Применение двухтактного двс: Сравнение и область применения двухтактных и четырехтактных двигателей

Содержание

Сравнение и область применения двухтактных и четырехтактных двигателей

При равных оборотах и основных размерах (диаметр цилиндра и ход поршня) теоретически мощность двухтактных двигателей вдвое превышает мощность четырехтактных, так как за одно и то же число оборотов у двухтактного двигателя рабочих циклов полу­чается вдвое больше. Однако вследствие того, что часть хода поршня теряется за счет выпускных и продувочных окон, а механические потери больше (наличие продувочного насоса), мощность двухтакт­ных двигателей не в два, а примерно в 1,6—1,7 раза превышает мощ­ность четырехтактных двигателей, имеющих те же обороты и размеры; с другой стороны, при заданной мощности двухтактные двигатели получаются более компактными. Так как чередование вспышек у двухтактных двигателей в 2 раза чаще, чем у четырехтактных, то в отношении равномерности вращения эти двигатели превосходят четырехтактные.

Конструкция и эксплуатация двухтактного двигателя, как пра­вило, проще, так как не требует устройства выпускных и впускных клапанов с их приводом (за исключением двигателей с клапанно-щелевой продувкой).

Наряду с этим двухтактные двигатели имеют недостатки.

По экономичности эти двигатели несколько уступают четырех­тактным из-за затраты мощности на продувочный насос и вследствие менее совершенной очистки цилиндра от отработавших газов. Двух­тактные двигатели плохо подходят для работы на газообразном и лег­ком жидком топливе; при этих топливах цилиндры двигателя должны заполняться не воздухом, а горючей смесью; какую бы ни сделать систему продувки, неизбежна утечка с выпуском части смеси; утечка может достигнуть 30%.

Кроме того, в двухтактных двигателях наблюдается’ большая тепловая напряженность основных деталей (поршня, крышки, втулки цилиндра), вследствие того, что рабочий цикл совершается за два, а не за четыре хода поршня.

Двухтактные двигатели большей частью характеризуются повы­шенным расходом смазочного масла по сравнению с четырех­тактным.

Исходя из изложенного определились и области применения этих двух групп двигателей.

Там, где главным требованием является простота устройства, обслуживания и дешевизна двигателя, хотя бы в ущерб экономич­ности его работы, применяются двухтактные двигатели. Это отно­сится в основном к маломощным двигателям.

Двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газо­вые) выполняются преимущественно четырехтактными во избежание чрезмерного перерасхода топлива; однако для карбюраторных мало­мощных установок (малолитражные автомобили, мотоциклы, лодки) часто применяют двухтактные двигатели по причинам, указанным выше.

Стационарные двигатели средней и большой мощности выпол­няются большей частью четырехтактными, так как здесь требование наибольшей экономичности является решающим. Однако по мере дальнейшего усовершенствования двухтактных двигателей область их применения непрерывно расширяется во всех диапазонах мощно­стей. Наибольшие перспективы имеют двухтактные двигатели с внутренним смесеобразованием.

В настоящее время двухтактные двигатели широко применяются в судовых, тепловозных и других транспортных силовых установках, где уменьшение габаритов и веса двигателя играет существенную роль.


Двухтактный двигатель — схема и принцип работы

Современное машиностроение готово представить различные виды двигателей и механизмов, которые, так или иначе, облегчают жизнь человека. Одним из таких силовых агрегатов считается двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В этой статье мы рассмотрим его подробный принцип действия, устройство, достоинства и недостатки, а также применение.

Принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный ДВС – это поршневой мотор, в котором сгорание топливовоздушной происходит не в камере сгорания, как в четырехтактных, а непосредственно в самом рабочем цилиндре. Устройство такого двигателя мало чем отличается от конструкции четырехтактного. В своем составе он имеет все те же детали, что и обычный, поршневой ДВС – это поршень, цилиндр и кривошипно-шатунный механизм.

В блоке цилиндров устанавливается поршень, внутрь которого посредством специальной втулки вмонтирован шатун. в нижней части шатуна также располагается коленчатый вал. Коленвал подвешивается посредством двух подшипников и погружается в специальный картер. Главное особенностью такого двигателя можно называть то, что смазывающий компонент и топливо смешиваются в одну смесь и подаются наравне с воздухом в камеру сгорания.

Принято считать, что мощность двухтактного двигателя значительно выше, чем у четырехтактного, однако если учесть, какую работу двигатель совершает на такой короткий ход поршня, то можно сделать вывод о его слишком низком коэффициенте полезного действия.

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

 

  • Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
  • Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Стоит отметить, что для более удачного искрообразования искра должна возникать чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Идеальным зажиганием можно назвать то, которое с увеличением числа оборотов двигателя дает искру еще раньше. Такая система напрочь отсутствовала до 2000-х годов. В те времена искрообразование было настроено под оптимальные обороты, а потому двигатель работал малоэффективно. В настоящее же время применяются специальные электронные коммутаторы, в которых имеется динамическое опережение в момент зажигания. Оно изменяется с увеличением или уменьшением числа оборотов двигателя.

Отличия двухтактного от четырехтактного ДВС

  • Небольшие габариты силовой установки. Для такого двигателя нужно совсем мало место, что легко объясняет их применение на мотоциклах.
  • Меньшая масса, по сравнению с обычным четырехтактным двигателем.
  • Экономичный расход топлива. Это относится только к дизельному двигателю, когда расход топлива составляет всего 50% от среднего.
  • Простота и эргономичность установки. Конструкция двухтактного двигателя не представляет собой ничего сложного, а потому поддается легкому обслуживанию и ремонту.

Недостатки 2 тактных моторов

 

  • С уменьшением расхода топлива существенно увеличивается расход масла, так как заливается он наравне с топливом в бензобак двигателя. Дело в том, что конструкция подобной силовой установки не позволяет иметь специальный резервуар для хранения смазывающего вещества. В связи с чем, возникает необходимость добавления масло в  топливовоздушную смесь.
  • Так как потребление воздуха в таких двигателях серьезно возрастает, то возникает необходимость применение воздушных фильтров особой конструкции.
  • Из-за особенностей впускной и выпускной системы есть огромная вероятность непреднамеренной смеси отработанных газов со свежей смесью.
  • Выбор двухтактных двигателей на рынке серьезно ограничен. Это делает их стоимость достаточно высокую.
  • Неэффективная работа двигателя. Данная конструкция не позволяет создавать высокий коэффициент полезного действия.

Применение

 

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)
Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]
18915 1

Двухтактный двигатель чаще всего применяется в случаях, когда требуется небольшая максимальная мощность. Малоразмерный одноцилиндровый двухтактный двигатель воздушного охлаждения имеет очень простую конструкцию и небольшое количество деталей. Предельным случаем может служить двигатель с компрессорным (калильным) зажиганием для авиамоделей.

Самые большие, созданные для судов, поршневые двигатели также являются двухтактными с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом. Низкую частоту вращения этих двигателей выгодно использовать для непосредственного привода корабельных винтов. У этих двухтактных двигателей легко изменяется направление вращения, и они не требуют применения для этого реверс-редуктора.

Двухтактные двигатели применяются в автомобилях гораздо реже, что вызвано более высоким удельным расходом топлива и повышенной токсичностью отработавших газов. Эти два фактора вызваны организацией процессов газообмена и смазывания двигателя. У малоразмерных двухтактных двигателей, имеющих не более четырех цилиндров, применяется кривошипно-камерная продувка. Эта схема проста, не вызывает возрастания массы двигателя и хорошо зарекомендовала себя, однако КПД ее низок и ведет к уменьшению объёма свежего заряда в цилиндре. Об этом свидетельствуют сравнительные диаграммы фаз газораспределения четырёхтактного а и двухтактного б двигателей, приведённые на рис. 1.

Рис. 1
Фазы газораспределения двухтактного и четырёхтактного двигателей:
1 — начало впуска; 2 — конец впуска; 3 — начало выпуска; 4 — конец выпуска.

У четырёхтактного двигателя выпускной клапан открывается, когда поршень от ВМТ проходит 87 % длины своего полного хода. Впускной клапан закрывается, когда поршень пройдет 90 % длины полного хода от ВМТ. Этим точкам соответствует поворот коленчатого вала приблизительно на 440°. У двухтактного двигателя с симметричными фазами газораспределения режим продувки крайне невыгоден. Выпускное окно открывается перед открытием, а закрывается — уже после закрытия впускного (продувочного) окна, поэтому часть свежего заряда проникает в открытое выпускное окно. Более целесообразно, когда симметричны лишь фазы газораспределения впускного (продувочного) окна. В этом случае выпускное окно открывается после прохождения поршнем 55 % длины его полного хода от ВМТ, а впускное (продувочное) окно закрывается после прохождения 83 % полной длины хода от ВМТ. Таким образом, в четырёхтактном двигателе для наполнения цилиндра свежей смесью, и отвода продуктов сгорания необходимо, чтобы коленчатый вал повернулся на 440°, а в двухтактном — только на 135°. Очевидно, что у двухтактного двигателя за 1/3 периода вращения коленчатого вала невозможно достичь такого же хорошего наполнения цилиндра свежим зарядом, как у четырёхтактного двигателя.

Недостатком кривошипно-камерной продувки является очень короткий период впуска, особенно при симметричном открытии третьего (впускного) окна нижней кромкой юбки поршня. Чтобы улучшить процесс газообмена, часто применяют золотник, приводимый коленчатым валом, или пластинчатый обратный клапан в выпускном окне. Несмотря на эти устройства, а также на то, что двухтактный двигатель имеет число тактов рабочего хода в единицу времени в 2 раза больше, чем четырёхтактный двигатель, удельные мощности обоих типов двигателей весьма близки.

Главный недостаток двухтактных двигателей заключается в повышенном содержании вредных CO и CH

x в отработавших газах. Выброс NOx относительно невелик, так как очистка цилиндров двухтактных двигателей от отработавших газов происходит хуже и поэтому в них достигается такой же эффект, как и при рециркуляции отработавших газов в четырёхтактном двигателе. Однако низкая температура отработавших газов, сопровождающая малый выброс NOx, при использовании для дожигания CO и CHx тепловых реакторов нежелательна. Указанные особенности двухтактных двигателей представляют большие препятствия для их использования в автомобилях, поскольку устранения этих недостатков простыми способами пока не найдено.

Было бы несправедливым, однако, не указать на некоторые преимущества этих двигателей, особенно дизельных. Универсальность, например, двигателей типа «GMC» и «ЯАЗ-204» (см. рис. 2) является до настоящего времени практически уникальной.

Рис. 2 Двухтактный двигатель «ЯАЗ-204» с коробкой передач

В этих двигателях применяется механизм газораспределения с двумя выпускными клапанами и подачей свежего воздуха через окна в гильзе цилиндра посредством приводного нагнетателя типа «Рутс». Оригинальна и конструкция топливной аппаратуры, состоящей из выполненных в одном корпусе секции топливного насоса и форсунки. Уравновешивание моментов сил инерции первого порядка возвратно-поступательно движущихся масс осуществляется противовесами на распределительном валу (у двухтактного двигателя он вращается с частотой коленчатого) и на симметрично расположенном уравновешивающем валу. Взаимозаменяемость этих двух валов и возможность поворота головки цилиндра позволяют разместить выпускной трубопровод на левой или правой стороне ряда цилиндров. Направление вращения двигателя можно изменить с помощью замены шестерен привода распределительного вала. Хорошая организация продувки дала возможность достичь в этом дизеле такого же среднего эффективного давления, как и в четырёхтактном, и его удельная мощность почти в 2 раза выше мощности четырёхтактного дизеля.

Применение турбонаддува и четырёх клапанов в цилиндре четырёхтактного дизеля снизило преимущества высокой удельной мощности двухтактных дизелей типа «GMC» и «ЯАЗ-204». Турбонаддув двухтактных двигателей является более сложным, так как их отработавшие газы имеют низкую температуру из-за содержания холодного продувочного воздуха. Кроме того, двигатель при неработающем турбокомпрессоре пускается труднее. Тем не менее, в двухтактных дизелях «GMC» также начали применять турбонаддув. Турбокомпрессор подает воздух в нагнетатель типа «Рутс», при этом часть мощности турбокомпрессора может быть передана через него на коленчатый вал.

Существует ряд интересных конструкций двухтактных двигателей. Примером такой конструкции является экспериментальный двигатель «Орион», разработанный в США (рис. 3).

Рис. 3 Комбинированный двухтактный двигатель «Орион»

Схема этого двигателя дана на рис. 4. Двигатель состоит из поршневого генератора горячих газов и источника механической энергии, в качестве которого служит газовая турбина.

Рис. 4
Схема комбинированного двухтактного двигателя «Орион»:
1 — центробежный нагнетатель; 2 — газовая турбина; 3 — охлаждающие рёбра.

Поршневая часть выполнена в виде двухтактного двигателя со встречно движущимися в цилиндре поршнями. От поршневого двигателя приводится большой центробежный нагнетатель, подающий воздух как для сгорания в цилиндры, так и для охлаждения их воздухом. Для преобразования тепловой энергии в механическую служит газовая турбина, работающая на отработавших газах, смешанных с охлаждающим воздухом. Таким образом, в двигателе «Орион» для выработки механической энергии используется как теплота отработавших газов, так и теплота, отводимая в охлаждающий воздух от рёбер.

Опубликовано 28.09.2011

Читайте также

Сноски

  1. ↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. — М.: Машиностроение, 1987. — 320 с.: ил.//Стр. 219 — 223 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru

Комментарии

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактным называется двигатель внутреннего сгорания, завершающий полный рабочий цикл за один оборот коленвала.

История создания двухтактного двигателя

Во многих источниках создание первого двигателя внутреннего сгорания приписывают Готлибу Даймлеру, другие считают изобретателем Николаса Отто. Однако существует версия, что и те, и другие ошибаются. Еще в 1858 году бельгиец Жан Жозеф Этьен Ленуар создал двухтактный двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе.

В отличии от паровой машины он был проще и экономичнее. Однако двигатель бельгийского инженера был далек от совершенства. Это доказал Николас Отто, представив свой четырехтактный мотор. Его КПД был гораздо выше, чем у мотора Ленуара, а сам двигатель имел меньшие габариты. Двухтактный двигатель резко потерял популярность, и до начала ХХ века почти полностью исчез.

В России хорошо известны мотоциклы ИЖ «Планета» и «Юпитер» с двухтактными двигателями. В Германии в период Второй мировой двухтактные двигатели активно применялись в самолетостроении. В наше время, к примеру, моторы марки Rotax, широко используются в малой авиации.

С ужесточением норм токсичности двухтактные двигатели перестали рассматриваться в качестве силовых установок для гражданского транспорта, но на скутерах, снегоходах, катерах и в авиамодельном спорте, то есть там, где требуются моторы малого объема и веса, конкурентов им по-прежнему нет.

Устройство двухтактного двигателя

Конструктивно двухтактный и четырехтактный двигатели схожи. Основное различие между ними заключено в принципе газораспределения и в том, что рабочий цикл в двухтактном двигателе совершается за один оборот коленчатого вала.

Отдельного газораспределительного механизма в двухтактном двигателе нет. Роль впускных и выпускных клапанов выполняют отверстия в стенках цилиндра, а выталкивает выхлопные газы наружу и втягивает внутрь очередную порцию рабочей смеси сам поршень. В процессе газообмена участвует и кривошипная камера.

Для наполнения цилиндра топливовоздушной смесью используется впускное окно, которое также называют продувочным. Второе, выпускное окно, служит для удаления отработавших газов из цилиндра. Оно расположено выше впускного.

В течение первого такта поршень движется вверх, перекрывая продувочное окно, а затем и выпускное. Происходит сжатие топливовоздушной смеси. В это время в кривошипной камере создается разрежение, которое используется для всасывания топливо-воздушной смеси из карбюратора в полость картера.

Далее начинается второй такт. Свеча зажигания воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь. Расширяясь, газы толкают поршень вниз. По мере движения поршня вниз открывается выпускное окно, и часть газов удаляется из цилиндра. При движении поршня вниз в кривошипной камере создается избыточное давление. Поршень продолжает двигаться вниз, к нижней мертвой точке, и открывает продувочное отверстие. Начинается наполнение цилиндра топливовоздушной смесью из кривошипной камеры. Свежая смесь выталкивает из цилиндра остатки отработавших газов.

Описанная схема работы характерна для карбюраторных моторов. Схема работы дизельных и инжекторных бензиновых двухтактных моторов отличается тем, что топливо впрыскивается в камеру сгорания через форсунку, а в полость кривошипной камеры засасывается чистый воздух.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей

Самое главное преимущество двухтактных двигателей – более высокая, по сравнению с четырехтактными, литровая мощность. Дело здесь в том, что при равном количестве цилиндров и количестве оборотов коленчатого вала в минуту, каждый цилиндр совершает рабочий ход вдвое чаще. При этом, за счет того, что фактический рабочий ход двухтактного двигателя короче (он укорочен за счет процессов газообмена), реально объем двигателя увеличивается на 50-60%.

Не менее важное преимущество – компактность. Благодаря этому качеству двухтактные двигатели нашли широкое применение не только в небольших транспортных средствах наподобие снегоходов, но и в садовой технике, а также инструментах (к примеру, в бензопилах). Кроме того, отсутствие газораспределительного механизма заметно делает конструкцию проще и дешевле в производстве.

Есть у двухтактных ДВС и существенные недостатки. Они расходуют больше топлива впустую, так как при открытии выпускного окна в систему выхлопа попадает часть несгоревшей смеси. Система смазки классического двухтактного мотора крайне примитивна – бензин смешивается с маслом заранее, и оба эти вещества попадают в камеру сгорания одновременно. Обусловлено это тем, что организовать масляную ванну в картере невозможно – картер участвует в процессе газообмена. В результате масло, не пошедшее на смазывания стенок цилиндра, сгорает вместе с топливом. Ресурс двухтактного двигателя также значительно меньше, главным образом, за счет высоких оборотов коленвала. По этой причине в двигателях этого типа применяется только специальное высококачественное масло, разработанное для применения в двухтактных двигателях. Экологические параметры также оставляют желать лучшего: в выхлопе, из-за особенностей газораспределения, содержится большое количество СО и СН.

Эксплуатация двухтактного двигателя

Для смазывания поршневой группы двухтактного двигателя необходимо добавлять масло непосредственно в топливо. Причем, бензин и масло, перед тем как залить в бак, нужно предварительно смешать. Правда, некоторые производители избавляют владельцев от этой проблемы установкой отдельного бачка для масла. В этом случае оно добавляется в топливо автоматически в нужной пропорции.

Не следует забывать, что картер мотора также участвует в газораспределении и должен быть герметичен. Поэтому необходимо тщательно следить за состоянием прокладок.

Принцип Работы, Описание Рабочего Цикла, Пропорции Смеси Масла и Бензина Для Смазки Бензинового Или Дизельного ДВС

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

Что такое двухтактный двигатель: кто не знает?

Сегодня мы узнаем что такое двухтактный двигатель. Разберемся в принципе его работы, в его конструктивной простоте и почему же не ставят двухтактный двигатель на автомобили все уважающие себя автопроизводители. Поэтому за дело, друзья!

 

Что такое двухтактный двигатель?

Так как же устроен этот поршневой мотор, встречающийся в газонокосилке, скутере, и мотоцикле? Почему двухтактный?

Принцип действия этого агрегата заложен в самом его названии «двухтактный двигатель внутреннего сгорания». То есть внутри его что-то сгорает за два такта.

А сгорает в нём не что иное, как топливная смесь, состоящая из топлива и воздуха.

В результате взрыва и сгорания этой смеси происходит движение поршня с передачей этой энергии в крутящий момент, который в свою очередь передается на колёса наших квадроциклов, скутеров и иногда автомобилей.

Но в чём же секрет сокращения тактности в два раза?

Чтобы разобраться в этом, смотрим схему, как работает простейший одноцилиндровый двухтактный мотор.

Как работает двухтактный ДВС

Итак, главная роль в этом устройстве принадлежит поршню, который, двигаясь вверх и вниз в цилиндре, преобразует энергию сгоревшего топлива в механическое движение коленвала.

Почему двухтактный, какое ключевое отличие от его более сложных четырёхтактных сородичей?

Отличие заключается в том, что такт сжатия в двухтактном ДВС, совмещен с тактом выпуска. А такт рабочего хода совмещен с тактом впуска

Такт сжатия, двухтактный мотор, начинает после момента прохождения поршнем нижней точки и начала его движения вверх.

В этот миг в цилиндре, в пространстве над поршнем, уже находится свежая порция воздушно топливной смеси, поступившая из карбюратора через перепускной канал и продувочное окно во время такта рабочего хода.

При приближении поршня к верхней точке движения, смесь в цилиндре воспламеняется от искры свечи зажигания и двигатель переходит в рабочий такт – именно в этот момент выполняется полезная работа.

Движущийся вниз под воздействием расширяющихся продуктов горения топлива поршень двухтактного мотора, открывает выпускное окно, в которое под давлением устремляются выхлопные газы.

Дальнейшая их судьба – глушитель. Он-то и принимает всю сгоревшую смесь и глушит по средством специальных каналов громкий хлопок взрыва этой самой смеси.

Если ещё не скучно про двухтактный мотр, идем дальше.

Заканчивается рабочий такт мотора в нижнем положение Н.М.Т., а не задолго до этого открывается продувочное окно, из которого в цилиндр устремляется очередная порция топливной смеси из под поршня.

Она вытесняет последние остатки выхлопных газов. Эта нехитрая процедура называется продувкой.

Затем повторяется первый такт Сжатие-впуск и второй Рабочий ход-выпуск. И так бесконечно, пока есть воля к движению.

Вот где нужен двухтактный мотор

Таким образом, мы вкратце рассмотрели принцип работы простейшего двухтактного двигателя.

Стоит отметить, что такой тип двухтактного мотора, по сравнению с четырёхтактным, аналогичного объёма, имеет большую мощность.

Но двухтактным моторам присущи и недостатки – к примеру, низкая экологичность и высокий расход топлива. Именно по этой причине нет смысла устанавливать его на автомобиль.

Простота двухтактного двигателя состоит в том, что он не имеет сложного механизма газораспределения, распредвалов, клапанов, сложных головок блока цилиндров двигателя, требующих больших трудозатрат на их изготовление.

Тем не менее, благодаря своей простоте двухтактные агрегаты находят широкое применение в различных отраслях.

Они крайне популярны у авиамоделистов. Почти все простые мотоциклы и скутеры имеют двухтактный двигатель.

Повсеместно применяются в различных моторизированных устройствах, к примеру, в бензопилах, газонокосилках, генераторах, сельскохозяйственной технике.

Наверное в каждой нормальной семье присутствует хоть один механизм, имеющий двухтактный двигатель.

Надеюсь, это краткое повествование помогло разобраться что такое двухтактный двигатель, в принципах его работы.

Посмотрите что-нибудь еще на сайте, например Когда автомобиль будет иметь паровой двигатель.

Как работает двухтактный двигатель — Спецтехника

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.

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. .

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.

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.

Источник: https://autostuk.ru/rabota-dvuxtaktnogo-dvigatelya.html

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.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/dvs/princip-raboty-dvuxtaktnogo-dvigatelya.html

Принцип работы двухтактного двигателя: его плюсы и минусы

Всем доброго времени суток, уважаемые читатели! Несмотря на то, что большинство из Вас являются владельцами четырехколесных транспортных средств, есть среди подписчиков и ценители мотоциклов, мопедов, скутеров. Если Вы еще не знаете принцип работы двухтактного двигателя, то самое время ознакомиться с этой интересной темой.

   Особенности и устройство

Подобный тип силового агрегата стал базовым для различных типов устройств и техники благодаря своей простоте и надежности. В рабочем цикле такого мотора всего два такта, в отличие от 4‑х тактных, которые устанавливаются на большинстве автомобилей. Эта пара тактов — сжатие и расширение. Читатель может вполне справедливо поинтересоваться: а куда деваются впуск и выпуск рабочей смеси. Дело в том, что они объединены с указанными выше сжатием и расширением.

В отличие от мотора на 4 такта, в 2‑хтактном всего за один оборот коленчатого вала происходит весь рабочий цикл. Это позволяет повысить мощностные качества двигателя в 1,5 и более раза при равносильном рабочем объеме.

Однако это приводит к снижению коэффициента полезного действия, иначе такими силовыми агрегатами оснащались бы все без исключения самоходные механизмы. Зато в судостроении они нашли самое широкое применение.

Одноцилиндровый двухтактный мотор — также неотъемлемая составляющая каждого скутера с малым объемом двигателя, которые вовсю колесят по нашим дорогам.

Еще одной важной особенностью таких механизмов является их склонность к перегреву. Это связано с выделением больших объемов тепла во время работы. Для решения данной проблемы может потребоваться подведение принудительного охлаждения. Зато есть и преимущества у такого моторчика: работа поршня ограничивается 2‑мя тактами, а это значит, что он совершает вдвое меньше перемещений. За счет этого, сокращается износ ключевых деталей силового агрегата.

   Принцип функционирования

Рассмотрим, как на практике происходит работа такого движка (см. видео):

  1. Поршень начинает двигаться от нижней точки, которая еще называется «мертвой», вверх. Одновременно с этим процессом происходит доставка топлива вместе с воздухом. Приоткрывается выпускное окно, и через него наружу беспрепятственно уходят выхлопные газы. При этом, происходит момент сжатия рабочей смеси.
  2. Как только начинает осуществляться сжатие, в кривошипной камере формируется пространство на основе разреженного воздуха. Высвобождается место для поступления свежей порции топлива. При достижении верхней точки движения поршнем свечи зажигания выдают искру, которая воспламеняет рабочую смесь.
  3. Вследствие возгорания рабочей смеси возникает энергия, которая вынуждает поршень двигаться уже вниз. Избыточное давление, создаваемое в кривошипной камере, заставляет сжиматься горючее. В верхней точке движения поршня выпускное окно открывается, освобождая выход отработанных газов, откуда они направляются прямиком в глушитель.
  4. Дальнейшее движение поршня приводит к открытию продувочного окна. Топливо из кривошипной камеры перемещается в рабочий цилиндр. Как только поршень опустится в нижнюю точку, это означает, что полный цикл работы двигателя состоялся. И все начинается снова, но это будет уже начало нового цикла.

Поскольку мощность равноценного мотора на два такта больше, чем у 4‑тактного собрата, он, по идее, должен быть более экономичным. На практике этого не происходит из-за возникающих дополнительных потерь. Происходит частичное смешивание отработанных газов с вновь поступающим топливом, и вся эта смесь благополучно уходит через выхлопную трубу. Поэтом на то же самое количество циклов карбюратор двухтактника требует больше горючего.

Существуют различия и в системе смазки. В случае с мотором на 2 такта она осуществляется за счет смешивания моторного масла и бензина. В 4‑тактном предусмотрена система смазки с шестеренным насосом. Смазка попадает во впускной патрубок системы, и ее поставляется именно столько, сколько необходимо.

В таких движках нет клапанов, которые присущи четырехтактным моторам внутреннего сгорания. За них ту же самую работу делает поршень, который при последовательном движении вверх и вниз открывает и закрывает продувочные, впускные и выпускные окна. Благодаря этому они считаются более конструктивно простыми и легкими в обслуживании. Считается, что показатель мощности у них примерно в 2 раза выше, чем у тех, что рассчитаны на 4 такта, за счет большего количества прошедших циклов.

Но из-за недостаточно полного использования хода поршня, остатков в цилиндре скопившихся газов и частичной потери производимой мощности для продувки, фактическое увеличение полезной мощности будет не более, чем на 60–70 процентов.

Искра на таких движках появляется на доли секунды раньше, чем поршень достигает верхней мертвой точки, а для изменения угла зажигания предусмотрены различные устройства механического и электронного типа действия.

На прежних моделях момент воспламенения устанавливался, исходя из оптимального числа оборотов.

Итак, подытожим основные достоинства рассматриваемого силового агрегата:

  • отличается малыми габаритами;
  • обладает простым устройством;
  • выдает большую мощность при том же рабочем объеме.

При этом, его применение ограничивается из-за особенностей конструкции и значительных потерь.

Однако на сегодняшний день именно таким типом двигателя по-прежнему оснащается большое число разнообразных механизмов, которые могут использовать как одно‑, так и двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания на 2 такта.

Зная особенности и принцип функционирования такого движка, можно самостоятельно находить возникающие в нем неполадки. В ряде случаев такие знания позволяют определиться с выбором между 2‑х и 4‑х тактным силовым агрегатом.

В сегодняшнем обзоре мы постарались рассмотреть устройство 2‑х тактного силового агрегата, которым оснащается практически любой современный мотоцикл или мопед, а также другая техника.

Друзья, буду благодарен за Ваши рекомендации моего блога в кругу своих друзей. В ближайших выпусках блога мы обязательно рассмотрим новые интересные темы из области автомобилей, двигателей и ухода за ними.

А пока несколько слов о присадках для ДВС и какой смысл в их использовании. Оставайтесь с нами и до новых встреч!

Источник: http://avto-kul.ru/poleznoe-ob-avtomobile/printsip-raboty-dvuhtaktnogo-dvigatelya.html

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.

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.

Источник: https://autolirika.ru/teoriya/dvuhtaktnyj-dvigatel-ustrojstvo-princip-raboty.html

Принцип работы двухтактного двигателя. Разбираем устройство и раскладываем все по полочкам

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в свое время сделал большой переворот в истории промышленных технологий. Двигатель, работающий на солярке или бензине впервые был изобретен в 19 веке французским изобретателем по имени Жан Этьен Ленуар.

Прежде чем двигатель внутреннего сгорания начал работать, изобретателю потребовалось несколько попыток запуска и переустройства двигателя. Поняв, почему двигатель перестает работать, Жан добавил систему жидкостного охлаждения и смазки. Сегодня же двигатели заметно скакнули вперед по ступеням эволюции.

Однако не каждый из мотоциклистов знает, устройство и принцип работы двухтактного двигателя. Прочитав статью, вы узнаете, как же работает двухтактный двигатель.

Устройство двухтактного двигателя

Прежде чем разбирать принцип работы двухтактного двигателя мотоцикла, необходимо разобраться в его устройстве: из чего он состоит, как сделан и какие детали наиболее важные. Вообще, устройство двухтактного двигателя не так сложно, как кажется на первый взгляд.

Обратите внимание на картинку. Из рисунка мы можем видеть, что двигатель представляет собой картер, в котором установлены такие важные детали как коленчатый вал с подшипниками и цилиндр. Поршень вращается и доводит горючую жидкость до свечи зажигания, которая дает искру.

Во всем устройстве двигателя очень важны зазоры между трущимися деталями. Из первых опытов Жана, о котором мы говорили ранее, можно понять, что двигатель не будет работать без смазки. Именно для этого, в двухтактный двигатель требуется заливать бензин, разбавленный с маслом. Пропорции у всех мотоциклов и масел разные, но главное качество хорошего масла, — сгорание его в двигателе с минимальным остатком нагара или зольных отложений.

Цилиндр и сам корпус двигателя внутреннего сгорания сделаны так, чтобы получать наилучшее воздушное охлаждение. Несмотря на то, что большинство двигателей имеют водяное охлаждение, дополнительное охлаждение встречными потоками ветра никто не отменял. Такое устройство двухтактного двигателя обеспечивают наилучшую производительность на всех этапах работы.

Принцип работы двухтактного двигателя

Работа двухтактного двигателя достаточно проста, хоть на первый взгляд и кажется, что для того чтобы разбираться в ДВС, нужно освоить профессию автомеханика. На самом деле все гораздо проще, ведь его работа основана на основных физических законах. Итак, как работает двухтактный двигатель?

Как вам уже известно, работа двигателя внутреннего сгорания происходит за два этапа (такта). Во время первого такта происходит сжатие. В этот момент поршень находится в самой низкой или как ее еще называют мертвой точке, вверх.

Пока поршень находится в нижнем положении, в камеру поступает бензин и воздух. В это же время через выпускное окно выходят все выхлопные газы, образовавшиеся за один полный ход поршня.

Как только горючее поступило в камеру сгорания, поршень посредством инерции поднимается вверх и доставляет туда попавшую в камеру жидкость.

Дальше наступает второй этап, называемый расширением. Теперь мы имеем поршень, находящийся в верхней мертвой точке. Так как поршень доставляет вместе с собой горючее, доходя до верхней мертвой точки оно воспламеняется. Из-за чего и происходит работа двигателя. Так и происходит работа двухтактного двигателя.

Что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель?

Как показывает принцип работы двухтактного двигателя, такой ДВС довольно эффективен. Но многие мотоциклисты при выборе новой модели задаются вопросом, что же эффективнее – двухтактный или четырехтактный мотор? Попробуем ответить на этот вопрос.

Итак, как показывают многочисленные эксперименты и практика мотопроизводителей в целом, четырехтактные двигатели все-таки менее эффективны. На первый взгляд это непонятно, но двигатели одного и того же объема, но при разных тактах работы выдают разные мощности. Посредством нехитрых расчетов удалось понять, что работа двухтактных двигателей внутреннего сгорания эффективнее четырехтактных двигателей в среднем в 1,5 раза.

Если вновь рассматривать принцип их работы, то можно понять почему так происходит. Все дело в том, что четырехтактные двигатели имеют немного другое устройство, в связи с чем процессы подачи топлива и выброса газов происходят дольше, нежели у двухтактников.

особенность двухтактных моторов и заключается в том, что у них эти процессы происходят во время сжатия, то есть они совмещены с основными этапами работы двигателя.

Так и получается, что КПД четырехтактного двигателя меньше, чем у двигателя, работающего на двух тактах.

Заключение

Разобрав и поняв, как работает двухтактный двигатель, можно сделать определенные выводы. Теперь, вы знаете устройство двухтактного двигателя и можете решить, какой ДВС подходит вам больше.

Источник: https://avtomoto-best.ru/princip-raboty-dvukhtaktnogo-dvigate.html

Чем отличается двухтактный двигатель от четырёхтактного, принцип работы двухтактного двигателя

Двигатель внутреннего сгорания функционирует по давно изученному принципу. Стоит более подробно рассмотреть работу поршневого мотора, так как роторные и другие необычные аппараты, которые преобразуют энергию горения в кинетическую распространены в меньшей степени.

В чём состоит основное отличие двухтактного двигателя от 4- х тактного? Самое главное отличие заключено в режиме воспламенения горючей смеси, что можно легко понять по воспроизводству звуков.

Двухтактный мотор в большинстве случае воспроизводит пронзительный, а также довольно громкий звук, тогда как в четырёхтактном происходит более спокойное и размеренно звучание.

  1. Чаще всего разница главным образом также заключена в назначении устройства и его топливной общей эффективности. В двигателе двухтактного типа процесс зажигания воспроизводится при каждом совершении оборота коленчатого вала, именно по этой причине по показателю мощности они в несколько раз превосходят четырёхтактные, в которых имеется особая смесь, идущая главным образом через обороты.
  2. Четырёхтактные моторы намного тяжелее и тратят наибольшее количество энергии. В большинстве случаев их используют на автомобилях и особой технике, в то время как на остальном оборудовании таком, как мотороллеры, газонокосилки, а также лёгкие разновидности катеров, в большинстве случаев можно заметить более компактные двухтактные разновидности устройств.
  3. А вот бензиновый генератор, к примеру, можно легко найти как двухтактной, так и четырёхтактной разновидности. Двигатель в скутере также может заключать в себе совершенно любой двигатель. Принцип функционирования такого оборудования главным образом заключает в себя одни и те же процессы, отличие будет заключено лишь в способе и эффективности общего преобразования энергии.

Процесс переработки топлива в обеих моделях моторов может происходить при помощи последовательного выполнения всех четырёх разновидностей процессов, которые по-другому именуются тактами. Скорость, с который производится главная работа двигателя через три такта проходит — это именно то, в чём состоит главное отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного.

Первый такт —это осуществление впрыска. В это время поршень начинает совершать движение по примеру цилиндра, а впускной клапан начинает открываться, чтобы запустить в себя воздушно-топливную смесь и доставить её в саму камеру сгорания.

После будет происходить процесс сжигания. В это время выпускной клапан закрывается обратно, а поршень продолжает двигаться по цилиндру вверх, сжимая в это все газы, которые имеются внутри. Такт рабочего хода происходит тогда, когда зажигается вся смесь.

В это время искра от свечи начинает восполнять все сжатые в себе газы, что провоцирует взрыв, энергия которого производит выталкивание поршня вниз в начальную позицию.

Последним тактом будет считаться выпуск: поршень будет достигать верхней точки по цилиндру, а выпускной клапан открываться снова, позволяя всем выхлопным газам выйти из общей камеры сгорания, чтобы можно было осуществить процесс ещё раз.

Возвратно-поступательные движения в поршне вращают коленчатый вал, крутящий момент в это время передаётся на рабочие детали в оборудовании. Так может происходить процесс преобразования энергии сгорания топлива в поступательное движение.

Процесс работы четырёхтактного двигателя

В обычном четырёхтактном устройстве зажигание смеси начинается при каждом втором обороте вала. Процесс вращение вала может привести к воздействию более сложной формы механизмов, которые помогут пользователю добиться выполнения последовательных тактов.

Открытие как впускных, так и выпускных клапанов может происходить благодаря кулачковому валу, который раз за разом нажимает на коромысла. Процесс возвращения клапана в закрытое начальное положение выполняется под воздействием пружины. Чтобы не потерять компрессии, стоит сделать так, чтобы клапан начал как можно плотнее прилегать к головке блока цилиндров.

Как происходит процесс функционирования двухтактного устройства

Теперь стоит более подробно рассмотреть процесс работы двигателя с двумя тактами, а также различить его особенности от четырёхтактного.

В двухтактном двигателе все четыре действия происходят за один оборот вала, в процессе хода поршня от верхней мёртвой точки к нижней, а после снова вверх.

Выпуск лишних газов (то есть продувка) и впрыск горючего интегрированы в один такт, в конечном счёте этого процесс происходит воспламенение всей смеси, а полученная энергия производит толчок поршня вниз. Такое строение устраняет особую нужду в использовании клапанов в самом устройстве.

На месте клапанов можно найти сразу несколько отверстий камеры сгорания.

В тот момент когда поршень при помощи движения сгорания будет перемещён в нижнюю точку, то выпускной клапан откроется, позволяя при этом устраниться всем отработанным газам, таким действием камера станет снова полностью пустой.

Во время движения вниз в цилиндре происходит образование разряжения, при помощи которого через расположенный в нижней области выпускной клапан внутрь втягивается определённая смесь воздуха, а также дополнительного воздуха.

Во время движения поршня вверх он начинает перекрывать все каналы и способен сжимать находящиеся внутри цилиндра газы. В это время срабатывается свеча зажигания, а после весь охарактеризованный выше процесс происходит по-новому. Важно отметить то, что в двигателях такого формата процесс зажигания смеси может происходить во время каждого последующего оборота. Что помогает извлекать из них большее количество мощности, по крайней мере, за определённый отрезок времени.

Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного

Двухтактные двигатели лучше всего будут использовать в устройствах, в которых нужны быстрые и резкие всплески всей энергии, а не равномерный процесс работы на протяжении всего долго времени.

К примеру, гидроцикл разгоняется намного быстрее, чем в простом грузовике с четырёхтактным.

Но при этом он нужен для совершения кратковременных поездок, в то время как сам грузовик способен проехать расстояние равное сотням километров, до того времени, как ему понадобится отдохнуть.

Невысокая длительность функционирования двухтактного механизма будет компенсироваться низким соотношением его веса к показателю мощности: такие разновидности двигателей в большинстве случаев весят намного меньше, именно по этой причине могут быстрее запускаться и достигают наивысшего показателя своей эффективности, а также могут достигнуть максимального показателя рабочей температуры. Для осуществления их перемещения в другую точку также затрачивается намного меньшее значение энергии.

Какой тип мотора стоит покупать?

В большинстве случаев четырёхтактные двигатели способны работать лишь в одном положении. Это может быть связано со сложностью двигающихся механизмов, а также конструкций масляного поддона.

Такой тип поддона, который обеспечивает дальнейшую смазку двигателя, чаще всего имеется лишь в четырёхтактных устройствах и обладает наибольшим показателем важности для рабочего процесса.

У двухтактного двигателя чаще всего не имеется никакого дополнительного поддона, именно по этой причине их можно использовать почти в любом положении без возможности выплёскивания масляной жидкости либо прерывания процессов смазки оборудования.

Для таких типов оборудования, как бензопилы, циркулярные пилы, а также другие инструменты персонального назначения, такой показатель гибкости считается довольно важным.

Топливная результативность, а также значение для окружающей среды. В большинстве случаев становится понятно, что компактные, а также быстрые двигатели в приборах намного быстрее загрязняют окружающее пространство и потребляют большой показатель топлива. В нижней точки движения поршня, когда камера сгорания полностью наполняется горючей смесью, некоторое число топлива полностью теряется, попадая при этом в пустой канал.

Это можно легко увидеть, если рассмотреть подвесной лодочный мотор. Можно увидеть вокруг него разноцветные масляные пятна. Именно по этой причине двигатели такого типа считаются не очень эффективными и загрязняют окружающий воздух. И хотя четырёхтактные модели обладают большим весом и медленной производительностью, но при этом в них топливо сжигается полноценно.

Сколь стоит ремонт оборудования и замена комплектующих?

Меньшие по габаритам устройства в большинстве случаев считаются наиболее дешёвыми, как с точки зрения первоначального приобретения, так и при дальнейшем техническом обслуживании. Но при этом они рассчитываются на более длительное время работы. Хотя существуют и некоторые выходы за рамки, но чаще всего они не предназначены для долгой эксплуатации в течение больше чем двух часов и рассчитаны на очень небольшой отрезок времени использования.

Отсутствие разделённой системы смазки также может привести к тому. Что даже в наиболее качественном моторе такого вида будет очень быстро происходить износ, а после он придёт в негодность по причине повреждения движущейся детали.

Отчасти по причине отсутствия смазки в бензин, который нужен для осуществления заливки в двухтактный двигатель скутера, к примеру, стоит добавить некоторое количество специализированного масла. Это может привести к дополнительной затрате времени и денег, а также может стать причиной выхода из строя оборудования (если вы когда-нибудь забудете подлить новую порцию масла). Мотор четырёхтактного типа чаще всего требует от потребителя минимального ухода и обслуживания.

Какой мотор стоит выбрать

Четырёхтактный двигатель основные особенности:

  1. Совершается один ход рабочего на каждые два оборота коленчатого вала.
  2. Для его работы потребителю приходится применять тяжёлые маховики для компенсации вибрации, которая может развиваться во время работы двигателя по причине неравномерного процесса распределения крутящегося момента, так как процесс воспламенения горючей смесью будет происходить лишь при каждом втором обороте.
  3. Большая масса двигателя.
  4. Строение всего двигателя будет наиболее сложным по причине усложнения механизма клапаном.
  5. Высока цена за прибор.
  6. Невысокий показатель механического КПД по причине совершения сильного трения между несколькими деталями.
  7. Более высокий показатель работы при помощи полного удаления отобранных газов и процессу впрыскивания наиболее свежего раствора.
  8. Более низкий показатель рабочей амплитуды.
  9. Совершение водяного охлаждения.
  10. Меньшее количество расхода энергии и полноценный процесс горения топлива.
  11. Занимает значительное место на рабочей зоне.
  12. Сложная система осуществления смазки.
  13. Низкий уровень шума.
  14. Процесс распределения газа при помощи клапанного механизма.
  15. Высокий показатель тепловой эффективности.
  16. Низкий уровень потребления масла.
  17. Наименьший процесс износа движущихся и взаимодействующих друг с другом деталей и механизмов
  18. Может быть установлен в автобусах, грузовиках и другом автотранспорте.

Двигатель двухтактный особенности:

  1. Один такт рабочего хода совещается на каждом обороте коленчатого вала.
  2. Следует использовать лёгкий меховик и двигатель начнёт функционировать довольно сбалансировано и размеренно, так как в это время крутящийся момент будет распределён намного равномернее по причине того, что процесс воспламенения в горючей смеси будет проходить во время каждого оборота.
  3. Вес двигателя будет намного выше.
  4. Строение двигателя представлено проще, благодаря отсутствию в нём клапанного механизма.
  5. Стоимость у двухтактного заметно ниже.
  6. Высокий показатель механического КПД по причине уменьшения трения, что обусловлено числом деталей.
  7. Воздушное охлаждение.
  8. Высокая рабочая амплитуда.

Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/dvuhtaktnyy-dvigatel-princip-raboty.html

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

В настоящее время активно используются два основных типа двигателей внутреннего сгорания: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска готовой топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта.

У двигателей такого типа отсутствуют клапаны газораспределительного механизма, их роль выполняет пара поршень/гильза. Поршень при своем перемещении закрывает своим телом впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому такие двиагетли более просты в конструкции.

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

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 6070 % по сравнению с четырехтактным ДВС.

Двигатель двухтактного рабочего цикла состоит из картера (основной его части — базы), в который на шариковых подшипниках установлен коленчатый вал. Цилиндр крепится к блоку через винты или шпильки, которые проходят через все тело гильзы.

Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан (чаще из алюминиевого сплава), опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне ниже жарового пояса. Во время сжания или рабочего хда поршневые кольца не пропускают газы и запирают в промежутке между днищем поршня 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.

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

Из рисунка видно, что топливная смесь (голубой 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.

1. Такт сжатия

Поршень перемещается от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), перекрывая сначала продувочное, а затем и выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси.

Одновременно в кривошипной камере вследствие её герметичности, и после того как поршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого из впускного коллектора через впускное окно и приоткрытый клапан поступает готовая горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь 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 избыточное давление в кривошипной камере.

Под действием этого давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси вернуться во впускной коллектор и карбюратор.
Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу нашей любимой Земли — давление в цилиндре понижается.

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

Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движется поршень, тем раньше должно быть зажигание — 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 статично.

Преимущества двухтактных двигателей:

• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения • Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма • Проще и дешевле в изготовлении

• Меньший вес

Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания

Ремонт двухтактных ДВС осуществляется только квалифицированными рабочими по технологическим и маршрутным картам, которые разрабатывают инженеры и проектировщики. Эти инструкции дают рабочему понять, где и когда использовать ту или иную операцию, как и каким порядкм устанавливать детали, а также в какой последовательности их затягивать.

Сами «двухтактники» устанавливаются в специальные стенды-кантователи, которые позволяют с большим удобством и правильно, доступно визуально осуществить правильную сборку и протяжку.

Разработка процесса ремонта ДВС включает в себя не только визуальный осмотр и мойку всего узла в моечной машине, но и разработку карт дефектов деталей, маршрутные карты восстановления и т.д.

Именно таким образом осуществляет ремонт двухтактных ДВС в производственных условиях АТП.

Недостатки двухтактных двигателей:

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм. 2. Шумность.

На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт.

Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания не так вибрируют на малых оборотах (касается только двухцилиндровых двигателей — одноцилиндровые двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.

Источник: https://www.StuDiplom.ru/Technology-DVS/2-x_DVS.html

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

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

Источник: https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/dvuhtaktnyj.html

Принцип работы 2х тактных и 4х тактных двигателей

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.

Источник: https://honda-electric.ru/boats/princip_raboty_2h_taktnogo_i_4h_taktnogo_dvigatelej/

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Современное машиностроение готово представить различные виды двигателей и механизмов, которые, так или иначе, облегчают жизнь человека. Одним из таких силовых агрегатов считается двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В этой статье мы рассмотрим его подробный принцип действия, устройство, достоинства и недостатки, а также применение.

Устройство и принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный ДВС – это поршневой мотор, в котором сгорание топливовоздушной происходит не в камере сгорания, как в четырехтактных, а непосредственно в самом рабочем цилиндре. Устройство такого двигателя мало чем отличается от конструкции четырехтактного. В своем составе он имеет все те же детали, что и обычный, поршневой ДВС – это поршень, цилиндр и кривошипно-шатунный механизм.

В блоке цилиндров устанавливается поршень, внутрь которого посредством специальной втулки вмонтирован шатун. в нижней части шатуна также располагается коленчатый вал. Коленвал подвешивается посредством двух подшипников и погружается в специальный картер. Главное особенностью такого двигателя можно называть то, что смазывающий компонент и топливо смешиваются в одну смесь и подаются наравне с воздухом в камеру сгорания.

Принято считать, что мощность двухтактного двигателя значительно выше, чем у четырехтактного, однако если учесть, какую работу двигатель совершает на такой короткий ход поршня, то можно сделать вывод о его слишком низком коэффициенте полезного действия.

Работа двухтактного двигателя внутреннего сагорания

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

  • Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
  • Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Стоит отметить, что для более удачного искрообразования искра должна возникать чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Идеальным зажиганием можно назвать то, которое с увеличением числа оборотов двигателя дает искру еще раньше. Такая система напрочь отсутствовала до 2000-х годов.

В те времена искрообразование было настроено под оптимальные обороты, а потому двигатель работал малоэффективно. В настоящее же время применяются специальные электронные коммутаторы, в которых имеется динамическое опережение в момент зажигания.

Оно изменяется с увеличением или уменьшением числа оборотов двигателя.

Преимущества двухтактного двигателя от четырехтактного

  • Небольшие габариты силовой установки. Для такого двигателя нужно совсем мало место, что легко объясняет их применение на мотоциклах.
  • Меньшая масса, по сравнению с обычным четырехтактным двигателем.
  • Экономичный расход топлива.

    Это относится только к дизельному двигателю, когда расход топлива составляет всего 50% от среднего.

  • Простота и эргономичность установки.

    Конструкция двухтактного двигателя не представляет собой ничего сложного, а потому поддается легкому обслуживанию и ремонту.

Недостатки двухтактных моторов

Применение двухтактных двигателей

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

Источник: https://VipWash.ru/dvigatel/dvuhtaktnyy-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya

Двухтактный двигатель: работа, типы и применение

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который завершает энергетический цикл двумя ходами поршня за один оборот коленчатого вала. Это контрастирует с «четырехтактным двигателем», которому требуется четыре хода поршня для завершения цикла мощности во время двух оборотов коленчатого вала.

В двухтактном двигателе конец такта сгорания и начало такта сжатия происходят одновременно, при этом одновременно выполняются функции впуска и выпуска.

Двухтактные двигатели часто имеют высокое отношение мощности к массе, причем мощность доступна в узком диапазоне частот вращения, называемом «диапазоном мощности». По сравнению с четырехтактными двигателями у двухтактных двигателей значительно меньше движущихся частей.

История двухтактного двигателя

Первый коммерческий двухтактный двигатель с внутрицилиндровым сжатием приписывается шотландскому инженеру Дугальду Клерку, который запатентовал свою конструкцию в 1881 году. Однако, в отличие от более поздних двухтактных двигателей, у него был двигатель. отдельный зарядный баллон.

Двигатель с продувкой картера, использующий область под поршнем в качестве нагнетательного насоса, обычно приписывается англичанину Джозефу Дэю. 31 декабря 1879 года немецкий изобретатель Карл Бенц создал двухтактный газовый двигатель, на который он получил патент в 1880 году в Германии.

Первый действительно практичный двухтактный двигатель приписывается йоркширцу Альфреду Ангасу Скотту, который начал производство двухцилиндровых мотоциклов с водяным охлаждением в 1908 году.

Бензиновые версии (с искровым зажиганием) особенно полезны в легких или портативных устройствах, таких как бензопилы. и мотоциклы.

Однако, когда вес и размер не являются проблемой, потенциал цикла для высокой термодинамической эффективности делает его идеальным для дизельных двигателей с воспламенением от сжатия, работающих в больших, нечувствительных к весу приложениях, таких как судовые силовые установки, железнодорожные локомотивы и производство электроэнергии.

В двухтактном двигателе выхлопные газы передают меньше тепла системе охлаждения, чем четырехтактный, что означает больше энергии для приведения в действие поршня и, если имеется, турбонагнетателя.

Как работает двухтактный двигатель?

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двухпоршневых движений (один цикл) для выработки мощности.Двигатель может производить мощность после одного цикла, потому что выхлоп и всасывание газа происходят одновременно.

Имеется клапан для такта впуска, который открывается и закрывается при изменении давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель включает два процесса:

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

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

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, позволяют использовать топливо более низкого качества и более экономичны. Следовательно, более легкие двигатели приводят к более высокой удельной мощности (больше мощности при меньшем весе).

Однако им не хватает маневренности, характерной для четырехтактных двигателей, и они требуют большей смазки. Это делает двухтактный двигатель идеальным для кораблей (требуется перевозить много груза), мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактный двигатель идеально подходит для автомобилей, таких как легковые и грузовые автомобили.

Конструкция двухтактного двигателя
  • Поршень: Поршень передает расширяющую силу газов на механическое вращение коленчатого вала через шатун.
  • Коленчатый вал: Преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение.
  • Шатун: Он передает движение от поршня к коленчатому валу и действует как плечо рычага.
  • Маховик: Это механическое устройство, которое используется для хранения энергии.
  • Свеча зажигания: Она подает электрический ток в камеру сгорания и, в свою очередь, воспламеняет топливно-воздушную смесь, что приводит к резкому расширению газов.
  • Противовес: Противовес на коленчатом валу используется для уменьшения вибраций из-за дисбаланса вращающегося узла.
  • Впускные и выпускные отверстия: Эти отверстия позволяют свежему воздуху с топливом входить и выходить из цилиндра.

Типы двухтактных двигателей

Механические детали различных двухтактных двигателей различаются в зависимости от типа.Типы конструкции различаются в зависимости от метода подачи заряда в цилиндр, метода продувки цилиндра и метода выпуска воздуха из цилиндра.

  1. Поршневой впускной канал.
  2. Геркон впускной клапан.
  3. Поворотный впускной клапан.
  4. Поперечная продувка.
  5. Удаление петель.
  6. Непоточная продувка.
  7. Двигатель поршневой ступенчатый.
Поршневой впускной канал

Поршневой порт является самой простой конструкцией и наиболее часто используется в небольших двухтактных двигателях.Все функции контролируются исключительно закрытием и открытием портов поршня, когда он перемещается вверх и вниз в цилиндре.

В 1970-х годах компания Yamaha разработала несколько основных принципов для этой системы. Они обнаружили, что в целом расширение выпускного отверстия увеличивает мощность на ту же величину, что и подъем порта, но диапазон мощности не сужается, как при поднятии порта.

Герконовый впускной клапан

Герконовый клапан — это простой, но очень эффективный обратный клапан, обычно устанавливаемый во впускном тракте порта с поршневым управлением.Это позволяет асимметрично заправляться топливом, улучшая мощность и экономичность, одновременно расширяя диапазон мощности. Такие клапаны широко используются в мотоциклах, квадроциклах и морских подвесных двигателях.

Поворотный впускной клапан

Впускной канал открывается и закрывается вращающимся элементом. Знакомый тип, который иногда можно увидеть на небольших мотоциклах, — это диск с прорезями, прикрепленный к коленчатому валу, который закрывает и открывает отверстие в конце картера, позволяя заряду поступать в течение одной части цикла (так называемый дисковый клапан).

Другая форма поворотного впускного клапана, используемая в двухтактных двигателях, включает два цилиндрических элемента с соответствующими вырезами, расположенными для вращения один внутри другого — впускная труба имеет проход в картер только тогда, когда два выреза совпадают.

Коленчатый вал сам по себе может быть одним из элементов, как и в большинстве двигателей со свечами накаливания. В другой версии кривошипно-шатунный диск выполнен с возможностью плотной посадки в картере и снабжен вырезом, который совпадает с впускным каналом в стенке картера в соответствующее время, как в мотороллерах Vespa.

Поперечный поток продувки

В двигателе с поперечным потоком передаточное и выпускное отверстия находятся на противоположных сторонах цилиндра, а дефлектор в верхней части поршня направляет свежий всасываемый заряд в верхнюю часть цилиндра. цилиндр, выталкивая остаточный выхлопной газ вниз с другой стороны дефлектора и через выхлопное отверстие.

Очистка контура

В этом методе продувки используются передаточные каналы тщательно продуманной формы и расположенные для направления потока свежей смеси в камеру сгорания, когда она входит в цилиндр.Топливно-воздушная смесь ударяется о головку блока цилиндров, затем следует изгибу камеры сгорания, а затем отклоняется вниз.

Это не только предотвращает выход топливовоздушной смеси непосредственно из выпускного отверстия, но также создает завихрения, которые повышают эффективность сгорания, мощность и экономичность. Обычно дефлектор поршня не требуется, поэтому такой подход имеет явное преимущество перед схемой с поперечным потоком.

Непоточная продувка

В однопотоковом двигателе смесь, или «наддувочный воздух» в случае дизеля, входит в один конец цилиндра, управляемый поршнем, а выхлопные газы выходят на другом конце, управляемом выпускной клапан или поршневой.Следовательно, поток продувочного газа направлен только в одном направлении, отсюда и название «непоток».

Ступенчатый поршневой двигатель

Поршень этого двигателя имеет форму цилиндра; верхняя часть образует обычный цилиндр, а нижняя часть выполняет функцию продувки. Агрегаты работают парами, при этом нижняя половина одного поршня заряжает соседнюю камеру сгорания.

Применение двухтактных двигателей
  • Двухтактные двигатели предпочтительнее, когда механическая простота, легкий вес и высокое соотношение мощности к массе являются приоритетами конструкции.
  • Они смазываются традиционным методом смешивания масла с топливом, они могут работать в любом положении, поскольку у них нет резервуара, зависящего от силы тяжести. Это делает их желательными для использования в ручных инструментах, таких как бензопилы.
  • Двухтактные двигатели используются в небольших силовых установках, таких как мотоциклы, мопеды и внедорожники.

СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ

Описание двухтактного двигателя — saVRee

Введение

Двухтактные двигатели внутреннего сгорания (IC) нашли широкое применение во всем мире, когда требуется простой и надежный двигатель с очень высоким соотношением мощности к массе . Этот тип двигателя обычно бензин / бензин (двигатель с искровым зажиганием ) и используется для небольших приложений, например газонокосилки, мотоциклы, воздуходувки и т. д. Для двухтактных двигателей требуется только два хода на цикл сгорания, тогда как для четырехтактных двигателей требуется четыре хода на цикл сгорания.

Малый двухтактный двигатель

Компоненты двухтактного двигателя

Двухтактный двигатель состоит из следующих частей:

  • Всасывающий патрубок воздушно-топливной смеси — воздушно-топливная смесь всасывается в картер через всасывающий патрубок.Герконовый клапан , установленный внутри всасывающего отверстия, действует как обратный клапан (односторонний клапан ) для управления потоком топливовоздушной смеси.
  • Передаточное отверстие — топливная смесь сжатого воздуха передается из картера в камеру сгорания через передаточный канал.
  • Отверстие для выхлопных газов — выхлопные газы выходят из камеры сгорания через отверстие для выхлопных газов.

Компоненты двухтактного двигателя

  • Картер — вмещает внутренние части двигателя.Топливно-воздушная смесь сжимается в картере перед поступлением в передаточное отверстие .
  • Поршень — перемещается между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) линейно (по прямой). Тонкая масляная пленка между поршневыми кольцами и гильзой цилиндра отделяет камеру сгорания от картера.

Показаны ВМТ и НМТ

  • Гильза цилиндра — место возгорания.Гильза цилиндра также известна как камера сгорания .

Гильза цилиндра четырехтактного двигателя

  • Свеча зажигания — используется для зажигания воздушно-топливной смеси. Бензиновые / бензиновые двигатели используют свечи зажигания и известны как двигатели с искровым зажиганием . Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания и известны как двигатели с воспламенением от сжатия .

Свеча зажигания

  • Коленчатый вал — вал, используемый для преобразования линейного возвратно-поступательного движения поршня в вращательное движение .

Коленчатый вал с этикетками

  • Crank Web — используется для хранения энергии и снижения вибрации двигателя.
  • Шатун — соединяет поршень с коленчатым валом. В частности, между шатуном и коленчатым валом нет соединения, потому что металлические подшипники скольжения и смазочное масло разделяют эти два компонента. Шатун также известен как шатун .

Смазка коленчатого вала и шатуна

  • Штифт поршневой — соединяет шатун с поршнем. Поршневой палец также известен как поршневой палец .

Как работают двигатели внутреннего сгорания (ВС)

Четырехтактные двигатели и двухтактные являются типами двигателей внутреннего сгорания . Все двигатели IC должны пройти четыре основных этапа , чтобы завершить один полный цикл сгорания .Этими этапами являются:

  1. Всасывание
  2. Сжатие
  3. Зажигание (мощность)
  4. Выхлоп

Вышеупомянутые этапы также иногда упоминаются как:

  1. Отсос
  2. Выжимка
  3. Банг
  4. Удар

Для четырехтактных двигателей требуется один полный ход (полный ход от ВМТ до НМТ или НМТ в ВМТ) на ступень.Двухтактные двигатели совершают несколько ступеней за такт.

Как работают двухтактные двигатели

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса «Основы двигателя внутреннего сгорания» .

Ступень всасывания

Когда поршень приближается к нижней мертвой точке (НМТ), он сжимает топливовоздушную смесь внутри картера, и передаточное отверстие открывается. Как только передаточное отверстие открывается, топливная смесь сжатого воздуха перетекает из картера в камеру сгорания.

Затем поршень начинает движение к верхней мертвой точке (ВМТ) и закрывает передаточное отверстие, одновременно открывая впускное отверстие картера; затем воздушно-топливная смесь начинает поступать из открытого впускного отверстия в картер.

Двухтактный двигатель, ступень всасывания

Ступень сжатия

Поршень продолжает движение в направлении ВМТ и закрывает выпускной канал. Топливно-воздушная смесь в камере сгорания сжимается поршнем по мере движения в направлении ВМТ.На этой стадии значительно повышаются как температура, так и давление в камере сгорания.

Ступень сжатия двухтактного двигателя

Ступень зажигания

Незадолго до ВМТ искра свечи зажигания воспламеняет топливовоздушную смесь. Происходит возгорание, и быстрое повышение давления и температуры заставляет поршень вернуться в НМТ.

Ступень зажигания двухтактного двигателя

Выхлопная ступень

Когда поршень движется к НМТ, происходят две вещи.Сначала открывается выхлопное отверстие, и выхлопной газ выпускается из камеры сгорания. Во-вторых, движение поршня в направлении НМТ сжимает топливовоздушную смесь внутри картера.

Поршень приближается к НМТ, и передаточный порт открыт; топливная смесь сжатого воздуха поступает в камеру сгорания, и цикл начинается снова.

Выхлопная ступень двухтактного двигателя

На видео ниже подробно показан двухтактный цикл сгорания:

Типичные области применения двухтактного двигателя
  • Мотоциклы
  • Газонокосилки
  • Лодочные моторы
  • Воздуходувки

Хотя двухтактные двигатели в основном используются для небольших двигателей, стоит отметить, что двухтактные двигатели также являются крупнейшими двигателями в мире .Эти большие двухтактные двигатели используются на судах торгового флота и могут весить несколько тысяч тонн.

Большой двухтактный двигатель (поршень, подвешенный к крану)

Преимущества двухтактного двигателя
  • Двухтактный двигатель содержит значительно меньше деталей ( на 25-50% меньше деталей ), чем четырехтактный двигатель.
  • Уменьшение количества деталей придает двигателю гораздо более простую конструкцию , чем четырехтактный двигатель.
  • Вес двухтактного двигателя намного меньше , чем у четырехтактного двигателя.
  • Из-за уменьшения веса двухтактный двигатель имеет на более высокое отношение мощности к массе на , чем четырехтактный двигатель.

Недостатки двухтактного двигателя
  • Более простая конструкция двигателя также приводит к снижению эффективности по сравнению с четырехтактным двигателем.
  • Двухтактный двигатель обычно на шумнее / громче , чем четырехтактный двигатель.

Почему двухтактные двигатели легче четырехтактных?

Картер заполнен бензином, воздухом и маслом, поэтому нет необходимости в дополнительных насосах для смазочного масла, трубопроводах или фильтрах. Также нет необходимости в насосах охлаждающей воды, потому что в головке блока цилиндров нет каналов для охлаждающей жидкости (нет системы охлаждающей воды). Конструкция двухтактного двигателя также не требует толкателей, выпускных клапанов и т. Д., Все это приводит к значительному снижению веса по сравнению с четырехтактным двигателем.

Почему двухтактные двигатели менее эффективны, чем четырехтактные?

Четырехтактные двигатели содержат больше деталей и могут лучше управлять, когда впускные клапаны и выпускные клапаны открываются и закрываются. Регулирование фаз газораспределения позволяет извлечь максимальное количество энергии из ступени мощности до того, как произойдет ступень выпуска; это дает общее повышение эффективности двигателя.

Впрыск топлива В четырехтактном двигателе можно более точно контролировать синхронизацию по сравнению с двухтактным двигателем.Количество и продолжительность впрыска можно регулировать с помощью кулачка или системы Common Rail, что снова приводит к повышению эффективности двигателя.

3D-модель Компоненты

Эта 3D-модель показывает все основные компоненты, связанные с типичным маленьким двухтактным двигателем, в том числе:

  • Поршень
  • Свеча зажигания
  • Гильза цилиндра
  • Картер
  • Кривошип
  • Шток поршня
  • Штифт поршневой
  • Ребра теплообменника
  • Порт передачи
  • Порт всасывания воздуха и топлива
  • Отверстие для выхлопных газов

Дополнительные ресурсы

http: // www.animatedengines.com/twostroke.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Two-stroke_engine

https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/two-stroke1.htm

Применение двухтактных двигателей и потребности в смазке

Известные своим превосходным соотношением мощности к массе, двухтактные двигатели доказали свою эффективность и популярность на протяжении большей части последних 100 лет. Хотя озабоченность по поводу загрязнения окружающей среды подтолкнула промышленность к использованию четырехтактных двигателей, они также помогли проложить путь к более чистым и эффективным двухтактным двигателям.Двухтактные двигатели имеют конструктивные отличия и работают в условиях, требующих другого состава масла, чем их четырехтактные аналоги.

Что такое двухтактный двигатель?

Термины «двухтактный» и «двухтактный» часто меняют местами, когда говорят о двухтактных двигателях. Эти двигатели получили свое название от количества изменений направления, которые поршни совершают во время каждого рабочего такта. Двигатели внутреннего сгорания используются для производства механической энергии из химической энергии, содержащейся в углеводородном топливе.Энергетическая часть рабочего цикла двигателя начинается внутри цилиндров двигателя с процесса сжатия. После этого сжатия при сгорании топливно-воздушной смеси высвобождается химическая энергия топлива и образуются продукты сгорания под высоким давлением и высокой температурой. Затем эти газы расширяются в каждом цилиндре и передают работу поршню. Таким образом, поскольку двигатель работает непрерывно, вырабатывается механическая энергия. Каждое движение поршня вверх или вниз называется ходом.Обычно используются два цикла двигателя внутреннего сгорания: двухтактный и четырехтактный. Видео ниже дает потрясающую анимированную демонстрацию того, как работает двухтактный двигатель.

Чем двухтактные двигатели отличаются от четырехтактных двигателей?

Основное различие между двухтактными двигателями и четырехтактными двигателями заключается в их процессе газообмена или, проще говоря, удалении сгоревших газов в конце каждого процесса расширения и введении свежей смеси для следующего цикла.Двухтактный двигатель имеет расширение, или рабочий ход, в каждом цилиндре во время каждого оборота коленчатого вала. Процессы выпуска и зарядки происходят одновременно, когда поршень перемещается через свое самое нижнее или нижнее центральное положение. В четырехтактном двигателе сгоревшие газы сначала вытесняются поршнем во время хода вверх, а затем свежий заряд поступает в цилиндр во время следующего хода вниз. Это означает, что четырехтактным двигателям требуется два полных оборота коленчатого вала, чтобы сделать рабочий ход, по сравнению с одним оборотом, необходимым в двухтактном двигателе.Другими словами, двухтактные двигатели работают при вращении коленчатого вала на 360 °, тогда как четырехтактные двигатели работают на 720 ° вращения коленчатого вала.

Где используются двухтактные двигатели?

Двухтактные двигатели дешевле в изготовлении и эксплуатации по сравнению с четырехтактными двигателями. Они легче по весу, а также имеют более высокое отношение мощности к весу. По этим причинам двухтактные двигатели очень полезны в таких приложениях, как бензопилы, поедатели сорняков, подвесные двигатели, газонокосилки и мотоциклы, и это лишь некоторые из них.Двухтактные двигатели также легче запускать при низких температурах. Частично это может быть связано с их конструкцией и отсутствием масляного поддона. По этой причине эти двигатели также широко используются в снегоходах и снегоочистителях.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей

Поскольку двухтактные двигатели могут эффективно удваивать количество рабочих ходов в единицу времени по сравнению с четырехтактными двигателями, выходная мощность увеличивается. Однако он не увеличивается вдвое.Мощность двухтактных двигателей составляет всего от 20 до 60 процентов выше, чем у четырехтактных двигателей аналогичного размера. Это меньшее, чем ожидалось увеличение, является результатом более низкой, чем идеальная эффективность зарядки, или, другими словами, неполного заполнения объема цилиндра свежим топливом и воздухом. У этого сценария передачи энергии также есть серьезный недостаток: более высокая частота передачи тепла сгорания от горячих сгоревших газов к стенкам камеры сгорания двигателя. Результатом являются более высокие температуры и более высокие термические напряжения в головке блока цилиндров (особенно на днище поршня).Традиционные двухтактные двигатели также не очень эффективны, потому что эффект продувки позволяет до 30 процентов несгоревшей топливно-масляной смеси попасть в выхлоп. Кроме того, часть выхлопных газов остается в камере сгорания во время цикла. Эта неэффективность способствует потере мощности по сравнению с четырехтактными двигателями и объясняет, почему двухтактные двигатели развивают мощность только на 20–60 процентов.

Как смазываются двухтактные двигатели?

Двухтактные двигатели имеют систему смазки с полным отсутствием потерь.Поскольку картер является частью процесса впуска, он не может действовать как масляный поддон, как в четырехтактных двигателях. Смазка традиционных двухтактных двигателей достигается смешиванием масла с топливом. Масло сгорает при сгорании топливовоздушной смеси. Двигатели с прямым впрыском отличаются тем, что топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, а масло впрыскивается непосредственно в картер. Этот процесс эффективен, потому что топливо впрыскивается после закрытия выпускного отверстия, и, следовательно, происходит более полное сгорание топлива и вырабатывается большая мощность.Двигатели с прямым впрыском имеют более высокую удельную мощность, чем традиционные двухтактные двигатели. Поскольку масло впрыскивается непосредственно в картер, требуется меньше масла, что снижает расход масла (диапазон 80: 1). Двигатели с прямым впрыском имеют более высокие температуры сгорания, часто до 120 ° F. Они также требуют большей смазывающей способности, чем традиционные двухтактные двигатели.

Синтетические двухтактные масла AMSOIL

Синтетические двухтактные масла AMSOIL разработаны для обеспечения максимальной производительности во всех типах двухтактных двигателей.Несмотря на то, что двухтактные масла AMSOIL были оптимизированы для конкретных применений, они многофункциональны и рекомендуются для использования во многих областях. Дополнительную информацию см. В таблице рекомендаций по маслам для 2-тактных двигателей AMSOIL.

— Разработано для превосходных характеристик подвесных моторов DFI
— Помогает предотвратить образование отложений на поршнях и в камере сгорания
— Помогает предотвратить «кольцевание», характерное для подвесных двигателей DFI
— Продукт с низким уровнем дыма и запаха
— Содержит на 30 процентов больше присадок для « суперчистота »
-Помогает предотвратить износ и продлить срок службы двигателя
-Низкая токсичность для водной среды
-Многофункциональный и рекомендуется для использования во многих двухтактных двигателях
-Рекомендуется для использования в качестве масла для впрыска или при предварительном смешивании 50: 1

-Saber Professional — бездымный
-Saber Outboard — продукт с очень низким дымом и запахом
-При 100: 1 оба масла производят меньше выбросов, чем масла, смешанные с соотношением 50: 1
-Saber Professional рекомендуется для ISO-L -EGD-приложения
-Один соотношение смеси для всего, устраняет путаницу
-Оба масла универсальны и очень хороши для многих приложений
-Экономия по сравнению с маслами, смешанными с соотношением 50: 1 или более богатым
-Saber Outboard демонстрирует низкую токсичность для водной среды
-Lean соотношение компонентов помогает предотвратить засорение пробок и отложения на выпускном отверстии

— Отличные характеристики выхлопного клапана
— Низкий уровень дыма и запаха
— Температура застывания -50 ° F
— Помогает предотвратить износ цилиндров и подшипников, продлевая срок службы двигателя «Горячие точки»
-Универсальное и превосходное решение для всех типов оборудования для отдыха
-Рекомендуется для инжекторных систем или при соотношении компонентов смеси 50: 1
-Самое популярное масло для инжекторов снегоходов от AMSOIL

-Обеспечивает превосходную прочность пленки для высокотемпературных двигателей с высокой частотой вращения.
-Снижает трение для достижения максимальной мощности. высокооктановый гоночный газ
-Горит чисто; помогает предотвратить прилипание колец и засорение пробок
-Обеспечивает отличную защиту при предварительном смешивании 50: 1 или в системах впрыска

Выдержки из этой статьи из AMSOIL Action News, август 2009 г.
Цикл хода

— обзор

13.2.2 Условия эксплуатации

При одинаковом давлении всасывания более низкая частота вращения двигателя приводит к более низкой интенсивности турбулентности и, следовательно, более низкой скорости пламени во время сгорания. Однако с точки зрения угла поворота коленчатого вала более низкие обороты двигателя приводят к более короткой продолжительности сгорания. Речь идет о более высоких давлениях и температурах, и ожидается более высокий уровень выбросов NO x . Смешивание топлива, воздуха и остатков менее эффективно при низких оборотах двигателя, и поэтому выброс углеводородов выше.Нагрузка на двигатель оказывает значительное влияние на уровни выбросов HC и NO x , а также на расход топлива двигателем (рис. 13.3a). Короткое замыкание свежего заряда в выхлопном отверстии является еще одним важным механизмом потерь топлива через выхлоп, что увеличивает выброс углеводородов и кажущийся расход топлива. На рисунке 13.3 сравниваются характеристики карбюраторных и цилиндрических, скутеров с впрыском топлива и двухтактных двигателей с продувкой картера. При частичных нагрузках массовая доля остаточных веществ в цилиндре при ЕС высока (может превышать 50 процентов), а карманы большого объема богатых топливом смесей (недостаток кислорода), которые не могут воспламениться, задерживаются в различных областях.Эти богатые топливом карманы истощаются в процессе газообмена, что приводит к высоким выбросам углеводородов и расходу топлива. В этих условиях выбросы NO x чрезвычайно низки.

Рис. 13.3. Карты характеристик двигателя, показанные на рисунке 13.8 (а) карбюраторный двигатель и (б) двигатель с впрыском топлива в цилиндр [6]. Расход топлива в [г / кВтч]. Выбросы CO в [об. %] и выбросы УВ в [об. ppm]

(перепечатано с разрешения SAE).

В условиях ускорения выбросы значительно выше, чем в установившемся режиме работы.В двигателях с впрыском или карбюратором быстро открывающаяся дроссельная заслонка приводит к ускорению топливно-воздушной смеси, и из-за большой разницы в их плотностях часть топлива отстает от воздуха. Следовательно, требуется высокое обогащение смеси для обеспечения воспламенения смеси, поступающей в цилиндр. Избыточное топливо остается во впускной системе и расходуется в следующих циклах. Поэтому ожидаются высокие выбросы HC и CO. В этом отношении системы впрыска в цилиндр имеют заметное преимущество перед другими методами заправки топлива.

Отношение эквивалентности топлива к воздуху (= 1 / λ, где λ обозначает относительное соотношение воздух-топливо) является одной из наиболее важных переменных при определении уровней выбросов в двигателях с искровым зажиганием. В общих чертах это показывает, что смеси с обедненным топливом дают низкие выбросы до тех пор, пока качество сгорания не ухудшится, а выбросы углеводородов резко не возрастут. Богатые смеси дают низкие выбросы NO x , но со стабильно растущими выбросами HC и CO. Минимальные углеводороды и удельный расход топлива достигаются близкими к стехиометрическим условиям.Более ранний момент зажигания приводит к увеличению максимального давления и температуры, и, следовательно, ожидается более высокий уровень выбросов NO x . Кроме того, ожидается более высокая эффективность преобразования топлива, что приведет к снижению выбросов CO. В этих условиях цикл приближается к идеальному циклу Отто и ожидается более высокий тепловой КПД, что снижает bsfc.

Поскольку выхлопные газы по существу являются инертными газами, циркуляция измеряемой части обратно в камеру сгорания может значительно снизить пиковую температуру сгорания и, следовательно, образование компонента NO x .Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — очень эффективный метод, обычно используемый во многих четырехтактных двигателях для снижения уровня выбросов NO x . Снижение максимальной температуры горения связано также с увеличением выбросов bsfc и УВ до некоторой степени. Рециркуляция выхлопных газов может осуществляться как внешними, так и внутренними средствами. Поскольку типичная эффективность продувки в двухтактных двигателях намного ниже единицы, внутренняя система рециркуляции отработавших газов является неотъемлемым свойством двухтактных двигателей; таким образом, их типичная эмиссия NO x практически незначительна.

Дросселирование выхлопных газов — еще один эффективный метод минимизации потерь топлива через выхлопное отверстие, тем самым снижая выбросы углеводородов и видимый расход топлива.

Рисунок 13.4 иллюстрирует наиболее важные эффекты рабочих условий на выхлопные загрязнители и bsfc двигателя SI.

Рис. 13.4. Принципиальная схема, показывающая наиболее важные эффекты условий эксплуатации на выхлопные загрязнители и bsfc двигателя SI.

Как работает двухтактный двигатель? — MechStuff

В моей предыдущей статье мы узнали, как работают четырехтактные двигатели! На этот раз мы узнаем о втором типе двигателя i.e 2-тактный двигатель . Двухтактный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором один энергетический цикл завершается двумя ходами поршня во время только одного оборота коленчатого вала . Первый коммерческий двухтактный двигатель с внутрицилиндровым сжатием приписывается шотландскому инженеру Дугальду Клерку .

Двухтактный двигатель выполняет все те же действия, что и четырехтактный двигатель — всасывание, сжатие, расширение и выпуск; но 2-тактный двигатель выполняет все эти шаги только за 2 такта, в отличие от 4-тактного двигателя, который завершает один цикл мощности за 4 такта.

Возможно, вы хотите знать, как работают четырехтактные двигатели?



Детали, которые имеет двухтактный двигатель —

Поршень — В двигателе поршень используется для передачи расширяющей силы газов на механическое вращение коленчатого вала через шатун. Поршень способен на это, потому что он плотно закреплен внутри цилиндра с помощью поршневых колец, чтобы минимизировать зазор между цилиндром и поршнем!
Коленчатый вал — Коленчатый вал — это деталь, которая может преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное движение.
Шатун — Шатун передает движение от поршня к коленчатому валу, который действует как плечо рычага.
Противовес — Противовес на коленчатом валу используется для уменьшения вибраций из-за дисбаланса вращающегося узла.
Маховик — Маховик — это вращающееся механическое устройство, которое используется для хранения энергии.
Впускные и выпускные отверстия — Позволяют подавать свежий воздух с топливом и выводить отработанную воздушно-топливную смесь из цилиндра.
Свеча зажигания — Свеча зажигания подает электрический ток в камеру сгорания, которая воспламеняет топливовоздушную смесь, что приводит к резкому расширению газа.

источник: — wikipedia.org

Работа двухтактного двигателя: —

Ход вниз: —

Сначала поршень перемещается вниз от ВМТ до НМТ, чтобы свежий воздух попал в камеру сгорания. Свежая топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания через картер двигателя. Вращение коленчатого вала — 180 °

Ход вверх: —

Здесь происходит все волшебство.Поршень выдвигается вверх от BDC до TDC . Топливно-воздушная смесь сжимается, и свеча зажигания воспламеняет смесь. По мере расширения смеси поршень опускается. Во время хода вверх впускное отверстие открывается. Когда это впускное отверстие открыто, смесь всасывается внутрь картера. Когда смесь проталкивается вверх в камеру сгорания во время предыдущего хода вверх, создается частичный вакуум, поскольку в картере не остается никакой смеси. Эта смесь готова к поступлению в камеру сгорания во время хода вниз, но остается в картере до тех пор, пока поршень поднимается до ВМТ. Вращение коленчатого вала — 360 °

Два хода завершаются за один цикл включения.

Начиная со 2-го хода вниз и далее выхлопные газы вытесняются с одной стороны, в то время как свежая смесь попадает в камеру сгорания одновременно из-за частичного вакуума, создаваемого в камере сгорания после удаления выхлопных газов. В этом вся прелесть двигателя. Обе вещи происходят одновременно, что делает его двухтактным двигателем.

Знайте, в чем отличия, преимущества и недостатки 4-тактного и 2-тактного двигателей!



Двигатель 2-х тактный с вариантным источником конструкции: — механика.stackexchange.com

На рисунке выше показан другой вариант двухтактного двигателя, в котором впускные и выпускные порты находятся на одной стороне. Здесь нет необходимости промежуточно открывать входные порты. Головка блока цилиндров сконструирована таким образом, что выхлопное отверстие закрывается во время сгорания и открывается после сгорания. Сам поршень соответственно закрывает и открывает порт. Процесс остается прежним, разница только в дизайне.

Вы могли заметить выступ на поверхности поршня.Такая конструкция помогает выхлопным газам проходить через выхлопное отверстие, легко определяя его направление.

Поскольку картер двигателя непрерывно всасывает топливовоздушную смесь, смазывать поршень и шатун практически невозможно. Поэтому топливо необходимо смешивать с маслом или смазкой (2% -5%) в 2-тактном двигателе .

Предлагаемая статья: — Как работают двигатели Ванкеля?

Связанные

Двухтактный против.Четырехтактные двигатели мотоциклов

Во время такта впуска поршень опускается от верха цилиндра к низу, уменьшая давление внутри цилиндра. Затем он втягивает смесь топлива и воздуха в цилиндр через впускной канал, готовый к такту сжатия.

При закрытых впускных и выпускных клапанах поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, сжимая топливно-воздушную смесь. Вот что происходит во время такта сжатия.

Смесь сжатого воздуха и топлива воспламеняется от искры.Давление от сгорания топливно-воздушной смеси с огромной силой толкает поршень вниз, удерживая коленчатый вал во вращении. Это фаза рабочего хода, которая является основным источником крутящего момента и мощности двигателя.

Наконец, во время такта выпуска поршень снова поднимается и выталкивает сгоревший газ из цилиндра через выпускной клапан. Еще одна вещь, о которой стоит упомянуть, это то, что свеча зажигания срабатывает только один раз каждые два оборота. Двухтактный двигатель

В отличие от четырехтактного, двухтактный двигатель имеет три такта, объединенные в одно действие, что означает, что впуск и выпуск оба интегрированы в движение сжатия поршня, что устраняет необходимость в клапанах.Это происходит благодаря впускному и выпускному патрубкам, встроенным в стенку камеры сгорания.

Когда поршень опускается после сгорания, отработавшие газы могут выходить из камеры через выхлопное отверстие. Топливно-воздушная смесь всасывается через входное отверстие, расположенное ниже в камере. Когда поршень снова поднимается, он перекрывает впускное и выпускное отверстия, сжимая газы в верхней части камеры. Свеча зажигания загорается, и процесс начинается заново. Двигатель срабатывает при каждом обороте. Да начнется бой!
Двухтактный двигатель может производить вдвое большую мощность (и производить в два раза больше шума), чем четырехтактный двигатель того же размера.Это потому, что он срабатывает один раз за каждый оборот, что дает ему вдвое большую мощность, чем четырехходовой, который срабатывает только один раз за каждый второй оборот. Примечательно, что он также имеет более высокое соотношение веса и мощности, потому что он намного легче.

Двухтактные двигатели проще и дешевле в производстве по сравнению с четырехтактными двигателями из-за их более простой конструкции. Четырехтактные двигатели более долговечны, чем двухтактные двигатели, у которых нет специальной системы смазки. Однако свечи зажигания в двухтактном двигателе служат дольше, чем свечи зажигания в четырехтактном двигателе.

Четырехтактные двигатели более экономичны и экологичны по сравнению с двухтактными двигателями, которые также создают неприятный запах. Двухтактные двигатели несут ответственность за гораздо большее загрязнение из-за сгорания масла.

Двухтактные агрегаты также могут превышать установленные законом пределы шума в некоторых областях. Вот почему вам следует подумать о том, чтобы проверить, действуют ли какие-либо ограничения в вашем регионе, прежде чем покупать его.

Новый взгляд на двухтактный двигатель | MIT Technology Review

EcoMotors International, стартап из Троя, штат Мичиган, предлагает новый подход к старой идее — двухтактный двигатель, который, по его словам, на 50 процентов эффективнее, чем большинство автомобильных двигателей, и загрязняет гораздо меньше обычный двухтактный двигатель.

Тестирование, тестирование: EcoMotors построила и протестировала пять поколений своего двигателя OPOC, и в этом месяце планирует начать тестирование шестого поколения.

Компания недавно получила в общей сложности 23,5 миллиона долларов инвестиций от Билла Гейтса и Khosla Ventures. Эти деньги пойдут на разработку двигателя EcoMotors с оппозитными поршнями и оппозитными цилиндрами (OPOC). В двигателе используется два движения поршня за цикл вместо четырех, и каждый цилиндр содержит два противоположных поршня вместо одного. Один коленчатый вал находится между парами цилиндров.Конструкция основана на точном компьютеризованном управлении всеми компонентами.

В обычном автомобильном двигателе для прохождения впуска, сжатия, сгорания и выпуска требуется четыре движения поршня или хода поршня. В двухтактном цикле эти этапы завершаются всего двумя движениями поршня, обеспечивая в два раза больше рабочих ходов на оборот и требуя меньшего количества деталей. Но двухтактные двигатели, как правило, выбрасывают больше несгоревшего топлива в выхлопных газах, поэтому четырехтактная конструкция стала более распространенной.

Установка двух поршней внутри каждого цилиндра также означает, что каждый поршень перемещается только наполовину, чем обычно в двухтактном двигателе, что позволяет двигателю работать быстрее. Наличие вдвое меньшего количества деталей по сравнению с обычным двигателем (OPOC не имеет головки блока цилиндров или компонентов клапанного механизма и имеет меньше подшипников) помогает снизить трение и тепловые потери. Эти факторы в сочетании с «длинным списком улучшений на 1-2 процента» в других областях, по словам генерального директора Ecomotors Дона Ранкла, обеспечивают повышение эффективности на 15 процентов.

Ранкл говорит, что несколько технологий помогли снизить выбросы двухтактных двигателей. Во-первых, электрический турбонагнетатель позволяет использовать «переменную степень сжатия», при которой давление на входе, подаваемое в цилиндры двигателя, изменяется для максимального повышения эффективности. Во-вторых, подход, называемый асимметричной синхронизацией портов — открытие впускных и выпускных отверстий в разное время — помогает повысить эффективность газообмена. В-третьих, впрыск под высоким давлением и компьютеризированное управление впрыском повышают общую эффективность цикла.«Хотя сегодня это не является необычным для других двигателей», — говорит Ранкл, — эта технология сейчас «намного лучше, чем то, что существовало, когда многие из нас пытались заставить работать двухтактные двигатели» в прошлые годы.

Базовый двигатель OPOC состоит из двух цилиндров по обе стороны от коленчатого вала. Несколько двигателей или «модулей» могут использоваться вместе для повышения топливной экономичности транспортного средства на целых 45 процентов. Помимо повышения эффективности самого двигателя, дополнительные модули могут быть отключены, когда они не нужны.Ключом к конструкции является электрически управляемая муфта, которая при необходимости отключает модуль. Некоторые современные двигатели V8 имеют функцию отключения цилиндров, но поршни продолжают вращаться из-за их соединения с коленчатым валом, что приводит к так называемой «паразитной потере».

Разбивка: Каждый модуль двигателя имеет пару противоположных цилиндров и один коленчатый вал между ними. Два поршня в каждом цилиндре движутся в противоположных направлениях.

Джорджио Риццони, директор Центра автомобильных исследований Университета штата Огайо, говорит, что двигатель OPOC «выглядит как комбинация различных идей, ни одна из которых не является абсолютно революционной.«Двигатели с оппозитными поршнями используются в самолетах и ​​мотоциклах, — отмечает он, — в то время как электрические турбокомпрессоры используются уже много лет как способ улучшить характеристики турбомоторов. Что поражает Риццони, так это «синтез старых идей» в новом двигателе в сочетании с двухпоршневой компоновкой.

EcoMotors, заключившая в мае контракт на разработку с китайским поставщиком автомобилей Zhongding на сумму 18 миллионов долларов, является одной из нескольких молодых компаний, работающих над обновлением двигателя внутреннего сгорания в преддверии более строгих стандартов экономии топлива.Некоторые из них, в том числе расположенная в Сан-Диего Achates Power, ориентированы на двухтактные архитектуры. «В середине 90-х люди думали, что двухтактные двигатели действительно не могут соответствовать стандартам выбросов, — говорит генеральный директор Achates Дэвид Джонсон.

Дэйв Херст, старший аналитик компании Pike Research, специализирующейся на энергетических технологиях, говорит, что самая большая проблема для любого запуска двигателей, надеющихся лицензировать инновации для крупных автопроизводителей, заключается в том, что эти потенциальные клиенты считают двигатели своей основной технологией и поэтому более вероятно, что они сами будут разрабатывать новые двигатели.

На данный момент, говорит Ранкл, EcoMotors работает над усовершенствованием процесса сгорания двигателя и определением выбросов, эффективности и мощности во всех возможных обстоятельствах. Он пояснил, что большинство автомобильных компаний захотят ознакомиться с этими данными, прежде чем приступить к внедрению технологии EcoMotors.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.