена используются также прямоточная схема газообмена с противоположно движущимися поршнями и петлевая схема газообмена. Двухтактные двигатели с прямоточной схемой газообмена с противоположны-  [c.233]

Схемы газообмена двухтактных двигателей  [c.234]

Рис. 6. Схемы газообмена двухтактных двигателей

Рис. 29. Петлевые схемы газообмена двухтактных двигателей
В процессе газообмена в двухтактных двигателях некоторая часть воздуха неизбежно проходит транзитом через цилиндр, удаляясь вместе с отработавшими газами. Схемы газообмена двухтактных двигателей могут быть разделены на петлевые и прямоточные.  [c.8]
Рис. 3. Схемы газообмена двухтактного двигателя
На рис. 5 показана схема работы двухтактного двигателя с внутренним смесеобразованием и прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена. Основными особенностями устройства двигателя этого типа являются  [c.24]

Значительно проще устройство головок цилиндров двухтактных двигателей с щелевой схемой газообмена, карбюраторных двигателей с боковым расположением клапанов в блоке цилиндров и головок двигателей с воздушным охлаждением.  

[c.83]

Первый такт двухтактного двигателя с внутренним смесеобразованием и прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена (рис. 5.11) соответствует ходу поршня от ВМТ к НМТ (рис. 5.И, я). В цилиндре только что произошло сгорание (линия сг на диаграмме) и начался процесс расширения газов — рабочий ход. Несколько раньше момента прихода поршня к впускным окнам открываются выпускные клапаны 4 в крышке цилиндра, и продукты сгорания вытекают из цилиндра в выпускной  [c.233]
Как отмечалось выше, для предварительного сжатия воздуха или горючей смеси в двухтактных двигателях используется специальный агрегат — компрессор или внутренняя полость картера (кривошипная камера). В последнем случае двигатели называются двигателями с кривошипно-камерной схемой газообмена (рис. 5.13). Кривошипная камера вместе с поршнем двигателя образует объемный компрессор.  [c.234]

Рассмотренная выше прямоточная клапанно-щелевая схема газообмена (рис. 5 и 6, б) не является единственной. В двухтактных двигателях применяются различные схемы газообмена. Основные из них приведены на рис. 6.  

[c.26]

Для предварительного сжатия горючей смеси или воздуха, как было указано выше, в двухтактных двигателях может быть использована внутренняя полость картера (кривошипная камера). Такие двигатели называются двигателями с кривошипно-камерной схемой газообмена (рис. 7). Они имеют герметически закрытый картер, который и служит продувочным насосом. При движении поршня от н. м. т.к в. м. т. объем пространства под ним увеличивается и давление падает ниже атмосферного, т. е. в кривошипной камере создается разрежение. Вследствие этого наружный воздух устремляется в картер через автоматически действующий впускной клапан. При обратном движении поршня до момента открытия впускных окон происходит сжатие свежего заряда в кривошипной камере. После открытия впускных окон сжатый свежий заряд вытесняется из камеры в цилиндр.  

[c.26]

Преимущество двухтактных двигателей с кривошипно-камерной схемой газообмена — простота устройства. Однако при данном способе газообмена очистка цилиндра и наполнение его свежим зарядом по сравнению с другими способами происходят значительно хуже, в результате чего уменьшается мощность и ухудшается экономичность двигателя.  [c.26]

От давления тазов р на поршень со стороны камеры сгорания (эта сила определяется по индикаторной диаграмме) и от давления газов р»г со стороны картера (это давление обычно равно атмосферному ро). В двигателях двойного действия давление р»т определяется по индикаторной диаграмме для подпоршневой полости. В двухтактных двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена, а также в двухтактных судовых малооборотных двигателях, в которых подпоршневое пространство используется как продувочный насос, давление р»г будет переменным по времени. Результирующая удельная сила газов, или давление на поршень определяется разностью рг=р г—р»г-  
[c.68]

В двигателях с внешним смесеобразованием и относительно невысокой степенью сжатия наиболее распространен поршень с плоским днищем (см. рис. 144). В двухтактных двигателях с щелевой схемой газообмена днищу придают форму, которая способствует созданию нужного направления движения продувочного воздуха. В двигателях с внутренним смесеобразованием форма днища должна соответствовать форме и расположению струй топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания.  [c.85]

Для изготовления компрессионных колец применяется серый чугун с повышенным содержанием фосфора и с присадками хрома, никеля или молибдена, придающими материалу кольца необходимую прочность, вязкость и хорошие антифрикционные свойства. Для лучшей приработки кольца и повышения его износостойкости на него наносят различные покрытия из олова или свинца, применяют пористое хромирование и т. п. Кольца чаще всего изготовляют прямоугольного сечения с различным отношением высоты кольца к радиальной толщине. Разрез кольца или так называемый замок может быть прямым, косым или ступенчатым. При надевании колец на поршень замки у отдельных колец смещают один относительно другого на 120—90 . В двухтактных двигателях с щелевой схемой газообмена во избежание поломки колец их положение на поршне обычно фиксируют стопорными штифтами.  

[c.88]


Клапанное газораспределение имеет наибольшее распространение благодаря- сравнительно простому устройству и надежной работе. Клапаны. применяются в качестве впускных и выпускных органов в четырехтактных двигателях всех типов и в качестве выпускных органов в двухтактных двигателях при клапанно-щелевой схеме газообмена. Клапаны располагаются или сверху, или сбоку цилиндра и приводятся в действие от коленчатого вала через распределительный вал (рис. 48,. а—г) двигателя.  [c.99]

В двухтактных двигателях с щелевой схемой газообмена (бесклапанная система газораспределения) органами золотникового газораспределения служат поршень и окна во втулках цилиндра (рис. 49, айв) в двухтактных двигателях с прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена газораспределение осуществляется поршнем и клапанами (рис. 49, б). В некоторых конструкциях двухтактных двигателей с комбинированным газораспределением в качестве выпускного органа используется специальный золотник в виде поршня, связанного приводом с коленчатым валом.  [c.100]

Система пуска каскадная двигатель пускается двухтактным карбюраторным двигателем с кривошипно-камерной схемой газообмена мощностью 10 кВт, а последний — электростартером. На случай разрядки аккумуляторных батарей предусмотрена возможность пуска двигателя от руки система зажигания пускового двигателя работает от магнето. Во время работы пускового двигателя соединенный с его валом специальный — предпусковой масляный насос подает масло в систему Смазки дизеля. Это мероприятие, редко применяемое на двигателях подобного типа, уменьшает износ подшипников коленчатого вала и исключает возможность их задира при пуске в сильные морозы.  [c.236]

Мотоциклетный двухтактный двухцилиндровый двигатель ИЖ-10 с петлевой кривошипно-камерной схемой газообмена и воздушным ох лаждением имеет рядное расположение цилиндров (рис. 161),  [c.258]

Лодочный подвесной двухтактный двигатель ОКА-16 с кривощипно-камерной схемой газообмена и водяным охлаждением имеет два цилиндра, расположенных горизонтально в ряд.  [c.261]

Рассмотренная выше клапанно-щелевая прямоточная схема газообмена (рис. 6 и 7,в) не является единственной. В двухтактных двигателях применяют различные схемы органов газообмена. Некоторые из них приведены на рис. 7.  [c.28]

Мощность подвесных лодочных двигателей колеблется в широких пределах 1 —100 л. с., однако мощность выпускаемых в СССР двигате.лей не превышает обычно 20 л. с. Наиболее часто применяются двухтактные двигатели с кривошипно-камерной схемой газообмена, имеющие один-два цилиндра.  [c.193]

В том случае, если в двухтактных двигателях с петлевой схемой газообмена применяются поршневые компрессоры или турбокомпрессоры с газовой связью, кулачки топливных насосов с симметричным профилем и нет золотников на выпуске, реверсировать нужно только воздухораспределители. Поэтому реверсирование таких двигателей не требует больших усилий и может осуществляться вручную.  [c.268]

В двухтактных двигателях используют различные схемы газообмена. На рис. 25, а изображена схема поперечной петлевой продувки с параллельным расположением впускных и выпускных окон,  [c.64]

Рпс. 25. Схемы газообмена, применяемые в двухтактных двигателях  [c.65]

Величина коэффициента Р зависит от схемы газообмена двухтактного двигателя, давления а также от качества продувки камеры сгорания в четырехтактном двигателе. Для высоких значений Ру. (2 кПсм и выше) коэффициент Р без большой погрешности может быть принят равньгм единице. Поэтому для двигателей с высоким наддувом  [c.252]

На рис. 6 показана схема работы двухтактного двигателя с внутренним смесеобразованием и прямоточной клананно-щеле-вой схемой газообмена. К основным особенностям устройства двигателя относятся  [c.26]

Процессы газообмена двухтактного двигателя осуществляются во время части ходов сжатия и расширения (рис. И, б). В большинстве современных двухтактных двигателей впускные окна открываются верхней кромкой днища поршня, а в двигателях с петлевой схемой газообмена поршень открывает и выпускные окна. Поэтому в двигателях с петлевой схемой газообмена фазы открытия впускных и выпускных окон симметричны относительно н. м. т., т. е. углы 1 = 2 и 3 — а4. В двигателях с прямоточной схемой газообмена и противоположно движущимися поршнями выпускные окна открываются и закрываются поршнями, а в двигателях с клапанно-щелевой схемой газообмена выпуск осуществляется через клапаны, открываемые механизмом газораспределения. Сдвигом фаз открытия выпускных органов относительно н. м. т. достигается несимметричность фаз газораспределения. Обычно выпускные и впускные органы закрываются почти одновременно. В некоторых двигателях несколько раньше закрываются выпускные органы, в некоторых — впускные. В любом случае угол 1 > аа- При несимметричных фазах газораспределения цовышается качество наполнения цилиндра, и они применяются во всех двигателях с прямоточными схемами газообмена.  [c.52]

Для четырехтактных ДВС можно принимать следующие значения у карбюраторные и газовые 0,06 — 0,12 дизели 0 — 0,06. В двухтактных. шигателях в зависимости от схемы газообмена значение у изменяется от 0,05 в двигателях с противоположно движущимися порщнями до 0,45 в двигателях с кривошипно-камерной схемой газообмена.  [c.240]

В карбюраторных двухтактных двигателях с криво-шипно-камерной схемой газообмена масло добавляется в топливо в пропррции 1 20—1 50 при заполнении картера топливовоздушной карбюрированной смесью масляный туман осаждается на трущихся поверхностях и смазывает их.  [c.167]

Комбинированные двухтактные двигатели 6ДН 9,8/11,4 (ОМС 6У53Т) с неразделенной камерой сгорания и прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена имеют шесть У-образно расположенных цилиндров. Эти двигатели устанавливаются на автомобилях и других транспортных средствах.  [c.223]


Датская фирма Бурмейстер и Вайн выпускает ряд комбинированных малооборотных двухтактных крейцкопфных реверсивных двигателей с прямоточной клапанно-щелевой схемой газообмена типа КОР с диаметрами цилиндров 460 550 670 800 900 и 980 мм, цилиндровой мощностью 600—3000 кВт при частоте вращения коленчатого вала 220—110 об/мин, числом цилиндров 5—12 при среднем эффективном давлении до 1,23 МПа, удельном эффективном расходе топлива около 210 г/(кВт-ч), давлении сгорания 8,6 МПа. Десятицилиндровый двигатель этой серии К900Р имеет длину 20,2 м, ширину 4,4 м, высоту 9,43 м, удельную массу 42,7 кг/кВт. Начиная с этой серии, в двигателях применяется гидравлический привод выпускного клапана. В двигателях предыдущих серий распределительный  [c.255]

В газомотокомпрессоре МК-8/(25—43) —56 (рис. 169) используется газовый комбинированный двухтактный двигатель с внутренним смесеобразованием, петлевой схемой газообмена и искровым зажиганием,-  [c.271]

Рпс, Г , ( .хема работы двухтактного двигателя с прямоточной клапанно-щелево схемой газообмена п индикаторные диаграммы  [c.27]

Преимущество двухтактных двигателей с кривошиино-камер-ной схемой продувки —простота устройства. Однако при данном способе газообмена по сравнению с другими способами очистка цилиндра и наполнение его свежим зарядом значительно хуже,  [c.29]

Дизели 0160 представляют собой двухтактные рядные двигатели с петлевой схемой газообмена и водяным охлаждением. Камера сгорания — неразделенного типа, Диа.метр цилиндра О = 160 мм, ход поршня = 190 мм, гео.иетрическая степень сжатия е = 25,8. Порядок работы трехцилиндровых двигателей  [c.311]

Все двигатели со свободно движугцимися поршнями работают по двухтактному циклу с прямоточной схемой газообмена. Открытие впускных ОКОЙ и закрытие выпускных окон осуществляется двумя противоположно движущимися поршнями.  [c.363]

В автомобильных и мотоциклетных двухтактных двигателях величина «фп, называемая долей объема, потерянного на осуществление процесса газообмена, зависит от схемы продувки. Для к.лапанно-щелевой прямоточной продувки фп = 0,12 -г- 0,14, при щелевой продувке 1 ц = 0,25.  [c.66]


Принцип работы двигателя внутреннего сгорания двухтактного типа

Двигатель внутреннего сгорания (сокращенно — ДВС) был изобретен еще в середине 19 века. С тех пор очень многое поменялось. В настоящее время он используется абсолютно во всех серийных автомобилях. Этот механизм был усовершенствован не один раз, но принцип работы двигателя внутреннего сгорания как таковой остался прежним.

Существуют четырехтактные и двухтактные двигатели. В последних все циклы (непосредственно впрыск топлива, выталкивание отработанных газов и продувка) происходят в два такта за один рабочий оборот коленчатого вала. В строении подобных механизмов отсутствуют дополнительные клапаны. С их функцией справляется непосредственно поршень, так как во время движения он поочередно закрывает собой впускные, выпускные и продувные отверстия. Поэтому принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания достаточно прост.

В теории мощность двухтактного изделия в два раза больше, нежели у четырехтактного (за счет увеличенного количества рабочих ходов). Однако на практике это не совсем так. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что из-за неполного хода поршня, менее интенсивного высвобождения остаточного отработанного газа и некоторых иных факторов на выходе наблюдается увеличение мощности не более, чем на 60 – 70 процентов.

Работа двигателя осуществляется в два такта. Во время первого такта поршень стремительно перемещается от нижней к верхней позиции. По ходу своего движения он перекрывает выпускные и продувные окна. В этот момент происходит сильное сжатие поступившей ранее топливной жидкости. После этого наступает второй такт. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания состоит в том, что сжатое топливо воспламеняется от свечи. Под действием силы расширения газов поршень смещается в сторону нижней «мертвой» позиции. В этом случае совершается полезная работа. Как только поршень спускается настолько, чтобы открыть выпускное отверстие, отработанные газы отправляются в атмосферу. Давление в цилиндре стремительно снижается, а поршень по инерции по-прежнему опускается вниз. В нижней позиции открывается продувочное отверстие и поступает новая порция свежей горючей смеси из так называемой кривошипной камеры, в которой она находится под давлением.

Двухтактный силовой агрегат – это достаточно удобный механизм. Однако, учитывая принцип работы двигателя внутреннего сгорания, у него есть свои преимущества. В сравнении с четырехтактным он является менее громоздким, гораздо проще в изготовлении, не требует объемных систем смазки и распределения газов. Это все значительно уменьшает стоимость образца и затраты на его обслуживание.

Данный тип двигателя имеет и достаточно весомые недостатки, которые делают его не самым эффективным агрегатом. Подобного рода приспособления достаточно шумные и работают намного громче, чем четырехтактные аналоги. Четырехтактные же изделия работают с меньшей вибрацией, так как принцип действия двигателя внутреннего сгорания двухтактного типа заставляет создавать большее количество колебательных движений. Расход топлива в пересчете на одну лошадиную силу составляет 300 граммов. Для сравнения — четырехтактным моделям необходимо всего лишь 200 граммов горючего.

Двухтактный двигатель внутреннего. Двухтактный двигатель — принцип работы и его устройство. Преимущества двухтактных двигателей

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) широко используются в разных сферах человеческой жизни. Однако не все они работают одинаково. Между ними есть одно принципиальное отличие. В зависимости от конструкции рабочий цикл двигателя может состоять из двух или четырёх тактов. Поэтому и называется он соответственно двухтактным двигателем или четырехтактным. Это справедливо как для бензинового мотора, так и для дизеля.

Основные термины и определения

Принцип работы всех поршневых двигателей заключается в превращении энергии сгорания топлива в механическую энергию. Передаточным звеном является кривошипно-шатунный механизм. Для описания их работы используются следующие понятия:

  • Рабочий цикл — это определённая последовательность взаимосвязанных событий, вследствие которых происходит преобразование энергии теплового расширения сгорающего топлива в механическую энергию перемещения поршня и поворота коленчатого вала.
  • Такт — последовательность изменения состояния узлов и механизмов, происходящая в течение одного хода поршня.
  • Ход поршня — это расстояние, которое проходит поршень внутри цилиндра между его крайними точками.
  • Верхняя мёртвая точка (ВМТ) — это наивысшее положение поршня в цилиндре, при этом объем камера сгорания имеет минимальный объем.
  • Нижняя мёртвая точка (НМТ) — максимально удалённое от ВМТ положение поршня.
  • Впуск — заполнение цилиндра топливовоздушной смесью.
  • Сжатие — уменьшение объёма смеси и сжатие её под давлением поршня.
  • Рабочий ход — перемещение поршня под давлением газов сгорающего топлива.
  • Выпуск — выталкивание из цилиндра продуктов горения топлива.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Четырехтактным называется такой поршневой двигатель, в котором один рабочий цикл состоит из четырёх тактов. Они имеют следующие названия:

  • впуск;
  • сжатие;
  • рабочий ход;
  • выпуск.

За один цикл поршень два раза двигается от ВМТ к НМТ и обратно, а коленчатый вал проворачивается на два полных оборота. События, которые происходят за это время в двигателе, имеют чётко определённую последовательность.

Впуск. Поршень перемещается вниз, к НМТ. Под ним образуется разрежение, благодаря которому через открытую тарелку впускного клапана из впускного коллектора в цилиндр затягивается топливо, смешанное с воздухом. Поршень проходит нижнюю мёртвую точку, после чего впускной клапан закрывает впускной коллектор.

Такт сжатия. Продолжающий двигаться вверх поршень сжимает воздушную смесь.

В верхней мёртвой точке над поршнем происходит поджог горючей смеси. Сгорая, оно вызывает значительное увеличение давления на поршень. Начинается такт рабочего хода. Под действием давления сгорающих газов поршень снова движется к НМТ, выполняя при этом полезную работу.

После прохождения поршнем НМТ открывается тарелка выпускной клапан. Поршень, двигаясь к ВМТ, выталкивает выхлопные газы в выпускной коллектор. Это такт выпуска.

Затем снова начинается такт впуска и так бесконечно.

Рабочий цикл из двух тактов

Одноцилиндровый двухтактный двигатель работает по-другому. Здесь все четыре действия происходят за один полный оборот коленвала. При этом поршень делает только два такта (расширения и сжатия), двигаясь от ВМТ к НМТ и обратно. А впуск и выпуск являются частью этих двух тактов. Подробней принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания можно описать следующим образом.

Газы от сгорания топливной смеси толкают поршень вниз от ВМТ. Примерно на середине хода поршня в гильзе цилиндра открывается выпускное отверстие, через которое часть газов выбрасывается в патрубок глушителя. Продолжая двигаться вниз, поршень создаёт давление, благодаря которому в цилиндр поступает новая порция топлива, одновременно продувая его от остатков сгоревших газов. Подходя к ВМТ, поршень сжимает смесь и система зажигания воспламеняет её. Снова начинается такт расширения.

В авиамоделестроении широко используется двухтактный дизельный двигатель, его принцип работы тот же, что и у бензинового. Разница в том, что смесь топлива с воздухом самостоятельно воспламеняется в конце цикла сжатия. Горючим для таких моторов служит смесь эфира с авиационным керосином. Воспламенение этого горючего происходит при гораздо меньшей степени сжатия, чем у двигателей на традиционном дизельном топливе.

Конструктивные особенности и различия

Двухтактный двигатель отличается от четырехтактного не только тем, за сколько тактов работы происходит газообмен.

Четырехтактный требует наличия системы газораспределения (впускные и выпускные клапаны, распределительный вал с кулачковым механизмом и т. д.). В двухтактном такой системы нет, благодаря этому он гораздо проще.

Двигатель с четырьмя тактами работы требует полноценной системы смазки из-за большого количества движущихся и трущихся частей. Для смазки двигателя с двумя тактами работы можно использовать масло просто разводя его вместе с топливом.

Эксплуатационные показатели в сравнении

Сопоставляя двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель, разницу между ними можно заметить не только в устройстве, но и в эксплуатационных характеристиках. Сравнивать их можно по следующим показателям:

  • литровая мощность;
  • удельная мощность;
  • экономичность;
  • экологичность;
  • шумность;
  • ресурс работы;
  • простота обслуживания;
  • цена.

Литровой называется мощность, снимаемая с литра объёма цилиндра. Теоретически она должна быть в два раза больше у двухтактного. Однако на деле этот показатель составляет 1,5−1,8. Сказывается неполное использование рабочего хода газов, затраты энергии на продувку, неполное сгорание и потери топлива.

Удельная мощность представляет собой величину отношения мощности мотора к его весу. Она также выше у двухтактных. Для них нужен менее тяжёлый маховик и не нужны дополнительные системы (газораспределения и смазки), утяжеляющие конструкцию. КПД у них также выше.

Экономичность (расход топлива на единицу мощности) выше у четырехтактных. Двигатели с двумя тактами часть топлива теряют впустую при продувке цилиндра.

Экологичность двухтактных ниже, опять-таки из-за потери несгоревшего топлива и масла. Убедиться в этом можно на примере двухтактного лодочного мотора. Он всегда оставляет на воде тонкую плёнку из несгоревшего топлива.

Шумность выше у двухтактных. Это связано с тем, что выхлопные газы из цилиндра вырываются с большой скоростью.

Ресурс работы выше у четырехтактных. Отдельная система смазки и меньшая оборотистость двигателя положительно сказываются на сроке его службы.

Проще обслуживать, безусловно, двухтактные моторы из-за меньшего количества вспомогательных систем. Масса больше у четырехтактных. Двухтактные дешевле.

В некоторых механизмах применение двухтактных двигателей является однозначным. Это, например, бензопилы. Высокая удельная мощность, маленький вес и простота делают его здесь безусловным фаворитом.

Двухтактные двигатели используются также в мототехнике, лодочных моторах, газонокосилках, скутерах, авиамоделировании. В большинстве самодельных машин и механизмов умельцы также используют двухтактный мотор.

Однотактные и трехтактные силовые агрегаты

Существуют также одно- и трехтактные двигатели. Однотактные двигатели делают с внешней камерой сгорания. Такая схема реализует все четыре такта за один ход поршня. Трехтактный двигатель Ванкеля является роторно-поршневым. Из-за сложности конструкции и чрезвычайной требовательности к качеству обработки поверхностей такие моторы не получили широкого распространения.

Спектр применения распространяется на моторизованные агрегаты, бензопилы, небольшие моторные лодки, мотоциклы. Двухтактный двигатель обладает небольшими габаритами, большой мощностью и малым коэффициентом полезного действия. Для данного типа агрегатов топливная экономичность принципиально не имеет значения. Ныне таковые используются как пусковые моторы для приведения во вращение крупных дизельных ДВС, например, тракторов.

Устройство

Двухтактный двигатель отличается простотой конструкции, отсутствием газораспределительного механизма, малыми габаритами. Конструктивно схема представляет собой блок цилиндра, внутри которого на подшипниках размещен коленчатый вал. На шейку вала ложится головка шатуна с вкладышами и фиксируется корончатыми гайками. Верхняя же головка шатуна соединяется с поршнем посредством металлической полой втулки (пальца). Поршень с расположенными на нем компрессионными кольцами исключает проникновение сгоревших газов в камеру сгорания.

За счет перемещения поршня вверх-вниз происходит вращение вала. Далее вращение передается к главной передаче того или иного агрегата.

Двухтактный двигатель охлаждается через наружные ребра блока.

Охлаждение происходит и за счет топлива, содержащего определенное количество масла. То есть смазка сочленений поршень–цилиндр и коленвал – шатун осуществляется смесью, которая заранее разбавлена специальным маслом. Оно, сгорая с топливом не должно оставлять выхлопных отложений под поршнем.

Принцип работы

Процесс зиждется на рабочем цикле, который происходит за оборот коленчатого вала. Принцип работы двухтактного двигателя заключается в том, что при перемещении вверх, поршень сжимает имеющуюся под поршнем смесь, попавшую туда через впускное окно. Искра от свечи зажигания как бы взрывает горючее, резко повышая температуру и давление газов. В результате такого теплового давления поршень принудительно перемещается вниз. При этом открываются выпускное и чуть позже переходное окно, впрыскивая свежую порцию топлива. Кстати, горючее в двухтактный двигатель обязательно дополняют маслом, составляя смесь бензина и масла определенной пропорции. Делается это для смазки поршня, стенки цилиндра и кривошипно–шатуного узла. Топливная смесь попадает в картер через окно, которое открывается за счет вакуума, создаваемого движением поршня от НМТ к ВМТ. Одновременно поршень открывает отверстие, выбрасывая отработанные выхлопные газы. В определенный период посредством поршня открывается продувочное окно для заполнения цилиндра свежей порцией топливной смеси.

Повышение мощности

Чтобы повысить мощность двигателя нужно:

  • Повысить площадь выпускного отверстия с условием продолжительного пребывания его в открытом положении, чтобы выпустить максимальное количество газов.
  • Повысить эффективность продувки. Это нужно для того, чтобы через впускные отверстия горючее успевало впрыскиваться в камеру сгорания. Иначе в картере будет наблюдаться скопление топливной смеси. Во избежание оного, рекомендуется выпускные окна увеличить, что приведет к качественной наполняемости цилиндра.
  • Использовать на карбюраторе вихревой (нулевой) диффузор, который за меньший период времени подаст больше смеси.
  • Установить на глушителе, так называемый резонатор, соответствующий оборотам мотора. Этот узел способствует возврату доли смеси назад в цилиндр. Подобные нюансы возникают, когда двухтактный двигатель выбрасывает часть горючего из камеры через выпускное отверстие (окно).

Для полного заполнения подпоршневого объема следует просмотреть и состояние каналов впускных, выпускных на предмет уменьшения всевозможных заусенец, рисок, шероховатостей. Эти изъяны литья способствуют торможению потока, уменьшению наполнения камеры, снижению мощности.

Эффективным увеличением мощности двигателя считается фрезерование с последующим тонким шлифованием головки блока. Трудоемкость процедуры сводится к измерению объема литража, подбору октанового числа топлива.

Ради повышения мощности мотора можно было бы уменьшить вес вращающихся деталей, например, маховика, коленвала, срезав элементы противовеса. Но горький опыт подсказывает не идти на авось, поскольку самодеятельность приведет к биению маховика, его вибрации, особенно во время низких оборотов мотора. Но если очень хочется, можно снять тонкую стружку с последующей обязательной балансировкой махового колеса. Что касается коленчатого вала, то есть риск потерять центр тяжести вала со всеми вытекающими последствиями.

Тяговые возможности

Итак, двухтактные двигатели и их тяговые возможности соотносятся с открытием заслонки дросселя. То есть с ускорением оборотов возрастает его тяговая способность, что существенно действует на разгон. Значит, чтобы нарастить разгон нужно увеличить рабочий объем цилиндра. Конечно, тяга может привести к максимальной скорости. Работая на низких скоростях, хорошая тяга обеспечивает приемистость, быстрый разгон с легким преодолением дорожных препятствий, поворотов. Все это относится к повышению тяги на низких оборотах. Одним из предпосылок увеличения тяги следует отнести установку специальных клапанов и увеличение продолжительности пребывания их в открытом состоянии.

Проблема с продувкой камеры сгорания

Однако известно, что повышенные обороты свидетельствуют о большей мощности. В двухтактных моторах из-за больших скоростей вращения, камера сгорания не может качественно и быстро продуваться, поскольку окна остаются открытыми непродолжительное время.

Использование камерной продувки предусматривает впрыскивание топлива в цилиндр из картера. Топливо всасывается и находится в картере при перемещении поршня вверх. При движении же вниз вырабатываемое избыточное давление производит продувку камеры сгорания. Такая схема целесообразна с точки зрения малого количества используемых деталей, например, отсутствие: газораспределительного вала, клапанов, продувочного насоса, узлов смазки.

Другая особенность продувки камеры связана с режимом холостого хода мотора, при котором имеет место небольшой угол открытой заслонки. Эта ситуация не обеспечивает полную очистку от выхлопных газов за оборот вала. Поэтому на холостом ходу двигатель демонстрирует неустойчивую работу. Дело в том, что вспышка смеси приводит к дополнительным холостым оборотам. Но смесь под цилиндром от искры не воспламеняется из-за бедности топлива.

В двигателях с одним поршнем нашло широкое применение контурная продувка (щелевая). Схема предусматривает газораспределение через щели в стенке внизу цилиндра. То есть впускные и продувочные отверстия при такте сжатия и рабочего хода поршня должны находиться в закрытом положении. Контурная продувка камеры сгорания (подпоршневое пространство) представляет собой своеобразный продувочный насос. Этот фактор приводит к сокращению узлов двигателя, создавая предпосылки использования их на газонокосилках, мотоблоках, лодках, прочих легких мобильных устройствах.

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели — выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя. Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие . Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход . После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство — в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны — ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

В наши дни мало кого можно удивить таким устройством, как двигатель внутреннего сгорания. Однако, еще в 19 веке люди и подумать не могли, что оно будет существовать. Именно тогда в эпоху научно-технического прогресса и появилась необходимость в создании механизма, который будет приводить в движение различные части того или иного узла или агрегата.

Тактный двигатель появился именно тогда. Это было революционное достижение человеческой мысли. Его работа основывалась, да и основывается на основных физических законах. Причем, стоит отметить, что они достаточно тривиальны. Об этом стоит поговорить чуть позже. Двухтактный двигатель стал основой работы различной техники. Вся суть этого устройства говорит нам о том, что работа в нем осуществляется в 2 такта. Если сравнивать его с собратом, который представляет собой 4 тактный двигатель внутреннего сгорания, то он имеет почти в 2 раза больше мощности. Это связано с его принципом работы.

Немного о том, как он работает

Принцип работы двухтактного двигателя достаточно прост. Весь рабочий цикл в таких устройствах состоит всего из 2 тактов, а именно из сжатия и расширения. 4 тактный агрегат отличается от данной модели тем, что в нем впуск выпуск смеси осуществляется в виде отдельного рабочего процесса. Здесь же, эти два действия совмещены со сжатием и расширением.
Сам принцип работы заключается в следующем:

  1. Сначала происходит движение поршня, направленного от нижней, так называемой мертвой точки, в верхнюю. Этот процесс совмещен еще с одним, который заставляет через продувочное окно доставлять в камеру горючее с воздухом. Так же в это самое время приоткрывается выпускное окно. Через него выходят все отработанные газы. Именно так начинается процесс сжатия.
  2. Одновременно со стартом процесса сжатия начинает образовываться разреженное воздушное пространство в кривошипной камере. Это способствует тому, что сюда из карбюратора начинает поступать свежая порция горючего. Когда поршень достигает верхней мертвой точки, смесь начинает воспламеняться от свечей зажигания, соответственно, выполняется полезная работа, которая толкает его вниз.
  3. В это время в кривошипной камере начинает создаваться избыточное давление. Оно действует на горючее, которое начинает сжиматься. Когда верхняя точка поршня достигает выпускного окна, то оно открывается, и выпускает все отработанные газы. Отсюда они попадают напрямую в глушитель. Двигаясь дальше, поршень постепенно открывает продувочное окно. То горючее, которое находилось до этого времени в кривошипной камере, постепенно подается внутрь цилиндра. Когда рабочий орган опускается до нижней мертвой точки, то можно говорить о том, что работа 2 такта завершена, а это означает, что все начинается с самого начала. По сути, двухтактный двигатель по принципу работы сильно отличается от того, что нам предлагает 4 тактный.

Особенности

Весь цикл работы двухтактного двигателя происходит за один оборот коленвала. Это позволяет на выходе получать приблизительно в 1,4-1,8 раз большую мощность, с того же рабочего объема, имея те же самые обороты двигателя. Разумеется, коэффициент полезного действия у таких агрегатов значительно ниже, чем у тех же 4 тактных моделей. Это используется при создании тяжелых и низкооборотных двигателей судов. Здесь они напрямую соединяются с гребным валом. Нашли свое применение такие модели и в мотоциклах.

Это так же приводит к тому, что модели, работающие в 2 такта, очень сильно греются. Здесь выделятся большая тепловая энергия. В некоторых случаях приходится подключать к ним дополнительное охлаждение, чтобы агрегат всегда находился в работоспособном состоянии. Однако, можно выделить и плюс подобной технологии. Ввиду того, что работа поршня ограничивается 2 тактами, он совершает гораздо меньше движений за единицу времени, поэтому потери на трение минимальны. Это напрямую отражается на износе основных рабочих деталях двухтактного двигателя.

Еще одной актуальной проблемой для данной модели является тот факт, что постоянно нужно искать компромисс между потерями свежего заряда и качеством продувки. Да, принцип работы заставляет ведущих инженеров и техников трудится над созданием универсальной системы, которая бы сводила к минимуму потери. 4 тактный двигатель вытесняет отработанные газы в тот момент, когда его поршень находится в верхней мертвой точке. Здесь ситуация коренным образом меняется. Вся отработка вылетает в трубу в тот момент, когда цилиндр практически полностью свободен, то есть этот процесс захватывает его объем полностью. Качество обдува играет в этом очень важную роль.

Именно поэтому не всегда удается разделить свежую рабочую смесь от выхлопных газов. В любом случае они будут смешиваться. Особенно отчетливо такая проблема выделяется у карбюраторных моделей моторов, которые напрямую подают готовое к работе горючее в цилиндр. Естественно, в данном случае стоит говорить о большем количестве используемого воздуха. Отсюда возникает необходимость применения сложных по структуре и составу воздушных фильтров. 4 тактный двигатель обделен этим недостатком.

Принцип работы данной модели двигателя говорит о том, что его применение может быть ограничено ввиду особенностей конструкции и большого количества потерь. Однако от 2 тактов еще никто не отказывается, создавая все больше устройств на его основе.

Стоит отметить, что сегодня на рынке представлено множество различных механизмов, которые используют как 4 тактный двигатель внутреннего сгорания, так и двухтактный. Кстати, тот экземпляр, о котором мы решили поговорить сегодня, может иметь не только простейшее строение, в некоторых механизмах используются достаточно сложные его варианты.

Отличие двухтактной модели от четырехтактной

В предыдущей главе была частично затронута эта тема, однако стоит изучить ее более подробно, так как проблема выбора стоит перед многими людьми.

Принцип работы

Основное различие между 4 тактным и двухтактным двигателями заключается в принципе построения их механизмов удаления и подачи топлива в цилиндр. 4 тактный агрегат использует в своей основе специальный механизм, который открывает и закрывает выпускной и впускной клапана в определенный момент времени. Когда мы говорим о модели с 2 рабочими тактами, то тут очистка и заполнение цилиндра смесями происходит одновременно с процессами сжатия и разрежения. Для этого на стенках цилиндра делаются два рабочих отверстия. Одно из них продувочное, а второе – впускное.

Литровая мощность

4 тактный агрегат совершает в ходе своей работы два хода поршня. Казалось бы, мощность двухтактного двигателя должна быть в два раза больше, так как рабочий процесс происходит за одно перемещение поршня. На практике этого достичь не удается. Все связано с потерями энергии и низким КПД. В процессе работы модели с 2 тактами может происходить смешивание отработанных газов и чистой газовоздушной смеси. Это напрямую влияет на выходную мощность оборудования. К тому же, рабочий ход поршня в данном случае значительно меньше, чем у 4 тактной модели.

Потребление горючего

4 тактный двигатель имеет мощность ниже двухтактной модели, поэтому потребляет меньше горючего. Хотя, казалось бы, этот параметр должен быть приблизительно одинаковым. На практике такого не получается. Агрегат, который работает в 2 такта, ввиду особенностей своего принципа работы, создает дополнительные потери. Они связаны с тем, что отработанные газы частично смешиваются со свежим топливом, поэтому удаляются вместе с его частью через выхлопную трубу. Отсюда вывод: на одинаковое количество рабочих циклов для 4 тактной модели понадобится меньше горючего.

Смазка

Смазка в обеих моделях так же осуществляется по-разному. В нашем случае она осуществляется путем пропорционального смешивания бензина и масла. 4 тактный двигатель подразумевает использование специального расширительного бачка. он связан системой патрубков с плунжерным насосом. отсюда смазка опадает во впускной патрубок. Причем, ее количество поставляется ровно в том объеме, который необходим.

На основе всего вышесказанного можно выделить следующие преимущества, которыми обладает двухтактный двигатель:

  • Большая мощность при том же рабочем объеме;
  • Простое устройство;
  • Малый вес агрегата.

Все это заставляет конструкторов и разработчиков современной техники использовать данную модель в своих новых проектах. Как знать, может быть со временем система разряжения и сжатия претерпит изменения, выведя КПД оборудования на новый уровень.

Да Нет

В двухтактных двигателях в отличие от четырехтактных весь рабочий процесс совершается за два хода поршня, или за два такта. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя изображена на рисунке 5. Основные части двигателя :

  • цилиндр (5)
  • кривошипная камера (4)
  • кривошипно-шатунный механизм (6)
  • системы питания и зажигания.

Рис.5 — Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя:
а — сжатие смеси в цилиндре и наполнение кривошипной камеры; б — рабочий ход и сжатие смеси в кривошипной камере; в — выпуск отработавших газов и продувка ци-линдра;
1 — впускное окно; 2 — продувочное окно; 3 — выпускное окно; 4 — кривошипная камера; 5 — цилиндр; 6 — кривошипно-шатунный механизм.

В цилиндре двигателя имеются три окна, которые предназначены для той же цели, что и клапанные отверстия в четырехтактном двигателе. Через нижнее впускное окно (1) горючая смесь поступает в кривошипную камеру, через среднее продувочное окно (2) она попадает в цилиндр, верхнее выпускное окно (3) служит для выпуска отработавших газов. Роль впускного и выпускного клапанов играет пор-шень.

При движении поршня вверх (рис. 5,а) в герметически закрытой криво-шипной камере создается разряжение. Горючая смесь, приготовленная в кар-бюраторе, через впускное окно (1) поступает в кривошипную камеру. Одновре-менно в цилиндре сжимается ранее поступившая смесь. Степень сжатия составляет 5-6.

В конце сжатия топливо воспламеняется электрической искрой, и до прихода поршня в ВМТ происходит скрытое сгорание, т. е. такое, при кото-ром давление возрастает незначительно. К моменту прихода поршня в ВМТ сгорание становится интенсивным, вследствие чего давление возрастает до 18-20 кг/см 2 .

Под давлением газов поршень движется вниз, совершая рабочий ход (рис. 5, б). В конце рабочего хода открывается выпускное окно (3), отработавшие газы начинают выходить из цилиндра в окружающую атмосферу. Вслед за выпускным окном открывается продувочное (2), через него поршень нагнетает из кривошипной камеры в цилиндр свежую горючую смесь, вытесняя из него отработавшие газы. Происходит продувка и одновременно наполнение цилиндра свежей горючей смесью.

При дальнейшем движении поршня после перехода им 1ШТ закрывается продувочное, а затем и выпускное окна, свежая порция смеси в цилиндре начинает сжиматься, а в кривошипную камеру снова поступает через открыв-шееся впускное окно горючая смесь. Таким образом, за два такта совершается полный рабочий процесс.

Двухтактные карбюраторные двигатели имеют перед четырехтактными следующие преимущества:

  • Они проще по устройству благодаря отсутствию распределительного механизма.
  • Мощность их при одинаковом числе и размерах цилиндров на 60-70% выше, чем у четырехтактных двигателей, вследствие того что из каждых двух ходов поршня один является рабочим.
  • Валы таких двигателей имеют большую равномерность вращения, так как сила, вращающая вал, действует в два раза чаще.

Недостатки этих двигателей таковы:

  • При продувке часть горючей смеси уходит с отработавшими газами в выпускное окно, это значительно повышает расход топлива.
  • Двигатель работает в напряженном тепловом режиме, так как про-цесс сгорания топлива в цилиндре повторяется чаще, чем у четырехтактного двигателя. Требуется особенно интенсивное охлаждение.

Поэтому двухтактные карбюраторные двигатели применяются там, где необходимо иметь большую мощность при малых размерах и весе и где эконо-мичность не имеет первостепенного значения (например, в качестве пусковых двигателей тракторных дизелей).

Устройство двухтактного двигателя


Двухтактный двигатель, устройство, принцип работы, секреты мощности

Спектр применения распространяется на моторизованные агрегаты, бензопилы, небольшие моторные лодки, мотоциклы. Двухтактный двигатель обладает небольшими габаритами, большой мощностью и малым коэффициентом полезного действия. Для данного типа агрегатов топливная экономичность принципиально не имеет значения. Ныне таковые используются как пусковые моторы для приведения во вращение крупных дизельных ДВС, например, тракторов.

Устройство

Двухтактный двигатель отличается простотой конструкции, отсутствием газораспределительного механизма, малыми габаритами. Конструктивно схема представляет собой блок цилиндра, внутри которого на подшипниках размещен коленчатый вал. На шейку вала ложится головка шатуна с вкладышами и фиксируется корончатыми гайками. Верхняя же головка шатуна соединяется с поршнем посредством металлической полой втулки (пальца). Поршень с расположенными на нем компрессионными кольцами исключает проникновение сгоревших газов в камеру сгорания.

За счет перемещения поршня вверх-вниз происходит вращение вала. Далее вращение передается к главной передаче того или иного агрегата.

Двухтактный двигатель охлаждается через наружные ребра блока.

Охлаждение происходит и за счет топлива, содержащего определенное количество масла. То есть смазка сочленений поршень–цилиндр и коленвал – шатун осуществляется смесью, которая заранее разбавлена специальным маслом. Оно, сгорая с топливом не должно оставлять выхлопных отложений под поршнем.

Принцип работы

Процесс зиждется на рабочем цикле, который происходит за оборот коленчатого вала. Принцип работы двухтактного двигателя заключается в том, что при перемещении вверх, поршень сжимает имеющуюся под поршнем смесь, попавшую туда через впускное окно. Искра от свечи зажигания как бы взрывает горючее, резко повышая температуру и давление газов. В результате такого теплового давления поршень принудительно перемещается вниз. При этом открываются выпускное и чуть позже переходное окно, впрыскивая свежую порцию топлива. Кстати, горючее в двухтактный двигатель обязательно дополняют маслом, составляя смесь бензина и масла определенной пропорции. Делается это для смазки поршня, стенки цилиндра и кривошипно–шатуного узла. Топливная смесь попадает в картер через окно, которое открывается за счет вакуума, создаваемого движением поршня от НМТ к ВМТ. Одновременно поршень открывает отверстие, выбрасывая отработанные выхлопные газы. В определенный период посредством поршня открывается продувочное окно для заполнения цилиндра свежей порцией топливной смеси.

Повышение мощности

Чтобы повысить мощность двигателя нужно:

  • Повысить площадь выпускного отверстия с условием продолжительного пребывания его в открытом положении, чтобы выпустить максимальное количество газов.
  • Повысить эффективность продувки. Это нужно для того, чтобы через впускные отверстия горючее успевало впрыскиваться в камеру сгорания. Иначе в картере будет наблюдаться скопление топливной смеси. Во избежание оного, рекомендуется выпускные окна увеличить, что приведет к качественной наполняемости цилиндра.
  • Использовать на карбюраторе вихревой (нулевой) диффузор, который за меньший период времени подаст больше смеси.
  • Установить на глушителе, так называемый резонатор, соответствующий оборотам мотора. Этот узел способствует возврату доли смеси назад в цилиндр. Подобные нюансы возникают, когда двухтактный двигатель выбрасывает часть горючего из камеры через выпускное отверстие (окно).

Для полного заполнения подпоршневого объема следует просмотреть и состояние каналов впускных, выпускных на предмет уменьшения всевозможных заусенец, рисок, шероховатостей. Эти изъяны литья способствуют торможению потока, уменьшению наполнения камеры, снижению мощности.

Эффективным увеличением мощности двигателя считается фрезерование с последующим тонким шлифованием головки блока. Трудоемкость процедуры сводится к измерению объема литража, подбору октанового числа топлива.

Ради повышения мощности мотора можно было бы уменьшить вес вращающихся деталей, например, маховика, коленвала, срезав элементы противовеса. Но горький опыт подсказывает не идти на авось, поскольку самодеятельность приведет к биению маховика, его вибрации, особенно во время низких оборотов мотора. Но если очень хочется, можно снять тонкую стружку с последующей обязательной балансировкой махового колеса. Что касается коленчатого вала, то есть риск потерять центр тяжести вала со всеми вытекающими последствиями.

Итак, двухтактные двигатели и их тяговые возможности соотносятся с открытием заслонки дросселя. То есть с ускорением оборотов возрастает его тяговая способность, что существенно действует на разгон. Значит, чтобы нарастить разгон нужно увеличить рабочий объем цилиндра. Конечно, тяга может привести к максимальной скорости. Работая на низких скоростях, хорошая тяга обеспечивает приемистость, быстрый разгон с легким преодолением дорожных препятствий, поворотов. Все это относится к повышению тяги на низких оборотах. Одним из предпосылок увеличения тяги следует отнести установку специальных клапанов и увеличение продолжительности пребывания их в открытом состоянии.

Проблема с продувкой камеры сгорания

Однако известно, что повышенные обороты свидетельствуют о большей мощности. В двухтактных моторах из-за больших скоростей вращения, камера сгорания не может качественно и быстро продуваться, поскольку окна остаются открытыми непродолжительное время.

Использование камерной продувки предусматривает впрыскивание топлива в цилиндр из картера. Топливо всасывается и находится в картере при перемещении поршня вверх. При движении же вниз вырабатываемое избыточное давление производит продувку камеры сгорания. Такая схема целесообразна с точки зрения малого количества используемых деталей, например, отсутствие: газораспределительного вала, клапанов, продувочного насоса, узлов смазки.

Другая особенность продувки камеры связана с режимом холостого хода мотора, при котором имеет место небольшой угол открытой заслонки. Эта ситуация не обеспечивает полную очистку от выхлопных газов за оборот вала. Поэтому на холостом ходу двигатель демонстрирует неустойчивую работу. Дело в том, что вспышка смеси приводит к дополнительным холостым оборотам. Но смесь под цилиндром от искры не воспламеняется из-за бедности топлива.

В двигателях с одним поршнем нашло широкое применение контурная продувка (щелевая). Схема предусматривает газораспределение через щели в стенке внизу цилиндра. То есть впускные и продувочные отверстия при такте сжатия и рабочего хода поршня должны находиться в закрытом положении. Контурная продувка камеры сгорания (подпоршневое пространство) представляет собой своеобразный продувочный насос. Этот фактор приводит к сокращению узлов двигателя, создавая предпосылки использования их на газонокосилках, мотоблоках, лодках, прочих легких мобильных устройствах.

Двухтактный двигатель: принцип работы, описание рабочего цикла, пропорции смеси масла и бензина для смазки бензинового или дизельного ДВС

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту [email protected]

Двигатели внутреннего сгорания построены по одному принципу – энергия сгорания топлива превращается в кинетическую энергия вращения коленвала. Существуют два типа моторов – двухтактные и четырехтактные. Оба обладают своими преимуществами и недостатками, попробуем разобраться в чем отличия.

Схема устройства двухтактного двигателя

Принцип работы ДВС

Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из впуска и выпуска происходящего за один оборот коленчатого вала, тогда как 4-х тактный имеет следующие циклы — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. И протекают они за два оборота маховика. В двигателе с 4 тактами впуск и выпуск осуществляются в виде разных процессов, в двухтактнике они совмещены со сжатием топливной смеси и расширением рабочих газов. Принцип действия двухтактного двигателя:

  1. Первый такт – сжатие. Происходит движение поршня от нижней мертвой точки, при этом вначале закрывается продувочное окно. Отработанные выхлопные газы выводятся через выпускное отверстие. В этот момент в кривошипной камере под днищем поршня образуется область разрежения, куда поступает обогащенная топливная смесь из карбюратора (инжектора). Эта порция свежего воздуха выталкивает остатки выхлопных газов в выпускной коллектор. В момент наивысшего положения поршня происходит воспламенение смеси от свечи зажигания.
  2. Второй такт – рабочий ход или расширение. Температура и давление газов в камере сгорания резко увеличивается, под его действием поршень начинает движение к нижней мертвой точке, совершая полезную работу. Повышенное давление в кривошипной камере перекрывает впускной клапан, препятствуя попаданию отработанных газов в карбюратор. Через систему выпускных окон отработавшие газы уходят в глушитель, а через продувочное окно начинает поступать свежая горючая смесь в камеру сгорания. В самой нижней точке действие второго такта заканчивается и процесс повторяется.

Двухтактный дизельный двигатель работает по такому же принципу, только у него отсутствует свеча зажигания, а воспламенение топлива происходит от сжатия. Поэтому степень сжатия в дизельных двс намного выше бензиновых.

Особенности мотора с двумя тактами

Двухтактный двигатель совершает полный цикл за один оборот коленвала, это позволяет получить большую удельную литровую мощность чем у 4-х тактного движка при тех же оборотах двигателя. Однако, кпд двухтактника будет ниже из-за несовершенства механизма фаз газораспределения, неизбежных потерь топливной смеси в процессе продувки и неполного рабочего хода поршня.

Двухтактный двигатель сильно греется, потому что во время работы высвобождается большая тепловая энергия. Иногда может потребоваться дополнительное охлаждение. В мотоциклах редко используются двухтактные моторы с большим количеством цилиндров, чаще всего применяется одноцилиндровый мотор с воздушным охлаждением.

При работе по двухтактному циклу поршень совершает меньше движений за один такт, а нагрузка вспомогательных газораспределительных, смазочных и охлаждающих систем на коленвал ниже или отсутствует совсем. Поэтому износ поршневой группы у них будет ниже. Если для легкой техники это не является решающим фактором, то тихоходный двухтактный дизельный двигатель может иметь в несколько раз больший ресурс, чем все остальные двс. Поэтому они нашли широкое распространение в тепловозах, генераторах, судовых двигателях.

Двухтактный бензиновый двигатель быстрее набирает обороты максимальной мощности. Этим активно пользуются мотоспортсмены, особенно в кроссовых дисциплинах, когда необходим мгновенный отклик на рукоятку газа. Кроме того, он проще в обслуживании, дешевле и легче четырехтактного.

Расход топлива у двухтактника будет выше на 25-30 %, шумность и вибрации тоже. Двигатель невозможно вписать в жесткие экологические нормы, даже если использовать инжекторные системы впуска и наддув. Большой расход воздуха требует применения специальных воздушных фильтров.

Система смазки и приготовление топлива

Работа двухтактного двигателя требует эффективной смазки движущихся узлов. Централизованная раздельная система смазки с масляным насосом, как у четырехтактных двигателей, здесь отсутствует, поэтому масло добавляется в бензин в соотношении 1:25 – 1:50. Полученный состав, находясь в поршневой и кривошипно-шатунной камере, смазывает подшипники шатуна, стенки цилиндра и поршневые кольца. При воспламенении воздушной смеси масло сгорает и удаляется вместе с выхлопными газами.

Моторное масло должно быть специальное — для двухтактного двигателя, обычно оно имеет маркировку 2Т на канистре. Использование обычного автомобильного масла недопустимо по ряду причин:

  • Масло для двухтактных двигателей обязано обладать хорошей растворимостью в бензине;
  • Обладает прекрасными смазывающими свойствами, улучшая работу двигателя и уменьшая трение;
  • Защита от коррозии трущихся деталей поршневой группы;
  • Двухтактное масло должно сгорать без остатка, не образовывая нагар и сажу. Высокая зольность обычного масла приводит к закоксовыванию поршневых колец.

Подачу смазки в двухтактный двигатель можно осуществить двумя способами. Первый и самый простой – смешивать с топливом в нужной пропорции. Второй – это раздельная система смазки двухтактного двигателя, когда состав из топлива и масла готовится непосредственно перед попаданием внутрь в специальном патрубке. В этом случае устанавливается отдельный бачок для масла, а его подача осуществляется с помощью специального плунжерного насоса.

Эта система получила широкое распространение на современных мотоциклах и скутерах. Кроме удобства использования (теперь не нужно доливать масло в бак на глаз каждую заправку), происходит серьезная экономия масла, потому что впрыск его зависит от оборотов двигателя. На холостых оборотах пропорция масла может составлять всего 1:200.

Тюнинг двухтактного двигателя

Любой двухтактный мотор имеет возможности для форсировки. Увеличение мощности при таком же объеме оправдано в спорте, а в повседневной эксплуатации двигатель становится эластичнее и экономичнее. Основные способы доработки:

  1. Увеличить диаметр выпускного отверстия и обеспечить его максимально продолжительное время открытия. Это позволяет выпустить максимальное количество газов. Таким образом повышаются тяговые возможности двигателя и его крутящий момент.
  2. Обеспечить эффективную продувку. Для этого можно увеличить диаметр впускного окна, тогда горючая смесь не будет задерживаться в картере и обеспечится своевременный впрыск в камеру сгорания.
  3. Применение на карбюраторе вихревого диффузора, который за то же время подает большее количество топливной смеси. Вместе с ним целесообразно применение воздушного фильтра нулевого сопротивления.
  4. Установка резонатора выпуска, расчет которого произведен под конкретный объем двигателя. Такое устройство возвращает часть топливной смеси назад в цилиндр через выпускное отверстие.
  5. Доработка шатунно-поршневой группы, ее облегчение и тщательная балансировка. Клапана и каналы должны быть притерты и не иметь заусенец (задиров), тормозящие и завихряющие потоки. Это уменьшает наполняемость цилиндра и снижает мощность.
  6. Применение инжекторных систем впрыска и регулирование фазами газораспределения. Это позволяет точнее дозировать количество подаваемого топлива и уменьшить потери горючей смеси во время продувки цилиндра.
  7. Установка систем наддува. Обычно это компрессорные нагнетатели, а на двухтактный дизельный двигатель может быть установлен традиционный турбокомпрессор. С его помощью увеличивается количество поступаемого в цилиндры воздуха, соответственно и количество горючего может быть увеличено.

Эксплуатация и причины поломки двигателей

Чаще всего двухтактные моторы встречаются в мототехнике, лодочных двигателях, газонокосилках, цепных пилах и прочих устройствах, где требуется применение легкого и надежного двигателя. Тем не менее, даже такой простой по конструкции движок может выйти из строя из-за нарушения правил эксплуатации.

  • Низкое качество бензина. Плохое топливо часто приводит к появлению детонации. Чаще всего это заметно на невысоких оборотах при подгазовках. Возникающие ударные нагрузки приводят к поломке перегородок поршней, чрезмерным нагрузкам на подшипники коленвала. Детонация может возникать из-за перегрева двигателя, нагара на поршне и бедной смеси.
  • Низкое качество деталей, из которых собран мотор. Особенно это актуально для китайских производителей, часто допускающих брак в производстве комплектующих. Это приводит к раннему выходу из строя поршня, коленчатого вала, цилиндра и прочих деталей, а затем и капитальному ремонту. Обычно помогает оценить состояние поршневой простой замер компрессии.
  • Низкокачественное моторное масло. Топливомасляная смесь для двухтактных двигателей имеет очень важное значение. Именно от его качества будет зависеть как мягко работает мотор, чистота выхлопа, отсутствие перегрева и лишних шумов. Плохое масло приводит к образованию слоя нагара на поршне, в коренных и шатунных подшипниках, к задирам на стенках цилиндра и юбке поршня, проходное сечение глушителя уменьшается из-за нагара. Масла для двухтактных двигателей следует применять синтетические или полусинтетические, использование минералки нежелательно.
  • Перегрев на двухтактном двигателе воздушного охлаждения не редкость. К этому приводит длительная работа с полностью открытым дросселем, или неисправность системы охлаждения. Перегрев может быть кратковременным, когда наблюдается потеря мощности и максимальных оборотов, после снижения нагрузки и охлаждения двигателя все приходит в норму. Клин возникает вследствие очень сильного перегрева, когда тепловой зазор между поршнем и цилиндром уменьшается настолько, что силы трения намертво прихватывают их между собой. После него требуется ремонт ЦПГ.
  • Карбюратор не настроен. Топливная смесь получается слишком бедной или очень богатой. Езда на переобогащенной смеси чревата высоким расходом топлива, потерей мощности и образованию нагара. Бедная смесь может вызывать детонацию и снижение максимальной мощности двигателя.

Чтобы продлить срок службы и отсрочить капремонт, следует провести правильную обкатку двухтактного лодочного или мотоциклетного мотора. Для этого пропорция масла смешиваемого с бензином должна быть немного выше установленной для нормальной эксплуатации. На такой смеси дать двигателю поработать в режиме неполной мощности несколько часов, что эквивалентно 500-1000 км пробега для скутера и мотоцикла.

Все же из-за токсичности выхлопа двухтактные двигатели постепенно вытесняются современными четырехтактными. Они продолжают использоваться только там, где требуется высокая удельная мощность при минимальной массе и простоте конструкции – мототехника, бензопилы и триммеры, модели самолетов и многое другое.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них Не забудьте поделиться этой страницей с друзьямиИ подписаться на нашу группу

Устройство двигателя двухтактного

На сегодняшний день существуют два типа двигателей:

  • четырехтактные;
  • двухтактные.

Рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя. Все рабочие циклы в двухтактном (процесс впуска топлива и выпуск выхлопных газов, продувка) осуществляются за два основных такта за один оборот коленвала. У данного типа двигателей отсутствуют впускной и выпускной клапаны. Эту роль выполняет поршень, который при своих движениях поочередно закрывает продувочные, выпускные и впускные окна. Это делает данный тип двигателей конструктивно более простыми.

Возможности и преимущества двухтактных

Теоретически мощность двигателя данного типа, при одинаковых размерах цилиндра и скорости вращения вала, в два раза выше, чем у 4х-тактного благодаря увеличению числа рабочих циклов. Но в связи с неполным использованием хода поршня при расширении, худшее освобождение цилиндра от выхлопных газов и частичной затраты мощности на продувку приводят к увеличению мощности двигателя лишь на 60-70 процентов.

Как он устроен

Устройство двигателя состоит из картера, в котором с двух сторон на подшипниках установлен коленвал и цилиндр. В цилиндре перемещается поршень, который представляет из себя металлический стакан, на котором в канавки вложены пружинные поршневые кольца. Эти кольца не пропускают газы между стенкой цилиндра и поршнем. В поршне имеется металлический стержень — палец, который соединяет его с шатуном. Шатун передает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленвала.

Для смазки подшипников и трущихся поверхностей двухтактного двигателя используется топливная смесь, в которую подмешивают немного масла. Смесь топлива с маслом попадает как в кривошипную камеру, так и в цилиндр. В этих узлах смазки нигде нет, так как она бы все равно смылась топливной смесью. Именно поэтому масло добавляют к бензину в определенной пропорции. Для этого используется специальный тип масла, предназначенный специально для двухтактных двигателей. Такое масло способно выдерживать высокую температуру, а при сгорании с топливом оставлять после себя наименьшее количество зольных отложений.

Как он работает

Рассмотрим принцип работы. Полный рабочий цикл в двухтактном двигателе внутреннего сгорания происходит за два такта:

Такт первый

Сжатие. Поршень двигается из положения нижней мертвой точки в положение к верхней, при этом закрывает сначала продувочное, а потом выпускное окно. После этого в цилиндре происходит сжатие поступившей в него раннее топливной смеси. Вместе с этим в кривошипной камере под поршнем, после перекрывания продувочного окна, создается разряженное пространство. Под действием этого разряжения через впускное окно в кривошипную камеру из карбюратора попадает горючая смесь.

Такт второй

Рабочий ход. Когда поршень установлен в положении верхней точки, сжатая топливная смесь поджигается от свечи электрическим разрядом, в результате чего давление и температура газов резко увеличивается. Под действием этого расширения поршень двигается в положение нижней мертвой точки — расширившийся газ осуществляет полезную работу. При этом, опускаясь вниз, он образует большое давление в кривошипной камере, закрывающее клапан. После закрытия клапана газы не могут повторно попасть во впускной коллектор и карбюратор.

При достижении поршнем выпускного окна, оно откроется и начинается выпуск выхлопных газов, давление их в цилиндре снижается. Двигаясь дальше, поршень открывает продувочное окно, и сжатые горючие газы в кривошипной камере проходит по каналу в цилиндр, продувая его от остатка газов. После этого цикл повторяется заново.

Заключение

Стоит сказать пару слов о зажигании. В связи с тем, что топливу для воспламенения необходимо время, разряд на свече зажигания должен появиться раньше, чем поршень дойдет до верхней точки, поэтому, чем быстрее двигается поршень, тем раньше должна быть искра. Бывают электронные и механические устройства, способные изменять угол зажигания, изменяющейся при разных частотах вращения.

Оцените полезность статьи!

Работа двухтактного двигателя

Помимо всем известных четырехтактных двигателей, которые используются в автомобилях, есть еще двигатели двухтактного действия, которые устанавливают на технические агрегаты: бензопилы, мотоциклы, газонокосилки, квадроциклы, скутеры, моторные лодки и т.д. Основное отличие двухтактного от четырехтактного двигателя — это принцип работы ДВС. Кроме этого, 2-х тактные моторы меньше по габаритам, способны развивать меньшую мощность и, следовательно, имеют меньший КПД.

Содержание статьи:

  1. Устройство двухтактного двигателя.
  2. Принцип работы 2-х тактного ДВС.
  3. Как увеличить мощность двигателя своими руками?
  4. Как увеличить тягу?
  5. Проблема с продувкой после увеличения мощности.
  6. Видео.

Устройство двухтактного двигателя

Конструкция такого мотора проще, чем у четырехтактного. В двухтактного ДВС нет газораспределительного механизма. Двигатель состоит из блока цилиндра, в котором располагается коленвал на подшипниках.

Головка шатуна ложится в специальное для нее место — шейка вала. Между головкой шатуна и шейкой вала — вкладыши, которые фиксируются корончатыми гайками.

Верхняя часть шатуна крепится с поршнем посредством пальца. Палец — это пустотелый цилиндр, который служит соединительными элементом конструкции шатун-поршень.

На поршне в специальные канавки по периметру в верхней части устанавливаются компрессионные кольца, от которых зависит компрессия двигателя.

Движущим элементом в двигателе внутреннего сгорания является топливно-воздушная смесь, которая сгорая создает энергию, толкающая поршень вниз. От движения поршня вверх-вниз происходит вращения коленчатого вала. На коленвале закрепляется маховик, который передает вращение дальше, то есть валу коробки и так далее.

Охлаждение двухтактного двигателя осуществляется через ребра наружного блока. Кроме внешнего охлаждения, некоторая часть охлаждения идет от масла, которое содержится в бензине.

В двухтактные двигатели заливается бензин, в которое добавлено специальное моторное масло. Например, для газонокосилки Штиль, на 5 литров бензина, надо добавить 100 грамм, то есть, соотношение бензина к маслу 50:1. Именно столько количества масла отлично смазывает трущиеся поверхности цилиндр с кольцами поршня.

Принцип работы

Один оборот коленчатого вала является одним циклом рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания.

Топливо (бензин+масло) с воздухом подается в рабочую камеру сгорания цилиндра, после чего за счет образования искры свечи зажигания, происходит взрыв горючей смеси, энергия которой резко отталкивает поршень вниз.Когда поршень движется вниз, открывается выпускное окно и немного позже открывается переходное окно, через которое впрыскивается новая порция горючего.

В картер двигателя топливная смесь попадает через окно, открывающееся за счет вакуума при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). При этом движении также открывается окно для выброса газов сгоревшей смеси. Через милисекунды открывается продувочное окно. Через продувочное окно подается новая порция топлива.

Как повысить мощность

Как и 4-х тактные двигатели, 2-х тактные можно усовершенствовать, сделать, так называемый, чип-тюнинг.

Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:
  • Расточить выпускное отверстие, чтобы отработавшие газы выходили полностью.
  • Улучшить эффект продувки. Продувка — это удаление отработавших газов и наполнение рабочего объема цилиндра новой порцией топливной смеси. Сделать нужно так, чтобы через впускное окно успевало впрыскиваться топливо в камеру сгорания. Если топливо не будет в нужном объеме поступать в камеру сгорания, то в картере мотора будет скапливаться топливо. Поэтому, для качественного заполнения топливом рабочей части цилиндра, требуется увеличить диаметр отверстия выпускного окна (выброса отработавших газов).
  • Можно применять на карбюраторе вихревой диффузор. Вихревой диффузор называют также нулевой. За счет этого диффузора за меньший период времени будет поступать в цилиндр больше топлива.
  • На глушитель вмонтировать специальный резонатор, подходящий по оборотам к конкретному двигателю. Резонатор делает так, чтобы не сгоревшая топливная смесь, возвращалась обратно в цилиндры. Это эффективно, когда в цилиндре происходит не полное сгорание смеси.

Чтобы часть цилиндра под поршнем заполнялась полностью, надо осмотреть впускные и выпускные каналы, возможно, на отверстиях есть царапины, задиры, сколы. Такие мелкие дефекты влияют на скорость движения топлива и газов.

Для лучшего эффекта повышения мощности можно отфрезеровать и затем отшлифовать головка блока цилиндров (ГБЦ).

Не рекомендуется уменьшать вес деталей двигателя, так как из-за увеличения разности противовеса, нарушения центра тяжести, может увеличиться торцевое биение маховика и коленвала.

Как увеличить тягу

Тяга двухтактных моторов зависит от открытия дроссельной заслонки. С резким возрастание оборотов двигателя, возрастает тяга. Отсюда следует, что, для того, чтобы уменьшить время разгона ДВС, надо увеличить рабочий объем цилиндра.

Когда двигатель работает на низких оборотах, качественная тяга повышает приемистость, увеличивает скорость разгона — ускорение.

Тягу также можно увеличить путем замены клапанов на специальные и настроить их так, чтобы они держались в открытом положении дольше, чем обычные.

Проблема с продувкой

Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.

Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).

Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.

Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.

Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.

Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.

Видео

На скутеры устанавливаются двухтактные двигатели 2Т или 4 Т. Какой лучше?

Анимация работы двухтактного двигателя.

Двухтактный двигатель Stihl (Штиль) в разрезе.

В этом видео — работа двухтакного двигателя.

Двухтактные двигатели: определение, схема, работа

Двухтактные двигатели, известные как двухтактные двигатели, представляют собой типы двигателей внутреннего сгорания, которые работают иначе, чем четырехтактные двигатели. В этой ситуации для завершения силового цикла требуется двухтактный двигатель. То есть движения поршня вверх и вниз составляют один оборот коленчатого вала. Отличие от четырехтактного двигателя состоит в том, что для завершения рабочего цикла за два оборота коленчатого вала требуется четыре хода поршня.

Удивительная правда о двухтактном двигателе заключается в том, что начало такта сжатия и конец такта сгорания происходят одновременно. При этом впуск и выпуск происходят одновременно. По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели всегда имеют большую удельную мощность, то есть мощность, доступную в узком диапазоне частот вращения, известном как «диапазон мощности». В нем значительно уменьшено количество движущихся частей, что делает его портативным и более эффективным.

Сегодня вы узнаете определение, схему, историю и работу двухтактных двигателей. Вы узнаете, как они работают как с дизельными, так и с бензиновыми двигателями.

Подробнее: Знакомство с четырехтактными двигателями

Двухтактные дизельные и бензиновые двигатели

Небольшие бензиновые двухтактные двигатели, признанные двигателями с компрессионным двигателем. Они смазываются бензиновой смесью в системе полной потери. Масло предварительно смешивалось с бензиновым топливом в соотношении примерно 1:50.Масло образует выбросы в виде маслянистых капель в выхлопных газах или при сжигании. Это помогает производить дополнительные выбросы выхлопных газов с экстремальными углеводородами, чем четырехтактные двигатели такой же мощности. Из-за одинакового времени открытия впускного и выпускного отверстий в некоторых конструкциях двухтактных двигателей. Некоторое количество несгоревших топливных газов может покинуть поток выхлопных газов. Однако небольшие двигатели с воздушным охлаждением и высокими температурами сгорания могут давать высокие выбросы NOx.

Подробнее: Разница между 2-тактными и 4-тактными двигателями

Воспламенение двухтактных дизельных двигателей полностью зависит от теплоты сжатия.Прямоточный дизель получает воздух в камеру, а выхлопные газы выходят через верхний тарельчатый клапан.
В двигателях Schnuerle с портами и петлевой продувкой впуск и выпуск осуществляются через порты, управляемые поршнем. Все двухтактные дизельные двигатели очищаются принудительной индукцией. Хотя в некоторых конструкциях используется нагнетатель Рутса с механическим приводом, в то время как в морском дизеле обычно используются турбонагнетатели с приводом от выхлопных газов, а вспомогательные нагнетатели с электрическим приводом используются для работы на низкой скорости, когда турбонагнетатели не могут подавать достаточно воздуха.

Подробнее: Понимание дизельного двигателя

Гребной винт устанавливается непосредственно на морской двухтактный дизельный двигатель, благодаря чему он вращается в обоих направлениях. Время газораспределения и впрыск топлива регулируются механически с помощью другого набора кулачков на распределительном валу.

Подробнее: Понимание бензинового двигателя

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают двухтактные двигатели на бензиновом и дизельном двигателе:

Современные двухтактные двигатели проектируются с системой силовых клапанов.Они устанавливаются вручную в или вокруг выпускных отверстий. Эти клапаны работают следующим образом:
Выпускное отверстие трансформируется путем закрытия верхней части отверстия, что изменяет синхронизацию. Или путем изменения количества выхлопных газов, что меняет частоту вибрации расширительной камеры.

Подробнее: Что нужно знать об автомобильных датчиках

Одним из самых больших преимуществ двухтактных двигателей является непосредственный впрыск. Это помогает устранить некоторые загрязнения и отходы производства карбюраторного двухтактного двигателя; количество топливно-воздушной смеси, проникающей в цилиндр, мгновенно выходит несгоревшим через выпускной канал.
Используются две системы: впрыск под низким давлением с подачей воздуха и впрыск под высоким давлением.

История

Первый коммерческий двухтактный двигатель был приписан Дугальду Клерку, шотландскому инженеру, который запатентовал свой проект в 1881 году. Конструкция клерка была совершенно отличной, с отдельным зарядным цилиндром. Англичанину Джозефу Дэю также приписывают двигатель с очищенным картером за использование пространства под поршнем в качестве нагнетательного насоса. Популярный немецкий изобретатель Карл Бенц изготовил двухтактный двигатель 31 декабря 1879 года, авторские права на который он получил в 1880 году.
Первый подтвержденный двухтактный двигатель был приписан человеку, который начал производить двухцилиндровые мотоциклы с водяным охлаждением в 1908 году. Его зовут йоркширец Альфред Ангас Скотт.

Подробнее: Разница между бензиновым и дизельным двигателем

Это все, что касается этой статьи, в которой объясняются определение, схема и работа двухтактных двигателей как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, увидимся в следующий раз!

Схема экспериментального стенда с двухтактным двигателем DFI 

Двухтактный двигатель имеет большой потенциал для агрессивного уменьшения размеров двигателя и снижения скорости из-за его двойной частоты вращения.Для данного крутящего момента он характеризуется более низким средним эффективным давлением и более низким пиковым давлением в цилиндре, чем четырехтактный аналог. Чтобы изучить потенциал двухтактного цикла, избегая при этом недостатков обычных двухтактных двигателей с портами, был предложен и спроектирован новый двухтактный прямоточный бензиновый двигатель с продувкой и непосредственным впрыском с наддувом. Для достижения стабильного сгорания на обедненной смеси в бензиновом двигателе с прямым впрыском и прямоточным наддувом необходимо точно контролировать приготовление смеси, особенно расслоение топлива вокруг свечи зажигания.Поскольку расположенные под углом впускные продувочные отверстия создают сильное вихревое движение потока и сложную передачу между вихревым и вихревым потоками в двухтактном прямоточном бензиновом двигателе с продувкой и непосредственным впрыском, взаимодействие между движением потока в цилиндре и непосредственным впрыском и его влияние на Подготовка заряда в прямоточном бензиновом двигателе с непосредственным впрыском и наддувом исследуется в этом исследовании с помощью трехмерного вычислительного гидродинамического моделирования. Применяются как однократная, так и раздельная закачка и исследуется их влияние на процесс смесеобразования.Время начала впрыска и коэффициент раздельного впрыска регулируются соответствующим образом, чтобы оптимизировать подготовку заряда для каждой стратегии впрыска. Результаты показывают, что сильное взаимодействие между впрыском топлива и движением потока в цилиндре доминирует над приготовлением смеси в прямоточном бензиновом двигателе с непосредственным впрыском и наддувом. По сравнению с однократным впрыском раздельный впрыск оказывает меньшее влияние на крупномасштабные движения потока. Хорошее расслоение топлива вокруг свечи зажигания было получено за счет более позднего начала впрыска при 300 °C/320 °CA с одинаковым количеством при каждом впрыске.Однако, когда конструкция с восемью продувочными отверстиями создает более сильное вихревое движение, лучшее расслоение топливного заряда может быть достигнуто с более поздним однократным впрыском в начале впрыска при температуре 320 °C.

Двухтактные двигатели — детали, рабочие, применение

Описаны двухтактные двигатели со всеми основными деталями, как работает двухтактный двигатель, а также множество диаграмм.

Начнем с двухтактных двигателей!

Что такое двухтактный двигатель?

Основы двухтактных двигателей

Двухтактный двигатель является частью двигателя внутреннего сгорания, работающего только в два такта.

Отличается от четырехтактного двигателя тем, что ход поршня совершается за два оборота, тогда как у четырехтактного рабочий ход совершается за четыре оборота на 180 градусов.

Само название происходит от операции, завершающей процесс за два оборота. Ход означает, что поршень перемещается вместе с цилиндром.

Два 2-тактных двигателя
  • В двухтактных двигателях два такта активируются одновременно.
  • Точно так же, как окончание сгорания и такт сжатия происходят одновременно, и вход выхлопа происходит одновременно.
  • Двухтактные двигатели имеют большее отношение веса к мощности по сравнению с четырехтактными двигателями.
  • Двухтактные двигатели обычно используются в мотоциклах для бездорожья, мопедах, небольших двигателях, гидроциклах и т. д.
  • В настоящее время они имеют ограниченное применение из-за недостатков в секторе коммерческих автомобилей.

Двухтактные двигатели Важность

Есть некоторые преимущества двухтактных двигателей. Мы обсудим их позже в этом посте.

  • Но применение двухтактных двигателей обусловлено их малым весом из-за меньшего количества движущихся частей.
  • Основное различие между двухтактным и четырехтактным двигателем заключается в требуемом для операции повороте трещины.
  • Коленчатый вал должен совершить около двух оборотов для завершения работы в четырехтактном двигателе, тогда как в двухтактном для завершения операции требуется только один оборот коленчатого вала.
  • Но двухтактных двигателей вы не увидите в машине столько, сколько четырехтактных.

Итак, давайте узнаем подробнее о деталях двухтактного двигателя и их работе.Эти детали такие же, как и для любого двигателя с небольшими изменениями.

Компоненты двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели имеют почти те же детали, что и четырехтактные двигатели, например,

  • Топливные форсунки
  • Spark Plug
  • входные и выпускные порты
  • Piston
  • Chinkshaft стержень
  • Crankshaл
  • Crankhase
  • Mywheel
  • Противовес и т. Д.
Два 2-х ход двигателей

Давайте подробно рассмотрим детали двухтактного двигателя.

Топливные форсунки

Преимущество двухтактных двигателей заключается в системе впрыска топлива, а не в карбюраторах. Однако карбюраторы не используются в такой степени прямо сейчас. Топливные форсунки используются в дизельных двигателях или двигателях внутреннего сгорания.

  • В случае двухтактных двигателей карбюратор вызывает проблемы с выходом воздушно-топливной смеси.
  • Непосредственный впрыск топлива решает эту проблему.
  • Эти форсунки впрыскивают топливо непосредственно в цилиндр с количеством воздуха, необходимым для получения правильного количества смеси воздуха и топлива.
  • Топливо не проходит через корпус, поэтому необходима смазка.

Свеча зажигания

Свеча зажигания, как следует из названия, воспламеняет топливо. Подключен к аккумулятору; ток получает свеча зажигания от аккумуляторной батареи с помощью кнопки пуска или с помощью кика. Свечи зажигания используются в бензиновых двигателях или двигателях S.I.

  • Топливо воспламеняется от свечи зажигания, и автомобиль заводится.
  • Если иногда у автомобиля возникают проблемы с запуском, в основном это проблема со свечой зажигания, или иногда, когда автомобиль просто заводится и внезапно останавливается.
  • Свеча зажигания имеет непрерывную работу в случае двухтактных двигателей.

Впускные, выпускные и передаточные порты

Как и в четырехтактных двигателях, в двухтактном двигателе есть впускные, выпускные и передаточные каналы.

  • Впускное отверстие расположено ниже высоты по сравнению с выпускным или выпускным отверстием.
  • Перепускное отверстие расположено между впускными и выпускными отверстиями и помогает перекачивать топливно-воздушную смесь из картера в цилиндр.
  • Поскольку двухтактные двигатели выполняются одновременно, впускные и выпускные отверстия всегда работают.
  • В устройствах с поперечным потоком впускное и выпускное отверстия расположены напротив друг друга.

Поршень

Поршень является одним из важных элементов конструкции любого двигателя. В двухтактном двигателе для завершения работы поршни должны совершить возвратно-поступательное движение, что, в свою очередь, заставляет трещину вращаться, чтобы получить мощность.

Поршневой двухтактный двигатель
  • Воздушно-топливная смесь расширяется в цилиндре, и поршень движется вниз, вызывая возвратно-поступательное движение поршня, тем самым вызывая движение, приводящее к разрыву вала через шатун.
  • Поршень имеет маслосъемные кольца для предотвращения утечки масла.
  • Детальную работу поршня мы подробно узнаем в разделе «Работа».

Соединительный стержень

Шатун соединен с поршнем, а также с трещинным валом. Это длинный стержень, оба конца которого соединены с поршнем и коленчатым валом с помощью штифтов.

  • Шатун обеспечивает передачу возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение кривошипа.
  • Обычно состоит из двутавровой балки.

Коленчатый вал

Коленчатый вал отвечает за выработку мощности. Движение, получаемое от поршня, представляет собой возвратно-поступательное движение кривошипа, преобразующее его во вращательное движение.

  • Эта мощность передается маховику и колесам.
  • Колеса получают привод, и автомобиль движется.
  • Коленчатые валы должны совершить один оборот в двухтактных двигателях, для завершения процесса по сравнению с двумя оборотами в четырехтактных двигателях.
Маховик двухтактного двигателя

Кривошип и картер

Кривошип представляет собой кусок металла, который помещается между поршнем и коленчатым валом.

  • По сути, это небольшая рука, прикрепленная к вращающемуся валу под прямым углом.
  • Помогает превратить круговое движение в возвратно-поступательное.

Маховик

Это устройство, которое хранит генерируемую энергию. Коленчатый вал соединен с маховиком с помощью подшипников и шеек.

Маховик передает мощность двигателя на колеса через трансмиссию.

Противовес

В двухтактных двигателях во избежание дисбаланса, создаваемого вращающимся узлом, используются противовесы коленчатого вала.

  • Помогает достичь более высоких оборотов и плавной работы двигателя.
  • Вес комбинации поршня и шатуна влияет на размер и размещение противовеса.
  • Если этого не сделать, двигатель будет испытывать вибрации, которые со временем разрушат коренные подшипники и вызовут их повреждение.

Теперь давайте подробно рассмотрим работу двухтактных двигателей.

Работа двухтактного двигателя

Хотя двухтактные двигатели выполняют все четыре операции, например,

  • Впускной,
  • Компрессионный,
  • Силовой и
  • Выпускной

Впускной —> Компрессионный —> Силовой —> Выпускной

Посмотрите красивое ВИДЕО из Физики и Анимации!

Все эти шаги выполняются всего за два удара.Можно классифицировать работу двухтактного двигателя в два такта,

  • Такт сжатия: состоит из впуска и сжатия
  • Рабочий ход: состоит из рабочего хода и выпуска

Такт сжатия

Итак, работа начинается, когда вы запускаете двигатель и свеча зажигания воспламеняет топливо.

  • Поршень перемещается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ), вызывая впуск топливно-воздушной смеси.
  • При движении поршня вниз от ВМТ к НМТ создается разрежение, вызывающее поступление топливно-воздушной смеси из впускного отверстия.
  • Впускной патрубок открывается и заливается топливо. Теперь начинаются основные вещи, когда поршень доходит от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ) происходит сжатие топлива.
  • Теперь снова загорается свеча зажигания и воспламеняет топливо, и заряд расширяется.
Двухтактный двигатель такта сжатия

Поршень ———————ВМТ—-> НМТ: Создан вакуум ——> Подача топлива

Рабочий ход

Как мы видели в предыдущем ходе вверх, впускное отверстие было открыто, что позволяет поступать топливу, из-за чего создается частичный вакуум, и топлива не остается.

  • При достижении поршнем ВМТ заряд воспламеняется свечой зажигания и сразу же начинается процесс сгорания.
  • Следовательно, сжатие и процесс сгорания начинаются одновременно. Вот почему он называется двухтактным двигателем.
  • Поршень постоянно выполняет большую работу.
  • В рабочем такте поршень движется вниз, открывая выпускное отверстие, выхлопные газы выбрасываются из выпускного отверстия.
  • Выхлопные газы выбрасываются в одну сторону, а топливо снова поступает из впускного отверстия.
Два двухтактных двигателя, рабочий ход

Поршень ——————— после сжатия—> Генерируемая мощность—-> НМТ—-> ВМТ —-> Рабочий ход ——> Выхлоп

Удивительная вещь в двухтактных двигателях — две вещи происходят одновременно. Поскольку две операции происходят одновременно, не требуется так много движущихся частей по сравнению с четырехтактными двигателями.

Смазка для двухтактных двигателей

Если вы когда-либо водили двухтактный автомобиль, вы могли заметить, что вам нужно подмешивать масло вместе с топливной смесью. Когда вы заливаете топливо на любой заправке, вам приходилось смешивать масло, чтобы машина завелась, почему это так?

Так вот ответ, двухтактный двигатель нуждается в смазочном масле.

  • В случае четырехтактного двигателя систему смазки можно без проблем сделать отдельной.
  • Но в двухтактном двигателе масло следует смешивать с топливом.
  • В четырехдвигательном картер представляет собой совершенно другую часть, но в двухтактном двигателе картер действует как камера наддува и не может удерживать масло.

Так что, если смешать масло с топливом, оно попадет в картер и работа будет более плавной. Если вы забудете долить масло, двигатель точно не прослужит долго.

Соотношение газа и масла устанавливается производителем двигателя, но колеблется от 30:1 до 50:1 на единицу объема.

Это еще один недостаток двухтактных двигателей, масло сгорает вместе с топливом. Двухтактные двигатели испытывают масляное голодание при вращении на скорости с закрытой дроссельной заслонкой

Есть некоторые преимущества и недостатки двухтактных двигателей. Есть много недостатков, которые являются причиной того, что в настоящее время он не используется в современных автомобилях, и его использование ограничено, одна из причин, указанная выше, связана со смазкой.

Узнайте больше о преимуществах и недостатках двухтактных двигателей.

Преимущества двухтактных двигателей

Двухтактные двигатели не имеют клапанов, что упрощает их конструкцию по сравнению с конструкцией четырехтактного двигателя.

  • В нем не так много движущихся частей, что способствует его простоте.
  • Дает один рабочий ход за один оборот коленчатого вала.
  • Высокое соотношение мощности к весу и значительный прирост мощности.
  • Двухтактные двигатели получают прирост мощности, потому что двухтактные двигатели срабатывают один раз за каждый оборот.Мощность вырабатывается один раз за 2 хода поршня.
  • Двухтактные двигатели сравнительно легче.
  • Обладает высоким соотношением массы и мощности.
  • Почти на 30% легче по сравнению с четырехтактным двигателем.
  • В случае двухтактных двигателей создаваемый крутящий момент одинаков, поскольку мощность создается при каждом чередующемся ходе поршня.
  • Из-за меньшего количества деталей они компактны. По этой причине они подходят для небольших машин, таких как газонокосилки.

Недостатки двухтактных двигателей

  • Срок службы двухдвигательных двигателей не больше, чем у четырехтактных.
  • Детали двухтактных двигателей изнашиваются намного быстрее.
  • Как мы уже говорили ранее, мы должны использовать масло с воздушно-топливной смесью. Если бы в автомобиле использовался двухтактный двигатель, вы могли бы сжечь галлон масла на 1000 миль пути. Следовательно, они дороже в использовании.
  • Менее экономичны, дают много нагара из-за неполного сгорания, сжигают масло вместе с топливовоздушной смесью.
  • Загрязнение большое, и, возможно, эти двигатели скоро исчезнут. Масло сгорает вместе с топливно-воздушной смесью, после чего образуется много дыма.
  • Мы видели работу двухтактных двигателей, когда впускной клапан открыт, топливо поступает, а иногда часть топлива направляется прямо в выпускное отверстие. Из-за этого вы получите меньшую экономию топлива, и топливо будет потрачено впустую.
  • Поскольку рабочий такт производится после каждого такта, двигатель нагревается очень быстро.Итак, опять же, хорошая смазка и смазка очень необходимы для поддержания двигателя в хорошем состоянии.
  • Высокая вибрация и шумная работа.

Итак, где используются эти двухтактные двигатели? Давайте узнаем их, так как сейчас они имеют ограниченное использование.

Применение двухтактных двигателей

  • Эти двигатели выбирают, когда требуется отличное соотношение веса и мощности.
  • Ручные электроинструменты — одно из хороших применений этих двигателей.Используя масло, они могут обрабатываться с любой ориентацией.
  • Обычно используется в уличных электроинструментах, таких как газонокосилки, бензопилы и машины для удаления сорняков.
  • Двухтактные двигатели используются в мотоциклах и т. д.
Применение двухтактных двигателей

В прошлом двухтактные двигатели использовались во многих популярных транспортных средствах. Например, в шведском Saab, японском Suzuki, Subaru. В крупных велогонках двухтактные мотоциклы были очень популярны в 1970-е годы.По сравнению с четырехтактным двигателем они выбрасывали много загрязняющих веществ, что привело к их снятию с автомобильного рынка.

Они использовались максимум до 1990-х годов в мопедах и мотоциклах для бездорожья. Но из-за строгих правил загрязнения и недостатков, указанных выше, использование постепенно сокращалось, и теперь они ушли с рынка транспортных средств и ограничены небольшими приложениями

.

Курс автомобильной инженерии с высоким рейтингом

Автомобилестроение 101: Руководство для начинающих по ремонту автомобилей

Автомобилестроение: автомобильные основы и продвинутый уровень

Автомобилестроение; Гибридные электромобили

Сделай сам — диагностика электрооборудования автомобиля — начинающий

Самостоятельно — диагностика электрооборудования автомобиля — средний уровень

Автомобильная инженерия; Common Rail Direct Injection (CRDI)

Основы двигателей внутреннего сгорания — двигатели внутреннего сгорания

Гибридные и электрические транспортные средства для начинающих ПОЛНЫЙ курс 2021

Автомобильная безопасность. к автомобильной технике – производительность

Автомобильная промышленность 102: аккумулятор, система зарядки и система запуска

Заключение

Итак, наконец, у нас есть основная идея двухтактных двигателей вместе с принципом работы.Спасибо за то, что вы с нами.

Дальнейшее изучение

Читать больше статей,

4-тактные двигатели

Турбокомпрессор

Нагнетатель

Карбюраторы

Двухтактные/двухтактные двигатели

. Принцип их работы Двухтактные/двухтактные двигатели

. Принцип работы

Базовый двигатель внутреннего сгорания в принципе представляет собой очень простую машину. Поршень, перемещающийся вверх и вниз внутри цилиндра, соединен (шатуном (шатуном)) с вращающимся коленчатым валом.Поршень выталкивается вниз расширяющимися газами топливно-воздушной смеси, сгорающей в полости цилиндра над ним. Это заставляет коленчатый вал вращаться. Затем импульс вращающегося коленчатого вала заставляет поршень снова подниматься, позволяя произойти следующему циклу. Часто к коленчатому валу прикрепляют тяжелый маховик для поддержания импульса вращения.

Четырехтактные двигатели

Полный цикл двигателя внутреннего сгорания легче всего понять, обратившись сначала к простому четырехтактному бензиновому двигателю с обычным карбюратором и системой зажигания.

Воздух поступает в двигатель через карбюратор, куда добавляется топливо. Полученная топливно-воздушная смесь затем направляется в верхнюю часть двигателя, готовая к втягиванию в цилиндр. Четыре удара: —

  1. Впуск — поршень движется вниз, втягивая топливно-воздушную смесь через открытый впускной клапан в верхнюю часть цилиндра, область, известную как камера сгорания.
  2. Сжатие — впускной клапан закрывается, и поршень движется вверх, сжимая топливно-воздушную смесь, отчего она сильно нагревается.Когда поршень приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), электрический разряд от свечи зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь. При горении смесь выделяет очень горячие газы, которые расширяются из-за тепла.
  3. Зажигание/питание — когда все клапаны все еще закрыты, расширяющиеся газы снова толкают поршень вниз.
  4. Выхлоп — открывается выпускной клапан, и поршень снова движется вверх, выталкивая отработавшие газы из цилиндра. В конце такта выпуска выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, готовясь к следующему такту впуска.
Менее формально четыре удара иногда называют «Всасывание», «Выжимание», «Взрыв», «Затяжка».

На принципиальной схеме для простоты показан четырехцилиндровый двигатель, но вы можете иметь любое количество цилиндров, начиная с одного и выше. Для двигателей только с одним цилиндром инерция тяжелого маховика, прикрепленного к коленчатому валу, поддерживает вращение коленчатого вала во время «нерабочих» тактов. Большие двигатели также имеют маховики, которые помогают поддерживать плавность вращения.

Впускной и выпускной клапаны открываются и закрываются рядом тяг, соединенных с распределительным валом, что несколько усложняет механику четырехтактного двигателя.И все эти движущиеся части должны быть смазаны, что требует наличия системы подачи к ним масла и еще больше усложняет процесс. Таким образом, хотя четырехтактный двигатель представляет собой простую концепцию, он механически сложен.

Двухтактные двигатели

Двухтактный двигатель механически очень прост. Там нет клапанов, распределительных валов и т. д., только поршень, соединенный шатуном с коленчатым валом. Смазка достигается путем смешивания масла с топливом, после чего полученная смесь омывает все движущиеся части.Однако полный цикл занимает только один ход поршня вверх и один ход вниз, поэтому некоторые элементы четырех фаз работы должны происходить одновременно.

Топливо и воздух смешиваются в карбюраторе обычным образом, но смесь поступает не прямо в верхнюю часть цилиндра, а в герметичный картер, т.е. в пространство под поршнем. Картер соединен с камерой сгорания в цилиндре впускным отверстием, которое иногда называют перепускным отверстием.Напротив впускного порта есть еще один порт, выпускной порт. И впускное, и выпускное отверстия открыты поршнем в нижней части его хода, таким образом повторяя функцию клапанов в четырехтактном двигателе и позволяя газам входить и выходить из цилиндра. В верхней части хода оба порта закрыты, герметизируя цилиндр. Это позволяет сжатию происходить в верхней части хода вверх и позволяет использовать мощность расширяющихся газов в верхней части хода вниз.

Нижняя часть хода вниз — впуск/выпуск

Поршень сместился вниз, открывая впускное (передаточное) и выпускное отверстия. Опускающийся поршень увеличивает давление в картере, поэтому топливно-воздушная смесь перекачивается из картера через перепускное отверстие в камеру сгорания. В некоторых двигателях (не в Vire 7) есть клапан между карбюратором и картером, который останавливает любое стремление части топливно-воздушной смеси вернуться через карбюратор.

Верх хода вверх — сжатие

Поршень прошел нижнюю мертвую точку (НМТ) и теперь поднимается. Впускное и выпускное отверстия закрыты, поэтому топливно-воздушная смесь в камере сгорания находится под давлением и нагревается. При этом в картере создается разрежение, поэтому в картер из карбюратора всасывается свежий заряд топливовоздушной смеси. Когда поршень приближается к ВМТ, разряд высокого напряжения от свечи зажигания воспламеняет смесь в камере сгорания.

Верхняя часть хода поршня вниз — зажигание/мощность

Когда оба порта все еще закрыты, давление расширяющихся газов снова толкает поршень вниз. Давление в картере уже растет. Позже при ходе вниз выпускное отверстие будет открыто, что позволит выйти отработавшим газам. Вскоре после этого впускной/передаточный порт также будет открыт, что вернет двигатель туда, где он был в начале цикла.

Движущееся изображение имеет дефекты.Юбка поршня нарисована слишком коротко, так что отверстия под поршнем, когда он поднимается, видны открытыми. Этого не происходит.

Закройте эту страницу, чтобы вернуться на предыдущую страницу
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.