Как работает двухтактный двигатель: Принцип Работы, Описание Рабочего Цикла, Пропорции Смеси Масла и Бензина Для Смазки Бензинового Или Дизельного ДВС

Содержание

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

Принцип работы 2 х тактного двигателя

Устройство двухтактного двигателя и принцип его работы

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

Рабочий цикл из двух тактов

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

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

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

Двухтактный двигатель: принцип работы

  1. 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.

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.

Принцип работы двухтактного двигателя наглядно продемонстрирован в этом видео

//www.youtube.com/embed/p6TEP4vnnjA?rel=0

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы двухтактного двигателя - подробное описание

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. Главная 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.

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

    Многие из нас ездят на мотороллерах, но вот как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС), который приводит в движение Вашу двухколесную технику, знает не каждый. А вот хорошо зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки. Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы не помешает.
    Вообще-то существует два основных типа двигателей: двухтактные и четырехтактные. Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.
    Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60...70%.
    Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:
    Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень - металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем - пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Далее уже, в частности на мотороллере, вращательное движение передается на вариатор, принцип работы которого описан в статье: Устройство и принцип работы вариатора.
    Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр.  Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.
    Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта.
Такт сжатия.
    1. Такт сжатия. Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.
    2. Такт рабочего хода. При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.
    Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
    Далее цикл повторяется.

    Стоит упомянуть о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ.  Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. С ним двигатель развивает больше мощности.

    Наглядно просмотреть работу двухтактного ДВС можно на этом ролике:

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.

не лучше ли четырехтактный? :: SYL.ru

Двухтактный двигатель является наиболее эффективным тогда, когда необходима не слишком большая максимальная мощность.Такой одноцилиндровый двигатель небольшого размера имеет довольно простую конструкцию. В судостроении также применяется такой тип двигателя, он имеет уже более внушительные размеры и содержит крейцкопфный КШМ. Как известно, двухтактные двигатели имеют низкую частоту вращения, за счет чего появляется возможность использовать их непосредственно для привода судовых винтов. К тому же этим двигателям легче изменить направление вращения. В автомобилях же такие двигатели применяются довольно редко, так как у них расход топлива довольно высокий при повышенной токсичности отработавших газов.

Принцип работы двухтактного двигателя

В сравнении с четырехтактным он является конструктивно более простым решением, как уже говорилось, поэтому он дешевле. Такие моторы работают по обычному циклу Отто, однако, один такой цикл протекает всего за один оборот вала. Циклы у двухтактного мотора следующие. Впуск (всасывание топливно-воздушной смеси в картер, поршень двигается вверх, тем самым создается вакуум), сжатие (поршень двигается вниз, топливо в картере сжимается), выпуск (поршень находится в н.м.т. (нижней мертвой точке), топливная смесь поступает в цилиндры, вытесняя продукты горения),

сжатие (поршень двигается вверх, топливная смесь сжимается, она поступает в картер) и рабочий ход (поршень в в.м.т. - верхней мертвой точке), свеча зажигания производит искру, топливная смесь воспламеняется, поршень двигается вниз. Двухтактный двигатель имеет и ряд недостатков. Например, во время выпуска вместе с продуктами горения вытесняется и часть полезного топлива, что неэффективно с точки зрения прироста в мощности, т.к. он составляет всего 50-60%, а не 100% (т.к. при уменьшении такта в два раза мощность двигателя должна возрасти в два раза). Также отработавшие газы являются более токсичными (из-за содержания в их составе малого количества NOx и CO при низкой температуре отработавших газов).

Применение

На сегодняшний день двухтактный двигатель пользуется меньшей популярностью, нежели его четырехтактный собрат. Например, в мототехнике теперь четырехтактные почти полностью заменили двухтактные двигатели. Производители стремятся не просто заставить двигатель работать более эффективно, а также сделать его наименее вредным для окружающей среды. Хотя двухтактный двигатель все же находит себе применение в пилах, маломощных мотоциклах, снегоходах, скутерах, гидроциклах и малых самолетах.

Однако существуют и некоторые уникальные в своем роде моторы. Например, экспериментальный двухтактный двигатель «Орион», который был разработан в США. В его конструкции поршневой генератор горячих газов и турбина, которая служит источником механической энергии. Поршневой двухтактный двигатель соединен с большим центробежным нагнетателем, который в цилиндры подает воздух. Газовая турбина «питается» отработавшими газами, которые смешаны с охлаждающим воздухом.

Двухтактный двигатель - Energy Education

Рис. 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания [1]

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

В целом двухтактный двигатель состоит из двух процессов:

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

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

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

Цикл Отто

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

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

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

Идеальный цикл - зеленая линия: Называется фазой впуска , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу.Это потому, что четырехтактные двигатели начинаются с поднятого поршня, поэтому его нужно опускать, чтобы всасывать топливно-воздушную смесь. Однако двухтактный двигатель может сразу приступить к впуску топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1–2.

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

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

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

Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1): Из процесса с 4 по 1 все отходящее тепло отводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [7] Однако в двухтактном двигателе фаза выхлопа отсутствует, поэтому цикл начинается снова (с 1 по 2), давая возможность новой смеси топлива и воздуха сжиматься.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ «Файл: Two-Stroke Engine.gif - Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif. [Доступно: 17 мая 2018 г.].
  2. 2,0 2,1 2.2 Э. Алтурки, "Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей", Международный журнал инженерных исследований и приложений, вып. 07, нет. 04, с. 49-56, 2017.
  3. ↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
  4. ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, стр. 106.
  5. ↑ http://www.citethisforme.com
  6. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
  7. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Современные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press - это издание Elsevier, 2014, стр. 266.

Двухтактные двигатели внутреннего сгорания * Принцип работы двухтактного двигателя * Преимущества / недостатки.

Презентация на тему: «Двухтактные двигатели внутреннего сгорания * Как работает двухтактный двигатель * Преимущества / недостатки.»- стенограмма презентации:

1

2 Двухтактные двигатели внутреннего сгорания * Принцип работы двухтактного двигателя * Преимущества / недостатки

3 Об этом уроке.Этот урок содержит гипертекстовые ссылки на www.howstuffworks.com. Если вы подключены к Интернету, щелкните значок ссылки и перейдите к анимации на прицеле.

4 Введение в двухтактный двигатель Этот тип двигателя обычно используется в таких приложениях, как; –Газонная и садовая техника –Грязевые мотоциклы –Маленькие лодочные моторы

5 Знакомство с двухтактным двигателем Двухтактные двигатели имеют преимущества по сравнению с четырехтактными: - упрощенная конструкция (без клапанов) - срабатывает один раз при каждом обороте для значительного увеличения мощности. Большое соотношение мощности и веса.

6 Двухтактный цикл Двухтактный двигатель зажигает каждый оборот коленчатого вала.Эти двигатели перекрывают операции для уменьшения количества деталей при сохранении мощности.


7 Двухтактный цикл После взрыва топлива и воздуха поршень опускается. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, выпускное отверстие открывается. Большинство газов вытесняется.

8 Когда поршень опускается до дна, впускной канал открывается.Новое топливо поступает и готово к сжатию и сгоранию. Двухтактный цикл

9 При сжатии топливной смеси в картере создается разрежение. Вакуум открывает пластинчатый клапан и всасывает воздух / топливо / масло из карбюратора.

10 Двухтактный цикл Проще говоря, в двухтактном двигателе у вас есть только: –Сжатие –Сжигание Таким образом, два такта.

11 2-тактный по сравнению с 4-тактным В двухтактных двигателях картер представляет собой камеру повышенного давления для нагнетания топлива / масла / воздуха в цилиндр. Здесь вы смешиваете масло и газ для смазки внутренних деталей. В четырехтактных двигателях картер двигателя отделен от камеры сжатия. Это позволяет использовать тяжелое масло для смазки.

12 Недостатки двухтактного двигателя Из-за плохой смазки двигатели не работают так долго.Вы должны смешать масло для двухтактных двигателей с бензином. $$$$$ Двигатели расходуют топливо неэффективно. Эти двигатели сильно загрязняют окружающую среду.

2-тактный двигатель и 4-тактный двигатель - в чем разница?

2-тактный и 4-тактный двигатель - Знаете ли вы разницу? Это частый вопрос, который задают наши читатели, особенно те, кому интересно, как все работает. У каждого типа двигателя есть свои преимущества и недостатки, которые станут понятны, когда вы закончите эту статью.

Приступим.

2-тактный и 4-тактный двигатель

Я не могу сосчитать, сколько раз мне задавали вопрос: что лучше, 2-тактный или 4-тактный двигатель? Ответ заключается в том, что любое из них может быть лучшим решением в зависимости от того, для чего используется двигатель. Меньшие двигатели, которые работают на высоких оборотах (оборотов в минуту) , как правило, являются 2-тактными. Более крупные двигатели с повышенным крутящим моментом при более низких оборотах обычно являются 4-тактными.Таким образом, споры о 2-тактных и 4-тактных двигателях сосредоточены в основном вокруг области применения двигателя.

Эта статья является ответом на поставленный вопрос более подробно. Я начну с основ, объясню, как работают эти двигатели, а затем рассмотрю более мелкие детали. Нам нужно начать с понимания того, что такое ход или цикл двигателя.


Что такое ход двигателя?

Вы слышали о двигателях, описываемых их ходом, это также можно назвать циклом. Двигатель работает с помощью поршня, который движется вверх и вниз в цилиндре.Это движение вызвано взрывом. В газовых двигателях для воспламенения топлива используется электрическая искра, выделяющая тепло, которое расширяется, вызывая движение окружающего воздуха. Чтобы этот взрыв вынудил поршень опуститься вниз, он должен произойти в полном вакууме. Поршень должен быть полностью изолирован от окружающей среды.

ВИДЕО | 2-тактный и 4-тактный двигатель

Во время этого процесса поршень должен всасывать воздух и топливо, зажигать топливо, а затем выпускать выхлопные газы, чтобы цикл мог начаться снова.Это повторяется тысячи раз в минуту. Отсюда термин число оборотов в минуту (RPM). За каждый полный оборот коленчатого вала поршень должен перейти из своего наивысшего положения, верхней мертвой точки (ВМТ), в свое самое нижнее положение, нижней мертвой точки (НМТ), а затем обратно в ВМТ. Это касается поворота коленчатого вала на 360 ° или одного оборота. При 3000 об / мин этот цикл повторяется 3000 раз в минуту. Так что требуется точное время.

Это основной принцип любого газового двигателя. Разница между 4-тактным и 2-тактным двигателями заключается в том, как сжатие, искра и выхлоп объединяют свои действия для достижения этой цели.


Как работает 4-тактный двигатель?

В 4-тактном двигателе каждый этап процесса сгорания и выхлопа разделяется на четыре отдельных этапа, или такта.

ВИДЕО | Подробный взгляд на четырехтактные двигатели

Чтобы топливо поступило в камеру сгорания, непосредственно перед тем, как поршень достигнет ВМТ, открывается клапан (или клапаны), позволяющий подавать топливно-воздушную смесь из карбюратор или система впрыска топлива.Когда в камеру поступает достаточно топлива, этот клапан закрывается, чтобы создать вакуум. Затем этот клапан закрывается, герметизируя цилиндр и создавая вакуум. За этим следует искра, генерируемая свечой зажигания. Это, в свою очередь, вызывает взрыв, который заставляет поршень опускаться. Затем открывается второй (выпускной) клапан, позволяющий выйти сгоревшим газам. В это время нарушается вакуум, вызывая декомпрессию в цилиндре, и импульс коленчатого вала толкает поршень обратно в ВМТ (верхнее положение), готовый начать весь процесс заново.

Цикл 4-тактного двигателя можно упростить до следующих 4 этапов:

Такт 1: Впуск

  • Впускной клапан открывается, пропуская смесь газа и воздуха в камеру сгорания.

Ход 2: Сжатие

  • Впускной клапан закрывается, сжимая газ в вакууме.

Ход 3: Горение (или зажигание)

  • Свеча зажигания воспламеняет топливную смесь.

Ход 4: Выпуск

  • Выпускной клапан открывается, вытесняя сгоревшие газы из камеры.

Как работает двухтактный двигатель?

В двухтактном двигателе не используются клапаны, позволяющие топливу поступать, а выхлопным газам выходить из камеры сгорания. Это упрощает работу, и двигатель выполняет полный цикл всего за два такта.

У двухтактного двигателя вместо клапанов впускной и выпускной патрубки.Это просто отверстия в боковой части цилиндра, совпадающие с заранее рассчитанным положением поршня. Это означает, что движение поршня используется для закрытия или открытия этих портов.

Впускной канал расположен чуть ниже положения ВМТ. Когда поршень перемещается из положения НМТ, это отверстие открывается и позволяет топливной смеси поступать в камеру сгорания. Когда поршень проходит мимо порта, боковая стенка поршня блокирует отверстие. При этом свеча зажигания воспламеняет топливо.Сжатие происходит из-за того, что поршень закрывает впускной канал, в сочетании с одновременным сгоранием. Таким образом, такт сжатия и зажигания происходят как одно целое.

ВИДЕО | 2-тактный и 4-тактный двигатель

Выпускное отверстие находится на противоположной стороне цилиндра, рядом с положением НМТ. Когда поршень приближается к самой низкой точке (НМТ), он проходит через выпускное отверстие. В конце цикла поршень больше не закрывает выпускное отверстие, и сгоревшие газы выходят.

У 2-тактного двигателя есть только ход вверх и вниз.

Такт 1: впуск и зажигание

  • Когда поршень движется вверх, топливо и воздух нагнетаются в камеру сгорания. Это сопровождается искрой. Это происходит незадолго до достижения поршнем ВМТ.

Ход 2: сжатие и выпуск

В положении ВМТ поршень блокирует впускной канал, герметизируя камеру сгорания. Это сжимает газ и заставляет поршень опускаться.В самой нижней точке выхлопное отверстие больше не закрывается поршнем, позволяя выходить сгоревшим газам.


Механические различия | 2-тактный и 4-тактный двигатели

При сравнении 2-тактных и 4-тактных двигателей различия выходят за рамки основного процесса сгорания. Четырехтактные двигатели имеют клапаны в верхней части двигателя, расположенные в головке двигателя. Эти клапаны полностью независимы и нуждаются в управлении, чтобы открываться и закрываться в нужное время.Это известно как фаза газораспределения. Регулировка фаз газораспределения осуществляется механически с помощью цепи или ремня привода ГРМ, который приводит в движение распределительный вал, когда двигатель имеет более одного цилиндра. Этому способствуют гидравлические подъемники, которые используют давление моторного масла для подъема клапанов.

Схема 4-тактного двигателя Honda: GX120 / 160/200

Ремень ГРМ вращается вместе с коленчатым валом в нижней части двигателя. Ремень затем приводит в движение распределительный вал. Во время вращения кулачки прижимаются к коромыслам или толкателям клапана, открывая и закрывая клапаны.Верхние распределительные валы (OHC) работают с помощью коромысел клапанов, которые непосредственно контактируют как с кулачком, так и с клапаном. Старые двигатели часто имеют кулачки в нижней части двигателя и используют толкатели для управления клапанами, расположенными над двигателем.

Поскольку двухтактный двигатель имеет более простой процесс использования поршня для открытия и закрытия впускного и выпускного отверстий, в этих дополнительных механических компонентах нет необходимости. Это имеет дополнительный эффект. Впускной и выпускной патрубки проходят прямо через стенку цилиндра.Это означает, что масло не может циркулировать вокруг поршня, как в 4-тактном двигателе.

Четырехтактный двигатель имеет полностью герметичный цилиндр, клапаны открываются только вверху, в камеру сгорания. Таким образом, масло, которым смазывается двигатель, не попадает в камеру сгорания. Двухтактный двигатель не может этого сделать. Когда поршень проходит через впускной канал, камера сгорания открыта для цилиндра. Это означает, что топливо и масло нельзя разделить. По этой причине в 2-тактных двигателях для смазки используется другой тип масла.Масло сгорает с топливом и, следовательно, смешивается с топливом. Это можно сделать перед заливкой топлива в бак или по мере того, как топливо направляется во впускной канал.

Эти основные механические различия между 2-тактными и 4-тактными двигателями влияют на техническое обслуживание, процедуры эксплуатации и контроль выбросов для этих двигателей.


Производительность и приложения | 2-тактный двигатель против 4-тактного

2-тактный двигатель состоит из меньшего количества компонентов и, следовательно, легче и компактнее, чем 4-тактный двигатель.Это предпочтительно для приложений, когда оператору приходится держать машину, приводимую в действие двигателем. Ручные электроинструменты, такие как бензопилы и газовые садовые инструменты, являются хорошим примером преимущества в весе, обеспечиваемого двухтактными двигателями. Уменьшение веса машины упрощает одновременное управление и удержание.

Двухтактный двигатель имеет меньшую степень сжатия и более свободно вращается. Это приводит к более быстрой реакции дроссельной заслонки. Двухтактный двигатель переходит с холостого хода на максимальные обороты за очень короткий промежуток времени.Эти двигатели обычно имеют гораздо более высокие обороты, чем 4-тактные двигатели. Преимущество этого заключается в том, что двухтактные двигатели ускоряются быстрее.

При использовании ручного стартера меньшая степень сжатия означает, что для запуска двигателя требуется меньше усилий. У оператора нет тяги против сопротивления двигателя с высокой степенью сжатия. Для борьбы с этим во многих 4-тактных двигателях используется декомпрессионное устройство для открытия клапанов и снижения компрессии при запуске вручную. Это означает, что двигатель должен иметь дополнительные механические компоненты, увеличивающие вес и увеличивающие процедуры обслуживания и ремонта.4-тактным двигателям с электростартером это не нужно, поскольку электродвигатель достаточно мощный, чтобы преодолевать компрессию.

Обратной стороной характеристик свободного вращения и низкой компрессии двухтактного двигателя является то, что они плохо работают на низких оборотах. Двухтактный двигатель имеет оптимальный диапазон мощности на более высоких оборотах. Когда двигатель встречает слишком большое сопротивление, обороты падают. Двухтактный двигатель не слишком легко восстанавливается после падения оборотов. Это приводит к резкой потере мощности на низких оборотах и ​​большей вероятности остановки двигателя.

Большой тяжелый автомобиль имеет большее сопротивление мощности двигателя, чем меньший. Это особенно важно, когда автомобиль приближается к склону. Генераторы также могут иметь большее сопротивление, уменьшая мощность двигателя. По мере увеличения нагрузки генератора частота вращения падает, и ее необходимо быстро восстанавливать, чтобы поддерживать постоянную частоту вращения, необходимую для стабильного электрического тока. Из-за этих ограничений двухтактные двигатели не подходят для автомобилей, грузовиков и больших мотоциклов, вес этих транспортных средств оказывает слишком большое сопротивление вращению двигателя.Они также не идеальны для генераторов, поскольку генератор имеет слишком большое сопротивление.

Хотя 4-тактный двигатель гораздо более эффективен на низких оборотах, он не может разгоняться так же быстро, как 2-тактный двигатель. Задержка по времени - обычное явление, связанное с 4-тактными двигателями. Это задержка изменения фаз газораспределения, когда двигателю необходимо разогнаться. Электронный отсчет искры может легко продвигаться вперед, электричество движется очень быстро. Механическое продвижение клапанов требует времени, что приводит к замедленному ускорению.Таким образом, 4-тактные двигатели предпочтительны, когда крутящий момент требуется в более широком диапазоне оборотов, но они не так хороши при быстром ускорении. Система Variable Valve Timing (VVT) многое сделала для борьбы с задержкой по времени. Однако даже с этой технологией 4-тактные двигатели не могут конкурировать с быстрым откликом дроссельной заслонки, который вы получаете от 2-тактного двигателя.

Поскольку 4-тактным двигателям требуется больше времени для разгона, 2-тактные двигатели предпочтительнее для высокопроизводительных мотоциклов и моторных лодок. Хотя это применимо, только если мотоцикл или лодка не слишком тяжелые.Легкий автомобиль с двухтактным двигателем имеет лучшее ускорение, пока частота вращения остается достаточно высокой для оптимальной работы двигателя в диапазоне высоких оборотов.


Техническое обслуживание и ремонт | Сравнение 2-тактного двигателя и 4-тактного двигателя

Двухтактный двигатель требует более частого базового обслуживания. Это связано с тем, что смазочное масло смешано с топливом. Одна из причин этого - повышенное количество углерода, образующегося при сгорании. Нагар от сгоревшего масла собирается на свече зажигания.Это требует более частой очистки свечи зажигания. Остатки масла также собираются в карбюраторе, и это требует, чтобы вы чистили карбюратор чаще, чем в 4-тактном двигателе.

Пользователь также должен смешивать нефть и газ в правильном соотношении. Если в топливной смеси слишком много масла, сгорание будет не очень эффективным, а уровень углерода внутри камеры (и выхлопной системы) будет чрезмерным. Это снижает производительность двигателя и потребует более частой очистки свечи зажигания и карбюратора.И наоборот, слишком мало масла в топливной смеси приведет к недостаточной смазке. Это приведет к перегреву двигателя, что может нанести ущерб сроку службы двигателя.

Двухтактный двигатель может потребовать более частого базового обслуживания, но эти процедуры просты в выполнении и недороги. Регулярное обслуживание 4-тактного двигателя может потребоваться только один раз в год или через определенное количество часов (или миль), в зависимости от того, что произойдет раньше. Хотя это реже по сравнению с двухтактным двигателем, это сложнее и немного дороже.Масло в картере 4-тактного двигателя необходимо заменить вместе с масляным фильтром.

Поскольку в современных 4-тактных двигателях для управления клапанами используются гидравлические подъемники, особое внимание необходимо уделять уровню моторного масла и типу используемого масла. Как давление масла, так и вязкость влияют на работу подъемников гидравлических клапанов.

Уровень масла необходимо регулярно проверять, поскольку работа клапана зависит от правильного давления масла. Если уровень масла слишком низкий или масляный насос неисправен, давление масла будет ниже, чем должно быть.Низкое давление масла вызывает сбои в работе клапанов и может легко вызвать отказ двигателя или серьезное повреждение двигателя. Если давление масла будет слишком высоким из-за переполнения масляного картера, двигатель также будет поврежден. Ремонт клапанов двигателя - сложная и дорогостоящая процедура, поэтому очень важно, чтобы 4-тактный двигатель всегда работал при правильном давлении масла, используя правильный тип масла.

При переходе от планового обслуживания к долгосрочному обслуживанию и ремонту двухтактные двигатели легче и дешевле поддерживать в рабочем состоянии.Из-за своей простоты двухтактный двигатель намного проще разобрать и собрать. Для ремонта двухтактного двигателя требуется меньше времени и меньше навыков. Меньшее количество компонентов, например отсутствие клапанов или масляного насоса, означает, что меньше поломок. При длительном использовании клапаны потребуют внимания. Уплотнения штока клапана и прокладки изнашиваются со временем, как и сами клапаны и отверстия для клапанов в головке двигателя. Снятие и ремонт клапанов сложны и могут потребовать специальных инженерных решений.

Для самостоятельного ремонта двигателя, сравнивая 2-тактный и 4-тактный, двухтактный двигатель будет самым простым и наименее дорогим вариантом.Хотя двухтактный двигатель обычно выделяет больше тепла, что может сократить срок его службы.


Уровни выбросов и шума | Сравнение 2-тактных и 4-тактных двигателей

Загрязнение воздуха двигателями внутреннего сгорания - горячая тема, и стандарты выбросов постоянно пересматриваются. Федеральное агентство по охране окружающей среды (EPA) и Калифорнийский совет по воздушным ресурсам (CARB) - два самых важных агентства, регулирующих уровни выбросов для газовых, пропановых и дизельных двигателей в США.Чтобы соответствовать этим стандартам, производители двигателей должны принимать меры по снижению вредных выбросов выхлопных газов.

Поскольку двухтактные двигатели производят более высокие уровни токсичных выбросов, им требуются более сложные устройства контроля выбросов. В первую очередь они являются частью глушителя, чтобы сдерживать выхлопные газы до того, как они достигнут атмосферы. Это увеличивает стоимость оборудования, в котором используются двухтактные двигатели. Механизмы контроля выбросов, установленные на 2-тактных двигателях, также нуждаются в более частой замене и обычно имеют менее благоприятные гарантии, чем 4-тактные двигатели.Поскольку в будущем EPA и CARB вводят более строгие правила, ходят разговоры о том, что двухтактный двигатель может не соответствовать этим стандартам. Это одна из основных проблем, связанных с использованием двухтактных двигателей.

Что касается уровня шума 2-тактного двигателя по сравнению с 4-тактным, то у 2-тактного двигателя тоже не все хорошо. Двухтактный механизм делает двигатель более шумным. Это может вызывать серьезную озабоченность в городских районах. Мало того, что громкие машины вызывают раздражение в жилых районах, некоторые местные органы власти имеют законы, ограничивающие шум, чтобы предотвратить шумовое загрязнение в городах.Эти правила могут сделать некоторые двигатели непригодными для использования в этих областях из-за высокого уровня шума. Поскольку 4-тактные двигатели тише, маловероятно, что эти двигатели будут представлять такую ​​большую проблему с точки зрения высокого уровня шума.

Анимированные двигатели - двухтактный

Двухтактный двигатель

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

Впуск

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

Компрессия картера

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

Переход / Выпуск

Ближе к концу хода поршень открывает впускной канал, позволяя сжатой топливно-воздушной смеси в картере выйти вокруг поршня в главный цилиндр.Это удаляет выхлопные газы выхлопное отверстие, обычно расположенное на противоположной стороне цилиндр. К сожалению, часть свежей топливной смеси обычно тоже исключен.

Сжатие

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

Мощность

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


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

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

10. Двухтактные и дизельные двигатели

Мост дизели - это тоже четырехтактные двигатели. Первый или всасывающий ход всасывает воздух, но не топливо, в камеру сгорания через воздухозаборник клапан. На втором такте сжатия воздух сжимается. до малой части своего прежнего объема и нагревается до приблизительно 440 ° C за счет этого сжатия. В конце такт сжатия парообразное топливо впрыскивается в камеру сгорания камеры и мгновенно горит из-за высокой температуры воздух в камере.Некоторые дизели имеют вспомогательную электрическую системы зажигания для воспламенения топлива при запуске двигателя и до он согревает. Это сгорание приводит в движение поршень на третьем или мощность такта цикла. Четвертый такт - такт выпуска.

КПД дизельного двигателя выше, чем у любого бензинового двигатель и в реальных двигателях сегодня составляет чуть более 40 процентов. Дизели - это обычно тихоходные двигатели с частотой вращения коленчатого вала От 100 до 750 оборотов в минуту (об / мин) по сравнению с 2500 до 5000 об / мин для типичных бензиновых двигателей.Однако некоторые виды дизельного топлива иметь скорость до 2000 об / мин. Поскольку в дизелях используются степени сжатия 14 и более, они, как правило, более прочны, чем бензиновые двигателей, но этот недостаток компенсируется их большей эффективность и то, что их можно эксплуатировать на менее дорогих топливо.

Двухтактный Двигатели

By подходящей конструкции можно эксплуатировать дизель как двухтактный или двухтактный двигатель с рабочим ходом через каждый второй ход поршня вместо одного раза в четыре удара.КПД таких двигателей составляет меньше, чем у четырехтактных двигателей, и поэтому мощность двухтактный двигатель всегда вдвое меньше, чем четырехтактный. двигатель сопоставимых размеров.

общий принцип двухтактного двигателя - сокращение периодов в котором топливо подается в камеру сгорания и в котором отработанные газы истощаются за малую долю времени штрих вместо того, чтобы позволить каждой из этих операций занимать полный ход.

дюйм самый простой тип двухтактного двигателя, клапаны с отверстиями в стенке цилиндра, которые открываются поршнем в конце его внешнее путешествие.В двухтактном цикле топливная смесь или воздух вводится через впускной канал, когда поршень полностью снят с цилиндра. Затем следует ход сжатия и Заряд воспламеняется, когда поршень достигает конца этого хода. В поршень затем движется наружу во время рабочего хода, открывая выхлопную трубу. порт и позволяет газам выходить из камеры сгорания.

11. Генераторы постоянного тока

Если якорь вращается между двумя стационарными полюсами поля, ток арматура движется в одном направлении в течение половины каждого революции и в другом направлении в течение другой половины.Чтобы производят устойчивый поток однонаправленного или постоянного тока от таких устройство, необходимо предоставить средства реверсирования ток вне генератора один раз за каждый оборот. В старых машинах это реверсирование осуществляется с помощью коммутатор (коллектор) - разрезное металлическое кольцо, установленное на валу якоря. Два половинки кольца изолированы друг от друга и служат клеммы катушки якоря. Неподвижные щетки из металла или угля прижимается к коммутатору во время его вращения, соединяя катушку электрически к внешним проводам.При повороте арматуры каждая щетка контактируя поочередно с половинками коммутатора, меняя положение в момент реверса тока в катушке якоря его направление. Таким образом, в нем протекает однонаправленный ток. внешняя цепь, к которой подключен генератор. ОКРУГ КОЛУМБИЯ генераторы обычно работают при довольно низком напряжении, чтобы избежать искрение между щетками и коммутатором, возникающее при высокой вольтаж. Самый высокий потенциал, обычно развиваемый такими генераторы - 1500 В.В некоторых более новых машинах это реверсирование осуществляется с помощью силовых электронных устройств, например, диодных выпрямители.

Современный В генераторах постоянного тока используется барабанная арматура, которая обычно состоит из большого количество обмоток, установленных в продольных пазах сердечника якоря и подключены к соответствующим сегментам кратного коммутатора. В якорь, имеющий только одну петлю из проволоки, производимый ток будет подниматься и опускаться в зависимости от части магнитного поля по которому движется петля. Коммутатор из многих используемых сегментов с барабанной арматурой всегда подключает внешнюю цепь к одному шлейфу провода, движущегося через область высокой интенсивности поля, и как в результате ток, передаваемый обмотками якоря, равен практически постоянный.Поля современных генераторов обычно оснащен четырьмя или более электромагнитными полюсами для увеличения размера и сила магнитного поля. Иногда межполюсники меньшего размера добавлены для компенсации искажений магнитного потока поля вызвано магнитным эффектом якоря.

постоянного тока генераторы обычно классифицируются по методу, используемому для обеспечить ток возбуждения для возбуждения полевых магнитов. А генератор с последовательной обмоткой имеет свое поле последовательно с якорем, и генератор с шунтовой обмоткой имеет поле, подключенное параллельно арматура.Генераторы с комбинированной обмоткой имеют часть своих областей в серия и часть параллельно. И шунтирующая, и составная рана генераторы имеют то преимущество, что обеспечивают сравнительно постоянное напряжение при переменных электрических нагрузках.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *