Схема работы двухтактного двигателя: Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Содержание

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:

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.

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.

   Сравнение двигателей на 2 и 4 такта

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!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Автор:Admin

Рассмотрим основной принцип работы двухтактного двигателя на примерах

Двигатель внутреннего сгорания работает по давно изученным принципам. Мы будем рассматривать поршневые моторы, поскольку роторные, и прочие экзотические агрегаты, преобразующие энергию горения в кинетическую, не так распространены.

Для лучшего понимания процесса, определимся с техническими терминами:

  • Рабочий цикл двигателя – цепочка чередующихся процессов, в результате которых энергия сгорания топлива трансформируется во вращение колес (при использовании в транспортном средстве)
  • Впуск – наполнение цилиндра смесью паров бензина и воздуха (в бензиновых моторах) или воздухом в дизельных моторах
  • Сжатие – спрессовывание топливной смеси в цилиндре
  • Рабочий ход – расширяющиеся газы, после воспламенения горючей смеси, стремительно гонят поршень вниз
  • Выпуск – проветривание полости цилиндра от порции отработанных газов.

В ходе рабочего цикла, процессы следуют в строго определенном порядке. Каждый из них называется тактом. С механической точки зрения, такт – это движение поршня от одной мертвой точки до второй. В зависимости от конструкции мотора, тактов может быть два или четыре.

Что из себя представляет двухтактный двигатель — видео

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного?

За каждый поворот коленвала на 180° совершается два такта (разные, в зависимости от типа двигателя). Отработка процесса двухтактного ДВС осуществляется за один оборот, а четырехтактного – за два оборота коленвала. Непонятно? Рассмотрим вопрос подробнее.

Важно! Есть пассивные и активные такты. Точнее активный цикл один – рабочий ход. Остальные движения цилиндра происходят по инерции маховика, закрепленного на оси мотора. Это касается одноцилиндрового мотора, каждый следующий цилиндр работает со сдвигом по фазе, и тяжелый маховик более не нужен. Поэтому его роль выполняет шестерня, за которую цепляется стартер.

Современный мотор достаточно сложен с инженерной точки зрения. Процессы обеспечиваются различными вспомогательными механизмами, их работа должна быть синхронизирована. Кроме того, компоненты двигателя имеют определенную массу, соответственно присутствует инерция.

Трущиеся детали замедляются сопротивлением. Это замедляет процесс и отбирает дополнительную мощность. Все поправки надо учитывать при проектировании мотора.

Запрограммировать алгоритм управления сложно, условия эксплуатации постоянно меняются. Если последовательность смены циклов даст сбой – произойдет потеря мощности или остановка двигателя. Поэтому для бесперебойной работы нужно так много приспособлений вокруг пары: поршень, цилиндр.

Логика подсказывает, что при меньшем количестве тактов, управление можно сделать проще. Именно поэтому инженеры по-прежнему развивают направление двухтактных ДВС.

Чтобы понять разницу между двухтактным и четырехтактным двигателем, рассмотрим организацию работы последнего.

Особенностью конструкции четырехтактных моторов является разделение клапанов на входе и выходе.

Впуск

По инерции, поршень движется вниз, создавая вакуум в камере сгорания. В этот момент через открытый впускной клапан в полость проникает готовая топливовоздушная смесь.

Сжатие

Поршень (опять же по инерции) движется к высшей точке. Оба клапана герметичны, горючая смесь сжимается. Это первое применение хорошей компрессии. Смесь не проникает в картер.

Рабочий ход

Искра свечи, происходит взрыв. Стремительно расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Это второе применение компрессии. Чем она выше, тем больше энергии от взрыва будет передано на коленвал.

Важно! После прохождения верхней мертвой точки, шатун поршня занимает опережающее положение на коленвале, поэтому не происходит обратного вращения. Сила давления ускоряет вал мотора, сообщая полезный крутящий момент.

Выпуск

Поршень (снова по инерции) движется к верхней мертвой точке. В открытый выпускной клапан выдавливаются отработанные газы. При достижении максимальной высоты, поршень готов к всасыванию очередной порции воздушной смеси.

Эта схема работы двигателя характерна для одноцилиндрового мотора. При многоцилиндровой компоновке (собственно, другой на автомобилях практически нет), каждый следующий поршень сообщает крутящий момент, замещая инерцию маховика.

Поэтому коленвал вращается более равномерно. А в каждом отдельно взятом цилиндре, рабочий цикл происходит именно так.

Четырехтактный двигатель работает тише, ровнее.
Система смазки отделена от топливной системы – улучшена экология. При этом мотор уступает в мощности двухтактнику аналогичного объема, поскольку на один рабочий цикл приходится два оборота коленвала.

Принцип работы двухтактного двигателя


Конструкция такого мотора проста и сложна одновременно. Простота заключается в отсутствии огромного количества дополнительных элементов: таких, как газораспределительный механизм с приводом от коленвала, система смазки с насосом, дополнительные кольца не поршне.

С другой стороны – двухтактники имеют сложную архитектуру блока цилиндров. Сложную не в плане сборки, а в плане конструирования. Система впуска/выпуска должна быть спроектирована с виртуозной точностью, иначе половина энергии сгоревшего топлива буквально вылетит в трубу.

Принцип действия двухтактного двигателя по циклам

Собственно их всего два, следуя названию конструкции: сжатие и рабочий ход. На самом деле работа двухтактного двигателя намного сложнее, и реально разбивается на четыре процесса. Однако в рамках принятых стандартов, они объединяются.

Сжатие

Такт 1. Процесс 1

Поршень по инерции движется вверх. Поступившая через вентиляционое отверстие (2) топливная смесь (новый заряд) выталкивает остатки выхлопных газов через выпускной коллектор (1).

В надпоршневой камере (I) есть некоторое разделение нового заряда и выхлопа. В это же время, через впускной клапан (3) в кривошипную камеру (II) нагнетается очередная порция бензиновой смеси.

Одновременно пары масла, оседают на механизмах, производя их смазку ( масло в 2-х тактных двигателях добавляется в топливо, о классификации смазки читайте тут).

Как только верхняя часть поршня перекроет выпускное окно (1), смесь начинает сжиматься, вплоть до достижения поршнем верхней мертвой точки.

Такт 1. Процесс 2

На свече зажигания вспыхивает искра, топливовоздушная смесь взрывается, поршень получает толчок и стремительно движется вниз.

Важно! Понятия «вверх», «верхняя мертвая точка», «вниз», «нижняя мертвая точка» — достаточно условны. Цилиндры могут располагаться горизонтально (оппозитники «Порше» и мотоцикла «Днепр») или даже вверх ногами (самолетный двигатель типа «звезда»).

Напор газов сохраняется до момента открытия выпускного отверстия (1).

Рабочий ход

Такт 2. Процесс 4

В открытый выпуск устремляются отработанные газы. Грамотно рассчитанная аэродинамика позволяет даже создать небольшое разрежение. Тем не менее, часть выхлопа остается в цилиндре.

Важно! В этот момент энергия сгорания смеси уже не действует. Все движение происходит по инерции.

В это время, поршень сжимает подготовленный свежий заряд топливной смеси, повышая давление в кривошипной камере (II). Одновременно перекрывается клапан (3).
Такт 2. Процесс 4

Поршень продолжает опускаться. Когда освободится перекрытое продувочное отверстие (2), топливная смесь под давлением устремится в надпоршневую камеру (I). Далее снова зависимость от аэродинамики.

Грамотно спроектированная форма камеры и поршня, не позволяет смешиваться свежему заряду и выхлопным газам. Однако на деле, потери готовой смеси неизбежны. Этот процесс еще называют продувкой.

Как видно из принципа работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания, система продувки и поступления свежего заряда топливной смеси играет важную роль. Можно организовать интеллектуальную систему открывающихся клапанов, даже под электронным управлением.

Но тогда теряется смысл двухтактного цикла. Да и конструкция выйдет дороже четырехтактника.

Поэтому инженеры идут по пути аэродинамики, иногда пользуясь небольшими хитростями:

  • Нагнетатель типа «Рутс»
    Два ротора создают подпорное давление в картере, используя этот объем в качестве ресивера. Устройство двухтактного двигателя подразумевает герметичность, так что система отлично работает. Одновременно роторный нагнетатель работает в качестве запорного клапана, не пропуская смесь обратно во впускной тракт при работе механизма.
  • Применение клапана или золотника, перекрывается только впускное отверстие. Привод обычно механический, связанный с коленвалом. При смене оборотов автоматически меняется фаза открывания клапана. Самая распространенная схема – секторный дисковый золотник.
  • Геометрия. Меняя взаимное расположение впускных и выпускных отверстий, можно добиться различной скорости потоков.При хорошо продуманной схеме, выхлопные газы будут выходить раньше, чем до выпускного отверстия дойдет свежий заряд топлива.
  • Особая форма камеры сгорания. Это чистой воды аэродинамика. На верхнем своде камеры сгорания, и (или) на плоскости цилиндра, отформовываются специальные дефлекторы. С их помощью создаются доброкачественные завихрения, разделяющие впускной и выпускной потоки. Система очень эффективна, однако зависит от числа оборотов.

Технология нашла применение в силовых установках большой мощности, работающих на малых постоянных оборотах. Например, корабельные дизеля, в которых коленвал имеет прямую связь (без трансмиссии) с гребным валом. Тяга регулируется лопастями винта с переменным углом атаки.

Да, на судах с большим водоизмещением применяется двухтактный дизельный двигатель. Принцип работы аналогичен бензиновому двухтактнику.

Разве что при использовании турбонаддува, клапанная система имеет особую конструкцию, для регулирования фаз в зависимости от оборотов. Цилиндр, разумеется не один, как в примере.

Принцип работы двухтактного двигателя наглядно продемонстрирован в этом видео

Вывод:
Понимание того, как работает двухтактный двигатель, пригодится при подборе лодочного мотора или газонокосилки. При покупке автомобиля выбираем только вид топлива.

About sposport

View all posts by sposport

Принцип работы двухтактного двигателя — autodoc24.ru

Двухтактный двигатель

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

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

Немного о том, как он работает

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

Сжатие под поршнем

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

Особенности

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

Мотоцикл с двухтактным двигателем

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

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

Газообмен в двухтактном двигателе

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

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

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

Отличие двухтактной модели от четырехтактной

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

Принцип работы

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

Литровая мощность

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

Потребление горючего

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

Смазка

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

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

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

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

Изобретение двигателя внутреннего сгорания, а также применение его в разных сферах, в том числе и мото — и автотранспорте, позволило значительно упростить жизнь человеку.

Конечно, двигатели внутреннего сгорания, такими какие они есть сейчас, появились не сразу, с момента появления он постоянно совершенствуется.

Хотя на данный момент у этих двигателей лишь модернизируются те или иные составляющие, основная же концепция их остается неизменной.

Цикл работы двигателя, рабочие такты

Появившиеся очень давно двигателя внутреннего сгорания как работающие на бензине, так и дизельном топливе, и применяемые сейчас, делятся на два вида:

  1. Двухтактные;
  2. Четырехтактные.

Как видено из названия сводится различие принципа функционирования двигателя в количестве тактов – движений поршня, за которые он выполняет определенный цикл работ.

Для четырехтактного двигателя определено 4 такта в результате которых один поршень выполняет полный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В каждом из этих циклов в цилиндре двигателя выполняются определенные процессы. Все они направлены на достижение одной цели – обеспечение преобразования энергии сгорания топлива во вращение коленчатого вала.

Так, при такте впуска в цилиндр подается горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха, без которого процесс горения невозможен. Причем образование и подача этой смеси у бензинового и дизельного двигателя отличаются.

Далее идет такт сжатия, при котором поступившая смесь сжимается в объеме. Делается это для того, чтобы в меньшем объеме образовалось больше горючей смеси.

Уменьшение объема позволяет при следующем такте обеспечить более высокое КПД при сгорании топлива.

Рабочий ход – единственный из всех тактов, при нем энергия отдается, а не забирается и для него существуют все остальные такты.

После сжатия происходит воспламенение смеси, у бензиновых двигателей – за счет искры, проскакиваемой между электродами свечи накаливания, у дизелей – за счет высокого давления, при котором смесь нагревается настолько, что воспламеняется.

При воспламенении смеси выделяется энергия, которая воздействует на поршень, заставляя его двигаться вниз, при этом выделенная от сгорания энергия передается поршнем на коленвал посредством шатуна.

Выпуск – такт, направленный на очистку полости цилиндра от продуктов горения. После очистки цикл повторяется вновь.

Из всего вышесказанного выходит, что один цикл движения поршня в цилиндре направлен только на получение одного такта – рабочего хода, все остальные такты только помогают получить его, причем для их выполнения задействуется часть энергии, которую отдает такт рабочего хода.

Каждый такт двигателя соответствует определенному движению поршня в цилиндре.

Существуют две крайние точки положения поршня, получивших название мертвых точек.

Одна из них верхняя – выше поршень уже подняться в цилиндре не может, а вторая – нижняя, при которой он ниже не опускается.

Обеспечиваются эти точки кривошипом коленчатого вала, к которому поршень присоединен шатуном.

При движении поршня от одной точки к другой, а затем наоборот, и выполняются такты. То есть, при движении поршня от нижней точки (НМТ) к верхней (ВМТ) могут выполняться два такта – сжатие и выпуск, а при движении наоборот – впуск и рабочий ход.

Имея представление о тактах, можно говорить и о типах двигателей, а их два – 2-тактный и 4-тактный.

У каждого из этих двигателей цикл производится по-разному, что влияет на их конструкцию и многие другие параметры и характеристики.

Конструкция и принцип работы 2-тактного двигателя

2-тактный двигатель нашел наибольшее распространение на малой технике (бензопилы, мотокосы), мотоциклах.

Когда-то существовали даже дизельные 2-х тактные двигатели, устанавливаемые на грузовики, к примеру, МАЗ-200.

Интересно, что описанные выше такты у любого двухтактного двигателя никуда не делись, просто они были совмещены.

В итоге это позволяет сократить полный цикл всего в один оборот колен. вала.

Так, при движении поршня от НМТ производится сразу два такта – выпуск и сжатие, а при движении от ВМТ – впуск и рабочий ход.

Достигнуть этого всего возможно при использовании окон в цилиндрах, через которые производится засасывание и перекачивание топливной смеси, а также отвод продуктов горения.

Открытие и закрытие этих окон обеспечивается самим поршнем. Чтобы соблюдалась правильность работы механизма, окна располагаются на разных уровнях в стенках цилиндра.

Чтобы было более понятно, возьмем двигатель мотоцикла «ИЖ Планета 5».

Данный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

Цилиндр располагается поверх корпуса двигателя, охлаждение его воздушное, поэтому у него по окружности располагаются ребра охлаждения.

С одной стороны, к цилиндру прикреплен патрубок, идущий от карбюратора, по нему в цилиндр поступает горючая смесь.

Напротив, этого патрубка устанавливается труба отвода отработанных газов.

Вверху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливания.

Внутри цилиндра располагается поршень, связанный с кривошипом коленчатого вала через шатун. Далее уже он связан со сцеплением и трансмиссией, но это пока неважно.

Для подачи топлива в надпоршневое пространство в двухтактном двигателе задействовано и подпоршневое пространство.

При движении поршня вверх в подпоршневом пространстве создается разряжение, в которое засасывается топливовоздушная смесь через впускное окно.

Подача же из подпоршневого пространства в надпоршневое производится от избыточного давления, которое возникает при движении поршня вниз.

Подача топлива производится через перепускное окно. Выпуск продуктов горения проходит через выпускное окно.

Теперь как все это работает.

Начнем с движения поршня к ВМТ. Находясь в НМТ, поршень обеспечивает открытие перепускного и выпускного окон. Избыточное давление в подпоршневом пространстве выталкивает горючую смесь в надпоршневое пространство.

Двигаясь вверх, поршень перекрывает открытые окна, в результате чего камера сгорания становится герметичной.

Доходя до ВМТ, поршень сжимает смесь далее подается искра от свечи накаливания, которая установлена в головке цилиндра.

В это время, поршень двигаясь вверх, открывает впускное окно, через которое смесь поступает в подпоршневое пространство. То есть получается, что в одном такте – движении поршня от НМТ к ВМТ происходит два действия: вначале впуск топлива, затем – сжатие.

После воспламенения топлива, выделенная при этом энергия толкает поршень вниз.

Двигаясь вниз он от ВМТ, поршень открывает сначала выпускное окно. При сгорании объем продуктов горения значительно увеличивается, поэтому они сразу начинают вырываться через это окно.

Получается, что при движении поршня вниз вначале выполняется рабочий ход, а после открытия выпускного окна – еще и такт выпуска.

Дальше при движении поршня вниз, он открывает перепускное окно и топливо начинает поступать в надпоршневое пространство – цикл начинает повторяться, при этом на выполнение всего цикла понадобилось только движение поршня сначала вверх, а затем вниз, что соответствует одному обороту колен. вала.

Принцип работы 4-тактного двигателя

Теперь о принципе работы 4-тактных двигателей. Опять же возьмем одноцилиндровый двигатель мотоцикла, но на этот раз «Honda CB 125E».

У этого мотора тоже цилиндр расположен над картером и имеет воздушное охлаждение.

Внутри цилиндра установлен поршень, связанный с коленвалом посредством шатуна. Сверху цилиндр закрыт головкой.

Конструктивной особенностью этого двигателя является наличие механизма, который обеспечивает подачу смеси и отвод продуктов горения – газораспределительный механизм.

Установлен у этого мотора он в головке блока. Суть работы этого механизма – своевременное открытие впускного и выпускного окон, которые закрыты клапанами.

Работает все по такому принципу. Вначале – такт впуска. Чтобы обеспечить этот такт, поршень должен двигаться от ВМТ вниз. При этом клапан открывает впускное окно, через которое разрежением засасывается топливо в цилиндр.

После достижения НМТ впускное окно клапаном закрывается, поршень в это время начинает двигаться вверх, начинается такт сжатия.

При этом такте оба окна закрыты, цилиндр полностью герметичен, а поршень при движении вверх сжимает горючую смесь, поступившую ранее.

При подходе поршня к ВМТ, когда смесь по максимуму сжата, производится ее воспламенение от искры свечи.

Избыточное давление при сгорании заставляет двигаться поршню вниз – происходит рабочий ход, при котором окна тоже остаются закрытыми.

После достижения НМТ, поршень начинает движение вверх, в этот момент клапан открывает выпускное окно и поршень выталкивает через него продукты горения.

В результате получается, что для выполнения тактов впуска и сжатия нужен один оборот колен. вала, а для рабочего хода и выпуска – еще один оборот.

Это были принципы работ 2-тактного и 4-тактного двигателей на примере мотоциклов.

Эти принципы используются на всех двигателях внутреннего сгорания – от моторчика авиамодели до мощного 12-цилиндрового мотора танка.

Конструктивные особенности

Помимо различий в принципе работы у этих моторов еще и существуют конструктивные особенности.

2-тактный двигатель конструктивно проще. Механизм газораспределения – это дополнительное оснащение мотора, которое усложняет конструкцию.

У 2-тактного мотора этот механизм отсутствует и его роль выполняет поршень, открывая и закрывая те или иные окна.

Помимо этого, данный двигатель не нуждается в системе смазки. Обусловлено это тем, что в процессе работы задействовано и подпоршневое пространство, где располагается колен. вал.

Но поскольку кривошипно-шатунный механизм требует смазки, то у этого двигателя она производится вместе с топливом, то есть моторное масло добавляет в топливо, и при поступлении топлива в это пространство, имеющееся масло смазывает механизм.

У 4-тактных двигателей конструкция включает и механизм газораспределения, и отдельную систему смазки.

Это значительно усложняет конструкцию, однако эти двигателя являются более приоритетными, чем двухтактные из-за ряда эксплуатационных недостатков последних.

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

Во многом 2-тактные двигатели по этим показателям лучше. Сказывается затраченная и полученная энергия на осуществление одного рабочего цикла.

У 2-тактного двигателя каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. В среднем литровая мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

Еще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельная мощность.

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

Проигрывая в мощностных показателях, 4-тактный двигатель лучше по показателям расхода топлива.

У него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

У 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываются открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горения, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

У 4-тактного мотора имеется система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигателя.

Смазка 2-тактного мотора производится вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

По поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересная ситуация.

Конструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Но у 4-тактного мотора есть более совершенная система смазки, которая обеспечивает больший ресурс мотору.

Вот и получается, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. А вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

Та же совместная смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказывается и на экологичности этого мотора. Сгорание масла в большей степени обеспечивает загрязнение атмосферы.

Совмещение рабочих тактов у 2-тактного двигателя сказывается на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

Зато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказывается на общей массе установки.

Более сложная конструкция 4-тактной установки играет и положительную роль.

У этих моторов существует возможность модернизации системы питания, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

У 2-тактных моторов возможность совершенствования ограничена все той же смазкой вместе с топливом. Хотя попытки улучшить показатели этих моторов осуществляются постоянно.

Также читайте по каким причинам и на каких двигателях гнет клапана.

В целом, применение до сих пор имеют оба этих мотора и вряд ли когда-либо откажутся от использования одного из них, оскольку у каждого из них имеются свои преимущества, востребованные в тех или иных условиях.

Источник http://autodont.ru/dvigatel/rabota-dvuxtaktnogo-dvigatelya
Источник http://autotopik.ru/obuchenie/851-princip-raboty-dvigatelya.html

Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного и что такое 4mix и 2mix

Практически у каждого владельца частного дома имеются бензиновые помощники, облегчающие выполнение разных работ — укос травы, распиливание деревьев, уборка снега. Во главе рассматриваемых агрегатов лежат двигатели внутреннего сгорания, созданные Этьеном Ленуаром в 1860 году. В современных бензоинструментах устанавливаются ДВС, которые делятся на два основных вида — двухтактные и четырехтактные. Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного, и какие еще есть виды бензомоторов, узнаем подробно из материала.

Что такое ДВС на бензоинструментах

Двигателем внутреннего сгорания именуется агрегат, осуществляющий трансформацию топлива в механическую энергию. Сегодня ДВС применяется везде — от инструментов до автомобилей и прочих видов техники. Принцип работы ДВС обусловлен тем, что в конструкцию подается горючая смесь, основывающаяся на бензине с воздухом. За создание нужной консистенции горючей смеси отвечает карбюратор.

Горючая смесь подается в цилиндр, где осуществляется ее воспламенение. Сгорание смеси способствует тому, что создается полезная энергия, снимаемая с коленчатого вала в виде вращательных движений. Главное достоинство ДВС в том, что он обладает высокой мощностью, если сопоставить с электродвигателями. Большинство бензоинструментов — триммеры, мотокосы, мотоблоки, бензопилы и т.п., оснащаются двигателями внутреннего сгорания двухтактного типа. Более мощные бензоинструменты оснащаются ДВС четырехтактного типа. Чем же отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели, какой принцип работы они имеют, а также их плюсы и минусы описаны в материале.

Что называют тактом в ДВС

Тактом на ДВС называется действие, которое совершается внутри механизма. Перемещение поршня в верхнем или нижнем направлении — это и есть такты. Причем один такт — когда поршень движется вверх, выполняя соответствующую работу. Движение поршня вниз, который возвращается от силы, возникающей при сгорании топлива, называется рабочим ходом.

Первый такт, с которого начинается работа мотора — это заполнение цилиндра топливной смесью. Следующий этап — это сжатие поступившей смеси в двигатель. Далее происходит воспламенение, и в завершении отвод сгоревших газов. Это четыре такта, которые выполняются в двигателях четырехтактного типа. Коленвал в четырехтактных агрегатах совершает два оборота при одном воспламенении топлива.

Двухтактные моторы функционируют в два цикла — транспортировка топливной смеси в цилиндр с последующим ее воспламенением, и отведение выхлопных газов из цилиндра. В двухтактных агрегатах коленвал совершает один оборот при сжигании одной порции топливной смеси. Это главное отличие рассматриваемых агрегатов друг от друга.

ДВС 2-х и 4-х тактного типа по виду топлива бывают бензиновыми и дизельными. Чтобы выяснить подробно, какие достоинства и недостатки имеются в рассматриваемых двигателях 2-х и 4-х тактного типа, рассмотрим их конструкцию и принцип работы.

Двухтактный ДВС его конструктивные особенности и описание принципа работы

Большинство бензопил и бензокос оснащаются приводными устройствами двухтактного типа. Два такта — это этап сжатия топливной смеси и рабочий ход поршня (когда он опускается вниз). Чтобы понять, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, рассмотрим изначально строение мотора. Основные детали двигателя — это цилиндр, поршень, коленчатый вал и шатун. За сжигание топлива отвечает свеча зажигания, а транспортировка смеси и отвод газов происходит посредством впускного и выпускного каналов. Конструктивная схема двухтактного двигателя отображена на фото ниже.

Двигатель двухтактного типа имеет упрощенное строение в отличие от четырехтактного. Принцип работы у него простой, и начинается с того, что осуществляется перемещение поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. В стенках цилиндра присутствует три отверстия — впускной, выпускной и продувочный канал. Впускной расположен ниже, чем выпускной, а продувочный находится между ними, как показано на фото выше. Впускной и продувочный канал соединяется с кривошипно-шатунной камерой. Далее подробное описание принципа работа ДВС.

Первый такт. Первоначально топливо из карбюратора транспортируется в камеру КШМ. Через продувочное отверстие в цилиндр из камеры КШМ засасывается предварительно-поступившая топливно-воздушная смесь. Прекращается подача смеси тогда, когда поршень перекрывает отверстие продувочного канала. Далее движение поршня осуществляет перекрытие выпускного канала. Часть топливно-воздушной смеси при этом уходит в выпускной канал. После перекрытия выпускного канала начинается процесс сжатия горючей смеси. Эта смесь состоит из бензина, масла и воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки, происходит воспламенение смеси за счет создания искры свечей зажигания.

В тот момент, когда в верхней части цилиндра осуществляется сжатие, в нижней части камеры КШМ создается разрежение. Это разрежение позволяет засосать очередную порцию топлива из карбюратора для следующего воспламенения. Засасываемое топливо в камеру кривошипно-шатунного механизма одновременно выполняет смазывание коленчатого вала и шатуна. Именно поэтому в состав горючей смеси добавляется специальное масло для двухтактного мотора. Двухтактные двигатели не имеют масляного картера, что является одним из главных их отличий от четырехтактных. Все эти процессы совершаются в один такт.

Второй такт. Сгоревшие газы толкают поршень вниз, тем самым осуществляется рабочий ход. Когда открывается выпускное отверстие, в него выходят выхлопные газы, поступающие по каналу в глушитель. Опускающийся вниз поршень создает давление в камере КШМ. За счет этого давления осуществляется выдавливание топливно-воздушной смеси ТПС из камеры КШМ в продувочный канал. В цилиндр следующая порция ТПС выталкивается сразу при открытии доступа к продувочному отверстию. При заполнении рабочей камеры цилиндра порцией топливной смеси происходит одновременное вытеснение оставшихся отработанных газов. Заканчивается второй такт при достижении поршнем нижней мертвой точки.

Визуальный процесс работы двухтактного двигателя представлен на анимированном изображении ниже.

У такого типа ДВС есть свои достоинства и недостатки, которые описаны ниже. Зная строение и принцип работы двухтактного двигателя, разберемся с четырехтактными моторами.

Четырехтактный двигатель его устройство и как он работает

Агрегаты четырехтактного типа имеют более сложное строение, но при этом они отличаются высокой производительностью и большим сроком службы. Их работа состоит из 4 циклов, о чем упоминалось выше. Это такт впуска топливной смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск сгоревших газов. В отличие от двухтактных, на 4-х тактных моторах имеется масляный картер, посредством которого осуществляется смазывание вращающихся и трущихся деталей. Чтобы понимать, о чем идет речь, ниже представлена схема устройства четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

На схеме выше обозначены основные конструктивные элементы двигателя внутреннего сгорания 4-тактного типа:

  1. Цилиндр — основание, в котором осуществляется перемещение поршня
  2. Поршень — главный рабочий элемент всех двигателей внутреннего сгорания. Поршень имеет кольца, посредством которых обеспечивается сжатие топливной смеси
  3. Шатун — соединительный элемент между коленчатым валом и поршнем
  4. Коленчатый вал — находится в кривошипно-шатунной камере
  5. Палец шатуна — соединительный элемент между коленчатым валом и шатуном
  6. Камера сгорания — в этой камере происходит сжатие топлива и его воспламенение
  7. Впускной клапан — при его открытии в камеру сгорания поступает топливная смесь из карбюратора
  8. Выпускной клапан — открывается для выведения выхлопных газов из камеры сгорания
  9. Свеча зажигания — воспламеняет топливную смесь

Принцип работы аналогичен с двухтактными моторами, но есть некоторые отличительные особенности. Рассмотрим далее принцип работы четырехтактного мотора по циклам.

Первый такт. Транспортировка воздушно-топливной смеси в камеру сгорания выполняется при открытии впускного клапана. Поршень при этом находится в верхней мертвой точке. Открытие клапана выполняется посредством кулачков газораспределительного механизма. Засасывание топливной смеси происходит до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. Коленчатый вал при этом совершает пол оборота.

Второй такт. Начинается он с того, что поршень движется с нижней мертвой точки в верх. При этом осуществляется сжатие поступившей на предыдущем этапе топливно-воздушной смеси. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, возникает искра, создаваемая свечой зажигания. Вместе с первым тактом, коленчатый вал совершает один оборот.

Третий такт. От силы давления, сформировавшегося от сжигания смеси, обеспечивается перемещение поршня из верхней мертвой точки в нижнюю. Такое перемещение поршня после сгорания газов называется рабочим ходом. Выхлопные газы на третьем этапе находятся в камере до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. После этого начинается завершающий этап.

Четвертый такт. Поршень перемещается с нижней мертвой точки в верхнюю, тем самым осуществляя высвобождение камеры сгорания от находящихся в ней выхлопных газов. Для этого происходит открытие выпускного клапана, который также при помощи кулачка соединен с газораспределительным механизмом. После этого цикл повторяется.

Анимированное изображение принципа работы четырехтактного двигателя показано на схеме ниже.

Четырехтактные моторы являются более совершенными, выносливыми и надежными по сравнению с двухтактными.

Основные отличия между двухтактным и четырехтактным ДВС

Одно из основных отличий рассматриваемых агрегатов в наличии газораспределительного механизма на 4-тактном моторе. На 2-тактных устройствах газораспределительного механизма нет. Вместо него имеются отверстия в стенках цилиндра, через которые и происходит подача готовой топливно-воздушной смеси, а также отвод выхлопных газов.

ГРМ не только увеличивает вес и размер двигателя, но еще и существенно влияет на его стоимость. Отсутствие ГРМ приводит к тому, что двигатель имеет только два цикла работы. Наличие каналов в стенках цилиндра приводит к увеличенному износу колец и поршня двигателя. Именно поэтому двухтактные двигатели имеют небольшой ресурс работы. Далее рассмотрим конструктивные отличия между 2-тактным и 4-тактным моторами.

  1. Потребление топлива — несмотря на то, что двухтактный агрегат имеет простое строение, в плане потребления бензина он проигрывает четырехтактному. Связано это с количеством тактов. В то время, как 4-цикловый агрегат совершает 2 оборота коленчатого вала, потребляя при этом одну порцию топлива, двухтактный двигатель при этом делает только один оборот. Увеличение расхода топлива составляет примерно 1,5 раза. Кроме того, не стоит забывать, что 2-тактный агрегат имеет несовершенную систему, и в процессе работы наблюдается потеря топливной смеси, выбрасываемой в глушитель. Это часть смеси, которая «вылетает в трубу» при движении поршня вверх в момент сжатия
  2. Тип топлива — моторы 4-тактного типа работают на чистом бензине, который в карбюраторе смешивается с воздухом. Агрегаты 2-тактного типа работают на смеси масла с бензином. Использование чистого бензина недопустимо, что повлечет за собой быстрый выход из строя цилиндропоршневой группы
  3. Система смазки — многие знают, что именно по этому принципу рассматриваемые агрегаты отличаются. В 4-тактном моторе имеется отдельная система смазки, состоящая не только из емкости, но еще и масляного насоса, фильтров и трубопроводной магистрали. Система смазки не взаимосвязана с механизмом подачи топлива, что говорит не только об эффективности, но и продолжительном сроке службы. Двухтактные моторы работают на бензине с маслом. Пропорции смешивания бензина с маслом для бензопилы и бензокосы описаны на сайте. Бензин вместе с малом подается в двигатель, где осуществляется смазка механизма. Стоит отметить, что далеко не все двухтактные моторы имеют общую систему смазки, но встречаются еще и агрегаты с раздельным механизмом, где смешивание происходит автоматически в зависимости от количества оборотов
  4. Тип смазывающих веществ или отличие масла для двухтактного мотора от 4-тактного. Для двухтактных двигателей используются специальные масла «сгорающего» типа. Это масло смешивается с бензином, и попадают в систему КШМ, обеспечивая смазку движущихся деталей. После этого масло в составе с бензином поступает в цилиндр, где воспламеняется и сгорает. Это масло называется двухтактным, и выпускается оно красного или зеленого цвета. Цвет не играет большой роли, и говорит о применении присадок в составе. Четырехтактные моторы работают на чистом бензине, так как они имеют отдельный механизм, отвечающий за смазку КШМ. В таких моторах используется обычное моторное масло, которое нельзя смешивать с бензином, и заливать в двухтактные агрегаты. Это приведет к быстрому засорению электродов свечи и выходу из строя ДВС. Получается, что отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных заключается в консистенции и составе. На 2-цикловых ДВС используются сгораемые типы масел, которые перед тем, как сгореть, смазывают всю систему

По системе смазки четырехтактных двигателей нужно отметить, что они бывают двух типов — с сухим и мокрым картером. Различаются они по способу смазки. В мокром типе происходит подача масла из картера на КШМ. Насос перекачивает масло из картера, являющегося частью двигателя.

На ДВС с сухим картером используется отдельный бак с маслом. Из него масло насосом перекачивается в систему КШМ, обеспечивая смазку деталей. Скапливающееся масло обратно транспортируется в бак при помощи дополнительного насоса.

Зная основные конструктивные и принципиальные отличия рассматриваемых механизмов, следует разобраться с их достоинствами и недостатками, которые имеются у обоих вариантов.

Плюсы и минусы ДВС

Для начала рассмотрим все имеющиеся достоинства и недостатки двухтактных моторов, которые несмотря на свою конструкцию, пользуются большой популярностью. К их преимуществам относятся:

  1. Простота конструкции
  2. Высокая скорость набора оборотов
  3. Невысокая стоимость, что делает инструменты, оснащенные такими агрегатами очень популярными
  4. Простота обслуживания, что обусловлено отсутствием ГРМ и отдельной системы смазки
  5. Малый вес и габариты, что делает инструменты с такими ДВС удобными и практичными

Теперь разберемся со всеми недостатками, которые имеются у двухтактных двигателей:

  • Шумность работы
  • Низкая экологичность, что обусловлено выделением в атмосферу не сгоревшего топлива
  • Низкий ресурс работы
  • Необходимость смешивания бензина с маслом при каждой дозаправке. Кроме того, нельзя долго хранить разведенное топливо, иначе происходит его порча
  • Большой расход топлива
  • Небольшая мощность в сравнении с четырехтактными

У 4-тактных агрегатов достоинств намного больше, однако такие недостатки, как сложность конструкции, большой вес и цена оставляют негативный отпечаток. Далеко не каждый может позволить себе покупку, к примеру, снегоуборщика с 4-тактным мотором, который стоит в 2 раза больше, чем аналог с более примитивным агрегатом. Все недостатки 2-тактных моторов — это есть преимущества четырехтактных.

В силу большого количества недостатков обоих видов двигателей, производители запатентовали выпуск модернизированных моделей ДВС, которые получили название 4-MIX и 2-MIX. Наверняка вы сталкивались с тем, что при ремонте или замене деталей двигателя бензопилы или бензокосы, обнаруживалось наличие механизма ГРМ, но при этом инструмент заправляется разведенным бензином с маслом, как указывает производитель. Все верно, это говорит о том, что ваш инструмент оснащен двигателем 4-mix. Более подробно об этих типах двигателей узнаем далее.

Что такое ДВС 4-mix и для чего он предназначен

Если вы задаетесь вопросом, что такое двигатель 4-mix или почему бензокоса Штиль заправляется бензино-масляной смесью, а в инструкции указано, что она четырехтактная, то именно здесь вы найдете ответ. Компания Stihl запатентовала новый тип двигателя, который получил название 4-MIX. Его особенность в том, что он совмещает в себе достоинства двухтактного и четырехтактного моторов. Как же устроен такой тип двигателя, и самое интересное, как обеспечивается смазка КШМ, узнаем в деталях. Ниже представлена схема ДВС 4-mix.

На схеме видно, что такой двигатель оснащен ГРМ, и работает агрегат в 4 такта. При этом, чтобы сэкономить на стоимости бензоинструмента, производители не используют отдельную систему смазки. Смазка КШМ осуществляется вместе с топливом, как это свойственно для двухтактных моторов. Поступление бензина с маслом в камеру КШМ осуществляется из емкости, где располагаются коромысла впускного и выпускного клапанов.

Эта емкость соединяется с камерой КШМ при помощи каналов, в которых располагаются направляющие  клапанов, соединенные одной частью с коромыслом, а второй с кулачком на распредвале.

В герметичную камеру клапанов засасывается топливно-воздушная смесь из карбюратора, которая направляется по каналам к кривошипно-шатунному механизму. Чтобы иметь представление, как работает ДВС 4-mix, рассмотрим пошаговую работу каждого такта.

  1. Первый такт начинается с того, что поршень из верхней мертвой точки движется вниз, одновременно всасывая через открывающийся впускной клапан порцию топливно-воздушной смеси. Эта смесь всасывается из карбюратора и камеры клапанов. Двигающийся поршень вниз создает давление в камере КШМ, что позволяет выдавливать скопившуюся топливно-воздушную смесь через каналы направляющих клапанов. В итоге цилиндр заполняется смесью бензина с маслом и воздухом
  2. Когда поршень достигает нижней точки, начинается процесс сжатия топлива. Смесь воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, как только поршень достигает верхней мертвой точки. В то время, как в цилиндре сжимается смесь, под поршнем создается разрежение или вакуум. За счет вакуума происходит засасывание очередной порции топлива из карбюратора в камеру КШМ через емкость клапанов. Поступившая смесь в камеру КШМ осуществляет смазку рабочих деталей
  3. После сгорания топлива, поршень движется вниз — происходит рабочий ход. В это время под поршнем возрастает давление, которое выталкивает засосавшую смесь обратно в камеру клапанов. Смесь заполнить рабочую часть цилиндра не может, так как впускной клапан закрыт. От избытка давления смесь в некотором количестве выталкивается обратно в карбюратор. Это приводит к тому, что часто на двигателях 4-mix воздушные фильтры влажные. Это вовсе не проблема с карбюратором, а нормальное явление. Количество выбрасываемой смеси не такое большое, как на двухтактных двигателях, где выталкивание смеси происходит через выпускной канал. Кроме того, оседающее топливо на фильтре не выбрасывается в атмосферу, а конденсируясь, снова всасывается в двигатель. Рабочий ход или третий такт заканчивается когда поршень достигает нижней мертвой точки
  4. Завершающий этап — открытие выпускного клапана. Через клапан выдавливается сгоревшее топливо в виде выхлопных газов. Под поршнем снова создается разрежение, вследствие которого происходит засасывание очередной порции топливно-воздушной смеси из карбюратора, поступающего в камеру КШМ

Так происходит работа ДВС 4-микс, которые получили большую популярность. Среди преимуществ таких моторов следует выделить следующие факторы:

  • Практически полное сгорание топлива, что положительно влияет на норму токсичности
  • Простая система смазки, исключающая необходимость использования масляного картера и насоса
  • Сниженный вес, который немного больше, чем весит двухтактный агрегат
  • Пониженный уровень шума по сравнению с двухтактными моторами
  • Высокая мощность
  • Низкое потребление топлива
  • Хорошее ускорение и тяговое усилие

Это интересно! Бензоинструменты от компании Stihl, оснащенные ДВС 4-mix, имеют улучшенную систему запуска за счет применения механизма декомпрессии. Эта система реализуется за счет приоткрытия впускного клапана во время старта. Обеспечивается приоткрытие клапана при помощи металлического выступа на кулачке механизма ГРМ. Работает система декомпрессии только при запуске мотора, а когда он уже запущен, то язычок за счет центробежной силы скрывается в кулачке.

В итоге компании Stihl удалось совместить все достоинства 4-х и 2-х тактных двигателей, создав при этом агрегат под названием 4-mix. Простота конструкции, неприхотливость, доступная стоимость, высокая мощность и прочие достоинства присущи для этого современного типа двигателей внутреннего сгорания.

Что такое двигатели внутреннего сгорания 2-MIX и X-torq

Компания Stihl предлагает также бензиновые инструменты с двухтактным двигателем модернизированной версии. Этот двигатель получил название 2-mix – двухтактная модель усовершенствованного типа. Аналогичную модель двигателя выпустила компания Husqvarna, и назвала его X-torq. Принцип работы двигателей одинаков, а отличия присутствуют только в конструкции. Схема работы ДВС 2-MIX представлена ниже.

На схеме видно, что топливно-воздушная смесь, поступающая от карбюратора, разделяется на два потока. Зеленой стрелкой показана смесь, которая всасывается в камеру КШМ, осуществляя тем самым смазку деталей. Ее всасывание происходит во время движения поршня вверх, когда создается разрежение. Поток смеси, указанный стрелкой синего цвета, подается непосредственно в камеру цилиндра, где происходит его сжатие и воспламенение. Всасывание топливно-воздушной смеси в цилиндр происходит при движении поршня вниз. Что примечательного в такой схеме работы двигателя?

Разделение потока позволило снизить выбросы топливной смеси в атмосферу, выходящей вместе с выхлопными газами. Это достигается за счет того, что рабочая область цилиндра заполняется смесью, обогащенной воздухом. Этот воздух выталкивает выхлопные газы, и в некотором количестве также выводится из камеры сгорания. Более насыщенный топливом поток поступает в камеру КШМ, обеспечивая эффективную смазку деталей.

В итоге модернизация двухтактного мотора способствовала тому, что снились потери топлива, а значит и уменьшился расход. Кроме того, выхлоп стал более чистым, так как в составе смеси отсутствует бензин с маслом, а система КШМ получила более эффективную систему смазки. При этом стоимость такого двигателя не сильно отличается от обычного двухтактного. Схема работы такого типа агрегата показана на видео.

Есть ли особые требования к качеству топлива для обычного двухтактного мотора и 2-mix? Разницы нет никакой, кроме того, на таких двигателях применяются одинаковые типы карбюраторов. Отличие карбюратора только в наличии дополнительной проставки, посредством которой происходит разделение потока топливной смеси на 2-MIX моторах.

Подводя итог, надо отметить, что отличия между рассматриваемыми типами двигателей имеются, и они достаточно существенные. Однако менее надежные 2-тактные агрегаты продолжают активно пользоваться популярностью за счет своей простой конструкции и невысокой стоимости. Зная конструкцию и принцип работы, не составит большого труда произвести ремонт двигателя таких инструментов, как бензопилы, мотокосы, мотоблоки, снегоуборщики, лодочные моторы и прочие.

Публикации по теме

Двухтактный дизельный двигатель — ремонт, принцип работы + Видео » АвтоНоватор

Двухтактный дизельный двигатель является разновидностью ДВС. В каждом из его цилиндров рабочий процесс осуществляется за два движения поршня, то есть – всего за один оборот коленвала.

Двухтактный дизельный двигатель – принцип работы и устройство

Интересующий нас двигатель автомобиля включает в свой состав специальный нагнетатель и газовую турбину – два механизма лопаточного типа.

Нагнетатель повышает в цилиндрах давление, что дает возможность снизить расход горючего и повысить мощность. А турбина, запускающая преобразователь, необходима для получения механической энергии из тепловой.

Цилиндры в двухтактном двигателе размещаются горизонтально. Они располагают специальными продувочными и выпускными окнами. Первые нужны для осуществления забора массы воздуха. А вот выпускные окна удаляют из механизма продукты сгорания топлива.

В турбину газы проходят через коллектор. При наибольшем сближении поршней формируется камера сгорания. Коленвалы двигателя связаны друг с другом посредством шестерен основной передачи. Вращаются они по часовой стрелке.

Продувочный воздух в рассматриваемые нами ДВС поступает разными способами. Могут использоваться:

  • специальные насосы;
  • кривошипные продувочные камеры;
  • поршневые компрессоры.

При этом и схема продувки может быть разной:

  • клапанно-щелевой;
  • контурной.

Заметим, что при контурной схеме продувки экономические и технические показатели двухтактного двигателя ухудшаются. Это связано с наличием непродуваемых областей в цилиндрах.

Достоинства и особенности двухтактных двигателей

Рабочий цикл таких моторов выполняется, как было сказано, за один оборот коленвала. За счет этого при идентичных оборотах двигателя и одинаковом рабочем объеме двухтактные агрегаты дают возможность снимать с них большую мощность (до 1,7 раз). Именно эта особенность признается самой важной.

К другим достоинствам двухтактных моторов относят:

  • Небольшие размеры (геометрические) агрегата. Требуется совсем мало места для того, чтобы установить двигатель под капот транспортного средства.
  • Малая масса. Стандартный турбодизель имеет вес вполовину больший, чем двухтактная установка.
  • Экономия горючего до 50 процентов от расхода при использовании обычного дизельного агрегата.
  • Простота конструкции. Обслуживание двигателей за счет этого факта упрощается.

Добавим, что такты рабочего хода и сжатия в описываемых агрегатах идентичны тем, которые фиксируются при функционировании четырехтактного мотора. Но при этом операция наполнения цилиндра топливом и его очистки выполняются одновременно.

Недостатки двухтактных двигателей

Широкого распространения рассматриваемые агрегаты не получили, что обусловлено рядом существенных причин. Главная из них – отсутствие в свободной продаже деталей и запчастей к двухтактным установкам. Найти нужные комплектующие для такого мотора очень сложно, следовательно, ремонт двухтактных двигателей становится проблематичным. Да и специалистов, которые занимаются обслуживанием данных установок сейчас совсем мало.

Другие недостатки агрегатов:

  • малый выбор двухтактных дизельных двигателей и их высокая стоимость;
  • повышенный (при активной эксплуатации транспортного средства) расход масла:
  • необходимость монтажа воздушных фильтров высокой конструкционной сложности из-за большого расхода воздуха;
  • большая вероятность смешивания отработанных газов (выхлопов) со свежим зарядом;
  • потребность в поиске компромиссного решения, уравновешивающего потери заряда и при этом обеспечивающего достаточное качество процесса продувки.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Анимация и диаграммы двухтактного двигателя

Схемы и анимация двухтактного двигателя

Анимация двухтактного двигателя

Эта статья и фотографии предоставлены www.southernskies.net

Как показано на анимации двухтактного двигателя ниже, двухтактный двигатель в чистом виде чрезвычайно прост по конструкции и эксплуатации. поскольку он имеет только три основных движущихся части (поршень, шатун и коленчатый вал). Тем не менее, двухтактный цикл может быть трудно визуализировать для некоторых поначалу. потому что определенные фазы цикла происходят одновременно, что делает его трудным чтобы сказать, когда заканчивается одна часть цикла и начинается другая.

Несколько различных вариантов двухтактных двигателей были развивались годами, и каждый тип имеет свой набор преимуществ и недостатки. Тема анимации двухтактного двигателя (и этой диссертации) известна как корпус-геркон тип , потому что индукция контролируется язычковым клапаном установлен в боковой части картера.

Самый простой способ визуализировать двухтактный режим — это Следите за потоком газов через двигатель, начиная с воздухозаборника.Как и в анимации двухтактного двигателя и на диаграмме, в этом В этом случае цикл начнется примерно в середине хода, когда поршень поднимается и закрывает отверстия передаточных портов:

При движении поршня вверх создается вакуум под поршень в замкнутом объеме картера. Воздух проходит через лепестковый клапан и карбюратор для заполнения вакуума, создаваемого в картере. Для целей обсуждение, фаза впуска завершается, когда поршень достигает верхней части такта (в действительности, как показано на анимации двухтактного двигателя, смесь продолжает поступать в картер даже при поршень движется обратно из-за инерции топливной смеси, особенно на высоких оборотах):

Во время хода вниз падающий поршень создает положительное давление в картере, которое приводит к закрытию лепесткового клапана. смесь в картере сжимается до тех пор, пока поршень не обнажит раздаточную отверстия, через которые смесь поступает в цилиндр. Двигатель изображенный в анимации и диаграммах двухтактного двигателя, известен как двухтактный двигатель с очисткой контура, потому что входящий смесь описывает круговой путь, как показано на рисунке ниже. Что не является на картинке хорошо видно, что основная часть смеси направлен к стенке цилиндра, противоположной выпускному отверстию (это уменьшает количество смеси, выходящей через открытое выпускное отверстие, также известное как короткое замыкание):

Перекачка смеси продолжается до тех пор, пока поршень снова не поднимется достаточно высоко, чтобы перекрыть передаточные порты (с чего мы начали это обсуждение).Давайте перемотаем вперед примерно на 25 градусов вращения коленчатого вала до точки где выпускное отверстие закрыто поршнем. Захваченная смесь теперь сжимается движущимся вверх поршнем (в то же время, когда новый заряд втягивается в картер внизу), как показано на анимации двухтактного двигателя и на диаграмме здесь:

Незадолго до того, как поршень достигнет верхней точки хода (приблизительно 30 градусов поворота кривошипа до верхней мертвой точки), свеча воспламеняет смесь.Если вы посмотрите анимацию двухтактного двигателя, вы увидите, что это событие рассчитано так, что горящая смесь достигает пикового давления немного после верхней мертвой точки . Расширение смесь толкает поршень вниз до тех пор, пока он не начнет открывать выпускное отверстие. Большая часть давления в цилиндре сбрасывается в течение нескольких градусов вращение кривошипа после того, как порт начинает открываться:

Остаточные выхлопные газы выталкиваются из выпускного отверстия новая смесь поступает в цилиндр из перепускных портов.В анимации двухтактного двигателя вы можете видеть, как газы выходят из выхлопных газов, в то время как новая смесь поступает в цилиндр.

Это завершает цепочку событий для базового двухтактного двигателя. цикл. Обсуждение не завершено. Демонстрация анимации двухтактного двигателя обычно включает добавленное устройство. известная как расширительная камера, прикрепленная к выпускному отверстию. Расширение камера (устройство с неправильным названием) использует звуковую энергию, содержащуюся в начальный резкий импульс выхлопных газов, выходящих из цилиндра, для наддува цилиндр со свежей смесью.Это устройство также известно как настроенный выхлоп.

Продолжаем обсуждение в точке, обозначенной выхлопом На изображении продувки выше импульс отработавших газов с чрезвычайно высокой энергией поступает в Напорная труба, когда поршень начинает открывать выпускное отверстие, вы можете увидеть эти импульсы в анимации двухтактного двигателя:

Звуковая волна сжатия, возникающая в результате этого резкого сброс давления в цилиндре проходит по выхлопной трубе до тех пор, пока не достигнет начало расширяющегося конуса или диффузора расширительной камеры.Из с точки зрения звуковых волн, достигающих этого соединения, диффузор выглядит почти как трубка с открытым концом в той части энергии импульса отражается обратно вверх по трубе, за исключением перевернутого знака (разрежение или вакуумный импульс возвращается). Внимательно посмотрите анимацию двухтактного двигателя, чтобы увидеть, как волны отражаются вверх по трубе. Угол наклона стенок конуса определяет величину возвратного отрицательного давления, а длина конуса определяет продолжительность возвратных волн:

Отрицательное давление способствует прохождению смеси через перепускные отверстия и фактически втягивает часть смеси в выхлопную трубу. заголовок.Между тем, первоначальный импульс давления все еще проходит вниз по расширительной камере, хотя значительная часть ее энергии отдавалась в создание волн отрицательного давления. Конвергентная часть камеры выглядит как трубка с закрытым концом для импульса давления и, как таковая, вызывает другой серии волн, которые должны отражаться вверх по трубе, за исключением того, что эти волны являются тот же знак, что и у оригинала (возвращается сжатие или волна давления). Уведомление что этот конус имеет более острый угол, чем диффузор, так что больший часть энергии извлекается из уже слабого импульса давления.Посмотрите, как свежая зеленая смесь в анимации двухтактного двигателя втягивается в камеру расширения, прежде чем возвращающиеся волны «выдавливают» ее обратно в камеру сгорания:

Этот импульс синхронизирован с достижением выпускного отверстия после передаточные порты закрываются, но до закрытия выпускного порта. Возвращение волна сжатия выталкивает втягиваемую в коллектор смесь отрицательным волна давления возвращается в цилиндр, таким образом происходит наддув (больший заряд чем обычно) двигатель.Прямой участок трубы между двумя конусами существует, чтобы гарантировать, что положительные волны достигают выпускного отверстия в правильном время. Как показано на анимации 2-тактного двигателя, характеристики сборки труб чрезвычайно важны для 2-тактного двигателя:

Поскольку это устройство использует звуковую энергию для достижения наддува, оно регулируется по скорости звука в горячих выхлопных газах размеры различных секции выхлопной системы и порты двигателя.Потому что из этого он эффективен только для очень узкого диапазона оборотов. Это объясняет, почему двухтактные мотоциклы, оснащенные расширительными камерами, имеют такие порочные диапазоны мощности (особенно в старые времена, когда не существовало регулируемого времени выхлопа). С участием схема, показанная здесь (т. е. одна расходящаяся ступень и одна сходящаяся этап), диапазон мощности двигателя будет похож на «выключатель света» — один раз расширительная камера уходит в резонанс, будет ОГРОМНЫЙ, почти мгновенный увеличение мощности.Как показывает анимация двухтактного двигателя, синхронизация волн давления идеальна при определенных оборотах, что приводит к тому, что двухтактный двигатель «надвигается на трубу». Диапазон мощности можно несколько смягчить, уменьшив углы на конусах, но это просто из-за меньшей степени наддува. В чтобы получить лучшее из обоих миров (большое увеличение мощности и широкий диапазон мощности), конусы должны состоять из нескольких секций, с разным углом для каждой раздел. Надлежащая конструкция даже простой расширительной камеры несколько сомнительна. искусство, хотя и существуют формулы, которые помогут вам приблизиться к цели (есть это немного больше, чем просто выбор подходящих углов и длин на основе скорости звука — все, что касается трубы, вступает в игру, в том числе диаметр и длина выхлопной трубы, а также диаметр выхлопной трубы («жала») и длина).Конструкция многоступенчатой ​​расширительной камеры становится невероятно сложной — в конце концов, это в основном сводится к старому подходу «пробуй и пробуй». Этот конечно, даже не учитывая, есть ли выпускной и передаточный порт тайминги и площади выхода были оптимизированы для использования расширительной камеры.

Анимация двухтактного двигателя — это инструмент, помогающий понять важность синхронизации портов и волн выхлопа в двухтактном двигателе.

Схема двухтактного двигателя и принцип работы

Давным-давно двухтактный двигатель стал настолько известен как двигатель транспортного средства.Но сейчас производство двухтактных двигателей остановлено. Это потому, что у двухтактного двигателя плохие выбросы и плохой расход топлива.

Nevertheles, двухтактный двигатель имеет преимущества по мощности и оборотам. Транспортное средство с двухтактным двигателем может работать быстро в течение ограниченного времени.

Если вы хотите узнать, как это работает, или хотите узнать разницу между четырехтактными двигателями, вы можете прочитать эту статью.

Схема 2-тактного двигателя


Как мы узнали ранее на схеме четырехтактного двигателя, цикл двигателя состоит из четырех шагов.
  • Такт впуска
  • Такт сжатия
  • Такт сгорания
  • Такт выпуска

как насчет 2-х тактный? они одинаковые?

конечно есть еще разные. Сначала вы можете увидеть название, 2 такта означают, что у него только 2 шага в цикле. Но, как правило, этот движок имеет 4 процесса, описанных выше, хотя делает только 2 шага.

Прежде чем мы продолжим, вам нужно понять важные компоненты двухтактного двигателя;

  • Картер, представляет собой кривошипное помещение, используемое для временного удержания смеси воздуха и топлива перед поступлением в камеру сгорания.
  • Камера сгорания, предназначенная для сгорания топлива в двигателе.
  • Впускное отверстие, служит для впуска воздушно-топливной смеси из карбюратора в картер.
  • Выпускное отверстие служит для выхода остаточного газа сгорания из камеры сгорания в глушитель выхлопа.
  • Перепускное отверстие служит соединительным каналом для передачи AFM (воздушно-топливной смеси) между картером и камерой сгорания.

Как мы сказали выше, принцип работы двухтактного двигателя отличается от четырехтактного.Сгорание при 4-тактном двигателе происходит через каждые 2 оборота коленчатого вала, а при 2-тактном — через каждый один оборот. Таким образом, полный процесс сгорания в двигателе происходит только в два этапа.


1. Ход вверх


Первый шаг — это ход вверх, на этом этапе поршень движется вверх от положения НМТ (нижней мертвой точки) к ВМТ (верхней мертвой точке).

Когда поршень находится в НМТ, в камере сгорания есть АСМ, заполненные в предыдущем цикле, АСМ готов к сжатию.Таким образом, когда поршень движется вверх, стенка поршня закрывает два канала: передаточный и выпускной. Так что смесь воздуха и топлива, содержащаяся в камере сгорания, может быть сжата.

С другой стороны, движение поршня увеличивает объем картера. И в результате в картере будет более высокий вакуум. Этот вакуум засосет AFM из карбюратора в картер.

2. Ход вниз


Ходы вниз или движение поршня вниз – это движение поршня от ВМТ к НМТ.Этот процесс начинается, когда свеча зажигания воспламеняется, в конце предыдущего шага поршень находится вверху, что сжимает AFM. Чтобы при включении свечи зажигания АСМ автоматически сгорел.

Результатом этого сгорания является энергия расширения и остаточный газ сгорания, энергия расширения толкает поршень двигаться вниз.

Когда поршень движется вниз, происходит процесс передачи, при котором AFM внутри картера двигателя толкает поршень вниз. В этом случае и передаточный канал, и выпускное отверстие открыты, поскольку впускной канал закрыт стенкой поршня, которая движется к НМТ.Это заставит смесь воздуха и бензина в картере двигаться к перепускному отверстию и поступать в камеру сгорания.

Остаточные газы?

Остаточный дымовой газ в камере сгорания будет выталкиваться АСМ ТО, поступающим через перепускное отверстие. Это также называется промывкой, потому что остаточный газ сгорания будет промываться/выпускаться новым газом, готовым к сжатию.

После того, как поршень поднимется до НМТ, поршень вернется в ВМТ и сожмет АСМ.И это постоянно происходило при работающем двигателе.

Из объяснения можно сделать вывод.

При движении вверх есть 2 процесса ;

  • Всасывающий AFM
  • Шаг сжатия

И при движении вниз тоже 2 шага ;

  • Горение
  • Удаление выхлопных газов

Это показывает, что 2-тактный двигатель обычно имеет те же процессы, что и 4-тактный двигатель. На данный момент достаточно, надеюсь, полезно для всех нас.

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактные двигатели

A Двухтактный двигатель Двигатель  – тип двигателя внутреннего сгорания , который завершает рабочий цикл с двумя ходами поршня только за один оборот коленчатого вала.

В четырехтактных двигателях один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала или на цикл из четырех ходов поршня. Стремление к одному рабочему такту при каждом обороте коленчатого вала привело к разработке двухтактного двигателя .

В 1838 году англичанин Барнетт описал механизм подачи заряда в цилиндр с помощью отдельных насосов. В 1878 году Дугалд Клерк также внес большой вклад в этом направлении и описал двухтактный цикл, известный как цикл Клерка.

Двухтактный двигатель используется для небольших мощностей, необходимых в автомобилях, скутерах, мотоциклах. В двухтактных двигателях отсутствуют такты всасывания и выпуска. Осталось только два такта сжатия и рабочий такт.Обычно они называются ходом вверх и ходом вниз . Также вместо клапанов в двухтактных двигателях имеются впускные и выпускные отверстия.

Свежий заряд поступает в цилиндр в конце рабочего хода через впускное отверстие. А затем сгоревшие выхлопные газы вытесняются через выхлопное отверстие свежим зарядом.

Двухтактный двигатель с искровым зажиганием (бензиновый).

Принцип работы двухтактного двигателя с искровым зажиганием показан на рисунке. Его два хода следующие:

  1. Ход вверх
  2. Ход вниз

Ход вверх

Во время хода вверх поршень движется вверх от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке .За счет сжатия бензиновой смеси наддувочного воздуха в камере сгорания цилиндра. За счет движения поршня вверх в картере создается частичное разрежение.

И новый заряд втягивается в картер через незакрытый впускной порт. Выпускной и передаточный порты закрыты, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Сжатый заряд воспламеняется в камере сгорания искрой от свечи зажигания.

Ход вниз

Как только воспламеняется заряд, горячие газы сжимают поршень, который движется вниз, вращая коленчатый вал и выполняя полезную работу.Во время этого такта впускное отверстие закрывается поршнем, и новый заряд сжимается в картере. Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие, а затем перепускное отверстие. и, следовательно, выхлоп начинается через выпускное отверстие.

Как только перепускное отверстие открывается, заряд через него нагнетается в цилиндр. Заряд ударяется в дефлектор на днище поршня, поднимается к верхней части цилиндра и выталкивает большую часть выхлопных газов. Теперь поршень находится в положении нижней мертвой точки.

Цилиндр полностью заполнен свежим зарядом, хотя несколько отработанными газами. Затем цикл событий повторяется, поршень совершает два хода за каждый оборот коленчатого вала.

На рисунке показана схема портов для двухтактного бензинового двигателя. что говорит само за себя.

На рисунке показана форма p-v диаграммы для двухтактного бензинового двигателя. Эта диаграмма относится только к главному цилиндру или верхней части поршня.

Двухтактный двигатель с воспламенением от сжатия (дизельный)

В этом двухтактном двигателе внутри цилиндра сжимается только воздух.а топливо (дизель) впрыскивается форсункой, установленной в головке цилиндра. В этом двигателе нет свечи зажигания. Остальные операции двухтактного двигателя с воспламенением от сжатия точно такие же. как у двигателя с искровым зажиганием.

Диаграмма синхронизации портов для двухтактного дизельного двигателя.

На рисунке показаны давление в цилиндре и температура, действующие на свечу зажигания для двухтактных и четырехтактных двигателей.

Преимущества двухтактного двигателя перед четырехтактным:

  1. Двухтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход на каждый оборот коленчатого вала.Четырехтактник дает один рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала. Следовательно, мощность, развиваемая двухтактным двигателем, в два раза больше мощности, развиваемой четырехтактным двигателем, при той же частоте вращения и объеме цилиндра.
  2. Крутящий момент на коленчатом валу более равномерен в двухтактном двигателе. Из-за одного рабочего хода на каждый оборот коленчатого вала, а значит в нем нужен более легкий маховик.
  3. При одинаковой мощности двухтактный двигатель более компактен, легок и занимает меньше места, чем четырехтактный двигатель.Таким образом, он больше подходит для автоциклов, мотоциклов и скутеров.
  4. Двухтактный двигатель проще по конструкции и механизму. Клапана и клапанного механизма в нем нет. Порты просты в конструкции, и они закрываются и открываются движением самого поршня.
  5. Обладает высоким механическим КПД за счет отсутствия кулачков, коленчатого вала и коромыслов и т.п. клапанов.
  6. Дает меньше крутильных колебаний.
  7. Для двухтактного двигателя требуется меньше запасных частей благодаря его простой конструкции.
  8. Можно перевернуть, если он бесклапанного типа.
  9. Экономия на работе, необходимой для преодоления трения впускного и выпускного отверстий.

Недостатки

  1. В двухтактном двигателе Отто расход топлива высок. потому что новый заряд, скорее всего, будет потрачен впустую, вылетая через выпускное отверстие.
  2. Фактическое сжатие начинается, когда отверстия полностью закрываются движением поршня вверх после нескольких оборотов коленчатого вала.Таким образом, фактическая степень сжатия и, следовательно, тепловой КПД двухтактного двигателя меньше, чем у четырехтактного при тех же габаритах.
  3. Шихта разбавлена ​​дымовыми газами из-за неполной продувки.
  4. Дает больше шума.
  5. Потребляет больше смазочного масла.
  6. Повышенный износ движущихся частей.

Сравнение четырехтактного двигателя и двухтактного двигателя.

Четырехтактный двигатель Двухтактный двигатель
В четырехтактном двигателе один рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала.
При этом один рабочий ход на каждый оборот коленчатого вала.
Крутящий момент на коленчатом валу даже не обусловлен одним рабочим ходом на каждые два оборота коленчатого вала. следовательно, требуется тяжелый маховик, и двигатель работает неуравновешенно. Крутящий момент на коленчатом валу более равномерный за счет одного рабочего хода на каждый оборот коленчатого вала. Следовательно, требуется более легкий маховик, и двигатель работает сбалансированно.
Двигатель тяжелый Двигатель легкий.
Стоимость двигателя высокая Стоимость двигателя низкая.
Меньший механический КПД из-за большего трения во многих частях четырехтактного двигателя. Механический КПД больше из-за меньшего трения в нескольких деталях.
Выход больше за счет полного забора свежей шихты и полного выпуска продуктов сгорания.
Производительность низкая из-за смешивания свежей шихты с отработанными газами.
Двигатель работает в холодном состоянии
Двигатель работает в горячем состоянии.
С водяным охлаждением С воздушным охлаждением.
Меньший расход топлива в четырехтактном двигателе Увеличенный расход топлива.
Для двигателя требуется больше места
Для двигателя требуется меньше места.
Система смазки сложная
Система смазки простая.
Двигатель производит меньше шума
Шум больше.
Двигатель используется в автомобилях, автобусах, грузовиках.
Двигатель применяется для мопедов, мотороллеров, мотоциклов.
Двигатель состоит из впускного и выпускного клапанов.
Двигатель состоит из впускного и выпускного отверстий.
Более высокая тепловая эффективность. Низкий тепловой КПД.
Двигатель потребляет меньше смазочного масла.
Эти двигатели потребляют больше смазочного масла.
Меньший износ движущихся частей двигателя. Повышенный износ движущихся частей.

Скачать PDF этой статьи


Если вам понравилась статья, пожалуйста, поделитесь с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, не стесняйтесь оставлять комментарии, мы ответим.

Изображения в этом блоге взяты с britannica.com, cycleworld.com

Что такое двухтактный двигатель и как он работает?

Двигатель – это устройство, которое используется для преобразования химической энергии топлива в механическую энергию.Все транспортные средства, которые ездят по дорогам, имеют либо двухтактный, либо четырехтактный двигатель. так как у нас есть разные типы двигателей, но здесь в этой статье мы будем обсуждать только двухтактные двигатели. Темы, которые мы рассмотрим, — это определение, конструкция, работа, преимущества и недостатки и применение.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель представляет собой поршневой двигатель, в котором поршень совершает двукратное перемещение (т. е. от ВМТ к НМТ и от НМТ к ВМТ) для создания рабочего такта.

Что такое инсульт?

Когда поршень перемещается из ВМТ в НМТ или из НМТ в ВМТ, то такое перемещение поршня из ВМТ в НМТ и наоборот называется одним ходом.

Конструкция

Источник изображения

Основные компоненты
1. Свеча зажигания:

Свеча зажигания представляет собой устройство, которое используется для создания искры в цилиндре. Образовавшаяся искра используется для сжигания топлива в цилиндре.

2.Поршень:

Поршень является возвратно-поступательной частью двигателя. Он используется для всасывания и сжатия топлива в цилиндре.

3. Цилиндр:

Это часть двухтактного двигателя, внутри которой находится поршень. В цилиндре имеются впускные и выпускные отверстия. Головка блока цилиндров состоит из камеры сгорания и свечи зажигания.

4. Перепускное отверстие:

Используется для подачи сжатого топлива из картера в цилиндр.

5. Шатун:

Соединяет поршень и коленчатый вал. Он передает мощность от поршня к коленчатому валу.

6. Картер:

Он служит основанием двигателя. Он поддерживает коленчатый и распределительный вал в подходящих подшипниках и обеспечивает рычаги для поддержки двигателя на раме.

7. Коленчатый вал:

Это та часть двигателя, которая используется для преобразования возвратно-поступательного движения двигателя во вращательное с помощью шатуна.

8. Выпускное отверстие:

Используется для отвода продуктов сгорания из двигателя после завершения рабочего такта.

9. Впускное отверстие:

Свежий заряд поступает в цилиндр через впускное отверстие.

10. Балансировочный груз:

Этот груз используется для балансировки двигателя. Балансировочный груз находится в коленчатом валу.

Читайте также:

Работа двухтактного двигателя
  • В двухтактном двигателе исключены такты всасывания и выпуска.
  • Осталось только два такта – это такт сжатия и такт расширения или рабочий ход, которые обычно называют тактом вверх и ходом вниз.
  • Вместо клапанов двухтактный двигатель состоит из впускного и выпускного отверстий.
  • Свежий заряд поступает в цилиндр через впускное отверстие, а отработавшие газы выходят через выпускное отверстие.
  • Сгоревшие выхлопные газы вытесняются через выпускное отверстие свежим зарядом, поступающим в цилиндр почти в конце рабочего хода через впускное отверстие.

Для лучшего понимания работы двухтактного двигателя посмотрите видео:

Два такта двухтактного двигателя описываются следующим образом:

9

  • При ходе вверх поршень перемещается от НМТ к ВМТ и сжимает заряд (воздушно-топливную смесь) в камере сгорания цилиндра.
  • Из-за движения поршня вверх в картере создается частичное разрежение, что позволяет свежему заряду поступать в картер через открытое впускное отверстие.
  • Выпускное и впускное отверстия остаются закрытыми, когда поршень находится в ВМТ.
  • Воспламенение свежего заряда происходит от свечи зажигания.
2. Ход вниз:
  • Как только происходит сгорание свежего заряда, образуется большое количество горячих газов, которые оказывают очень сильное давление на верхнюю часть поршня. Благодаря этой силе высокого давления поршень движется вниз, вращает коленчатый вал и совершает полезную работу.
  • Во время этого хода впускное отверстие закрывается поршнем, и новый заряд сжимается в картере.
  • Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие и перепускное отверстие, и выхлоп начинается через выпускное отверстие.
  • Как только порт передачи открывается, заряд через него нагнетается в цилиндр.
  • Заряд ударяется о дефлектор на днище поршня, поднимается к верхней части цилиндра и выталкивает большую часть выхлопных газов.
  • Поршень теперь находится в НМТ. Цилиндр полностью заполнен свежим зарядом, но несколько разбавлен выхлопными газами.
  • Наконец, событие цикла повторяется. Получаем два такта за один оборот коленчатого вала.

Порт ГРМ для двухтактного двигателя

 


Преимущества:
  • Двухтактный двигатель дает рабочий ход за каждый оборот коленчатого вала.Четырехтактный двигатель дает рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала.
  • Мощность, развиваемая двухтактным двигателем, вдвое превышает мощность, развиваемую четырехтактным двигателем, при той же частоте вращения и объеме двигателя.
  • В двухтактном двигателе требуется более легкий маховик из-за большего крутящего момента на коленчатом валу.
  • При одинаковой мощности двухтактный двигатель более компактен, легок и требует меньше места, чем четырехтактный двигатель, поэтому используется в мотоциклах и скутерах.
  • Проще по конструкции и механизму.
  • Клапан и клапанный механизм в нем отсутствуют. Порты могут быть легко спроектированы и закрыты и открыты движением самого поршня.
  • Обладает высоким механическим КПД.
  • Благодаря простой конструкции требуется меньше запасных частей.

Недостатки:
  • Имеет большой расход топлива.
  • Тепловой КПД меньше, чем у четырехтактного двигателя.
  • Шихта разбавлена ​​дымовыми газами из-за неполной продувки.
  • Увеличивает шум.
  • Увеличивает расход смазочного масла.
  • Повышенный износ подвижных частей.

Применение
  • Используется в легких транспортных средствах, таких как скутеры, мотоциклы, мопеды и т. д., которые используют бензин в качестве топлива.
  • Он также используется во многих дизельных двигателях, в основном в промышленных и судовых двигателях, а также в некоторых тяжелых грузовиках и машинах.

Если эта информация оказалась для вас полезной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею.

Двигатели двухтактные: определение, схема, работа

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

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

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

Подробнее: Знакомство с четырехтактными двигателями

Двухтактные дизельные и бензиновые двигатели

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

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

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

Подробнее: Понимание дизельного двигателя

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

Подробнее: Понимание бензинового двигателя

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

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

Подробнее: Что нужно знать об автомобильных датчиках

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

История

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

Подробнее: Разница между бензиновым и дизельным двигателем

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

Как работает двухтактный двигатель? [С анимацией, примечаниями и PDF]

Привет, читатели, сегодня мы обсудим двухтактный двигатель, давайте посмотрим, как работает двухтактный двигатель? Также в конце статьи я дам вам ссылку для скачивания в формате PDF.

Это тип двигателя внутреннего сгорания, который завершает двухтактный ход (ход вверх и ход вниз) за один оборот коленчатого вала.

Я опишу ход вверх и ход вниз позже в следующей статье. На рынке представлены два типа двухтактных двигателей. Один из них — двухтактный бензиновый двигатель, работающий по циклу Отто, а другой — двухтактный дизельный двигатель, работающий по дизельному циклу.

Однако в действительности существует очень мало практических примеров двухтактного дизельного двигателя, потому что двухтактный дизельный двигатель не обеспечивает степень сжатия для сжигания топлива.

Не волнуйтесь, я обсужу все эти новые термины, такие как степень сжатия и т. д.

Сколько типов двухтактных двигателей?

В целом существует два типа двухтактных двигателей.

А это:

  1. Двухтактный бензиновый двигатель цикла Отто
  2. Двухтактный дизельный двигатель цикла

необходимая степень сжатия не достигается двухтактным дизелем.Кроме того, есть еще пара причин, о которых я расскажу позже.

Из каких частей состоит двухтактный двигатель?

A Двухтактный двигатель состоит из следующих запчастей:

  1. цилиндр
  2. 7 Piston 8
  3. 7 поршневые кольца
  4. соединительный штанги 8
  5. CRANK
  6. картер
  7. 7
  8. 158
  9. Crankshaл
  10. порты
  11. 40061
  12. Топливный инжектор (для дизельного двигателя)

Позвольте мне обсудить это один за другим.

Цилиндр:

Цилиндры обычно изготавливаются из чугуна, чтобы выдерживать высокую температуру и давление внутри цилиндра. Здесь поршень совершает возвратно-поступательное движение. Для двухтактного двигателя в нем находится выпускной и передаточный порт.

Головка цилиндра:

Головка цилиндра представляет собой самую верхнюю часть цилиндра и содержит свечу зажигания для бензинового двигателя и топливную форсунку для дизельного двигателя. Головка двигателя также изготовлена ​​из чугуна.

Поршень:

Это подвижная часть внутри цилиндра, обычно изготовленная из литого алюминиевого сплава, обеспечивающего превосходную теплопроводность.

Верхняя поверхность поршня называется днищем поршня, а нижняя поверхность называется юбкой поршня. Его верхняя поверхность выполнена прогибаемой для двухтактных двигателей и плоской для четырехтактных двигателей.

Поршневые кольца:

Поршневые кольца обычно изготавливаются из чугуна. На поршне предусмотрено 2 или 3 поршневых кольца. Эти поршневые кольца помогают предотвратить утечку газа высокого давления из цилиндра в картер. Это также помогает очистить стенку цилиндра.

Шатун:

Шатун в основном изготавливается из стали или алюминиевого сплава (T6-2024 и T651-7075) для легкости и поглощения сильных ударов. Он тоже сделан из титана, но стоимость для этого немного высока.

Рукоятка:

Рукоятка изготовлена ​​из стали. Он вращается внутри цилиндра. Один его конец соединяется с коленчатым валом, а другой конец соединяется с поршнем.

Картер:

Это корпус кривошипа, коленчатого вала, смазочного масла и других крепящихся частей двигателя.Картер изготавливается из чугуна или литого алюминия методом литья в песчаные формы.

Коленчатый вал:

Коленчатый вал изготавливается из чугуна или кованой стали, сталь обычно используется для работы в условиях высоких нагрузок в дизельных двигателях.

Коленчатый вал преобразует движение поршня вверх и вниз в горизонтальное вращение.

Порты:

Порты обычно используются в двухтактных двигателях, таких как двухтактные бензиновые двигатели. Это отверстия для впуска заряда и выхлопных газов.

Есть 3 порты присутствуют в двухтактном двигателе:

  1. впускной порт
  2. порт передача
  3. выпускной порт

свеча зажигания:

Свеча зажигания используется для зажигания заряд внутри цилиндра. Свеча зажигания используется только в бензиновых двигателях.

Топливная форсунка:

В дизельных двигателях топливо впрыскивается с помощью топливного насоса внутри цилиндра двигателя.

ДВИГАТЕЛЬ МОПЕДА (50CC)

Схема двухтактного двигателя:

СХЕМА ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Принцип работы двухтактного двигателя:

В двухтактном двигателе на каждый 1 оборот маховика приходится 1 рабочий такт. В двухтактном двигателе два такта.

  1. Первый такт (такт всасывания и сжатия)
  2. Второй такт (рабочий такт и выпускной такт)

Первый такт или такт всасывания и сжатия:

Во время первого такта поршень движется от нижней мертвой точки (НМТ) ) до верхней мертвой точки (ВМТ).Между тем, он закрывает все три порта: впускной, передаточный и выпускной. Затем заряд над поршнем адиабатически сжимается.

А тем временем свеча зажигания дает искру и заряд воспламеняется и производит рабочий ход. Мощность передается на коленчатый вал с помощью шатуна.

Во время этого хода поршень движется вниз, открывая впускное отверстие. Из-за частичного разрежения в картере впускное отверстие открывается, и топливно-воздушная смесь поступает в картер.

Второй такт или рабочий ход и такт выпуска:

Во время второго такта поршень движется вниз от верхней мертвой точки (ВМТ), и впускное отверстие закрывается. Из-за движения поршня вниз воздушно-топливная смесь выталкивается нижней частью поршня, поэтому заряд из картера выходит через перепускное отверстие.

Поскольку выпускное отверстие открыто, выхлопные газы выходят из цилиндра через него, но некоторое количество выхлопных газов остается внутри цилиндра. Специальная форма головки поршня отклоняет свежий заряд внутрь цилиндра.

Таким образом, смесь воздуха и топлива течет вниз и выталкивает выхлопные газы через выпускное отверстие.

Этот процесс называется продувкой, при котором отработавшие газы выталкиваются с помощью свежего заряда. Когда маховик совершает один оборот, цикл работы повторяется.

Как правило, по этому принципу работает двухтактный бензиновый двигатель , также и для двухтактного дизельного двигателя принцип работы такой же, но есть одно небольшое изменение, а именно, двухтактный дизельный двигатель имеет Форсунка вместо свечи зажигания.Топливо распыляется внутри цилиндра, за счет высокой температуры сжатого воздуха внутри цилиндра происходит воспламенение топлива.

By Agster — http://www.schwabenkart.de, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=204673

Система смазки двухтактного двигателя:

В двухтактном бензиновом двигателе используется бензиновая система смазки/система смазки туманом.

В этой системе определенное количество смазочного масла смешивается с самим бензином.Обычное соотношение составляет 2%-3% масла. Если он меньше, это может привести к повреждению двигателя, а если больше, то в головке блока цилиндров будет чрезмерное количество нагара, а двигатель будет давать темный дым.

При попадании бензиновой смеси в цилиндр из-за высокой температуры она выделяется и оставляет тонкую смазочную пленку на стенке цилиндра, картере, коленчатом валу, подшипниках.

ГРМ 2-тактного двигателя:

Для 2-тактного бензинового двигателя:

  • Впускное отверстие открыто — 40* до ВМТ
  • Впускное отверстие закрыто — 40* после ВМТ
  • Выпускное отверстие открыто — 60* до НМТ
  • Выпускное отверстие закрыто — 60* после НМТ
  • Перепускное отверстие открыто — 50* до НМТ
  • Перепускное отверстие закрыто — 50* после НМТ
  • Зажигание — 15-20* до ВМТ

]

Сначала обсудите преимущества двухтактных двигателей, затем перейдите к недостаткам.

Преимущества двухтактного двигателя:

  1. Мощность двухтактного двигателя больше.
  2. Двухтактный двигатель имеет простую конструкцию из-за отсутствия клапана. Клапаны заменены портами в двухтактных двигателях.
  3. Вес двухтактного двигателя меньше, чем у четырехтактного из-за меньшего размера маховика, чем у четырехтактного двигателя.
  4. В двухтактном двигателе меньше деталей, поэтому меньше трение и, следовательно, высокий механический КПД.
  5. Высокое соотношение мощности и веса.
  6. Низкая стоимость обслуживания.

Поговорим о некоторых недостатках.

Недостатки двухтактного двигателя

  1. Двухтактный двигатель потребляет больше смазочного масла, чем четырехтактный двигатель.
  2. В двухтактном двигателе рабочий ход генерируется после каждого такта, поэтому выделяется много тепла, поэтому его необходимо хорошо смазывать и охлаждать.
  3. В двухтактном двигателе некоторое количество свежего заряда смешивается с выхлопными газами и выходит из цилиндра.Так что двигатель имеет меньше мощности.
  4. Двухтактный двигатель прослужит недолго из-за отсутствия системы смазки, как у четырехтактного двигателя.

Разница между четырехтактным двигателем и двухтактным двигателем:

Четырехтактный двигатель
  1. Мощность развивается каждые два оборота коленчатого вала.
  2. Состоит только из клапанов.
  3. Двигатель с водяным охлаждением.
  4. Вес двигателя больше из-за более тяжелой конструкции маховика.
  5. Стоимость обслуживания высока.
  6. Выхлопные газы полностью сгорают и остаются в виде выхлопных газов, поэтому мощность двигателя высока.
Двухтактный двигатель
  1. Мощность развивается за один оборот коленчатого вала.
  2. Состоит только из портов.
  3. Двигатель с воздушным охлаждением.
  4. Вес двигателя меньше благодаря облегченной конструкции маховика.
  5. Низкая стоимость обслуживания.
  6. Некоторое количество свежего заряда смешивается с выхлопными газами и остается в виде выхлопных газов, поэтому мощность двигателя снижается.

Двухтактный двигатель Применение:

  • Многие мотоциклы работают на двухтактных двигателях. Это модели:
  1. Yamaha RX135/RX-Z.
  2. Кинетик Хонда.
  3. Kawasaki-Bajaj Enduror
  4. Bajaj Chetak
  5. Suzuki Shaogun
  6. Suzuki Shaolin
  7. Yezdi Roadking 250
  8. Yezdi 350
  9. 1

    • Ранее 2-ходовые двигатели используются в гоночных автомобилях. Но в последнее время многие страны запретили двухтактные гоночные автомобили.
    • Двухтактные двигатели используются на лодках. Есть много компаний, производящих подвесные моторы, такие как yammaha, Suzuki, Mercury до сих пор делают двухтактные лодки.
    1. 2-тактные подвесные моторы — YAMAHA, подвесные
    2. Suzuki 2-тактные подвесные моторы
    3. Двухтактные подвесные моторы Mercury®
    • Некоторое садовое оборудование мы используем двухтактные двигатели
    • 900 ?

      НЕТ! На самом деле в последнее время мы не используем эти типы двигателей в велосипедах и автомобилях из-за вышеупомянутых недостатков.

      Кроме того, двухтактные двигатели загрязняют воздух гораздо сильнее, чем четырехтактные. Вот почему многие штаты или страны запретили двухтактные двигатели.

      Итак, это все о двухтактном двигателе , надеюсь, вам понравилось, у меня также есть статья о четырехтактном двигателе, возможно, вам было интересно ее прочитать.

      И не забудьте поделиться этой статьей в своих любимых социальных сетях и распространить информацию.

      Каталожные номера:
      1. Продувка двухтактного двигателя
      2. Двухтактный дизельный двигатель АВЛ

      Работа двухтактного двигателя со схемой PV


      В двухтактном двигателе цикл завершается за один оборот коленчатого вала.В этом двигателе исключены два непроизводительных такта всасывания и такта выпуска.

      Конструкция и работа двухтактного двигателя

      На Фиг. показана простейшая форма двухтактного двигателя. Цилиндр соединен с закрытой кривошипной камерой. Вместо клапанов они используют порт для подачи воздуха или свежего заряда и для удаления выхлопных газов. При движении вверх (от НМТ к ВМТ) поршня газ в цилиндре сжимается. При этом давление внутри картера снижается; топливно-воздушная смесь или заряд подается в картер через подпружиненный впускной клапан.
      Читать: Порт-ГРМ двухтактного двигателя

      При перемещении поршня из ВМТ в НМТ (такт расширения) заряд в картере немного сжимается. Ближе к концу этого хода поршень открывает сгоревший газ в выпускном отверстии, чтобы выйти через отверстие. Давление в баллоне падает до атмосферного. Дальнейшее движение поршня открывает передаточное окно, слегка сжатый заряд в картере поступает в цилиндр.


      Головка поршня имеет выступ или дефлектор, который отклоняет свежий заряд вверх.Поступающий свежий заряд помогает отогнать сгоревший газ из баллона. Поршень снова перемещается из НМТ в ВМТ, сначала закрывается переходное отверстие, а затем выпускное отверстие и заряд сжимаются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.