Два такта и четыре. В чем отличия?

Статья Алексея Марчука: Принципиальные отличия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания от двухтактного. Настоящим автор заявляет, что данная статья не переписана из другого источника, все ее положения основаны на собственных знаниях и опыте и являются лишь особым мнением на заданную тему.

Как видно из названия основное различие заключается в каких-то там тактах. Тактом работы поршневого двигателя называется период работы двигателя происходящий за время движения поршня от одной мертвой точки до другой, т.е., условно, за одно движение вверх или вниз. Рабочий же цикл, как совокупность постоянно повторяющихся процессов (впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход и выпуск) обеспечивающих работу двигателя должен в эти самые такты укладываться и неважно, сколько их на самом деле, главное чтобы обеспечивался постоянный цикл. Так вот в четырехтактном двигателе все эти пять основных процессов происходят за четыре такта (четыре хода поршня, два оборота коленчатого вала), а в двухтактном за два (два хода поршня, один оборот коленчатого вала). Отсюда и происходят все их конструкционные, эксплутационные и др. отличия.
Не вдаваясь в подробности описания всего круга бензиновых ДВС данной группы и опираясь лишь на автомобильные (как самые распространенные четырехтактные) и мотоциклетные, картинговые (как самые распространенные двухтактные) можно выделить основные различия:

Конструкционные отличия:
1. Впуск свежей смеси, выпуск отработавших газов, и другие процессы газораспределения в четырехтактном двигателе осуществляются при помощи специальных тарельчатых клапанов, которые управляются при помощи кулачков распределительного вала приводимого в движение от вала коленчатого. Клапана открывают впускные и выпускные каналы (трубопроводы) двигателя в определенные моменты положения поршня, участвуя, таким образом, в обеспечении выполнения рабочего цикла. Т.е. существует отдельный механизм газораспределения, который так и называется: газораспределительный. В двухтактном двигателе такой механизм, конечно, есть, но его наличие не так явно, так как функцию распределителя выполняет сам поршень, открывающий и закрывающий соответствующие окна в цилиндре двигателя, которые в зависимости от функционального назначения являются началом или окончанием соответствующих каналов (впускного, выпускного, перепускных).
2. Смазка основных пар трения четырехтактного двигателя осуществляется под давлением (остальные смазываются самотеком и разбрызгиванием), создаваемым специальным насосом шестеренного типа. В двухтактном же двигателе все детали смазываются маслом, поступающим в двигатель вместе с топливовоздушной смесью, т.е. масло, будучи размешанным, с бензином в определенной пропорции в виде тумана оседает на всех деталях двигателя, смазывая их. Данные различия обуславливают больший ресурс четырехтактного двигателя и невозможность продолжительной работы двухтактного двигателя на «бедной» топливовоздушной смеси во избежание заклинивания.
3. Система выпуска отработавших газов двухтактного двигателя имеет более сложную конструкцию и играет несравненно большую роль для обеспечения мощности, чем в четырехтактном. Она представляет собой трубу-резонатор довольно сложной формы, состоящей, в основном, из усеченных прямых и обратных конусов соединенных между собой при помощи сварки. Не вдаваясь сильно в подробности процессов, происходящих в выпускной системе можно лишь сказать, что правильно подобранная труба может повысить мощность двигателя до 30-50 процентов в определенных диапазонах частот вращения коленчатого вала двигателя. Это происходит в момент возникновения обратной волны, образующейся при отражении потока отработавших газов, которая заталкивает часть свежей рабочей смеси обратно в цилиндр в момент закрытия, поршнем выпускного окна увеличивая, таким образом, ее количество в цилиндре и, следовательно, мощность двигателя. Следует также отметить, что описанное попадание свежей смеси в выпускную систему неизбежно в виду конструкции двигателя (поршень при движении вверх выталкивает часть рабочей смеси в выпускное окно, которое закрывается поршнем не сразу).
4. В двухтактниках широкое распространение получили подшипники качения, в четырехтактных — подшипники скольжения.
5. Так как двухтактные двигатели малого объема работают при довольно высоких частотах вращения коленчатого вала их движущиеся детали (поршень, шатун, коленчатый вал и др. ) более тщательно проработаны на предмет снижения веса с целью уменьшения инерционных нагрузок.
6. Материалы для изготовления все тех же деталей имеют более высокие механические характеристики, так как тепловые и динамические нагрузки у двухтактников более высокие.
Если геометрическим подобием довести объем одного из самых мощных и распространенных из картинговых двигателей ТМ К9 (Класс Intercontinental-C, одноцилиндровый двухтактный двигатель с рабочим объемом V=125см3 и максимальной мощностью Ne = 46 л.с.) до рабочего объема двигателя формулы 1 (V-образный десятицилиндровый четырехтактный с рабочим объемом V= 3000см3 Ne = 950 л.с.) сохранив удельные показатели (литровую мощность) на прежнем уровне, то его мощность составила бы 1104 л.с.. Это самый наглядный факт объясняющий потенциал двухтактников по достижению максимальной мощности перед четырехтактниками. Также по нему вы можете судить о степени развития технической составляющей картинга как вида автомобильного спорта по сравнению с другими видами автомобильных соревнований.

Можно также утверждать что, двухтактные двигатели по сравнению с четырехтактными обладают следующими отличиями:
1. Проще и дешевле при изготовлении, при условии одинакового типа производства.
2. При одинаковом рабочем объеме имеют меньшие размеры и массу.
3. Обладают более высокой удельной мощностью.
4. Обладают более низкой топливной экономичностью.
5. Как правило, более шумные.
6. Имеют меньший рабочий ресурс.
7. Обладают неудовлетворительными показателями токсичности отработавших газов.
Последнее обстоятельство приводит к постепенному вытеснению двухтактных двигателей из сфер их наибольшего распространения таких как: мотоциклы, скутеры, малая строительная и подсобная техника и, о боже, даже из картинга.
Спортивный КАРТИНГ без двухтактника звучит как что-то не настоящее, это что-то вроде китайской подделки, какое то недоразумение, это уж точно не мой КАРТИНГ.

Данная статья не переписана из другого источника, все ее положения основаны на собственных знаниях и опыте и являются лишь особым мнением на заданную тему. Буду рад обсудить с любым желающим ее аспекты и ответить на все возможные вопросы.

Автор Алексей Марчук(MAN),
© www.kartingzone.com

Двухтактные и четырехтактные двигатели мотобуров

Отличия двухтактного двигателя от четырёхтактного 

Двигатели внутреннего сгорания имеют классификацию в зависимости от количества оборотов коленчатого вала. Движок, в котором рабочий цикл происходит за два такта (один оборот коленвала), именуется двухтактным. Двигатель, с рабочим циклом состоящим из четырех тактов ( за два оборота коленного вала), относится к четырёхтактному.

Один такт двигателя внутреннего сгорания это движение поршня вверх или вниз внутри цилиндра. Рабочий цикл ДВС объединяет серию процессов, в ходе которых высвобождается определённый объем мощности, оказывающий воздействие на коленвал двигателя.

Рабочий цикл 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания состоит из нескольких этапов:

• Заполнение цилиндра топливной смесью.
• Сжатия топливной жидкости.
• Воспламенения смеси.
• Расширение сгоревших газов и освобождения от них цилиндра.

Двух и четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания бывают карбюраторными, то есть функционирующими на бензиновом топливе, или дизельными. Отличие этих двух видов ДВС состоит не только в количестве оборотов коленвала. Но также в конструктивных и эксплуатационных характеристиках, от чего зависит принцип работы двигателей.

Технология работы двухтактного бензинового двигателя

Рабочий цикл состоит из двух тактов: сжатия рабочего хода и его расширения. Впускание топливной смеси и выпускание отработанных газов осуществляется в пределах двух тактов, то есть во время расширения и сжатия. В отличие от четырёхтактного движка, в котором процесс вхождения топлива и освобождения от газов происходит в отдельных тактах.

В момент сжатия топливной смеси поршень передвигается из НМТ (нижней мёртвой точки) в ВМТ (верхнюю мёртвую точку). Затем перекрывается продувочное окно, сквозь которое проникает в цилиндр топливная смесь, а за ним и выпускное отверстие для выхода отработанных газов. После этого осуществляется сжатие воздушно-бензиновой смеси.

Параллельно с этим процессом в кривошипной камере возникает разрежение, которое получает из карбюратора очередную порцию топлива. В момент прохождения поршня ВМТ топливная жидкость воспламеняется от свечной искры, а посредством образовавшихся газов поршень толкается вниз, тем самым провоцируя вращение коленного вала, что производит полезную работу.

В камере с кривошипным механизмом при рабочем ходе увеличивается давление, которое сжимает топливную жидкость, оказавшуюся там, в предыдущем такте. Когда верхний уровень уплотнительного кольца поршня достигает выпускного окна, при его открытии отработавшие газы попадают в глушитель.

Дальнейшее движение поршня способствует открытию продувочного окна, из-за чего топливная смесь, пребывающая под давлением в кривошипной камере, попадает в цилиндр. В это время остаточные от сгорания газы, попутно выполняют продувку цилиндра и заполняют надпоршневую часть цилиндра. Когда же поршень проходит НМТ рабочий цикл возобновляется в том же порядке.

Технология работы четырёхтактного бензинового двигателя

Рабочий цикл включает в себя четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход (расширение), выпуск. На впуске происходит опускание поршня из ВМТ в НМТ, а кулачки распредвала открывают впускной клапан, через который в цилиндр попадает топливо. Когда поршень идёт обратно из нижней мёртвой точки в верхнюю, то возникает сжатие топливной смеси, которое провоцирует увеличение её температуры. После чего перед завершением процесса сжатия между электродами свечи зажигается искра, которая воспламеняет топливную жидкость.

Та в свою очередь, высвобождает горючие газы, подталкивающие поршень вниз. За счёт такой последовательности осуществляется рабочий ход, при котором происходит полезная работа. При прохождении поршнем нижней мёртвой точки происходит открытие выпускного клапана, позволяющее движущемуся по направлению вверх поршню вытеснить отработавшие газы из ёмкости цилиндра, происходит выпуск. После закрытия выпускного клапана в верхней мёртвой точке рабочий цикл возобновляется.

Разница конструктивных особенностей и эксплуатационных преимуществ между 2-х и 4-х тактными двигателями

Главное различие четырёхтактного двигателя от двухтактного ― это разные методы подачи подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр и ликвидации продуктов газообмена. Газораспределительное устройство у двухтактного движка отсутствует, что существенно облегчает его массу. В то время как в четырёхтактном ДВС основные процессы происходят за счёт специального газораспределительного устройства, которое контролирует работу впускного и выпускного клапанов. Сравнительный анализ основополагающих параметров 2-х тактных и 4-х тактных двигателей выявляет их сильные и слабые стороны.

Преимущества четырёхтактных ДВС:

• Высокий крутящий момент при более низких оборотах коленвала.
• Экономичность более высокая у четырёхтактных движков, топливный расход у них почти на 30% меньше, чем у двухтактных двигателей внутреннего сгорания.
• Качественная система смазки у четырёхтактных ДВС обеспечивает продолжительное использование масла. Для двухтактных движков масло разбавляется в бензине либо поступает из масляного бака во впускной коллектор и сжигается одновременно с топливом в поршневой камере.
• Шумность работы ниже у двухтактников.
• Рабочий ресурс выше у 4-х тактных устройств, преобразования энергии в механическую работу, по причине меньшей частоты вращения коленного вала и более усовершенствованной смазочной системы.
• С точки зрения безопасности окружающей экологической среды четырёхтактные движки лучше, потому как выхлопные газы у двухтактных двигателей намного токсичнее.

Достоинства двухтактных двигателей:

• Простейшее техобслуживание из-за отсутствия сложной смазочной системы и наличия газораспределительного механизма. 
• Объемная мощность у 2-х тактных движков значительно выше , почти на 70%, чем в четырёхтактных движках.
• Простая и легкая конструкция.
• Скорость увеличения оборотов вращения у 2-х тактных ДВС быстрее.
• Стоимость более доступная у двухтактного двигателя внутреннего сгорания.

На мотобурах используют двигатели обоих типов. Если вам нужен легкий мотобур обладающий высокой мобильностью и управляемый одним оператором, то ваш выбор это двухтактный двигатель.  Если вам необходимо бурение грунта от третей категории и выше, диаметрами от 250 мм, то вам однозначно нужен мотобур с четырехтатным двигателем.

Разница между двухтактными и четырехтактными двигателями

Ход поршня в двигателе внутреннего сгорания определяется как процесс, при котором поршень цилиндра перемещается вверх и вниз. Цикл начинается с такта впуска, при котором свежая топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр двигателя за счет расширяющегося вниз движения поршня.

Основное различие между 4-тактным двигателем и 2-тактным двигателем заключается в том, что 4-тактный двигатель проходит четыре стадии или два полных оборота, чтобы завершить один рабочий такт, а 2-тактный двигатель проходит 2 стадии , или один полный оборот, чтобы выполнить один рабочий такт.

Здесь ход — это длина пути, пройденного поршнем, что означает, что это коэффициент, используемый при расчете рабочего объема двигателя. Фаза цикла сгорания обозначается последовательными ходами поршня, начиная с впуска, сжатия, расширения и заканчивая выпуском.

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель совершает двухпоршневые движения (один оборот коленчатого вала) для увеличения мощности.

(Изображение скоро будет загружено)

Двигатель способен развивать мощность после одного цикла, потому что впуск газа внутрь цилиндра и выпуск остаточных газов происходят одновременно.

Имеется клапан такта впуска, который открывается и закрывается в зависимости от изменения давления. Однако из-за его преобладающего контакта с движущимися частями топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает плавный ход.

Что такое четырехтактный двигатель?

Четырехтактный двигатель имеет четыре последовательных этапа, начиная с впуска, сжатия, мощности и заканчивая выпуском. Каждый соответствует одному полному ходу поршня. Следовательно, он обеспечивает один рабочий ход на каждые два цикла поршня (или четыре хода поршня), а полный цикл требует двух оборотов коленчатого вала.

Работа четырехтактного двигателя

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

Четырехтактный двигатель имеет следующие четыре этапа, которые описывают его работу:

Шаг 1: Такт впуска

камера сгорания. Поршень опускается в отверстие цилиндра, освобождая камеру сгорания. Когда впускной клапан открывается, атмосферное давление выталкивает воздушно-топливный заряд в вакуумированную камеру.

Этап 2: Такт сгорания

Цилиндр полностью заполнен максимальной смесью, впускной клапан перекрывает смесь, а поршень движется вверх. Сжатие происходит между поршнем и головкой блока цилиндров.

Этап 3: Рабочий ход

После завершения такта сжатия искра воспламеняет топливно-воздушную смесь и толкает поршень обратно в отверстие цилиндра, создавая крутящий момент на коленчатом валу. Давление на поршень определяет величину создаваемого крутящего момента.

Этап 4: Такт выпуска

Такт выпуска происходит, когда остаточные газы, выбрасываемые из камеры сгорания, выбрасываются в атмосферу. Такт выпуска является заключительным тактом и происходит, когда выпускной клапан открыт, а впускной клапан закрыт. Движение поршня выбрасывает выхлопные газы в атмосферу.

Применение четырехтактного двигателя

Четырехтактный двигатель в настоящее время чаще всего используется с бензиновыми или топливными двигателями. Транспортные средства, такие как легковые автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы, имеют четырехтактные двигатели.

Другие применения такие, как

• Небольшой пропеллер,

• Формула-1,

• Маленькие мощные катеры,

• Auto-Rickshaw,

• Auto-Rickshaw,

• Auto-Rickshaw,

• . все они имеют четырехтактный двигатель.

Обобщая разницу между двухтактным и четырехтактным двигателем

Двухтактный двигатель против четырехтактного

Вы когда-нибудь слышали фразу: «Чем больше вещи меняются, тем больше они остаются прежними»? Как бы ни совершенствовались и ни менялись автомобили, бензиновый двигатель внутреннего сгорания по своей сути остается прежним.

Конечно, вы знаете, что у вашего автомобиля есть двигатель. Иначе далеко не уедешь. Но знаете ли вы, какой двигатель у вас четырехтактный или двухтактный?

Если вы водите современный автомобиль, скорее всего, это четырехтактный двигатель.

В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем? Что делает одно лучше другого?

Короче говоря, это зависит от того, какое приложение. В некоторых случаях двухтактный двигатель может быть более выгодным, чем четырехтактный, и наоборот. Узнайте больше о каждом типе двигателя и о том, что делает их такими разными.

Что такое инсульт?

«Ход» — это завершение поршнем цикла в процессе сгорания.

Важнейшей задачей двигателя является сгорание для выработки энергии. В процессе сгорания в двигателе поршень движется вверх и вниз в цилиндре, совершая полный ход.

• При движении поршня вверх он проходит в «верхнюю мертвую точку» (ВМТ) ближе к клапанам двигателя.
• Он находится дальше от клапанов двигателя, когда он движется вниз к «нижней мертвой точке» (НМТ).

Что такое революция горения?

Революция сгорания – это смешивание топлива и воздуха в поршне, воспламенение и рассеивание выхлопных газов.

Поршень движется вниз внутри цилиндра во время процесса впуска, чтобы смесь бензина и воздуха попала в камеру сгорания. Сжатие происходит, когда поршень движется назад, чтобы сжать газы.

После этого с помощью свечи зажигания происходит воспламенение газа. Как только зажигание завершено, поршень движется обратно вверх по цилиндру, открывая выпускной клапан, чтобы вытеснить оставшиеся выхлопные газы.

Двухтактный двигатель по сравнению с четырехтактным двигателем

Разница между двухтактным и четырехтактным двигателем заключается в том, насколько быстро происходит цикл сгорания, в зависимости от того, сколько раз поршень должен двигаться вверх и вниз во время каждый цикл.

Что такое четырехтактный двигатель

В четырехтактном двигателе поршень совершает два хода во время каждого цикла, который включает:

• Один ход во время сжатия
• Один ход для выброса выхлопных газов
• Обратный ход

Свечи зажигания зажигаются только один раз за каждый второй оборот, производя мощность на каждые четыре хода поршня.

Кроме того, четырехтактные двигатели не требуют смеси топлива и масла, так как для масла имеется отдельная зона. Четырехтактные двигатели обычно используются в большинстве легковых и грузовых автомобилей, а также в газонокосилках и картингах.

Что такое двухтактный двигатель?

В двухтактном двигателе весь процесс сгорания состоит из одного хода поршня: 

• Такт сжатия происходит после воспламенения сжатого топлива.
• При обратном ходе выхлоп выбрасывается, и в цилиндр поступает следующая топливная смесь.

Кроме того, свечи зажигания зажигаются только один раз за каждый оборот, производя мощность один раз за каждые два хода поршня.

Небольшие транспортные средства используют двухтактные двигатели, такие как садовые инструменты, лодочные моторы, автомобили с дистанционным управлением и мотоциклы для бездорожья.

Существенные различия между двух- и четырехтактными двигателями:

• Четырехтактные двигатели более эффективны из-за меньшего расхода топлива. Топливо расходуется один раз за четыре такта вместо двух.
• Четырехтактные двигатели более безопасны для окружающей среды благодаря уменьшению выбросов. Двухтактный двигатель помимо выхлопных газов выделяет в воздух сгоревшее масло.
• Двухтактные двигатели проще и дешевле ремонтировать благодаря их простой конструкции. У них есть порты вместо клапанов, тогда как четырехтактные двигатели имеют больше компонентов, обслуживание или ремонт которых обходится дороже.
• Двухтактные двигатели намного шумнее четырехтактных, так как издают пронзительный жужжащий звук.
• Хотя четырехтактные двигатели могут служить дольше, они не такие мощные, как их двухтактные аналоги с более высокими оборотами.

Характеристики двигателя

Хотя каждый тип двигателя имеет свои сильные и слабые стороны, ни один из них не превосходит другой. Это как сравнивать яблоки с апельсинами.

Хотя двухтактный двигатель имеет более быстрый цикл, он производит значительную мощность без увеличения движения. Он идеально подходит для высокопроизводительных внедорожников и газонокосилок, которым требуется низкое соотношение мощности и веса.

Четырехтактные двигатели лучше всего подходят для многоцилиндровых двигателей легковых и грузовых автомобилей, внедорожников и крупногабаритных транспортных средств.