Устройство и работа двухтактного и четырехтактного двигателя - АвтоКлуб Toyota
Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и работа двухтактного и четырехтактного двигателя

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.

Перегрев мотоцикла – причины

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

  • Неоткалиброванная работа карбюратора.

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

  • Вторая причина перегрева двухтактного мотора – грязь и пыль.

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

  • Третья возможная причина – это использование несоответствующий марки бензина.

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

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

Присадка для двигателя мототехники. Супротек MOTOTEC 2

Присадка для обработки двухтактных двигателей снегоходов, снегоуборщиков, мотобуксировщиков, мотоциклов, мопедов, квадроциклов и другой мототехники, в том числе двигателей с раздельной системой смазки.

Система смазки

Силовые установки, имеющие четыре такта, оснащаются отдельной системой смазки. Подшипники скольжения кривошипно-шатунного механизма смазываются маслом под высоким давлением. Газораспределительный механизм смазывается путем разбрызгивания масла. Давление системе нагнетается насосом. Он имеет привод от коленчатого или распределительного вала.

Картер мотора наполнен маслом. Подача смазочного материала к насосу осуществляется через маслоприемник. Для предотвращения попадания смазочного материала в рабочую смесь, поршни оборудованы маслосъемными кольцами, а клапана газораспределительного механизма – защитными колпачками.

Силовой агрегат, рабочий цикл которого происходит за один круг коленчатого вала, не имеет отдельной системы смазки. Смазывание деталей происходит топливной смесью. Для этого в бензин добавляется масло.

ВНИМАНИЕ: В зависимости от модели, принцип добавления масла в топливную смесь может отличаться. В некоторых версиях предусмотрен специализированный насос-дозатор, подающий смазочный материал в карбюратор или коллектор впускного тракта. Такие модели имеют бачок для масла.

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.

Читать еще:  Высокие обороты при запуске двигателя форд фокус

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.

Соотношение массы и мощности

Двухтактные двигатели лучше подходят для устройств, от которых требуются быстрые и резкие всплески энергии, а не равномерная работа в течение длительного времени. Например, гидроцикл с двухтактным двигателем разгоняется быстрее, чем грузовик с четырёхтактным, однако он предназначен для кратковременных поездок, в то время как грузовик может проехать сотни километров, прежде чем ему понадобится отдых. Невысокая длительность работы двухтактников компенсируется низким отношением массы к мощности: такие двигатели обычно весят намного меньше, поэтому быстрее запускаются и достигают рабочей температуры. Для их перемещения также требуется меньше энергии.

Скутеры Обслуживание и ремонт

В настоящее время двухтактные двигатели все реже устанавливают на скутеры и мопеды, они практически не используются в мотоциклах, за исключением некоторых эндуро. Почему еще несколько лет назад это был основной тип двигателей на скутерах, и внедрение четырехтактников не было такой необходимостью?

Этому есть ряд причин, основой из которых можно выделить стремление к уменьшению выброса вредных веществ в развитых странах, где все уже помешались на стандартах и прочих запретах. В тех же странах, а это в основном европейские государства, присутствует мода на экономию топлива, а четырехтактные двигатели, как известно, экономичнее. Ну и стремление внедрять что-то новое пробудило моду на четырехтактники по всему миру.
Безусловно, это хорошо, но не на полтинниках. Мощность такого двигателя при пятидесяти кубах ничтожна, по сравнению с двухтактным. Набор скорости происходит крайне вяло, скутер не реагирует должным образом на ручку газа и все происходит с опозданием. Этим можно обьяснить, почему китайские производители, скрывая кубатуру своей четырехтактной техники, выдают их за полтинники, оснащая при этом скутеры двигателем 65сс или 82сс. Все очевидно, так они хоть как-то компенсируют ту нехватку мощности, причем абсолютно без лишних затрат. Японские производители идут иным путем, объем цилиндра у них всегда указывается правильно, а из ситуации они выходят путем применения дорогостоящих технологий, таким образом четырехтактные японские скутеры объемом 50сс имеют сносную динамику и скоростные характеристики.

Очевидно, что в данном случае использование двухтактного двигателя более рационально, экономичнее и проще.

Так как большинство скутеров, которые эксплуатируются у нас, представляют собой модели японского производителя прошлых лет, они в основном двухтактные. Для примера можно выделить всем известные скутеры Yamaha Jog, Honda Dio, Honda Lead, Suzuki Sepia, Suzuki Address.

Любой владелец такой техники должен знать, как работает его двигатель, что из себя представляет. Рассмотрим основной принцип работы двухтактного двигателя и его строение. Никакого отличия в принципе работы между моделями нет, поэтому углубляться в недра каждой модели мы не будем, отличий там практически нет.

Читать еще:  Большой расход масла в двигателе шевроле каптива

Устройство двухтактного двигателя

Устройство двухтактного двигателя чрезвычайно простое.

1 — масляный бак; 2 — карбюратор; 3 -разделитель троса «газа»; 4 — ручка «газа»; 5 — трос управления подачей масла; 6 — плунжерный насос-дозатор; 7 — шланг, подводящий масло во впускной патрубок.

Приведенная выше схема используется на скутерах Honda. Видно, что ручка газа управляет также и маслонасосом. Для подачи бензина используется бензонасос, так как бензобак обычно находится под ногами водителя, в отличие от моделей скутеров Yamaha и Suzuki. Поршень помещается внутрь цилиндра, непосредственно сверху в головке цилиндра находится свеча. Воспламеняясь смесь взрывается и толкает поршень вниз, он в свою очередь, через шатун крутит коленвал. Такие аппараты просты в ремонте и обслуживании.

Рабочий процесс двухтактного двигателя

Рассмотрим рабочий процесс двухтактного двигателя

а — впуск в кривошипную камеру, сжатие в цилиндре; б — воспламенение (до ВМТ) и последующее сгорание в цилиндре; в — выпуск отработавших газов из цилиндра и продувка горючей смесью из картера; 1 — продувочный канал; 2 — выпускной канал; 3 — свеча зажигания; 4 — лепестковый клапан во впускном канале; 5 — впускной канал; 6 — кривошипная камера

Он состоит из двух тактов — такт сжатия и такт рабочего хода. Во время такта сжатия, смесь сжимается, создавая большое давление в камере сгорания, затем происходит воспламенение и так рабочего хода, который и является основой двигательной силы.

Теперь рассмотрим каждый процесс в деталях. На рис. 1 обозначен рабочий процесс двухтактного двигателя. Желтым цветом выделено топливо, в нашем случае уже в смеси с двухтактным маслом. Обозначены:

  • цилиндр (крепится к картеру, служит основой для работы двигателя);
  • поршень (работает внутри цилиндра, благодаря поршневым кольцам не пропускает газы в кривошипную камеру);
  • свеча ( в нужным момент воспламеняет топливную смесь);
  • выпускной коллектор (является выходом для отработанных газов и соединяет цилиндр скутера с выхлопной трубой);
  • впускной коллектор (соединяет карбюратор скутера с цилиндром, внутри впускного коллектора расположен обратный клапан);
  • обратный клапан (не позволяет выходить рабочей смеси и газам во время рабочего такта обратно во впускной коллектор, и соответственно в карбюратор);
  • кривошипная камера (область картера, где происходит смазка всех движущихся частей двигателя скутера топливной смесью)

Дело в том, что в таких двигателях смазка всех рабочих частей происходит непосредственно топливной смесью, поэтому в бензин добавляется масло. В скутерах для масла предусмотрен отдельный бачок, а маслонасос подает его в нужном количестве. Эта смесь, перед тем, как попасть в камеру сгорания, смазывает основные движущие части двигателя, а отдельного масла в картере, как в четырехтактном моторе, не предусмотрено.
Так как масло сгорает вместе с бензином, оно должно соответствовать жестким требованиям:

  • хорошо гореть
  • должным образом смазывать все части
  • после горения не оставлять нагара в камере сгорания.

Последний момент очень важен, и зачастую именно некачественное двухтактное масло может привести к образованию чрезмерного нагара в двигателе и снижению мощности.

На рисунке 2 можно наблюдать расположение поршня в «нижней мертвой точке». В этом положении клапан открыт, а давления в цилиндре нет. Затем, поршень поршень поднимается вверх и перекрывает сначала впускное окно, а затем выпускное. После перекрытия выпускного коллектора, при достижении «верхней мертвой точки», обозначенной на рисунке 2, в цилиндре создается повышенное давление в смеси горючей смеси и воздуха.

Задача свечи, именно в этот момент воспламенить эту смесь, которая взрываясь, толкает поршень вниз с очень большой силой. Стоит заметить, что когда поршень закрывает впускной коллектор, в кривошипной камере под поршнем образуется разряжение. Именно в этот момент под действием этой силы открывается лепестковый клапан, и в камеру попадает новая доза топлива.

Затем, под действием взрыва, поршень уходя вниз, открывает выпускное окно цилиндра, в это время происходит выхлоп в глушителе. Этот процесс можно наблюдать на рисунке 3. Клапан в этот момент закрывается по действием давления, которое образуется при движении поршня вниз, и при достижении впускного окна, в камеру сгорания под давлением попадает топливная смесь.

Читать еще:  В чем разница между коллекторного и бесколлекторного двигателя

При этом происходит постоянная смазка двигателя горючей смесью бензина и масла. Как видите, двухтактный двигатель очень прост в работе, обслуживании и ремонте.

Теперь рассмотрим основные плюсы и минусы двухтактных двигателей.

Преимущества двухтактного двигателя:

  • простота изготовления;
  • двухтактный двигатель очень прост в ремонте;
  • значительная дешивизна, по сравнению с четырехтактным двигателем;
  • меньше масса и габариты;
  • меньше рабочих деталей;
  • мощность двухтактного двигателя почти в два раза превышает четырехтактного.

Недостатки двухтактного двигателя:

  • увеличенный расход топлива;
  • двухтактный двигатель менее тяговит, и любит высокие обороты;
  • выбросы вредных веществ больше, что актуально в Европе;
  • менее долговечен, чем четырехтактный.

Как видите, есть преимущества и недостатки, можно услышать много откликов и критики, и но факт остается фактом, и как бы ни внедряли производители мототехники четырехтактные двигатели в свои скутеры, рабочим объемом двигателя меньше 50 кубов, они идут на шаг удорожания своей продукции и, пытаясь идти в ногу со временем, лишают покупателей тех динамических показателей и возможностей, которые они получают от мощной двухтактной техники.

Все это касается лишь скутеров с мотором 50сс, для класса 100сс и выше, конечно, более рациональным вариантом будет установка тяговитого и спокойного четырехтактного двигателя. Это было ясно уже в 80-е годы, и в то время почти вся кубатура комплектовалась четырехтактниками. Современный же мир полтинников несет за собой дефорсировку, а насладиться скоростью и динамикой можно будет только в спортивных моделях, которые как прежде комплектуются двухтактными двигателями.

Вы также можете ознакомиться с другими статьями на тему:

Карбюраторные и инжекторные двигатели

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с потоком воздуха за счёт аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

В инжекторных двигателях впрыск топлива в воздушный поток осуществляют специальные форсунки, к которым топливо подаётся под давлением, а дозирование осуществляется электронным блоком управления — подачей импульса тока, открывающим форсунку или же, в более старых двигателях, специальной механической системой.

Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте выхлопа (выпускных газов), и установке современных нейтрализаторов выхлопных газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов). Именно система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как современный катализатор способен работать лишь в узком диапазоне данного состава, и требует строго определённого содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления, где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализируя содержание кислорода в выхлопных газах, поддерживает точное соотношение кислорода, недоокисленных продуктов сгорания топлива, и оксидов азота, которое способен обезвредить катализатор. Дело в том, что современный катализатор вынужден не только окислять не полностью сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении. Желательно также ещё раз окислять окончательно весь поток газов. Это возможно лишь в пределах так называемого «каталитического окна», то есть узкого диапазона соотношения топлива и воздуха, когда катализатор способен выполнить свои функции. Соотношение топлива и воздуха в данном случае составляет примерно 1:14,7 по весу (зависит также от соотношения С к Н в безине), и удерживается в коридоре приблизительно плюс-минус 5 %. Так как одной из труднейших задач является удержание нормативов по оксидам азота, дополнительно необходимо снижать интенсивность их синтеза в камере сгорания. Делается это в основном снижением температуры процесса горения с помощью добавления определённого количества выхлопных газов в камеру сгорания на некоторых критичных режимах (Система рециркуляции выхлопных газов).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector