Принцип работы двухтактного и четырехтактного бензинового двигателя, конструктивные и другие отличия

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.

Применение в настоящее время

Четырёхтактные двигатели бывают бензиновыми и дизельными. Применяются эти двигатели на транспортных или стационарных энергоустановках. Использовать такой двигатель рекомендуется в случаях, когда есть возможность регулировать соотношение оборотов, мощности и крутящего момента.

Например, если двигатель, работает в паре с электрогенератором, то нужно выдерживать нужный диапазон оборотов. А при использование промежуточных передач, четырёхтактный двигатель можно адаптировать к нагрузкам в достаточно широких пределах. То есть использовать в автомобилях.

Вернёмся к истокам его создания. В группе изобретателя Отто работал очень талантливый инженер Готлиб Даймлер, он понял что значит четырехтактный двигатель, его перспективы развития, и предложил на базе четырёхтактного двигателя построить автомобиль. Но шеф не посчитал нужным что-то менять в двигателе, и Даймлер, увлеченный своей идеей, покинул мэтра.

И через некоторое время, вместе с другим энтузиастом Карлом Бенцом в 1889 году создали автомобиль, который приводился в движение именно бензиновым четырехтактным двигателем внутреннего сгорания изобретателя Отто.

Эта технология с успехом используется и сегодня. В случаях, когда силовая установка работает на переходных режимах или режимах со снятием частичной мощности ‒ она незаменима, так как обеспечивает стабильную устойчивость процесса.

Теперь, дорогой друг, ты в общих чертах знаешь что значит четырехтактный двигатель, где он используется. Теперь ты стал на голову выше. Но не скупись полученой информацией, поделись с друзьями. К твоим услугам кнопки социальных сетей.

Да и подписаться можно на наш блог, чтобы всегда быть в курсе интересного материала, а его всегда много и будет еще больше.

До новых встреч!

4 тактный двигатель является поршневым мотором внутреннего сгорания. В этих агрегатах рабочий процесс всех цилиндров занимает два кругооборота коленчатого вала. Два кругооборота коленчатого вала также можно охарактеризовать как четыре поршневых такта, от чего и произошло название четырехтактный двигатель.

Начиная с середины двадцатого века четырехтактный двигатель является самым распространенным видом поршневых моторов внутреннего сгорания.

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.

Выпуск — четырёхтактный двигатель

После НМТ такта рабочего хода поршня четырёхтактного двигателя открывается выпускной клапан, и поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и четырёхтактный цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндра/-ов горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндра/-ов четырёхтактного двигателя от отработанных газов.

Для ещё большей наглядности посмотри видеоролик, наглядно показывающий работу четырёхтактного двигателя. На этом видео демонстрируется автомобильный четырёхцилиндровый шестнадцатиклапанный (то есть, в каждом цилиндре по два впускных и выпускных клапана, для лучшей продувки) двигатель, однако сути это не меняет.

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала (а не двух, как в четырёхтактных) за два (а не четыре) основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет сам пoршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому двухтактный двигатель более прост в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего в 2 раза числа рабочих тактов. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя 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:

Двухтактный двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндр.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит за счёт топливной смеси, — смеси бензина и масла в определённой пропорции. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двухтактного двигателя (полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась бы топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно быть способно выдерживать высокие температуры и, сгорая вместе с топливом, оставлять минимум зольных отложений, то есть нагара.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двухтактных двигателях осуществляется за два такта.

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.

Из чего состоит двигатель

Чтобы понять принцип работы, познакомимся с основными составляющими движка:

• блок цилиндров;
• кривошипно-шатунный механизм (включает коленвал, поршни, шатуны) ‒ он необходим для преобразования поступательно-возвратных движений поршня во вращательное движение коленвала;
• головка блока вместе с газораспределительным механизмом, который открывает впускные и выпускные клапаны, для того чтобы поступала рабочая смесь и выходили отработавшие газы. ГРМ может включать один или более распредвалов, которые состоят из кулачков для толкания клапанов, самих клапанов и клапанных пружин. Для стабильной работы четырехтактного движка существует ряд вспомогательных систем:
• система зажигания ‒ для поджига горючей смеси в цилиндрах;
• впускная система ‒ для подачи воздуха и рабочей смеси в цилиндр;
• топливная система ‒ для непрерывной подачи топлива, получения смеси воздуха и горючего;
• система смазки – для смазки трущихся деталей, а также одновременного удаления продуктов износа;
• выхлопная система – для удаления отработанных газов из цилиндров, снижения токсичности выхлопа;
• система охлаждения – для поддержки оптимальной температуры движка.

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.

4-тактный двигатель: описание преимуществ

Четырехтактный силовой агрегат обладает несомненными преимуществами:

• экономичным расходом топлива;
• надежностью конструкции;
• легкостью в обслуживании;
• устойчивой работой;
• высокой длительностью ресурса;
• отсутствием повышенных шумовых эффектов.

К одному из основных достоинств устройства четырехтактного силового агрегата относится оригинальное расположение коленчатого вала в ванне, содержащей машинное масло для 4-тактных двигателей. В то время как в двухтактных моторах смазывание трущихся поверхностей происходит за счет смешивания специального машинного масла с топливом.

Благодаря улучшенной конструкции 4-тактный двигатель имеет небольшое количество нагара в поршнях и в глушителе, что дает возможность существенно уменьшить вредность выхлопных газов.

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

Литровая мощность.

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.

Удельная мощность.

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.

Особенности работы системы смазки четырехтактного мотора

В конструкцию четырехтактного силового агрегата включен масляный картер с поддоном, в котором постоянно находится смазочная жидкость на определенном уровне. При помощи масляного насоса моторная смазка поступает в систему и распределяется по внутренним поверхностям стенок цилиндров.

Тонкая масляная пленка существенно уменьшает силу трения контактирующих подвижных элементов. Кольца маслосъемные тщательно отводят моторное масло от камеры сгорания.

Благодаря меньшим нагрузкам, испытываемым 4-тактным двигателем, обеспечивается систематическое поступление смазочного материала в требуемых объемах на трущиеся поверхности рабочих деталей и узлов. За счет этого ресурс двигателя существенно увеличивается. Полную замену машинного масла следует производить один раз в сезон.

Чтобы предотвратить возможные утечки моторного масла из ДВС во время эксплуатации силового агрегата, необходимо регулярно замерять количество смазочной жидкости в картере при помощи специального маслозамерного щупа.

На современных моделях автомобилей производители устанавливают специальные контрольные датчики, при помощи которых производятся проверка уровня машинной смазки и незамедлительное информирование водителя о потребности полной замены смазочного материала.

Скутеры с 2-тактным и 4-тактным двигателем: особенности, плюсы и минусы

Если вы решили купить скутер, то этот вопрос встанет неизбежно: какой двигатель подойдет именно вам? Об отличительных особенностях двух- и четырехтактников, а также важных критериях выбора мототехники рассказывают эксперты водно-моторного центра «Спорт-Экстрим».

У каждого типа двигателя свои нюансы конструкции и эксплуатации. Поэтому на вопрос, что лучше — двухтактный или четырехтактный, однозначного ответа нет. Все индивидуально и зависит от бюджета на покупку мототехники, последующих финансовых возможностей на ее эксплуатацию и обслуживание и ряда других моментов.

Особенности конструкции

Конструктивно скутеры, оснащенные двухтактными двигателями, более простые и компактные. Поскольку и сам принцип работы такого силового агрегата проще, равно как и система смазки и газораспределения лишена технических сложностей.

Все рабочие циклы в 2Т протекают в течение одного оборота коленвала (у 4Т — в течение двух). Мототехника с 4-тактным двигателем более габаритная и тяжеловесная, зато смотрится более массивно и дерзко. И это уже вопрос эстетического вкуса.

Также четырехтактный двигатель рассчитан на бОльший ресурс, он более надежен —до 5 сезонов на одном поршне. Некоторые популярные модели: RACER Neo RC50QT-3X, Motoland PALADIN 150, Yamaha NMAX 150.

Динамические возможности

Двухтактник. За счет своего короткого рабочего цикла он позволяет скутеру быстрее набирать скорость, при этом реакция на поворот рычага газа более чуткий. Чисто по ощущениям, езда на таком транспортном средстве, особенно на высоких оборотах, сравнима с передвижением на спортивном мотоцикле. Ценители больших скоростей, это ваш выбор.

Четырехтактник. Скутеры с таким двигателем за счет более длинного такта работы последнего, дают «эластичный» разгон и ровное, плавное передвижение. Вибрации, которые создает мотор, практически неощутимы, даже если ехать на высокой скорости. Это обеспечивает значительно больший комфорт во время езды и облегчает процесс управления байком.

Расход топлива

Если сравнивать при прочих равных условиях, то 2-ух тактный двигатель по этому критерию уступает четырехтактному. Эксплуатация скутера с последним типом двигателя обойдется примерно на 30% экономичнее. Этот момент может стать решающим при выборе модели, если вы владелец планирует использовать байк для частых и долгих поездок.

Ресурс работы

Четырехтактный двигатель является априори более совершенной системой, поэтому признается более надежным, что подтверждено на практике. В таком агрегате современная система подачи масла путем разбрызгивания или подачи под давлением, что обеспечивает более качественную смазку, когда каждая деталь буквально «купается» в нем. А сложная конструкция двигателя в этом случае также «на руку», она позволяет более равномерно распределить и, соответственно, снизить нагрузку на его отдельные элементы. В конечном итоге это способствует увеличению ресурса эксплуатации.

Что еще важно знать при выборе

• Цена. Покупка модели, оснащенной 2-ух тактным двигателем, априори обойдется дешевле, чем байк с 4-ех тактным. И зачастую денежный вопрос выступает определяющим фактором покупки.
• Мощность. Скутер с двухтактным двигателем мощнее четырехтактника примерно на 60–70%. Это, опять же, обусловлено тем, что в такой системе все рабочие процессы происходят быстрее.
• Обслуживание. В двухтактных двигателях требуется регулярно контролировать уровень масла и чаще его менять. Также при их эксплуатации образуется больше дыма, поэтому потребуется чаще чистить глушитель выхлопной трубы.
• Ремонт. Провести ремонтные работы четырехтактного двигателя будет несколько сложнее, да и это обойдется дороже, чем ремонт и замена деталей двухтактника.
• Шум. Тут одерживает бескомпромиссную «победу» скутер с 4-ех тактным двигателем. Скутер с двухтактником — техника объективно более шумная.
• Экологичность. Четырехтактники дают более чистый с экологической точки зрения выхлоп. Актуальный момент для тех, кто заботится об окружающей среде.

В каталоге интернет-магазина «Спорт-Экстрим» представлены скутеры Motoland, Racer, Yamaha и других торговых марок. На товар дается гарантия производителя, есть услуга доставки по РФ.

Специалисты водно-моторного центра помогут подобрать

подходящие под ваши цели и ожидания модели.

Чтобы получить подробную консультацию по наличию, ценам и характеристикам, просто позвоните
+7 (4822) 65-65-03.

Все, что нужно знать о четырехтактных мотоциклах

Существует множество классических моделей мотоциклов с четырехтактным двигателем. В этой статье мы углубимся в историю четырехтактных двигателей и выделим ключевые модели. Мы также обсудим основные преимущества езды на классическом четырехтактном мотоцикле.

Описание четырехтактного мотоцикла…

Четырехтактные мотоциклы оснащены двигателем внутреннего сгорания, который совершает четыре такта за цикл. Технически коленчатый вал перемещается дважды, а поршень перемещается четыре раза.

Четырехтактный двигатель тяжелее, и ему требуется больше времени для завершения цикла. Тем не менее, 4-тактные двигатели имеют много преимуществ. Четырехтактные двигатели экономичны и более удобны, с меньшей вибрацией.

В отличие от двухтактных двигателей, четырехтактные не требуют подмешивания масла в бензин.

Сегодня четырехтактный двигатель можно найти на всех современных моделях мотоциклов и мотоциклов для бездорожья. Причина этого в том, что двухтактные автомобили больше не разрешены для использования на улицах. Двухтактные двигатели были запрещены из-за их высокого уровня выбросов. Четырехтактные двигатели разрешены для использования на улицах и более экологичны.

Четырехтактные двигатели: краткая история

Во время пика популярности мотоциклов двухтактные двигатели, несомненно, были доминирующим типом двигателя. Такие модели, как Yamaha RD350 и Kawasaki 500 h2, определяли мотоциклетный бум 1970-х и 80-х годов. За это время также было выпущено несколько культовых 4-тактных мотоциклов. Классические примеры включают XT500 Thumper и Honda Super Cub.

История 4-х тактного двигателя началась намного раньше, первый из них был построен в 1939. Gilera 500 Rondine была итальянской моделью и одним из самых популярных мотоциклов той эпохи. Он также был одним из самых изобретательных, с верхним расположением распределительных валов и двигателем с водяным охлаждением.

Тем не менее, только в 1970-х годах преимущества четырехтактных двигателей были полностью реализованы. Когда двухтактные двигатели достигли пика популярности, впервые было отмечено воздействие этих велосипедов на окружающую среду. Это было видно по густому дыму, который выходил из выпускного клапана таких мотоциклов, как Kawasaki h3.

После этого были ужесточены правила EPA (Агентство по охране окружающей среды). Это привело к полному запрету двухтактных двигателей в 1984 в США. Великобритания запретила эти мотоциклы намного позже, в 2004 году. Это побудило ведущих производителей мотоциклов отказаться от двухтактных двигателей. К 1990-м годам четырехтактные двигатели обогнали производство двухтактных двигателей во всем мире.

Как работает четырехтактный двигатель?

Разница между четырехтактными и двухтактными двигателями заключается в движении и функции поршня. Поршни четырехтактного двигателя совершают цикл за четыре движения. Двухтактный двигатель делает то же самое за два движения, производя в два раза больше рабочих тактов за один оборот.

Во время цикла двигателя поршень дважды перемещается вниз и вверх. Всего он совершает четыре движения, поэтому его называют четырехтактным двигателем. За этот цикл коленчатый вал проворачивается дважды. Двигатель всасывает воздух и выбрасывает выхлопные газы с помощью впускных и выпускных клапанов. Четыре движения поршня: впуск, сжатие, сгорание и выпуск.

Давление внутри цилиндра уменьшается при первом движении поршня вниз. Это открывает впускной клапан, который впускает топливно-воздушную смесь. Это известно как «такт впуска». Когда поршень движется обратно вверх, он сжимает топливно-воздушную смесь. Это известно как «такт сжатия» или «рабочий такт».

Свеча зажигания подает этот сжатый воздух в камеру сгорания, который заставляет поршень опускаться во второй раз. Это известно как «инсульт сгорания». Когда поршень достигает дна, открывается выпускной клапан. Затем поршень делает свой последний ход вверх, выталкивая выхлоп из открытого клапана. Это известно как «такт выхлопа».

В чем разница между четырехтактными и двухтактными двигателями?

Основное различие между четырехтактным и двухтактным двигателем сводится к количеству движений, которые поршень совершает за цикл. Двухтактные работают в два раза быстрее.

Поршень в двухтактном двигателе объединил все, что делает четырехтактный двигатель, в два такта за цикл. Поршень выполняет как впуск, так и сжатие во время первого такта. Затем он выполняет сгорание и выхлоп во втором. Для всасывания воздуха и выпуска выхлопных газов используются небольшие отверстия, известные как продувочные отверстия.

Двухтактный двигатель имеет три порта: передаточный, выпускной и впускной. Четырехтактный двигатель имеет не менее двух клапанов на головку блока цилиндров. Один клапан на впуск, другой на выпуск.

Топливо — еще один фактор, отличающий четырехтактный двигатель от двухтактного. Четырехтактные двигатели работают на бензине или дизеле. Двухтактные двигатели внутреннего сгорания требуют правильного соотношения моторного масла, смешиваемого с бензином, прежде чем оно будет залито в топливный бак. Большинство дизельных двигателей предназначены для автомобилей, мотоциклов с дизельным двигателем не так много, за исключением Sommer 462, Track T800CDI и некоторых моделей Royal Enfield.

Типы четырехтактных мотоциклов

Одноцилиндровые

Одноцилиндровые двигатели можно найти на небольших мотоциклах и мотоциклах для бездорожья. У него всего один цилиндр, поэтому этот тип двигателя заметно легче своих собратьев. Эта легкость делает их хорошими для трейловой езды.

Одноцилиндровые двигатели содержат только один поршень, один комплект клапанов, один шатун и одну базовую прокладку. Из-за ограниченных характеристик одноцилиндровые двигатели, как правило, являются более дешевым вариантом.

Однако одноцилиндровые двигатели имеют некоторые недостатки. Они менее долговечны, чем другие двигатели, и имеют большую вибрацию.

Объем двигателя одноцилиндрового двигателя находится в диапазоне от 50 до 750 см3. Классическими примерами одноцилиндровых мотоциклов являются Honda C90 или Yamaha XT500. Еще один классический четырехтактный одноцилиндровый мотоцикл — Norton Manx 1950 года выпуска. Norton Manx 1950 года по-прежнему пользуется большим спросом и является фаворитом для езды по бездорожью.

Двухцилиндровый двигатель

Двухцилиндровый двигатель обеспечивает баланс и устойчивость. Двухцилиндровые двигатели состоят из двух цилиндров. Эти цилиндры можно найти либо горизонтально по обеим сторонам автомобиля, либо вертикально, один за другим. Распределение веса обеспечивает устойчивый баланс при езде. Двухцилиндровые двигатели предпочтительнее одноцилиндровых, поскольку они производят меньшую вибрацию при езде. Они также долговечны и просты в уходе.

На классических мотоциклах можно найти несколько разных двухцилиндровых двигателей. Одним из примеров является стиль Flat Twin, который можно найти на таких классических моделях BMW, как 4-тактный R32. Другой тип двухтактного двигателя — рядный твин. Прямые сдвоенные двигатели можно найти на таких 4-тактных мотоциклах, как Kawasaki Ninja 250R и Triumph TR6 Trophy.

Двухцилиндровые двигатели можно найти на моделях BMW, в том числе на многих легендарных моделях GS. Другие типы двухцилиндровых двигателей включают рядный твин и V-образный твин, такие как двигатели серии Yamaha Virago.

Трехцилиндровый

Модели с трехцилиндровым двигателем более экономичны, чем двухцилиндровые. Они более изящные, чем четырехцилиндровые, и более мощные, чем двухцилиндровые.

Примеры классических мотоциклов с трехцилиндровыми двигателями включают Triumph Rocket 3. Этот мотоцикл может похвастаться двигателем объемом 2500 куб. см — самым большим серийным двигателем для мотоциклов в мире.

Двумя основными подкатегориями трехцилиндровых двигателей являются рядные трехцилиндровые двигатели или V-3. Примером мотоцикла с прямым трехтактным двигателем может служить Triumph Trident 750 или Yamaha XS750.

Четырехцилиндровый двигатель

Четырехцилиндровые двигатели обеспечивают плавную и сбалансированную езду. Этот тип двигателя подходит для 4-тактных мотоциклов, так как вибрация сведена к минимуму. Обладая большой мощностью и хорошей топливной экономичностью, четырехцилиндровый мотоцикл лучше всего подходит для гонок.

Существуют различные подкатегории четырехцилиндровых двигателей. Основные типы включают прямую четверку, V-4, плоскую четверку и квадратную четверку. Примером мотоцикла с рядной четверкой будет 19.Кавасаки Z1 71 года. Четырехтактные мотоциклы V-4 включают Ducati 1200 V4 Apollo.

Из модельного ряда Yamaha наиболее популярными будут модели FZ750, XS1100 или YZF1000R Thunderace.

Существует множество других конфигураций четырехтактных двигателей. Подробное руководство доступно на Visordown — «Каждый тип четырехтактного велосипедного двигателя, который когда-либо производился».

Самые легендарные четырехтактные модели

Каждый год разрабатываются новые мотоциклы. Многие из них отличаются новыми, инновационными подходами к 4-тактному двигателю. Однако новое не всегда лучше. Решая, что выбрать для своего первого мотоцикла, вы должны в первую очередь рассмотреть классические 4-тактные модели. Вот некоторые из них, на которые стоит обратить внимание:

Самая популярная классика

Honda Super Cub установила высокую планку еще в 1958 году, когда шоссейные байкеры впервые подняли ее. Благодаря одноцилиндровому двигателю и неподвластному времени дизайну Super Cub остается любимым мотоциклом для городских райдеров. Продаваемый более чем в 160 странах, Super Cub так же вездесущ, как Volkswagen Beetle.

Это не только самый популярный 4-тактный мотоцикл в мире, но и самый продаваемый мотоцикл за всю историю. Последняя модель Super Cub, C125, имеет матово-черный цвет и привлекательное красное сиденье.

Самый старый

Революционный Gilera 500 Rondine 1939 года выпуска — самый старый 4-тактный мотоцикл. Он опередил свое время во многих отношениях. Итальянский Rodine с максимальной скоростью 140 миль в час и рабочим объемом 492 см³ был самым мощным мотоциклом своего времени. Это был один из первых автомобилей с четырехцилиндровым двигателем. Этот двигатель имел водяное охлаждение вместо воздушного и имел двойной верхний распределительный вал.

Примечательно, что им пользовался итальянский гонщик Дорино Серафини. Серафини использовал его, чтобы выиграть гонку 19-го века в классе 500сс.39 чемпионат Европы по мотоциклам.

Самый быстрый

Сегодня самым быстрым четырехтактным мотоциклом является Dodge Tomahawk, максимальная скорость которого составляет 350 миль в час! Однако технически Dodge Tomahawk — это не мотоцикл. У него четыре колеса, и он не разрешен для использования на дорогах, поэтому его не следует считать самым быстрым.

Suzuki Hayabusa официально признан самым быстрым четырехтактным мотоциклом. Обладая максимальной скоростью 248 миль в час, автомобиль может впечатляюще разогнаться с 0 до 60 миль в час всего за 2,47 секунды. Четырехцилиндровый двигатель этого автомобиля имеет объем 1340 куб.см. Он также имеет 16 клапанов и жидкостное охлаждение. В отличие от Dodge Tomahawk, он разрешен для использования на дорогах общего пользования.

Если вы только учитесь ездить и задаетесь вопросом, какой из 4-тактных 125-кубовых мотоциклов самый быстрый, ответ может вас разочаровать. Многие обучающие велосипеды имеют ограничения по скорости, и, вообще говоря, вам повезет, если вы разгонитесь со скоростью более 80 км/ч на 125 куб.см. Вот 7 самых быстрых обучающих велосипедов объемом 125 куб.

Преимущества четырехтактного мотоцикла

Четырехтактные двигатели имеют много преимуществ по сравнению с другими типами двигателей, в том числе следующие:

Топливная эффективность

Четырехтактные внедорожные мотоциклы имеют более эффективную топливную систему, поскольку двигатели срабатывают реже. В отличие от двухтактных двигателей, у которых расход топлива выше на 10-15%.

Низкий уровень выбросов

Четырехтактные двигатели более экологичны, чем другие типы двигателей. Они выделяют меньше углекислого газа (CO2), твердых частиц (ТЧ), летучих органических соединений (ЛОС) и углеводородов (УВ).

Простота управления

Четырехтактный двигатель срабатывает только при каждом втором обороте коленчатого вала. Это означает, что подача мощности велосипеда постоянна и ее легко контролировать. Современные диапазоны мощности обеспечивают линейную кривую мощности. Это делает велосипед предсказуемым, надежным и простым в управлении для новичков.

Больше крутящего момента

Мотоциклы с 4-тактным двигателем обычно имеют больший крутящий момент. Крутящий момент — это количество тягового усилия, которым обладает велосипед.

Когда следует рассматривать четырехтактный мотоцикл

Вам следует рассмотреть четырехтактный мотоцикл, если вам нужен уличный велосипед. Четырехтактные двигатели — единственный тип двигателя, разрешенный для использования на улицах Великобритании сегодня. Кроме того, это единственный тип двигателя, который большинство ведущих производителей мотоциклов устанавливают на новые мотоциклы.

Если вы ищете мотоцикл для бездорожья, который можно использовать для трейловой езды, вам также может подойти 4-тактный мотоцикл. Четырехтактные двигатели имеют плавный диапазон мощности, что облегчает управление мотоциклом на пересеченной местности. По этой причине четырехтактный мотоцикл для бездорожья также является идеальным стартовым транспортным средством для начинающих.

Заключительные мысли

Четырехтактные мотоциклы вышли на передний план после отказа от двухтактных двигателей. Тем не менее, они всегда играли жизненно важную роль в истории мотоциклов и мотоциклов для бездорожья.

Четырехтактные двигатели изменили возможности мотоциклов в лучшую сторону. Плюсы 4-тактного двигателя включают топливную экономичность, дополнительный крутящий момент и лучший контроль над автомобилем. Они также помогли снизить выбросы мотоциклетного топлива.

Вы можете найти 4-тактные двигатели в некоторых из самых знаковых моделей мотоциклов. К таким моделям относятся Honda Super Cub, Norton Manx, BMW R32, Yamaha SR500 и Kawasaki Ninja 250R.

Часто задаваемые вопросы

Что лучше, двухтактный или четырехтактный мотоцикл?

Это зависит от того, что вы ожидаете от своего мотоцикла. В частности, водители грязных мотоциклов спорят о том, лучше ли интенсивная мощность двухтактного двигателя, чем стабильность четырехтактного двигателя.

Несмотря на многие ностальгические факторы владения двухтактным двигателем, можно утверждать, что четырехтактные мотоциклы лучше. Ими легче управлять, они потребляют меньше топлива и производят больший крутящий момент. Они также выделяют гораздо меньше углекислого газа, среди других загрязняющих веществ. Это единственный тип двигателя, который в настоящее время разрешен для использования на дорогах Великобритании и США.

Подходит ли 4-тактный велосипед для начинающих?

Независимо от того, ищете ли вы свой первый мотоцикл для бездорожья или учебный уличный велосипед, 4-тактный двигатель с малым рабочим объемом станет отличным стартом для новичка. Их легко контролировать из-за их широкого диапазона мощности. Стабильная подача мощности делает каждую поездку на 4-тактном велосипеде плавной и предсказуемой. Вы не получите неожиданных всплесков мощности с 4-тактным мотоциклом для бездорожья.

Требуется ли предварительное смешивание топлива для четырехтактных внедорожных мотоциклов?

Четырехтактный мотоцикл не требует масла, так как коленчатый вал уже находится в масляной ванне. Смешивание масла с топливом может нанести вред мотоциклу.

Определение тактов двигателя

6 комментариев

/ Подача воздуха и топлива, Двигатель, Особенности двигателя, Избранные статьи, Технология, Особенности технологии / Автор
Ромен Николя

Принцип 4-тактного двигателя

В 4-тактном двигателе ходы поршня (перемещение от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке или наоборот) необходимы для завершения рабочего цикла.

Такт впуска (от ВМТ до НМТ): свежая смесь в двигателе с искровым зажиганием или свежий воздух в дизеле подается в цилиндр через впускные клапаны, которые могут открываться с небольшим опережением до ВМТ и закрываться с некоторой задержкой после BDC, чтобы максимизировать индуцированную массу.

Такт сжатия (от НМТ до ВМТ): свежая смесь в двигателе СИ или свежий воздух в дизеле сжимается при закрытых клапанах. Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется искровым зажиганием (двигатель с искровым зажиганием) или впрыском топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход (от ВМТ до НМТ): горячие газы расширяются, толкая поршень вниз и совершая над ним работу, в пять раз (или более) превышающую работу, совершаемую поршнем в такте сжатия. Ближе к концу рабочего такта выпускные клапаны могут начать открываться, и часть сгоревших газов выбрасывается из цилиндра благодаря перепаду давления.

Такт выпуска (от НМТ до ВМТ): поршень выталкивает оставшиеся сгоревшие газы. Ближе к концу такта выпуска впускные клапаны могут открыться, а вскоре после ВМТ выпускной клапан может закрыться, это называется перекрытием. После этого можно начинать новый цикл.

Хотя цикл завершается за 4 такта за 2 оборота кривошипа, можно выделить 6 рабочих фаз, поскольку во время одного такта могут происходить разные фазы:

• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Выхлоп (продувка)
• Выхлоп (объемный)

Следует отметить, что требуются 2 рабочие фазы для замены сгоревших газов свежей смесью.

2-тактный принцип

В двухтактном двигателе для полного рабочего цикла требуется всего два хода поршня (т.е. 1 оборот коленчатого вала).

Чтобы получить более высокую выходную мощность, два такта, используемые для газообмена, подавляются и заменяются процессом продувки. Процесс продувки определяется вытеснением сгоревших газов, когда поршень приближается к концу рабочего хода, посредством свежего заряда, находящегося под давлением.

В простейшей конструкции свежий заряд находится под давлением благодаря самому картеру, объем которого изменяется в зависимости от объема цилиндра, так что минимальный объем картера (а затем и максимальное давление) достигается, когда поршень находится в положении НМТ в главном цилиндре.

Возможна более компактная конструкция по сравнению с 4-тактным двигателем, поскольку впускной и выпускной клапаны могут быть заменены портами (отверстиями) в гильзе цилиндра, открытие и закрытие которых можно напрямую контролировать движением поршня.

Два такта следующие: Такт сжатия : после закрытия впускного и выпускного отверстий поршень сжимает заряд цилиндра (в то же время объем в картере увеличивается, втягивая свежий заряд в картер путем разрежения). Ближе к концу такта сжатия сгорание инициируется искровым зажиганием (двигатель SI) или впрыском топлива (дизельный двигатель).

Рабочий ход : горячие газы расширяются, толкая поршень вниз. К концу этого такта выпускное отверстие открывается, и часть продуктов сгорания выбрасывается из цилиндра благодаря перепаду давления. После этого продувочные отверстия открываются, и свежий заряд под давлением вытесняет сгоревшие газы, так что новый цикл может начаться снова после того, как поршень достигнет НМТ.

Опять же, как и для 4-тактного двигателя, во время 2-тактного цикла происходит 6 различных фаз:

• Очистка
• Впуск
• Сжатие
• Горение
• Расширение
• Продувка

Однако для реализации такого цикла необходим клапан с регулируемым давлением на порте продувки. Если используются простые отверстия в стенках цилиндра, край впускного отверстия должен находиться ниже выпускного отверстия, чтобы обеспечить фазу продувки. Это может привести к короткому замыканию части индуцированного свежего заряда в начале такта сжатия, поскольку выпускное отверстие остается открытым некоторое время после закрытия впускного отверстия.

Процесс продувки представляет собой ахиллесову пяту двухтактного двигателя, поскольку в его простейшей компоновке с простыми портами в стенках цилиндра часть свежего заряда будет поступать непосредственно в выпускной порт, вызывая высокий расход топлива и выбросы углеводородов в двигатель СИ.

По этим причинам использование 2-тактных двигателей SI было ограничено маломощными двигателями общего назначения (такими как газонокосилки, пильные цепи, подвесные моторы для движения лодок…), где минусы считались приемлемыми из-за высокой простоте, дешевизне и высокой удельной мощности этих двигателей.