Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Чем двухтактный двигатель отличается от четырехтактного двигателя


Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного по конструкции и принципу работы

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

2-тактный или 4-тактный двигатель

Обновлено 14 февраля 2018 г.

Возможно, вы работали на газонокосилке, гидроцикле, мотороллере или двигателе большего размера, например, у грузовика. Эти двигатели подразделяются на двухтактные или четырехтактные. Состав двигателя может иногда помочь вам определить, какая машина соответствует вашим потребностям. Чтобы понять достоинства и недостатки каждого из этих двигателей, вам необходимо знать, как они работают.

Определения

Двухтактный дизельный двигатель

Двухтактный двигатель Поршень делает один ход в каждом направлении, чтобы привести в действие данную машину.

  • Ход сжатия сжимает топливо, которое затем взрывается.
  • Обратный ход, называемый силовым ходом, приводится в действие взорванным топливом. Он перемещает картер, выпускает выхлопные газы и впускает новое топливо и воздух для следующего удара.
Иллюстрация четырехтактного двигателя

Четырехтактный двигатель выполняет четыре такта для привода двигателя.

  • Ход сжатия сжимает воздух и топливо.
  • Силовой ход.Сжатый воздух воспламеняется, приводя в движение поршень, который вращает коленчатый вал в процессе, а также вырабатывая достаточно энергии для запуска трех других ходов.
  • Выхлопной ход. Когда поршень движется вверх, он выпускает выхлопные газы через выпускной клапан.
  • Впускной ход впускает новую подачу топлива и воздуха для первого хода.

Сравнительная таблица

Двухтактный двигатель Четырехтактный двигатель
Его поршень делает два такта в двигателе Его поршень делает четыре такта в двигателе
Громко тише
Менее эффективно, а значит, вредно для окружающей среды Эффективно, а значит экологически безопасно
Относительно дешевле, так как не имеет клапанов Относительно дорого из-за сложности встраивания клапанов
Производить высокую мощность за относительно короткий период Выработка малой мощности в течение длительного периода
Дополнительное масло, необходимое для смешивания с топливом, делает их дорогостоящими в обслуживании Не требует масла в топливе

2 Ход против 4 Stroke Engine

Какая разница между двухтактным двигателем? Джин и 4-х тактный двигатель? Различия можно увидеть в количестве ударов, которые делает каждый поршень, и их структуре.

  • Поршень в 4-х тактном двигателе делает четыре такта, которые приводят в движение коленчатый вал. Из-за своего веса и количества выстрелов, которые приводят в движение коленчатый вал, эти двигатели могут производить только низкое, но устойчивое количество энергии, которое идеально подходит для таких вещей, как грузовые автомобили, которые должны преодолевать большие расстояния без остановки. Напротив, двухтактный двигатель способен генерировать быстрые и внезапные скачки мощности, которые не поддерживаются в течение длительного периода времени. Это делает его идеальным для использования в бензопилах и гидроциклах, которые время от времени останавливаются.
  • Двухтактный двигатель легче построить, поскольку он не имеет клапанов. Это делает его более легким и дешевым в производстве. 4-х тактный двигатель требует сложных клапанов для эффективной работы, что делает его тяжелым и дорогим в сборке.
  • Двухтактный двигатель не требует масляного картера. Масло, смешанное с газом, недостаточно смазывает двигатель. Поэтому вряд ли это продлится долго. Стоимость короткого срока службы и смешивания масла с его топливом делает его дорогим в долгосрочной перспективе.4-х тактный двигатель не требует масла, смешанного с газом, поэтому он дешев в эксплуатации.
  • Двухтактные двигатели не так эффективны при сжигании топлива. По этой причине они загрязняют окружающую среду более 4-х тактных двигателей.

Видео

Вот видео, которое подчеркивает основные различия между двухтактным и четырехтактным двигателями, с за и против каждого:

.

Двухтактный двигатель - Energy Education

Рисунок 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания [1]

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух поршневых движений (один цикл) для выработки энергии. [2] Двигатель способен вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выброс и прием газа происходят одновременно, [3] , как показано на рисунке 1. Существует клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за для изменения давления.Кроме того, из-за его частого контакта с движущимися компонентами, топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что позволяет плавно перемещаться.

В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

  1. Ход сжатия: Входное отверстие открывается, воздушно-топливная смесь поступает в камеру, и поршень движется вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания зажигает сжатое топливо и начинает рабочий ход.
  2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло уходит.

Тепловая эффективность этих бензиновых двигателей будет варьироваться в зависимости от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую энергию, при которой только 15% будет использоваться для перемещения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). [4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, имеют возможность использовать топливо низкого качества и более экономичны. [2] Следовательно, более легкие двигатели обеспечивают более высокое отношение мощности к весу (большая мощность при меньшем весе). Однако им не хватает маневренности, возможной в четырехтактных двигателях, и они требуют большей смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для судов (необходимо перевозить много груза) [2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные идеально подходят для автомобилей, таких как легковые и грузовые автомобили.

Цикл Отто

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

Диаграмма объема давления (PV-диаграмма), которая моделирует изменения в топливно-воздушной смеси, испытываемые давлением и объемом в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для перемещения автомобиля или машины (отсюда и причина того, что это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на рисунке 2 (реальный цикл Отто) и на рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент любого двигателя, использующего этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливовоздушной смеси (как показано на рисунке 1).Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, поясняется ниже) и от электрического наддува при запуске двигателя.

Далее описывается, что происходит во время каждого шага на PV-диаграмме, когда сгорание рабочего тела - бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества, изменяет движение поршня:

Идеальный цикл - зеленая линия: Обозначается как фаза впуска , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу.Это связано с тем, что четырехтактные двигатели начинаются с втянутого поршня, поэтому его необходимо втягивать для впуска топливовоздушной смеси. Тем не менее, двухтактный двигатель может сразу приступить к заправке топливовоздушной смесью, как это видно из процесса 1-2.

Процесс 1 до 2: Во время этой фазы открывается впускной канал, и поршень вытягивается, чтобы он мог сжимать топливовоздушную смесь, которая попала в камеру. Сжатие приводит к небольшому увеличению давления и температуры смеси, однако теплообмен не происходит.С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, зажигание зажигания происходит при попадании топлива в свечу зажигания.

Процесс 2 до 3: Это место, где происходит сгорание из-за воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, в результате чего камера с высоким давлением имеет большое количество тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорным процессом.

Процесс с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы с поршнем, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как силовой сток , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.

Фиолетовая линия (Процесс 4 к 1): В процессе 4 к 1 все отходящее тепло выводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [7] Однако в двухтактном двигателе нет фазы выхлопа, поэтому цикл начинается снова (с 1 по 2), позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

для дальнейшего чтения

Ссылки

  1. File «Файл: двухтактный Engine.gif - Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Online]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[Accessd: 17 мая - 2018].
  2. 2,0 2,1 2.2 Е. Alturki, "Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных морских двигателей", Международный журнал инженерных исследований и применений, вып. 07, нет. 04, стр. 49-56, 2017.
  3. ↑ C. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007
  4. Wolf Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Нортон и Компания, 2012, с. 106.
  5. ↑ http://www.citethisforme.com
  6. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https: // ru.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
  7. ↑ I. Dinçer и C. Zamfirescu, Усовершенствованные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press является отпечатком Elsevier, 2014, с. 266.
,

Как работает двухтактный двигатель

Почти вся машина двигатели работа на четырехтактном цикл так называется, потому что это занимает четыре инсульты из поршень индукционный , компрессия , зажигание и выхлоп - произвести одну стрельбу из топливо смесь воздуха Это означает, что коленчатый вал вращается дважды, чтобы завершить каждый цикл.

Двухтактный двигатель

Большинство двухтактных двигателей имеют компрессионный тип картера.Топливно-воздушная смесь подается в картер через боковую поверхность поршня от впускного коллектора, установленного внизу цилиндра. Смесь слегка сжимается в картере, затем передается на верх цилиндров, сжимается и воспламеняется, так что горючие газы расширяются, приводя поршни в действие. Смазочное масло смешивается с топливом или впрыскивается отдельно. Поскольку подшипники коленчатого вала не снабжаются маслом под давлением, они относятся к типу шариковых или игольчатых подшипников, которые могут работать в масляном тумане.

Однако некоторые более мелкие двигатели, особенно те, которые установлены на некоторых мопедах или мотоциклы, работающие по двухтактному циклу - поршень находится на рабочий ход каждый раз, когда он движется вниз цилиндр поэтому коленчатый вал поворачивается только один раз за каждый цикл. Несколько автомобилей тоже использовали этот двигатель, например Wartburg Knight и некоторые ранние саабы.

Uniflow

Первые два удара были однотипными. С этим дизайном смесь топлива и воздуха нагнетается в цилиндр роторным вентилятором ( нагнетатель ) приводится в движение двигателем.Там нет входа клапан : вместо этого есть удлиненный отверстие, называемое портом, в боковой части цилиндра в нижней части ход поршня. Порт открывается или закрывается, когда поршень проходит вверх и вниз цилиндр Выхлопные газы обычно проходят через обычные кулачковый тарельчатый клапан ,

Цикл начинается с хода вниз, при котором горящее топливо толкает поршень вниз. Когда поршень открывает впускное отверстие в нижней части своего хода, топливо и воздух выталкивается над ним.На ходу выхлопа газ вытесняется и топливо сжимается, готово к запуску. Чтобы это произошло, выхлоп клапан открывается как раз перед тем, как нисходящий поршень открывает входное отверстие, поэтому нет сопротивление для входящих обвинение ,

Двухтактный цикл

Когда поршень сжимает топливно-воздушную смесь на своем ходу вверх, в картер двигателя всасывается свежий впускной заряд. Сжатая смесь, запущенная правильно рассчитанной электрической искрой, горит и расширяется, приводя поршень в действие. Сгоревшие газы выходят из цилиндра через открытое теперь выпускное отверстие, а свежий впускной заряд стекает в цилиндр (через переходное отверстие), помогая вытолкнуть выхлопные газы. Когда поршень снова начинает движение вверх, он начинает всасывать свежее топливо / воздух в картер.

Современная версия

Большинство современных двухтактных двигателей работают несколько иначе. Вместо того, чтобы иметь воздуходувка к сила топливно-воздушная смесь в цилиндры, они используют то, что известный как картер сжатия.

Этот тип двигателя не требует обычных клапанов. Входные порты ведут в нижняя часть цилиндра, которая открыта для картера двигателя: выше цилиндр на противоположной стороне еще один набор портов, ведущих к выпускной труба , Порт переноса ведет обратно в цилиндр из картера, вход на немного более высоком уровне, чем входной порт, но немного ниже чем выпускной порт.

Во время хода поршень открывает входное отверстие и позволяет топливно-воздушная смесь, чтобы ворваться в картер, под поршнем.Иногда в боковой части поршня имеется вырез, через который может проходить смесь добраться до картера.

Когда поршень достигает верхней части цилиндра, сжатое топливо / воздух смесь увольняется свеча зажигания , толкая поршень вниз по силе инсульт.

Когда поршень опускается, он сжимает топливно-воздушную смесь в картере, и это также раскрывает выхлопную яму, близко сопровождаемую портом передачи. Выхлопные газы начинают выходить, когда выпускное отверстие открыто, и далее удаляется (вытесняется) топливно-воздушной смесью, поступающей из порт передачи под небольшим давление из картера.

Чтобы удалить выхлопные газы из цилиндра, верхняя часть Поршень часто имеет такую ​​форму, чтобы отклонять поступающую смесь вверх. Микстура затем удваивается, когда он ударяет крышка цилиндра стекает в выхлоп со стороны порта и выталкивает выхлопные газы наружу.

Импульс газов из портов переноса, который будет открыт так как в нижней части хода вниз, продолжает изгнать выхлоп продукты, пока выхлопные отверстия не закрыты. Эта система вытеснения выхлопных газов газы известны как петля очистка ,

Выхлопной дизайн

Конструкция выхлопа более важна в двухтактном двигателе, чем это в четырехтактном двигателе. Сгоревшие выхлопные газы не являются положительными выталкивается движущимся вверх поршнем, поэтому важно, чтобы Система вытяжки предлагает минимальное количество сопротивления газам дорожка.

У большинства двухтактных двигателей впрыскиваемый внутрь впрыскивающий заряд помогает подметать остаточные выхлопные газы выходят из цилиндра.Проблема в том, что некоторые из входной заряд - несгоревшее топливо - может быть потерян в атмосферу, потому что и впускной и выпускной порты открыты вместе на некоторое время. Тем не мение, конструкция выхлопной трубы и глушителя может быть использована для минимизации этот эффект.

Когда выхлопной заряд покидает цилиндр, он посылает импульс - удар волна - вниз по выхлопной трубе, которая отражается от конца труба. Уделяя пристальное внимание дизайну выхлопа, инженеры может организовать систему, которая может использовать возвратный импульс выхлопа, чтобы толкать входной заряд, который пытается следовать за выхлопными газами вниз выхлопных газов труба, обратно в цилиндр.

смазывание

В большинстве двигателей картер и отстойник содержать масло для смазки движущиеся части двигателя. Но с двухтактным сжатием картера, Картер не может этого сделать, потому что это необходимо для первоначального сжатия топливо и воздух.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020