Спектр применения распространяется на моторизованные агрегаты, бензопилы, небольшие моторные лодки, мотоциклы. Двухтактный двигатель обладает небольшими габаритами, большой мощностью и малым коэффициентом полезного действия. Для данного типа агрегатов топливная экономичность принципиально не имеет значения. Ныне таковые используются как пусковые моторы для приведения во вращение крупных дизельных ДВС, например, тракторов.

Устройство

Двухтактный двигатель отличается простотой конструкции, отсутствием газораспределительного механизма, малыми габаритами. Конструктивно схема представляет собой блок цилиндра, внутри которого на подшипниках размещен коленчатый вал. На шейку вала ложится головка шатуна с вкладышами и фиксируется корончатыми гайками. Верхняя же головка шатуна соединяется с поршнем посредством металлической полой втулки (пальца). Поршень с расположенными на нем компрессионными кольцами исключает проникновение сгоревших газов в камеру сгорания.

За счет перемещения поршня вверх-вниз происходит вращение вала. Далее вращение передается к главной передаче того или иного агрегата.

Двухтактный двигатель охлаждается через наружные ребра блока.

Охлаждение происходит и за счет топлива, содержащего определенное количество масла. То есть смазка сочленений поршень–цилиндр и коленвал – шатун осуществляется смесью, которая заранее разбавлена специальным маслом. Оно, сгорая с топливом не должно оставлять выхлопных отложений под поршнем.

Принцип работы

Процесс зиждется на рабочем цикле, который происходит за оборот коленчатого вала. Принцип работы двухтактного двигателя заключается в том, что при перемещении вверх, поршень сжимает имеющуюся под поршнем смесь, попавшую туда через впускное окно. Искра от свечи зажигания как бы взрывает горючее, резко повышая температуру и давление газов. В результате такого теплового давления поршень принудительно перемещается вниз. При этом открываются выпускное и чуть позже переходное окно, впрыскивая свежую порцию топлива. Кстати, горючее в двухтактный двигатель обязательно дополняют маслом, составляя смесь бензина и масла определенной пропорции. Делается это для смазки поршня, стенки цилиндра и кривошипно–шатуного узла. Топливная смесь попадает в картер через окно, которое открывается за счет вакуума, создаваемого движением поршня от НМТ к ВМТ. Одновременно поршень открывает отверстие, выбрасывая отработанные выхлопные газы. В определенный период посредством поршня открывается продувочное окно для заполнения цилиндра свежей порцией топливной смеси.

Повышение мощности

Чтобы повысить мощность двигателя нужно:

• Повысить площадь выпускного отверстия с условием продолжительного пребывания его в открытом положении, чтобы выпустить максимальное количество газов.
• Повысить эффективность продувки. Это нужно для того, чтобы через впускные отверстия горючее успевало впрыскиваться в камеру сгорания. Иначе в картере будет наблюдаться скопление топливной смеси. Во избежание оного, рекомендуется выпускные окна увеличить, что приведет к качественной наполняемости цилиндра.
• Использовать на карбюраторе вихревой (нулевой) диффузор, который за меньший период времени подаст больше смеси.
• Установить на глушителе, так называемый резонатор, соответствующий оборотам мотора. Этот узел способствует возврату доли смеси назад в цилиндр. Подобные нюансы возникают, когда двухтактный двигатель выбрасывает часть горючего из камеры через выпускное отверстие (окно).

Для полного заполнения подпоршневого объема следует просмотреть и состояние каналов впускных, выпускных на предмет уменьшения всевозможных заусенец, рисок, шероховатостей. Эти изъяны литья способствуют торможению потока, уменьшению наполнения камеры, снижению мощности.

Эффективным увеличением мощности двигателя считается фрезерование с последующим тонким шлифованием головки блока. Трудоемкость процедуры сводится к измерению объема литража, подбору октанового числа топлива.

Ради повышения мощности мотора можно было бы уменьшить вес вращающихся деталей, например, маховика, коленвала, срезав элементы противовеса. Но горький опыт подсказывает не идти на авось, поскольку самодеятельность приведет к биению маховика, его вибрации, особенно во время низких оборотов мотора. Но если очень хочется, можно снять тонкую стружку с последующей обязательной балансировкой махового колеса. Что касается коленчатого вала, то есть риск потерять центр тяжести вала со всеми вытекающими последствиями.

Тяговые возможности

Итак, двухтактные двигатели и их тяговые возможности соотносятся с открытием заслонки дросселя. То есть с ускорением оборотов возрастает его тяговая способность, что существенно действует на разгон. Значит, чтобы нарастить разгон нужно увеличить рабочий объем цилиндра. Конечно, тяга может привести к максимальной скорости. Работая на низких скоростях, хорошая тяга обеспечивает приемистость, быстрый разгон с легким преодолением дорожных препятствий, поворотов. Все это относится к повышению тяги на низких оборотах. Одним из предпосылок увеличения тяги следует отнести установку специальных клапанов и увеличение продолжительности пребывания их в открытом состоянии.

Проблема с продувкой камеры сгорания

Однако известно, что повышенные обороты свидетельствуют о большей мощности. В двухтактных моторах из-за больших скоростей вращения, камера сгорания не может качественно и быстро продуваться, поскольку окна остаются открытыми непродолжительное время.

Использование камерной продувки предусматривает впрыскивание топлива в цилиндр из картера. Топливо всасывается и находится в картере при перемещении поршня вверх. При движении же вниз вырабатываемое избыточное давление производит продувку камеры сгорания. Такая схема целесообразна с точки зрения малого количества используемых деталей, например, отсутствие: газораспределительного вала, клапанов, продувочного насоса, узлов смазки.

Другая особенность продувки камеры связана с режимом холостого хода мотора, при котором имеет место небольшой угол открытой заслонки. Эта ситуация не обеспечивает полную очистку от выхлопных газов за оборот вала. Поэтому на холостом ходу двигатель демонстрирует неустойчивую работу. Дело в том, что вспышка смеси приводит к дополнительным холостым оборотам. Но смесь под цилиндром от искры не воспламеняется из-за бедности топлива.

Принцип работы двухтактного двигателя — autodoc24.ru

Двухтактный двигатель

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

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

Немного о том, как он работает

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

Сжатие под поршнем

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

Особенности

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

Мотоцикл с двухтактным двигателем

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

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

Газообмен в двухтактном двигателе

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

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

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

Отличие двухтактной модели от четырехтактной

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

Принцип работы

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

Литровая мощность

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

Потребление горючего

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

Смазка

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

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

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

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

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

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

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

Цикл работы двигателя, рабочие такты

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

1. Двухтактные;
2. Четырехтактные.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Каждый такт двигателя соответствует определенному движению поршня в цилиндре.

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

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

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

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

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

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

Конструкция и принцип работы 2-тактного двигателя

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

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

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

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

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

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

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

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

Данный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

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

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

Напротив, этого патрубка устанавливается труба отвода отработанных газов.

Вверху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливания.

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

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

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

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

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

Теперь как все это работает.

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы 4-тактного двигателя

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструктивные особенности

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

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

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

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

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

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

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

Эксплуатационные показатели

Теперь об эксплуатационных показателях.

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

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

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

Данный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигателя.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя с

Устройство и принцип работы четырёхтактного двигателя и двухтактного двигателя

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.
Поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Пoршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, соединение с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

1. Впуск — четырёхтактный двигатель

В процессе впуска поршень четырёхтактного двигателя идёт из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). Одновременно кулачком распредвала открывается впускной клапан, — в цилиндр четырёхтактного двигателя затягивается свежая топливно-воздушная смесь.

2. Сжатие — четырёхтактный двигатель

Пoршень четырёхтактного двигателя поднимается из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую топливную смесь. Одновременно и значительно поднимается температура горючей смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия (не путать с компрессией). Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Но, для четырёхтактного двигателя с б́ольшей степенью сжатия требуется топливо с б́ольшим октановым числом, которое дороже.

3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) — четырёхтактный двигатель

Незадолго до окончания такта сжатия горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Во время следования поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда пoршень будет находиться в ВМТ. Тогда использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Скороть горения топлива практически не меняется, то есть занимает фиксированное время, следовательно чтобы достичь максимальной производительности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания пропорционально уровню оборотов коленвала. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла используется электронное опережение зажигания.

4. 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.

1. Такт сжатия — двухтактный двигатель

Пoршень двухтактного двигателя поднимается от НМТ поршня (в таком положении он находится на рис. 2) к ВМТ поршня (положение поршня на рис.3), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна цилиндра двухтактного двигателя. После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя.

2. Такт рабочего хода — двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Немного о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем пoршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому что пoршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

Преимущества и недостатки двух- и четырехтактных двигателей.

Двухтактные преимущества

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.

2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.

3. Удобство перевозки двухтактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

4. Двухтактный двигатель живее реагирует на ручку газа. В четырёхтактных для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырёхтактный 15 л.с. бежит быстрее чем такой же двухтактный? Ответ: нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один двигатель должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадинную силу, для четырёхтактного 200 грамм.

2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

Какой же двигатель выбрать?

Взвесь все за и против изложенные выше и сделай выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из двигателей лучше ты не найдешь ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники.

Использован материал с www.motorsvit.com.ua; www.sail.com.ua.

Просмотров: 8257

Двухтактный двигатель — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Поиск

Рисунок 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания ^[1]

Как видно из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (один цикл) для выработки мощности. ^[2] Двигатель способен вырабатывать мощность после одного цикла, поскольку выпуск и впуск газа происходят одновременно, ^[3] , как показано на рисунке 1. Имеется клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за изменения давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

1. Такт сжатия: Впускное отверстие открывается, топливно-воздушная смесь поступает в камеру и поршень движется вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий ход.
2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую энергию, из которых только 15% будут использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). ^[4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, могут использовать топливо более низкого качества и более экономичны. ^[2] Таким образом, более легкие двигатели обеспечивают более высокое отношение мощности к весу (больше мощности при меньшем весе). Однако им не хватает маневренности, возможной в четырехтактных двигателях, и они требуют большего количества смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для кораблей (нужно перевозить много груза) ^[2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные идеально подходят для легковых и грузовых автомобилей.

Цикл Отто

Рис. 2. Реальный цикл Отто для двухтактного двигателя. ^[5]

Рисунок 3. Идеальный цикл Отто для бензинового двигателя. ^[6]

Диаграмма давление-объем (диаграмма PV), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для движения транспортного средства или машины (поэтому 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 топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, поясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описывается, что происходит на каждом шаге PV-диаграммы, на которой сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества изменяет движение поршня:

Зеленая линия идеального цикла: Называемая фазой впуска двухтактный двигатель не проходит эту фазу. Это связано с тем, что четырехтактный двигатель начинается с втягивания поршня вверх, поэтому его необходимо опустить для всасывания топливно-воздушной смеси. Тем не менее, двухтактный двигатель может сразу перейти к всасыванию топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.

Процесс с 1 по 2: На этом этапе впускное отверстие открывается, и поршень поднимается вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, поступившую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмена не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда топливо встречается со свечой зажигания для воспламенения.

Процесс со 2 по 3: Здесь происходит сгорание из-за воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением, в которой выделяется много 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 поршня, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как Power Stoke , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.

Фиолетовая линия (процессы с 4 по 1): В процессе с 4 по 1 все отработанное тепло удаляется 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 (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

Для дополнительной информации

• Двигатель внутреннего сгорания
• Цикл Отто
• Четырехтактный двигатель
• Термическая эффективность
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ «File:Two-Stroke Engine. gif — Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif. [Доступ: 17 мая 2018 г.].
2. ↑ ^{2,0 2,1 2.2} Э. Алтурки, «Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей», Международный журнал инженерных исследований и приложений, том. 07, нет. 04, стр. 49-56, 2017.
3. ↑ К. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Издательство Nova Science, 2007 г.
4. ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: WW Нортон и компания, 2012, с. 106.
5. ↑ http://www.citethisforme.com
6. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
7. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Усовершенствованные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press является выходным изданием Elsevier, 2014, с. 266.

Что такое двухтактный двигатель и как он работает?

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

Содержание

Двухтактный двигатель

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

Что такое инсульт?

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

Строительство

Источник изображения

Основные компоненты

1. Свеча зажигания:

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

2. Поршень:

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

3. Цилиндр:

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

4. Перепускное отверстие:

Используется для подачи сжатого топлива из картера в цилиндр.

5. Шатун:

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

6. Картер:

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

7. Коленчатый вал:

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

8. Выпускное отверстие:

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

9. Впускное отверстие:

Свежий заряд поступает в цилиндр через впускное отверстие.

10. Балансировочный груз:

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

Читайте также:

• Диаграмма фаз газораспределения двухтактного и четырехтактного двигателя
• Что такое четырехтактный двигатель?
• Разница между 2-тактным и 4-тактным двигателями

Работа двухтактного двигателя

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

Для лучшего понимания работы двухтактного двигателя посмотрите видео:

Два такта двухтактного двигателя описываются следующим образом:

1. Ход вверх:

• При ходе вверх поршень движется от НМТ к ВМТ и сжимает заряд (воздушно-топливную смесь) в камере сгорания цилиндра.
• Из-за движения поршня вверх в картере создается частичное разрежение, что позволяет свежему заряду поступать в картер через открытое впускное отверстие.
• Выпускной и впускной каналы остаются закрытыми, когда поршень находится в ВМТ.
• Воспламенение свежего заряда происходит от свечи зажигания.

2. Ход вниз:

• Как только происходит сгорание свежего заряда, образуется большое количество горячих газов, которые оказывают очень сильное давление на верхнюю часть поршня. Благодаря этой силе высокого давления поршень движется вниз, вращает коленчатый вал и совершает полезную работу.
• Во время этого хода впускное отверстие закрывается поршнем, и новый заряд сжимается в картере.
• Дальнейшее движение поршня вниз открывает сначала выпускное отверстие и передаточный порт, и выхлоп начинается через выпускное отверстие.
• Как только порт передачи открывается, заряд через него нагнетается в цилиндр.
• Заряд ударяется о дефлектор на днище поршня, поднимается к верхней части цилиндра и выталкивает большую часть выхлопных газов.
• Теперь поршень находится в НМТ. Цилиндр полностью заполнен свежим зарядом, но несколько разбавлен выхлопными газами.
• Наконец, событие цикла повторяется. Получаем два такта за один оборот коленчатого вала.

Порт ГРМ для двухтактного двигателя

Преимущества:

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

Недостатки:

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

Применение

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

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

Двухтактный двигатель: основные части, принцип работы, применение, преимущества и недостатки

Содержание

Делиться — значит заботиться :)-

Что вы узнаете из этой статьи?

• Основная часть двухтактных двигателей SI и CI.
• Концепция работы двухтактного двигателя с искровым зажиганием (бензиновый) и двигателя с воспламенением от сжатия (дизельный) с его приложениями.
• Преимущества и недостатки двухтактного двигателя.

В наших предыдущих статьях мы ознакомились с двигателями типов и классификацией двигателей внутреннего сгорания . Мы знаем, что как двухтактные, так и четырехтактные двигатели широко используются в механической промышленности. Как следует из названия, двухтактные двигатели имеют два хода поршня. Эти двигатели находят применение в морской промышленности и в небольших транспортных средствах.

Принцип:

Работает по тому же принципу, что и четырехтактный двигатель . Когда топливо сгорает внутри цилиндра, оно создает большую силу давления, которая в дальнейшем используется для движения поршня, следовательно, для движения коленчатого вала. Он совершает два хода поршня за один рабочий ход. Он завершает все процессы, такие как всасывание, сжатие, мощность и выпуск, всего за два хода поршня.

Детали:

Поршень:  Перемещается от НМТ до ВМТ . Один ход поршня определяется как перемещение поршня из одной крайней точки (ВМТ или НМТ) в другую крайнюю точку (НМТ в ВМТ).

Цилиндр: Такой же, как и в четырехтактном двигателе, за исключением того, что у него нет клапанного механизма. Он имеет два порта на боковой стенке цилиндра.

Коленчатый вал: Используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное.

Впускной и выпускной порт: Двухтактные двигатели содержат порты, кроме клапанов. Эти порты открываются и закрываются за счет движения поршня. При движении поршня к ВМТ открываются впускные каналы, а при движении к НМТ — выпускные. Порт передачи:  Эти двигатели содержат один дополнительный порт, известный как порт передачи. Подключен

от картера к камере сгорания. Его основная функция заключается в подаче заряда из картера в камеру сгорания при движении поршня от ВМТ к НМТ.

Впускной и выпускной коллекторы: Подсоединяются к впускному и выпускному отверстиям и регулируют поток наддувочных и выхлопных газов.

Маховик: Требуется меньший маховик по сравнению с четырехтактным двигателем из-за меньшего колебания мощности.

Картер:  Это та часть, где находится коленчатый вал. Впускной порт также соединен с картером. Первый заряд поступает в картер и направляется в камеру сгорания через переходное отверстие.

Работа двухтактного двигателя:

Двухтактные двигатели бывают двух типов. Первый известен как двигатель с искровым зажиганием или более известный как бензиновый двигатель, работающий по циклу Отто, а другой — двигатель с воспламенением от сжатия или дизельный двигатель, работающий по дизельному циклу. Оба эти двигателя работают по одному принципу с некоторыми принципиальными отличиями. Мы можем обобщить его работу в следующих пунктах.

Такт всасывания и такт сжатия:

Под всасыванием понимается заряд, втягиваемый в цилиндр двигателя, или, в случае двухтактного двигателя, в картер, а под давлением вдавливается предыдущий втянутый заряд в цилиндр двигателя. В двухтактных двигателях оба эти процесса происходят одновременно. Когда поршень перемещается из НМТ в ВМТ, впускное отверстие открывается и в картере создается частичное разрежение, которое ускоряет втягивание заряда в картер. Одновременно поршень сжимал заряд, имеющийся в цилиндре двигателя или камере сгорания. Выпускное отверстие остается закрытым во время этого хода.

Рабочий ход и ход выпуска:

В этом такте поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Впускное отверстие остается открытым в течение первой половины этого хода и закрыто в течение другой половины. Одновременно выпускное отверстие остается закрытым в течение первой половины этого хода и открытым во второй половине. Порт передачи открывается во второй половине этого хода.

В цилиндре двигателя имеется дефлектор, который регулирует подачу свежего заряда, не отработанного с выхлопными газами.
Во время этого хода поршня в двигателях SI свеча зажигания производит искру. Эта искра подожгла заряд, создавший большую силу давления. Эта сила перемещает поршень из ВМТ в НМТ. Когда поршень достигает середины, одновременно открываются выпускной и передаточный порты. Эти отработавшие сгоревшие газы из цилиндра двигателя и переходное отверстие подают свежую топливно-воздушную смесь в цилиндр двигателя из картера для дальнейшего цикла.

В двигателях с воспламенением форсунка впрыскивает топливо во время этого такта. Это топливо сгорает за счет тепла, выделяемого при сжатии, которое создает большую силу давления. Эта сила перемещает поршень из ВМТ в НМТ. Когда поршень достигает середины, одновременно открываются выпускной и передаточный порты. Эти выхлопные сгоревшие газы выходят из цилиндра двигателя и перепускное отверстие подает свежий воздух в цилиндр двигателя из картера для дальнейшего цикла.

Применение:

• Эти двигатели используются в небольших транспортных средствах, таких как мопеды, скутеры и т. д.
• Небольшие бензиновые двигатели используются для газонокосилок.
• Также используется для небольших электрогенераторных установок, насосных установок, лодок с подвесным мотором.
• Двухтактные дизельные двигатели используются для движения судов.

Преимущества и недостатки:

Преимущества:

• Более низкая стоимость.
• Высокая мощность по сравнению с четырехтактными двигателями.
• Простота обслуживания благодаря отсутствию клапанного механизма и системы смазки.
• Компактный по сравнению с четырехтактным двигателем.
• Создает равномерный крутящий момент на коленчатом валу.
• Большее соотношение мощности и веса.
• Легко запускается и прост в механизме.

Недостатки:

• Требуется охлаждающее и смазочное масло.
• Эти двигатели менее эффективны по сравнению с четырехтактными двигателями.
• Меньшая объемная эффективность из-за меньшего времени на перемешивание подачи.
• Повышенный износ из-за плохой системы смазки.
• Создает сильную вибрацию и шум при работе.
• Эти двигатели сжигают смазочное масло вместе с зарядом, что приводит к большему загрязнению.

Теперь вы должны задать себе эти вопросы?

•  
• Какова функция порта передачи?
• Как предотвратить выброс свежего заряда через выпускное отверстие?
• Какой двигатель (SI или CI) больше подходит для двухтактных двигателей и почему?

Если вам понравилась эта статья, задавайте вопросы в поле для комментариев, делитесь ею в социальных сетях и подписывайтесь на наш сайт.

Делиться — значит заботиться :)-

Что такое двухтактный двигатель? | Как работает двухтактный двигатель?

Содержание

• 1 Что такое двухтактный двигатель?
• 2 Описание двухтактного двигателя
• 3 Типы двухтактных двигателей
  • 3.1 1) Двухтактный дизельный двигатель
  • 3.2 2) Двухтактный бензиновый или бензиновый двигатель

Рабочий двухтактный двигатель

• Принцип
• 5 PV Схема двухтактного цикла
• 6 Детали двухтактного двигателя
• 7 Применение двухтактного двигателя
• 8 Преимущества и недостатки 2-ступенчатых двигателей
  • 8. 1 Преимущества 2-XLOKE ENGIN двухтактный двигатель?
  • 9.2 Нужно ли масло для двухтактного двигателя?
  • 9.3 Почему двухтактный двигатель такой быстрый?
  • 9.4 Сколько тактов в двухтактном двигателе?
  • 9.5 Являются ли двухтактные двигатели более мощными?
  • 9.6 Что произойдет, если не залить масло в двухтактный двигатель?
  • 9.7 2-тактный или 4-тактный двигатель быстрее?

Двигатели стали жизненно важной частью всех отраслей промышленности, транспортных средств и домов. Двигатели имеют много типов, и двухтактный двигатель является одним из них. Название двухтактного двигателя означает, что он имеет два хода поршня. Двухтактный двигатель завершает один энергетический цикл всего за два хода поршня за один оборот коленчатого вала. Его работа противоположна 4-тактному двигателю, в котором требуется 4 хода поршня, чтобы завершить цикл мощности/энергии за два оборота коленчатого вала.
В предыдущей статье мы обсуждали четырехтактный двигатель. Поэтому здесь речь пойдет о 2-тактном двигателе.

Что такое двухтактный двигатель?

A 2 -тактный двигатель представляет собой тип поршневого двигателя, который использует только два хода поршня для завершения рабочего цикла . Двухтактный двигатель совершает один оборот коленчатого вала после завершения двух ходов поршня. Двухтактный двигатель работает таким образом, что:

1. Процессы впуска и сжатия завершаются при первом ходе поршня.
2. Процессы мощности и выхлопа завершаются на втором такте поршня.

Тепловой КПД двухтактного двигателя зависит от конструкции и модели автомобиля. Но обычно двухтактный бензиновый двигатель преобразует только 20% химической (топливной) мощности в механическую энергию. Только 15% этой энергии расходуется на привод колес автомобиля, а остальные 5% энергии расходуются на сопротивление трению и др.

Выше показана схема типичного двухтактного двигателя. Вместо всасывающих и выпускных клапанов в двухтактном двигателе используются порты обратного давления.

Двухтактные двигатели отличаются низкой стоимостью, высокой эффективностью и малым весом по сравнению с четырехтактными двигателями. Этот тип двигателя внутреннего сгорания имеет большую выходную мощность, чем четырехтактный двигатель, который завершает рабочий цикл после завершения четырех ходов поршня или двух оборотов коленчатого вала.

Четырехтактные двигатели имеют больший размер и большую массу, чем двухтактные двигатели, поскольку четырехтактные двигатели состоят из большего количества деталей, чем двухтактные двигатели.

По этим причинам эти двигатели имеют более высокое отношение мощности к весу по сравнению с 4-тактными двигателями. Но они не такие эластичные, как четырехтактный двигатель , а также нуждаются в высокой смазке.

При работе двигатель сильно нагревается. Поэтому для охлаждения двигателя используется вентилятор радиатора.

Предыстория двухтактного двигателя

1. Шотландский инженер Дугалд Клерк изобрел 1 ^st двухтактный двигатель с камерами сжатия. В 1881 , он запатентовал свою модель.
2. Картер омывал двигатель, используя пространство под поршнем в качестве подкачивающего насоса. Обычно это связано с Днем Иосифа в Великобритании.
3. Немецкий первооткрыватель Карл Бенц изготовил двухтактный газовый двигатель 31 декабря 1879 года, который запатентовал Германию в 1880 .
4. Первый практичный двухтактный двигатель был разработан йоркширцем Альфредом Ангасом Скоттом . В 1908, был начат выпуск двухцилиндровых мотоциклов с водяным охлаждением.

В этих двигателях выхлопные газы меньше нагревают систему охлаждения по сравнению с 4-тактными двигателями. Это означает, что больше энергии доступно для работы поршня и, если возможно, турбонагнетателя.

Типы двухтактных двигателей

Ниже приведены два основных типа двухтактных двигателей:

1. Двухтактный бензиновый/бензиновый двигатель
2. Двухтактный дизельный двигатель

1) Двухтактный дизельный двигатель

Двухтактный дизельный двигатель работает на основе дизельного цикла. Хьюго Гульднер изобрел двухтактный дизельный двигатель в 1899 . Двухтактный бензиновый двигатель проще по конструкции, чем двухтактный дизельный двигатель, но имеет сложный аэродинамический и термодинамический процесс.

Этот тип двигателя внутреннего сгорания используется в качестве основного источника энергии не только в автомобилях, но и во внедорожных двигателях. Эти двигатели чаще всего используются в высокопроизводительных устройствах, таких как гидроэлектростанции и корабли.

Двухтактный дизельный двигатель продувается свежим воздухом, а не топливно-воздушной смесью. Топливо впрыскивается только после того, как все отверстия закрыты для предотвращения утечек. Они более эффективны и меньше выделяют выхлопных газов по сравнению с 4-тактным дизельным двигателем.

2) Два – Бензиновый или бензиновый двигатель

Двухтактный бензиновый двигатель имеет приоритет, когда требуется высокая легкость и простота. Он также используется там, где требуется высокое соотношение мощности к весу.

Коммерчески двухтактные дизельные устройства/двигатели недоступны, поскольку они не обеспечивают требуемую степень сжатия.

Подробнее: Различные типы двигателей

Принцип работы двухтактного двигателя

 Двухтактный двигатель завершает рабочий цикл всего за два хода поршня. Двухтактный двигатель работает следующим образом: 

• 1-й такт (такты всасывания и сжатия)
• 2 ^nd такт (рабочий и выпускной такт)

1) Такты всасывания и сжатия

• В двухтактном двигателе такты всасывания и сжатия происходят одновременно.
• Во время этого хода поршень движется вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней мертвой точке (ВМТ).
• Во время этого движения поршня вверх внутри цилиндра сжатия (камеры сгорания) двигателя начинает создаваться вакуум. За счет создания этого вакуума топливовоздушная смесь поступает в цилиндр через впускной канал.
• После процесса всасывания поршень продолжает свое движение вверх и сжимает топливовоздушную смесь.
• В конце такта сжатия сжатая смесь воспламеняется за счет искры, создаваемой свечой зажигания. Когда смесь воспламеняется, начинается рабочий ход поршня.

2) Рабочий такт и такт выпуска

• Как и такты всасывания и сжатия, такты рабочего хода и такта выпуска также происходят одновременно.
• Из-за процесса сгорания температура, внутреннее тепло и давление воздушно-топливной смеси становятся очень высокими. Газы под высоким давлением, образующиеся в процессе сгорания, воздействуют на поршень очень большой силой из-за того, что поршень движется вниз (от ВМТ к BCD).
• Движение поршня вниз приводит во вращение коленчатый вал, который дополнительно вращает маховик автомобиля.
• Когда питание завершено, поршень движется вниз и открывает выпускной клапан.
• Когда выпускной клапан открывается, поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания.
• При достижении поршнем НМТ поршень полностью вытесняет выхлопные газы и заполняет камеру сгорания свежей топливно-воздушной смесью, и весь рабочий цикл повторяется. В НМТ завершается один рабочий такт двухтактного двигателя, и теперь поршень готов к следующему рабочему циклу.

  Подробнее: Работа четырехтактного двигателя

Диаграмма PV 2-тактного цикла

Диаграмма PV цикла 2-тактного4 двигателя приведена ниже. В двухтактном двигателе рабочий цикл завершается всего за 90 133 двух ходов поршня – 90 134.

В этом цикле процессы впуска и сжатия происходят одновременно на 1 ^st такте поршня, а процессы мощности и выпуска происходят одновременно на втором такте поршня. Объяснение этапов двухтактного цикла приведено ниже:

Диаграмма PV цикла двухтактного двигателя

1. Идеальный цикл (зеленая линия): Зеленая линия на приведенной выше диаграмме представляет такт всасывания, тогда как у 2-тактного двигателя этот такт отсутствует. Это связано с тем, что при запуске 4-тактного двигателя поршень тянется вверх, а поршень необходимо тянуть вниз, чтобы всосать топливовоздушную смесь. Однако, как показано (линии 1-2), двухтактный двигатель может продолжать всасывать топливовоздушную смесь немедленно.
2. Адиабатическое сжатие (от 1 до 2): На этом этапе впускное отверстие открывается, и поршень движется вниз. При движении поршня вниз он сжимает топливовоздушную смесь. Благодаря этому процессу сжатия температура и давление смеси увеличиваются, но изменения теплоты не происходит. Поэтому этот процесс известен как адиабатический процесс (без теплообмена). Поскольку цикл сжатия близок к завершению (в точке 2), свеча зажигания подает искру на сжатую смесь и воспламеняет ее.
3. Изохорный процесс (от 2 до 3): В этой фазе, когда сжатая смесь достигает точки 2 (как показано на диаграмме выше), сжатая воздушно-топливная смесь воспламеняется из-за ее температуры, тепловой энергии и давления. становится очень высоким. Но при этом объем смеси остается постоянным. Поэтому этот процесс известен как изохорный (одинаковый объемный) процесс. Процесс сгорания завершается в точке 3 и в этой точке в смеси накапливается большое количество тепловой энергии и давления, которые используются в рабочем такте.
4. Рабочий ход (строки 3–4): В этом процессе накопленное тепло и давление (вследствие сгорания) в топливно-воздушной смеси толкают поршень вниз, что приводит к дальнейшему перемещению коленчатого вала. Этот коленчатый вал дополнительно перемещает маховик и приводит в движение автомобиль. Поэтому этот ход известен как рабочий ход. При этом объем цилиндра сжатия увеличивается.
5. Такт выпуска (линия с 4 по 1): Во время этого процесса движение поршня вниз используется для удаления бесполезного тепла из цилиндра. Когда бесполезное тепло покидает цилиндр, кинетическая энергия молекул теряется из-за уменьшения давления. Но в двухтактном двигателе фазы выхлопа нет, и процесс начинается заново, и поступает новая топливовоздушная смесь, и весь процесс повторяется.

Читать также: Работа OTTO CYCLE

Части 2-XLOKE ENGINE

A Двухтактный Двигатель имеет следующие основные компоненты:

Engine .

1) Цилиндр

Цилиндр двухтактного двигателя изготовлен из чугуна. Этот цилиндр также известен как камера сгорания. Это место, где поршень совершает возвратно-поступательное движение. За счет возвратно-поступательного движения поршня топливовоздушная смесь сжимается в цилиндре. Он имеет впускной и выпускной порты.

Подробнее: Различные типы двигателей

2) Головка блока цилиндров

Основная статья: Головка блока цилиндров

Этот компонент двигателя расположен в верхней части цилиндра двигателя. В случае бензинового двигателя головка блока цилиндров содержит свечу зажигания. Он имеет топливную форсунку в случае двухтактного дизельного двигателя.

3) Поршень

Основная часть цилиндра, совершающая возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания. Он изготовлен из алюминиевого сплава.

4) Поршневые кольца

Каждый поршень двигателя в основном имеет 2 или 3 кольца. Это поршневое кольцо предотвращает выход газа под высоким давлением из цилиндра. Это также полезно для поддержания чистоты стенок цилиндров.

5) Шатун

Основная статья: Шатун 

Изготовлен из алюминиевого или стального сплава и поглощает легкие и сильные нагрузки. Эта часть двигателя связывает коленчатый вал и поршень. Один конец коленчатого вала прикреплен к поршню, а другой конец к коленчатому валу. Он передает движение поршня к коленчатому валу.

6) Картер

Является наиболее важной частью двухтактного двигателя. Он включает в себя кривошипы, коленчатые валы, смазочные материалы и другие мощные компоненты двигателя. Картеры двигателей изготавливаются из чугуна или литого алюминия с применением литья в песчаные формы.

Подробнее: Работа картера

7) Коленчатый вал

Основная статья: Коленчатый вал

Коленчатый вал двигателя изготовлен из чугуна или кованой стали. Дизельные двигатели имеют стальные коленчатые валы для снижения нагрузки. Этот вал изменяет вертикальное движение возвратно-поступательного поршня на вращательное движение.

8) Отверстия

В двигателе используются отверстия для всасывания и выпуска топлива. Эти порты известны как входные и выходные порты.

Двухтактный двигатель имеет следующие три порта:

• Выпускной порт
• Порт передачи
• Впускное отверстие

9) Свеча зажигания

Свечи зажигания используются только в бензиновых двигателях. Целью этого компонента двигателя внутри цилиндра является воспламенение топливно-воздушной смеси. Он обеспечивает искру для сжатого топлива.

10) Топливная форсунка

В двухтактном или четырехтактном дизельном двигателе топливо впрыскивается в цилиндр двигателя через форсунку, известную как топливная форсунка. Он установлен на головке блока цилиндров.

Применение двухтактного двигателя

• Эти типы двигателей внутреннего сгорания чаще всего используются для внедорожных мотоциклов , гоночных автомобилей, газонокосилок, велосипедов, кораблей .

• Эти двигатели также используются для подвесных моторов, пожирателей травы, бензопил и других приложений.

• Двухтактный бензиновый двигатель используется в небольших транспортных средствах, таких как мотоциклы, мопеды и внедорожники.
• Используются для корабельных двигателей.
• Эти двигатели используются для небольших подвесных моторных лодок, насосных и генераторных установок.
• Двухтактные двигатели не идеальны для тяжелых условий эксплуатации.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей

Двухтактный двигатель имеет следующие преимущества и недостатки:

Преимущества двухтактного двигателя

• Более низкая стоимость по сравнению с четырехтактными двигателями.
• Двухтактный двигатель имеет большую мощность по сравнению с четырехтактным двигателем.
• Они просты в обслуживании.
• Двухтактный двигатель создает постоянный крутящий момент на коленчатом валу двигателя.
• Имеет более простую конструкцию, чем 4-тактный двигатель.
• Эти двигатели внутреннего сгорания легко запускаются.

Недостатки двухтактного двигателя

• Требует более сильного охлаждения, чем 4-тактный двигатель.
• Имеет более низкий КПД, чем 4-тактный двигатель.
• Эти двигатели имеют низкий объемный КПД.
• Эти двигатели загрязняют окружающую среду больше, чем четырехтактные двигатели.
• У них более шумная работа, чем у 4-тактного двигателя.

FAQ Раздел

Есть ли двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, который использует только 2 хода поршня для рабочего цикла. Он наиболее широко используется в небольших транспортных средствах, таких как мотоциклы, мопеды и т. д.

Нужно ли масло для двухтактного двигателя?

Двухтактный двигатель не требует масла.

Почему двухтактный двигатель такой быстрый?

Двухтактный двигатель состоит из меньшего количества деталей, чем четырехтактный двигатель. Он завершает рабочий цикл всего за 2 хода поршня вместо 4 ходов. По этой причине это так быстро.

Сколько тактов в двухтактном двигателе?

Как видно из названия двухтактного двигателя, он использует только два хода поршня для завершения рабочего цикла.

Двухтактные двигатели мощнее?

Четырехтактный двигатель создает самый высокий крутящий момент на высокой скорости, а двухтактный двигатель создает самый высокий крутящий момент на низкой скорости. Двухтактные двигатели имеют простую конструкцию и быстро работают. Поэтому он мощнее.

Что произойдет, если не залить масло в 2-тактный двигатель?

Если ваш двухтактный двигатель работает с недостаточным количеством масла, это может привести к повреждению оборудования. Масло очень важно для смазки, потому что оно охлаждает цилиндр и поршни, снижая их температуру. Если ваш двигатель не смазан должным образом, расплавы могут расплавить смазку и повредить друг друга, в результате чего металлы будут двигаться друг против друга и необратимо деформироваться.

2-тактный или 4-тактный быстрее?

В случае двигателя движение поршня известно как ход. Двухтактный внедорожник имеет два разных движения поршня, а четырехтактный автомобиль имеет четыре поршня. Двухтактный двигатель, как правило, более несбалансирован и быстрее разгоняется, в то время как четырехтактный двигатель имеет более высокую максимальную скорость и постоянство, и максимальная скорость будет выше.

Заключение

Двухтактные двигатели имеют некоторые преимущества, в первую очередь для езды по пересеченной местности, где их малый вес является большим преимуществом. У них есть недостатки по сравнению с 4-тактными двигателями, такие как большой удар, узкий диапазон мощности, низкий расход бензина и необходимость довольно частых разборок (что, к счастью, несложно). Двухтактный двигатель используется в бензопилах, садовых инструментах, автомобилях с дистанционным управлением, внедорожных велосипедах, лодочных моторах и т. д.

Подробнее

1. Различные типы двигателей
2. Работа четырехтактного двигателя
3. Разница между 2-тактными и 4-тактными двигателями
4. Типы поршневых двигателей

Работа, типы, преимущества [бензин и дизель]

Главная » Автомобили » Двухтактный двигатель: работа, типы, преимущества [бензин и дизель]

Последнее обновление: 13 июня 2022 г. этой статье вы узнаете  что такое двухтактный двигатель?   Их работа, типы, преимущества и недостатки  объяснены с  Картинки .

Если вам нужен файл PDF , просто загрузите его в конце статьи.

Что такое двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель  — тип двигателя внутреннего сгорания, который завершает рабочий цикл с двумя ходами поршня всего за один оборот коленчатого вала.

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

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

Двухтактный двигатель имеет небольшую мощность, необходимую для автомобилей, скутеров и мотоциклов.

В двухтактных двигателях отсутствуют такты всасывания и выпуска. Осталось только два такта сжатия и рабочий такт. Их обычно называют штрихами вверх и штрихами вниз . Также вместо клапанов в двухтактных двигателях имеются впускные и выпускные отверстия.

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

Читайте также: Какова функция блока цилиндров в двигателе?

Двухтактный двигатель с искровым зажиганием (бензиновый).

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

1. Ход вверх
2. Ход вниз

Ход вверх

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

И новый заряд всасывается в картер через открытое впускное отверстие. Выпускной и передаточный порты закрыты, когда поршень находится в верхней мертвой точке. Сжатый заряд воспламеняется в камере сгорания искрой от свечи зажигания.

Ход вниз

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

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

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

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

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

Читайте также: Какие существуют типы двигателей? (PDF)

Двухтактный двигатель с воспламенением от сжатия (дизельный)

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

ГРМ для двухтактного дизельного двигателя.

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

Читайте также: Что такое распределительный вал? Его назначение и применение [PDF]

Преимущества двухтактного двигателя по сравнению с четырехтактным:

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

Недостатки

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

Читайте также: Шатун: детали, типы, функции и многое другое

Сравнение четырехтактного и двухтактного двигателей.

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

Заключение

Итак, я полагаю, что рассказал все о «двухтактных двигателях ». Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

Хотите получать бесплатные PDF-файлы прямо на свой почтовый ящик? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.

Адрес электронной почты

Загрузить эту статью в формате PDF:

Нажмите здесь, чтобы загрузить

Вы можете прочитать больше в нашем блоге:

1. 25 Контрольные лампы и индикаторы приборной панели автомобиля [Пояснение]
2. Как работает датчик положения коленчатого вала?
3. Что такое ремень ГРМ в автомобиле? Работа и симптомы

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

О Саифе М.

Саиф М. по профессии инженер-механик. Он закончил инженерное образование в 2014 году и в настоящее время работает в крупной фирме инженером-механиком. Он также является автором и редактором сайта www.theengineerspost.com 9.0005

…

Отличие двухтактного двигателя от четырехтактного -тактные двигатели. Хотя вы, возможно, слышали об этих типах двигателей раньше, вы можете спросить себя, в чем разница между ними.

Вот что вам нужно знать об эффективности и обслуживании каждого типа двигателя.

В чем разница между двухтактным и четырехтактным двигателем?

Основное различие между 4-тактным двигателем и 2-тактным двигателем заключается в том, что 4-тактный двигатель проходит четыре этапа или два полных оборота, чтобы завершить один рабочий такт, а 2-тактный двигатель проходит 2 этапа. , или один полный оборот, чтобы выполнить один рабочий такт. Это означает, что двухтактный двигатель потенциально может производить в два раза больше мощности, чем четырехтактный двигатель, а также весить меньше.

Четырехтактный двигатель

Четырехтактные двигатели экономичны и экологичны. Они работают в четыре этапа:

1. Впуск:  Впускной клапан открыт, топливо всасывается движением вниз.
2. Сжатие:  Когда поршень движется вверх, топливо сжимается.
3. Мощность:  После сжатия топливо воспламеняется для обеспечения мощности двигателя.
4. Выхлоп: Выпускной клапан открывается, и выхлопные газы выходят из цилиндра.

Двухтактный двигатель

Двухтактный двигатель сочетает в себе этапы сжатия и воспламенения при ходе вверх и этапы мощности и выпуска при ходе вниз. Этот процесс требует меньшего количества движущихся частей для упрощения обслуживания, но обеспечивает меньший крутящий момент.

Двухэтапный процесс включает:

1. Ход вверх (зажигание/сжатие):  Поршень поднимается, воздух и топливо поступают в картер. Топливно-воздушная смесь сжимается и воспламеняется.
2. Ход вниз (мощность/выхлоп):  После воспламенения топлива поршень толкается вниз, и выхлоп выбрасывается.

Оба типа двигателей имеют свои плюсы и минусы, и тот, который подойдет вам лучше всего, зависит от потребностей вашего приложения. В то время как 4-тактные двигатели работают хорошо и обычно служат дольше, чем 2-тактные двигатели, 2-тактные двигатели легче и быстрее, чем 4-тактные двигатели.

Сравнение двухтактных и четырехтактных двигателей

При сравнении двухтактных и четырехтактных двигателей основное различие заключается в том, как они работают. Оба двигателя используют цикл сгорания для производства энергии.

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

Во время цикла сгорания в двигателе поршень перемещается вверх и вниз внутри цилиндра, в котором движется поршень. Ход — это когда поршень перемещается из верхней части цилиндра в нижнюю. Во время цикла сгорания, когда поршень движется вниз по цилиндру, он захватывает воздух и газ. Когда поршень движется обратно вверх, выпускной клапан открывается, чтобы вытеснить выхлоп.

Двухтактные двигатели работают, объединяя больше функций в одно движение поршня; при движении поршня вверх (сжатие смеси воздух/топливо/масло) в камере сгорания под поршень в герметично закрытый картер всасывается свежая смесь воздух/топливо/масло.

Четырехтактный двигатель — очень распространенная разновидность двигателя внутреннего сгорания. Во время работы двигателя поршни проходят 4 этапа для достижения каждого рабочего цикла. Определение события — это движение поршня вверх или вниз. По завершении 4 событий цикл завершается и готов к повторному запуску.

Хотя цикл сгорания в обоих двигателях относительно одинаков, они различаются количеством ходов, которые должен совершить поршень, чтобы завершить процесс. Двухтактный двигатель выполняет пять функций цикла сгорания (впуск, сжатие, воспламенение, сгорание и выпуск) за два хода поршня. С другой стороны, четырехтактный двигатель завершает цикл сгорания после четырех ходов поршня. Другой способ представить этот процесс как один оборот коленчатого вала для двухтактного двигателя и два оборота коленчатого вала для четырехтактной версии.

Плюсы двухтактного двигателя

Использование двухтактного двигателя дает множество преимуществ. Вот некоторые преимущества:

1. Двухтактный двигатель весит меньше, чем четырехтактный, и занимает меньше места.
2. Движение двигателя равномерным, поскольку на каждый оборот коленчатого вала требуется один рабочий такт.
3. Конструкция этого двигателя проста из-за отсутствия клапанного механизма.
4. Во время работы этот двигатель создает меньшее трение деталей и имеет повышенный механический КПД.
5. Этот двигатель отличается значительным увеличением мощности и высоким удельным весом.
6. Двигатель может работать при низких и высоких температурах наружного воздуха.
7. Двигатель имеет впускной и выпускной каналы.

Недостатки двухтактного двигателя

Использование двухтактного двигателя имеет некоторые недостатки, такие как:

1. Двухтактные двигатели потребляют больше топлива, и только небольшое количество свежих зарядов смешивается с газами от выхлопных газов.
2. Во время работы может возникать сильная вибрация или шум.
3. Этот двигатель имеет более короткий срок службы, поскольку он подвергается повышенному износу.
4. Двухтактный двигатель имеет узкий диапазон мощности или диапазон скоростей, при которых двигатель наиболее эффективен.
5. Этот тип двигателя может работать нестабильно на холостом ходу.
6. У вас могут возникнуть проблемы с очисткой с помощью этого движка.
7. Двухтактный двигатель не сгорает так чисто, что приводит к более высокому уровню загрязнения воздуха, чем четырехтактный двигатель.

Применение двухтактного двигателя

Двухтактный двигатель можно использовать в различных целях. В силовом оборудовании для наружного применения, таком как бензопилы, воздуходувки, триммеры и кусторезы, используется двухтактный двигатель. Вы также можете использовать двухтактный двигатель в транспортных средствах и устройствах, таких как подвесные моторы, мотоциклы или велосипеды для бездорожья.

Плюсы четырехтактного двигателя

Использование четырехтактного двигателя дает ряд преимуществ. Вот некоторые из этих преимуществ:

1. Четырехтактные двигатели обеспечивают более высокий крутящий момент при более низких оборотах во время работы.
2. Четырехтактный двигатель потребляет топливо только один раз за четыре такта, что делает его более экономичным вариантом двигателя.
3. Четырехтактные двигатели меньше загрязняют окружающую среду, так как не требуют добавления масла или смазки в топливо.
4. Эти двигатели долговечны и могут выдерживать более высокие степени износа.
5. Для четырехтактного двигателя дополнительное масло не потребуется.
6. Четырехтактный двигатель производит меньше шума и вибрации при работе.

Минусы четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели также имеют некоторые недостатки, такие как:

1. Дополнительные компоненты в четырехтактной конструкции делают эти двигатели более тяжелыми по сравнению с двухтактной версией.
2. Четырехтактный двигатель содержит больше деталей и клапанов, что делает ремонт и обслуживание более дорогим.
3. Поскольку он получает мощность только один раз за каждые четыре оборота поршня, эта конструкция менее мощная, чем сопоставимый двухтактный двигатель.
4. В этой конструкции двигателя используется шестеренчатый и цепной механизм, что может вызвать сложности при техническом обслуживании.
5. Четырехтактный двигатель требует регулярного обслуживания, что приводит к увеличению затрат на продукцию и услуги.

Области применения 4-тактного двигателя

Четырехтактные двигатели — отличный выбор для различных целей, например, для наружного энергетического оборудования и транспортных средств. Одним из наиболее распространенных примеров техники с четырехтактным двигателем является газонокосилка. Вы также можете найти эти двигатели от двигателя RC объемом 7 куб. см до дизельного двигателя Cat C18 мощностью примерно 800 л.с.

Какой двигатель лучше?

Однозначного ответа на вопрос, что лучше двухтактный двигатель или четырехтактный, не существует — ваш выбор полностью зависит от ваших личных предпочтений и областей применения.

Перед тем, как выбрать двигатель, также важно понять потребности каждого типа в смазке. Для двухтактного двигателя требуется смесь масла и топлива, которая воспламеняется при работе двигателя и постоянно потребляет масло. В четырехтактном двигателе масло возвращается в картер после смазывания различных частей двигателя.

Задача системы смазки — распределять масло по движущимся частям, чтобы уменьшить трение между поверхностями, которые трутся друг о друга. Трение повреждает не только движущиеся части, но и эффективность двигателя. Снижение эффективности означает мощность и крутящий момент, сокращение срока службы двигателя, увеличение затрат на техническое обслуживание и увеличение выбросов.

В конечном счете, понимание разницы между двухтактными и четырехтактными двигателями и их потребностей поможет вам сделать правильный выбор и активно проводить техническое обслуживание на протяжении всего срока службы вашего двигателя.

Выберите запасные части и оборудование от Prime Source для ваших потребностей в малом двигателе

Учитывая различия между 2-тактными и 4-тактными дизельными двигателями, необходимо учитывать многое.