Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

Строительные машины и оборудование, справочник

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

В двухтактном двигателе рабочий цикл совершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Двухтактный двигатель отличается от четырехтактного устройством газораспределительного механизма.

Функцию газораспределительного механизма выполняет поршень, закрывающий при своем движении выпускные, впускные и продувочные окна.

Цилиндр двигателя соединен с герметически закрытым картером, который используется для засасывания и предварительного сжатия горючей смеси.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рабочий цикл в двухтактном двигателе протекает следующим образом. В конце такта сжатия, когда поршень находится около ВМТ, между электродами свечи проскакивает электрическая искра, воспламеняющая рабочую смесь в камере сгорания. Быстрое сгорание рабочей смеси сопровождается резким повышением давления газов и температуры в цилиндре. Под действием давления газов поршень перемещается вниз к НМТ, совершая такт расширения. В конце такта расширения поршень открывает выпускное окно и отработавшие газы, давление которых выше атмосферного, с большой скоростью выходят из цилиндра — происходит выпуск. При дальнейшем перемещении поршня к НМТ открывается продувочное окно и под действием разности давлений горючая смесь из картера поступает в цилиндр, вытесняя из него отработавшие газы. Таким образом при движении поршня от ВМТ к НМТ в цилиндре происходят следующие процессы: конец сгорания рабочей смеси, расширение продуктов сгорания, начало выпуска отработавших газов и продувка (впуск) свежей горючей смеси, поступающей из картера.

Рис. 1. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя

При втором полуобороте коленчатого вала поршень перемещается к ВМТ и в цилиндре сначала заканчивается продувка и закрываются продувочные окна, затем закрываются выпускные окна и заканчивается выпуск. При дальнейшем движении поршня происходит сжатие рабочей смеси. Одновременно через впускное окно в картер двигателя поступает (под действием разряжения, которое образуется при движении поршня вверх) свежая горючая смесь из карбюратора.

Таким образом при движении поршня от НМТ к ВМТ происходят следующие процессы: в цилиндре — окончание продувки и выпуска, сжатие рабочей смеси, а при подходе поршня к ВМТ начинается процесс сгорания; в картере — впуск горючей смеси. Затем рабочий процесс повторяется.

Давление и температура в цилиндре при различных процессах примерно такие же, как и у четырехтактного карбюраторного двигателя.

Рабочий цикл двухтактного дизельного двшателя происходит аналогично описанному и отличается только тем, что в цилиндр дизельного двигателя поступает не горючая смесь, а чистый воздух. В результате ряда недостатков двухтактные дизельные двигатели сняты с производства и на автомобилях и тракторах не устанавливаются.

—

В таком двигателе нет специального газораспределительного механизма. Вместо него цилиндр имеет окна: впускное окно, соединяющее цилиндр с карбюратором, выпускное окно и перепускное окно, соединяющее цилиндр с герметичным картером при помощи канала. Перемещающийся внутри цилиндра поршень в определенной последовательности открывает и закрывает окна, выполняя функции газораспределительного механизма. В цилиндр двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой горючая смесь из карбюратора поступает через картер. Для подготовки двигателя к работе необходимо сделать два подготовительных хода: первый ход — впуск горючей смеси в картер; второй ход ~ перепуск горючей смеси из картера в цилиндр.

Первый такт. Поршень перемещается снизу вверх и боковой поверхностью сначала закрывает перепускное окно, а затем и выпускное. В цилиндре происходит сжатие рабочей смеси, а в картер в результате разрежения из карбюратора поступает горючая смесь. При подходе поршня к в. м. т. между электродами свечи зажигания появляется электрическая искра, смесь в цилиндре воспламеняется и сгорает.

Второй такт. Образовавшиеся горячие газы расширяются, давят на поршень, он опускается вниз, совершая рабочий ход. В конце рабочего хода поршень сначала открывает выпускное окно, и отработавшие газы через глушитель выходят в атмосферу. Опускаясь ниже, поршень открывает перепускное окно, и горючая смесь по каналу поступает в цилиндр, заполняет его и вытесняет отработавшие газы. Незначительная часть горючей смеси вместе с отработавшими газами выходит в атмосферу и не принимает участия в рабочем цикле.

Для улучшения рабочего цикла двухтактного карбюраторного двигателя в цилиндре, как правило, делают по два окна для впуска горючей смеси, выпуска отработавших газов и перепуска смеси. Картер у такого двигателя сухой, т. е. масло в него не наливают. Масло, необходимое для смазки двигателя, добавляют в топливо в определенной пропорции (1 : 15 или 1 : 20), тщательно перемешивают, а затем масляно-топливную смесь заливают в топливный бак. Горючая смесь, поступающая из карбюратора в картер и затем в цилиндр, состоит из мелкораспылеиного топлива, масла и чистого воздуха.

Рекламные предложения:

Читать далее: Некоторые разновидности рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Как протекает рабочий цикл в двухтактном двигателе

Содержание

1. Рабочий цикл двухтактного двигателя
2. Что такое рабочий цикл двигателя
3. Что такое мертвые точки и такты ДВС
4. Как работает четырехтактный двигатель
5. Особенности работы двухтактных моторов
6. Устройство автомобилей
7. Рабочие циклы двигателей
8. Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя
9. Такт впуска
10. Такт сжатия
11. Такт расширения (рабочий ход)
12. Такт выпуска
13. Рабочий цикл четырехтактного дизеля
14. Такт впуска
15. Такт сжатия
16. Такт расширения (рабочий ход)
17. Такт выпуска
18. Рабочий цикл двухтактного двигателя
19. Двухтактный двигатель: устройство и принцип работы, отличия от четырехтактного
20. Принцип работы ДВС
21. Особенности мотора с двумя тактами
22. Система смазки и приготовление топлива
23. Тюнинг двухтактного двигателя
24. Эксплуатация и причины поломки двигателей
25. Работа двухтактного двигателя
26. Устройство двухтактного двигателя
27. Принцип работы
28. Как повысить мощность
29. Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:
30. Как увеличить тягу
31. Проблема с продувкой
32. Видео
33. Видео

Рабочий цикл двухтактного двигателя

Во всех двухтактных двигателях для удаления отработавших газов из цилиндра используется поток свежей смеси или воздуха. Этот процесс называется продувкой и может осуществляться различными способами.

Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой изображена на рисунке. У двигателей этого типа в стенке цилиндра 4 сделаны три окна: впускное 7, продувочное 2 и выпускное 6. Картер (кривошипная камера 9) двигателя непосредственного сообщения с атмосферой не имеет. К впускному окну 7 присоединен карбюратор 8. Продувочное окно 2 сообщается каналом 1 с кривошипной камерой 9 двигателя.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя происходит следующим образом. Поршень 3 движется от н.м.т. к в.м.т. (рисунок а), перекрывая в начале хода продувочное окно 2, а затем выпускное 6. После этого в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. В то же время в кривошипной камере 9 создается разрежение, и как только нижняя кромка юбки поршня откроет впускное окно 7, через него из карбюратора 8 в кривошипную камеру будет засасываться горючая смесь.

При положении поршня, близком к в. м.т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи 5. При сгорании смеси давление газов резко возрастает. Под давлением газов поршень перемещается к н. м. т. (рисунок б). Как только он закроет впускное окно 7, в кривошипной камере 9 начнется сжатие ранее поступившей сюда горючей смеси.

В конце хода поршень открывает выпускное окно 6 (рисунок в), а затем и продувочное окно 2. Через открытое выпускное окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой горючей смеси в кривошипной камере становится выше, чем давление отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из кривошипной камеры по каналу 1 поступает в цилиндр и, заполняя его, выталкивает остатки отработавших газов через выпускное окно наружу.

Рисунок. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя:
1 — канал, идущий из кривошипной камеры; 2 — продувочное окно; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 — искровая зажигательная свеча; 6 — выпускное окно; 7 — впускное окно; 8- карбюратор; 9 — кривошипная камера

В дальнейшем все процессы повторяются в такой же последовательности.

В конструктивном и эксплуатационном отношении двухтактные двигатели проще четырехтактных, так как не имеют специального механизма газораспределения. Однако по экономичности двухтактные двигатели уступают четырехтактным из-за менее совершенной очистки цилиндров от продуктов сгорания и потери мощности, расходуемой на привод продувочного насоса. Поэтому большинство карбюраторных двигателей выполняют четырехтактными, а двухтактные используют на тракторах в качестве пусковых двигателей.

Источник

Что такое рабочий цикл двигателя

Процессы, протекающие в цилиндрах двигателя при его работе, повторяются циклично. Одним таким рабочим циклом считается совокупность тактов (впуск топливовоздушной смеси, сжатие, воспламенение и расширение газов, а также выпуск продуктов сгорания), обеспечивающая переход тепловой энергии, выделяемой при воспламенении одной порции смеси, непосредственно в работу. О том, что представляют собой рабочие циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания, пойдет речь далее.

Что такое мертвые точки и такты ДВС

Количество этапов, входящих в один рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания), принято считать исходя из числа ходов поршня в цилиндре. Такие этапы получили название такты двигателя. Непосредственно ход поршня определяется его перемещением из одной крайней точки в другую. Они получили наименование мертвые, поскольку если в такой точке произойдет остановка поршня, он не сможет начать движение без внешнего воздействия. Простыми словами мертвые точки – это позиции, при которых движение в текущем направлении поршня прекращается и он начинает обратный ход.

Существуют две мертвые точки:

В англоязычной документации ВМТ обозначается как TDC (Top Dead Centre), А НМТ – BDC (Bottom Dead Centre).

Существуют двигатели, рабочий цикл которых может состоять из двух, а также из четырех тактов. Исходя из этого их разделяют на двухтактные и четырехтактные моторы.

Как работает четырехтактный двигатель

Конструктивно рабочий цикл типового четырехтактного агрегата обеспечивается работой следующих элементов:

Рабочий цикл такого механизма состоит из четырех тактов, в ходе которых реализуются следующие процессы:

В ходе каждого такта коленчатый вал двигателя совершает поворот на 180°. За полный рабочий цикл коленвал поворачивается на 720°.

Четырехтактный двигатель получил широкое распространение. Он может работать как с бензином, так и с дизельным топливом. Отличием рабочего цикла для дизеля является то, что воспламенение топливовоздушной смеси происходит не от искры, а от высокого давления и температуры в конечной точке такта сжатия.

Особенности работы двухтактных моторов

Основой того, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, можно назвать тот факт, что в первом за один рабочий цикл коленвал совершает два оборота, а во втором весь рабочий цикл укладывается в один оборот коленвала (360°). Поршень при этом совершает лишь два хода. Процессы, происходящие в камере сгорания в течение рабочего цикла у двухтактного мотора, не отличаются от четырехтактных, но впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения.

Процесс одновременного удаления отработавших газов и нагнетания в цилиндр свежего заряда, происходящий в двухтактном двигателе, получил название продувка.

Принцип работы простейшего двухтактного двигателя заключается в следующем:

В зависимости от того, как реализована система продувки в устройстве двухтактного двигателя, их разделяют на разные типы:

В отличие от четырехтактного, двухтактный двигатель не имеет системы газораспределения. Не требуют такие конструкции и организации сложной системы смазки. С другой стороны, четырехтактные моторы более экономичны по расходу топлива, а также меньше подвержены вибрации и обеспечивают более чистый выхлоп.

Источник

Устройство автомобилей

Рабочие циклы двигателей

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Работа двигателя внутреннего сгорания может быть представлена в виде систематически повторяющихся процессов, которые принято называть рабочими циклами. Рабочим циклом двигателя называется ряд последовательных, периодических повторяющихся процессов в цилиндрах, в результате которых тепловая энергия топлива преобразуется в механическую работу. При этом каждый полный рабочий цикл может быть разделен на одинаковые (повторяющиеся) части – такты.

Рабочий цикл карбюраторного четырехтактного двигателя состоит из последовательных тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

Такт впуска

Если двигатель уже работает, то горючая смесь, попадая в цилиндр из карбюратора, смешивается с остаточными продуктами сгорания от предыдущего цикла, и образует рабочую смесь. Смешиваясь с остаточными продуктами сгорания и соприкасаясь с нагретыми деталями цилиндра, рабочая смесь нагревается до температуры 75. 125 ˚С.

Такт сжатия

При подходе поршня к НМТ впускной клапан закрывается. Далее поршень начинает перемещаться вверх (к ВМТ), сжимая смесь воздуха, топлива и остаточных продуктов сгорания, которые не были удалены из цилиндра при выпуске. При движении поршня от НМТ к ВМТ вследствие сокращения объема цилиндра при закрытых клапанах повышаются давление, при этом возрастает температура рабочей смеси (в соответствии с законом Гей-Люссака).
В конце такта сжатия давление внутри цилиндра повышается до 0,9…1,5 МПа, а температура смеси достигает 270-480 ˚С.
В этот момент к электродам свечи зажигания 5 подводится высокое напряжение, которые вызывает между ними искровой разряд, результате чего рабочая смесь воспламеняется и сгорает.
В процессе сгорания топлива выделяется большое количество теплоты, из-за чего температура газов (продуктов сгорания) повышается до 2200-2500 ˚С, и давление внутри цилиндра достигает 3,0…4,5 МПа. Газы начинают расширяться, перемещая поршень вниз, к НМТ.

Такт расширения (рабочий ход)

Под давлением расширяющихся газов поршень движется от ВМТ к НМТ (при этом оба клапана закрыты). В этот промежуток времени (такт) происходит преобразование тепловой энергии в полезную работу, поэтому ход поршня в такте расширения называют рабочим ходом.
При движении поршня к НМТ объем цилиндра увеличивается, вследствие чего давление уменьшается до 0,3…0,4 МПа, а температура газов снижается до 900…1200 ˚С.

Такт выпуска

При подходе поршня к НМТ открывается выпускной клапан 6, в результате чего продукты сгорания рабочей смеси вырываются наружу из цилиндра.
При дальнейшем вращении коленчатого вала поршень начинает перемещаться от НМТ к ВМТ. Выталкивая отработавшие газы через открытый выпускной клапан, выпускной канал 7 и выпускную трубу в окружающую среду. К концу такта выпуска давление в цилиндре составляет 0,11…0,12 МПа, а температура – 600…900 ˚С.

При подходе поршня к ВМТ выпускной клапан закрывается, впускной открывается и начинается такт впуска, дающий начало новому рабочему циклу.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

Рабочий цикл дизельного двигателя принципиально отличается от цикла карбюраторного двигателя тем, что рабочая смесь (смесь топлива, воздуха и остаточных продуктов сгорания) приготовляется внутри цилиндра, поскольку воздух подается в цилиндр отдельно, а топливо отдельно – через форсунку. В дизельном двигателе нет специального устройства для поджигания рабочей смеси – она самовозгорается в результате высокой степени сжатия.
Т. е. в дизеле, в отличие от карбюраторного двигателя, через впускной клапан подается не горючая смесь, а атмосферный воздух, а топливо впрыскивается через форсунку в конце такта сжатия. В цилиндре, как и в случае с карбюраторным двигателем, остаются продукты сгорания рабочей смеси, которые не удалось удалить продувкой.
Смесеобразование (перемешивание воздуха, топлива и остаточных продуктов сгорания) в дизеле протекает внутри цилиндра, что и обуславливает основные отличия череды тактов, составляющих рабочий цикл.

Высокая степень сжатия приводит к тому, что поступивший в цилиндр через впускной клапан воздух, смешивается с остаточными газами и раскаляется (в буквальном смысле этого слова) до высоких температур. И в это время в цилиндр впрыскивается топливо, которое вспыхивает и начинает гореть.

Рабочие процессы в дизельном двигателе протекают в следующей последовательности (рис. 2) :

Такт впуска

В период такта впуска поршень 2 движется от НМТ к ВМТ. При этом впускной клапан 5 открыт, выпускной клапан 6 закрыт. В цилиндре 7 из-за разности давлений в окружающей среде и в цилиндре в конце такта впуска возникает разрежение 0,08. 0,09 МПа, при этом температура внутри цилиндра не превышает 40…70 ˚С.

Такт сжатия

В процессе такта сжатия оба клапана закрыты. Поршень 2 движется от НМТ к ВМТ, сжимая смесь воздуха и отработавших газов. Давление в конце такта сжатия достигает 3…6 МПа, а температура – 450…650 ˚С (превышает температуру самовоспламенения топлива).

При подходе поршня к ВМТ, в цилиндр через форсунку 3 впрыскивается распыленное жидкое топливо. Топливо подается к форсунке (через трубку высокого давления) топливным насосом 1 высокого давления (ТНВД). Форсунка обеспечивает тонкое распыление топлива в сжатом воздухе. Распыленное топливо самовоспламеняется и сгорает. В результате сгорания температура в цилиндре достигает 1600…1900 ˚С, давление – 6…9 МПа.

Такт расширения (рабочий ход)

Такт выпуска

При подходе к нижней мертвой точке (НМТ) выпускной клапан 6 открывается и большая часть отработавших газов под воздействием высокого давления вырывается из цилиндра в атмосферу. Поршень начинает перемещение от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан выталкивает оставшиеся в цилиндре отработавшие газы в окружающую среду. К концу такта давление газов в цилиндре составляет 0,11…0,12 МПа, а температура – 600. 700 ˚С.
Далее рабочий цикл повторяется.

Таким образом, в четырехтактном двигателе только один такт – рабочий ход является полезным с точки зрения совершения полезной работы, остальные три вспомогательные, они осуществляются за счет кинетической энергии маховика, закрепленного на конце коленчатого вала.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

Первый такт (рис. 3, а) совершается при движении поршня от НМТ к ВМТ за счет кинетической энергии маховика двигателя. Оба окна открыты. Нагнетаемый через впускное окно 4 воздух вытесняет из цилиндра оставшиеся в нем отработавшие газы, которые выходят через выпускное окно 7. Таким образом происходит очистка цилиндра от отработавших газов (продувка) и заполнение его свежим зарядом.

Движущийся вверх поршень 8 сначала закрывает впускное окно, а затем выпускное окно. С этого момента начинается процесс сжатия, в конце которого через форсунку 6 впрыскивается топливо.
Таким образом, за первую половину оборота коленчатого вала совершаются процессы наполнения и сжатия, и начинается сгорание топлива.

Второй такт (рис. 3. б) происходит при движении поршня ВМТ к НМТ. В результате выделения теплоты при сгорании топлива повышается температура и давление внутри цилиндра. Поршень перемещается вниз, совершая полезную работу.
Как только поршень открывает выпускное окно, отработавшие газы под давлением начинают выходить в окружающую среду. К моменту открытия впускного окна давление внутри цилиндра снижается на столько, что возможна очистка цилиндра путем вытеснения отработавших газов свежим зарядом воздуха, подаваемым в цилиндр насосом 3.
Этот процесс называется продувкой цилиндра. При этом одновременно с вытеснением отработавших газов происходит наполнение цилиндра свежим зарядом. Далее все процессы повторяются в той же последовательности.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя аналогичен рабочему циклу двухтактного дизеля. Отличие состоит в том, что в цилиндр поступает не чистый воздух, а горючая смесь, и в конце процесса сжатия в цилиндре посредством свечи зажигания подается искра, в результате чего происходит воспламенение горючей смеси.

Существенными недостатками двухтактных двигателей является их низкая топливная экономичность и меньший срок службы по сравнению с четырёхтактными двигателями. Объясняется этот недостаток тем, что при продувке цилиндра (или цилиндров) свежая горючая смесь частично удаляется вместе с отработавшими газами, поскольку, в отличие от четырехтактного двигателя, выпуск и впуск газов протекает одновременно.
Этими недостатками, а также большей токсичностью отработавших газов объясняется ограниченное применение двухтактных двигателей на автомобилях.

Источник

Двухтактный двигатель: устройство и принцип работы, отличия от четырехтактного

Двигатели внутреннего сгорания построены по одному принципу – энергия сгорания топлива превращается в кинетическую энергия вращения коленвала. Существуют два типа моторов – двухтактные и четырехтактные. Оба обладают своими преимуществами и недостатками, попробуем разобраться в чем отличия.

Принцип работы ДВС

Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из впуска и выпуска происходящего за один оборот коленчатого вала, тогда как 4-х тактный имеет следующие циклы — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. И протекают они за два оборота маховика. В двигателе с 4 тактами впуск и выпуск осуществляются в виде разных процессов, в двухтактнике они совмещены со сжатием топливной смеси и расширением рабочих газов. Принцип действия двухтактного двигателя:

Двухтактный дизельный двигатель работает по такому же принципу, только у него отсутствует свеча зажигания, а воспламенение топлива происходит от сжатия. Поэтому степень сжатия в дизельных двс намного выше бензиновых.

Особенности мотора с двумя тактами

Двухтактный двигатель совершает полный цикл за один оборот коленвала, это позволяет получить большую удельную литровую мощность чем у 4-х тактного движка при тех же оборотах двигателя. Однако, кпд двухтактника будет ниже из-за несовершенства механизма фаз газораспределения, неизбежных потерь топливной смеси в процессе продувки и неполного рабочего хода поршня.

Двухтактный двигатель сильно греется, потому что во время работы высвобождается большая тепловая энергия. Иногда может потребоваться дополнительное охлаждение. В мотоциклах редко используются двухтактные моторы с большим количеством цилиндров, чаще всего применяется одноцилиндровый мотор с воздушным охлаждением.

При работе по двухтактному циклу поршень совершает меньше движений за один такт, а нагрузка вспомогательных газораспределительных, смазочных и охлаждающих систем на коленвал ниже или отсутствует совсем. Поэтому износ поршневой группы у них будет ниже. Если для легкой техники это не является решающим фактором, то тихоходный двухтактный дизельный двигатель может иметь в несколько раз больший ресурс, чем все остальные двс. Поэтому они нашли широкое распространение в тепловозах, генераторах, судовых двигателях.

Двухтактный бензиновый двигатель быстрее набирает обороты максимальной мощности. Этим активно пользуются мотоспортсмены, особенно в кроссовых дисциплинах, когда необходим мгновенный отклик на рукоятку газа. Кроме того, он проще в обслуживании, дешевле и легче четырехтактного.

Расход топлива у двухтактника будет выше на 25-30 %, шумность и вибрации тоже. Двигатель невозможно вписать в жесткие экологические нормы, даже если использовать инжекторные системы впуска и наддув. Большой расход воздуха требует применения специальных воздушных фильтров.

Система смазки и приготовление топлива

Работа двухтактного двигателя требует эффективной смазки движущихся узлов. Централизованная раздельная система смазки с масляным насосом, как у четырехтактных двигателей, здесь отсутствует, поэтому масло добавляется в бензин в соотношении 1:25 – 1:50. Полученный состав, находясь в поршневой и кривошипно-шатунной камере, смазывает подшипники шатуна, стенки цилиндра и поршневые кольца. При воспламенении воздушной смеси масло сгорает и удаляется вместе с выхлопными газами.

Моторное масло должно быть специальное — для двухтактного двигателя, обычно оно имеет маркировку 2Т на канистре. Использование обычного автомобильного масла недопустимо по ряду причин:

Подачу смазки в двухтактный двигатель можно осуществить двумя способами. Первый и самый простой – смешивать с топливом в нужной пропорции. Второй – это раздельная система смазки двухтактного двигателя, когда состав из топлива и масла готовится непосредственно перед попаданием внутрь в специальном патрубке. В этом случае устанавливается отдельный бачок для масла, а его подача осуществляется с помощью специального плунжерного насоса.

Эта система получила широкое распространение на современных мотоциклах и скутерах. Кроме удобства использования (теперь не нужно доливать масло в бак на глаз каждую заправку), происходит серьезная экономия масла, потому что впрыск его зависит от оборотов двигателя. На холостых оборотах пропорция масла может составлять всего 1:200.

Тюнинг двухтактного двигателя

Любой двухтактный мотор имеет возможности для форсировки. Увеличение мощности при таком же объеме оправдано в спорте, а в повседневной эксплуатации двигатель становится эластичнее и экономичнее. Основные способы доработки:

Эксплуатация и причины поломки двигателей

Чаще всего двухтактные моторы встречаются в мототехнике, лодочных двигателях, газонокосилках, цепных пилах и прочих устройствах, где требуется применение легкого и надежного двигателя. Тем не менее, даже такой простой по конструкции движок может выйти из строя из-за нарушения правил эксплуатации.

Чтобы продлить срок службы и отсрочить капремонт, следует провести правильную обкатку двухтактного лодочного или мотоциклетного мотора. Для этого пропорция масла смешиваемого с бензином должна быть немного выше установленной для нормальной эксплуатации. На такой смеси дать двигателю поработать в режиме неполной мощности несколько часов, что эквивалентно 500-1000 км пробега для скутера и мотоцикла.

Все же из-за токсичности выхлопа двухтактные двигатели постепенно вытесняются современными четырехтактными. Они продолжают использоваться только там, где требуется высокая удельная мощность при минимальной массе и простоте конструкции – мототехника, бензопилы и триммеры, модели самолетов и многое другое.

Источник

Работа двухтактного двигателя

Помимо всем известных четырехтактных двигателей, которые используются в автомобилях, есть еще двигатели двухтактного действия, которые устанавливают на технические агрегаты: бензопилы, мотоциклы, газонокосилки, квадроциклы, скутеры, моторные лодки и т.д. Основное отличие двухтактного от четырехтактного двигателя — это принцип работы ДВС. Кроме этого, 2-х тактные моторы меньше по габаритам, способны развивать меньшую мощность и, следовательно, имеют меньший КПД.

Устройство двухтактного двигателя

Конструкция такого мотора проще, чем у четырехтактного. В двухтактного ДВС нет газораспределительного механизма. Двигатель состоит из блока цилиндра, в котором располагается коленвал на подшипниках.

Головка шатуна ложится в специальное для нее место — шейка вала. Между головкой шатуна и шейкой вала — вкладыши, которые фиксируются корончатыми гайками.

Верхняя часть шатуна крепится с поршнем посредством пальца. Палец — это пустотелый цилиндр, который служит соединительными элементом конструкции шатун-поршень.

На поршне в специальные канавки по периметру в верхней части устанавливаются компрессионные кольца, от которых зависит компрессия двигателя.

Движущим элементом в двигателе внутреннего сгорания является топливно-воздушная смесь, которая сгорая создает энергию, толкающая поршень вниз. От движения поршня вверх-вниз происходит вращения коленчатого вала. На коленвале закрепляется маховик, который передает вращение дальше, то есть валу коробки и так далее.

Охлаждение двухтактного двигателя осуществляется через ребра наружного блока. Кроме внешнего охлаждения, некоторая часть охлаждения идет от масла, которое содержится в бензине.

В двухтактные двигатели заливается бензин, в которое добавлено специальное моторное масло. Например, для газонокосилки Штиль, на 5 литров бензина, надо добавить 100 грамм, то есть, соотношение бензина к маслу 50:1. Именно столько количества масла отлично смазывает трущиеся поверхности цилиндр с кольцами поршня.

Принцип работы

Один оборот коленчатого вала является одним циклом рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания.

В картер двигателя топливная смесь попадает через окно, открывающееся за счет вакуума при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). При этом движении также открывается окно для выброса газов сгоревшей смеси. Через милисекунды открывается продувочное окно. Через продувочное окно подается новая порция топлива.

Как повысить мощность

Как и 4-х тактные двигатели, 2-х тактные можно усовершенствовать, сделать, так называемый, чип-тюнинг.

Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:

Чтобы часть цилиндра под поршнем заполнялась полностью, надо осмотреть впускные и выпускные каналы, возможно, на отверстиях есть царапины, задиры, сколы. Такие мелкие дефекты влияют на скорость движения топлива и газов.

Для лучшего эффекта повышения мощности можно отфрезеровать и затем отшлифовать головка блока цилиндров (ГБЦ).

Не рекомендуется уменьшать вес деталей двигателя, так как из-за увеличения разности противовеса, нарушения центра тяжести, может увеличиться торцевое биение маховика и коленвала.

Как увеличить тягу

Тяга двухтактных моторов зависит от открытия дроссельной заслонки. С резким возрастание оборотов двигателя, возрастает тяга. Отсюда следует, что, для того, чтобы уменьшить время разгона ДВС, надо увеличить рабочий объем цилиндра.

Когда двигатель работает на низких оборотах, качественная тяга повышает приемистость, увеличивает скорость разгона — ускорение.

Тягу также можно увеличить путем замены клапанов на специальные и настроить их так, чтобы они держались в открытом положении дольше, чем обычные.

Проблема с продувкой

Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.

Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).

Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.

Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.

Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.

Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.

Видео

На скутеры устанавливаются двухтактные двигатели 2Т или 4 Т. Какой лучше?

Анимация работы двухтактного двигателя.

Двухтактный двигатель Stihl (Штиль) в разрезе.

В этом видео — работа двухтакного двигателя.

Источник

Видео

как работает двухтактный двигатель

Как работает двухтактный двигатель скутера | Анимация

2 ТАКТА. Попробуем понять…

Принцип работы двухтактного двигателя / The principle of a two-stroke engine

Stihl (штиль) Наглядный пример работы 2-х тактного двигателя.

Познавательное с FCT «Устройство 2 тактного двигателя»

Смазка двухтактного двигателя

Как работает двухтактный двигатель ? 3D анимация Mozaik Education

Рабочие циклы четырёхтактного дизельного двигателя с наддувом

Как работает двухтактный двигатель бензопилы Хускварна. Принцип работы.

Рабочие циклы двухтактных двигателей — Студопедия

Поделись  

Двухтактные двигатели могут быть бензиновыми и дизелями. Общим для всех типов двухтактных двигателей является использование потока свежей смеси или воздуха для удаления отработавших газов из цилиндра — так называемой продувки, которая осуществляется различными способами.

Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой изображена на рис.6, а соответствующая индикаторная диаграмма рабочего цикла — на рис.7.

Рис. 6

Схема устройства и работы двухтактного двигателя с искровым зажиганием

1 — канал из кривошипной камеры; 2 — продувочное окно; 3 — поршень; 4 — цилиндр;

5 —свеча; 6 — выпускное окно; 7 — впускное окно; 8 — карбюратор; 9 — кривошипная камера

У двигателей этого типа (рис.6) в стенке цилиндра (4) сделаны три окна: впускное (7), продувочное (2) и выпускное (6). Картер (кривошипная камера) (9) двигателя изолирован от атмосферы. К впускному окну (7) присоединен карбюратор (8). Продувочное окно (2) сообщается каналом (1) с кривошипной

камерой (9) двигателя.

Рабочий цикл в двигателе происходит следующим образом.

Поршень (3) движется от н.м.т. к в.м.т. (рис.6, а), перекрывая в начале хода продувочное окно (2), а затем выпускное (6).

После этого в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Изменение давления в цилиндре на данном этапе отображает кривая fa′c на индикаторной диаграмме (рис.7). В это время в кривошипной камере (9) (рис.6, а) создается разрежение. Как только нижняя кромка направляющей части (юбки) поршня откроет впускное окно (7), через него из карбюратора (8) в кривошипную камеру (9) засасывается горючая смесь.

Когда поршень находится близко к в.м.т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой свечи (5). При сгорании смеси давление газов (продуктов сгорания) резко возрастает. Повышение давления в цилиндре показывает кривая cz на индикаторной диаграмме (рис. 7).

Под давлением газов поршень перемещается к н.м.т. (рис.6, б). В цилиндре происходит расширение газов, которое на индикаторной диаграмме (рис.7) иллюстрирует кривая zb. Как только поршень, двигаясь вниз, закроет впускное окно (7) (рис.6, б), в кривошипной камере (9) начнется сжатие ранее поступившей в нее горючей смеси.

В конце хода поршень открывает выпускное окно (6) (рис.6, в), а затем и продувочное (2). Через открытое выпускное окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой горючей смеси в кривошипной камере будет выше, чем давление отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из кривошипной камеры по каналу (1) входит в цилиндр и, заполняя его, выталкивает остатки отработавших газов через выпускное окно наружу. Кривая bаfа′ на индикаторной диаграмме (рис.7) отображает изменение давления в цилиндре во время процессов выпуска и продувки.

Рабочий цикл двухтактного дизеля протекает аналогично рабочему циклу двухтактного карбюраторного двигателя и отличается только тем, что у дизеля в цилиндр поступает не горючая смесь, а воздух, который в результате сжатия нагревается, и впрыснутое форсункой топливо самовоспламеняется.

Чтобы обеспечить хорошую очистку и наполнение цилиндра, в большинстве современных быстроходных двухтактных дизелей применяют специальные продувочные насосы (нагнетатели).

Схема работы двухтактного бескомпрессорного дизеля с нагнетателем изображена на рис.8, а соответствующая индикаторная диаграмма — на рис.9.

Когда поршень (4) (рис.8, а) расположен вблизи н.м.т., продувочные отверстия (6) (окна) открываются и через них в цилиндр (3) из воздушной камеры (2), окружающей цилиндр, под давлением поступает воздух.

В камеру (2) воздух подается нагнетателем (5). В это время открыт выпускной клапан (1), и воздух, вытесняя из цилиндра отработавшие газы, заполняет цилиндр. Продувка продолжается до тех пор, пока поршень, двигаясь к в. м.т., не перекроет продувочные отверстия.

Затем закрывается выпускной клапан, и поршень сжимает воздух (рис.8, б). На индикаторной диаграмме (рис.9) изменение давления в цилиндре при ходе поршня от н.м.т. до в.м.т. иллюстрируется кривой a’afc, a при сжатии воздуха — кривой fc.

Когда поршень находится около в.м.т., в цилиндр через форсунку (7) впрыскивается распыленное топливо (рис.8, в), которое при соприкосновении со сжатым воздухом воспламеняется. Часть топлива быстро сгорает при постоянном объеме. Повышение давления при этом показано на индикаторной диаграмме (рис.9) в виде кривой cz’. Остальная часть топлива сгорает в начале движения поршня от в.м.т. к н. м.т., поэтому в цилиндре в течение небольшого отрезка времени поддерживается почти постоянное давление. Кривая z’z характеризует процесс предварительного расширения газов.

Рис 9

Индикаторная диаграмма двухтактного дизеля с нагнетателем

Далее при движении поршня к н.м.т давление падает и происходит последующее расширение газов, которое отображается кривой zb. Таким образом, весь процесс расширения газов на индикаторной диаграмме характеризуется кривой z’zb.

В конце хода поршня к н.м.т. открывается выпускной клапан (1) и начинается выпуск отработавших газов (рис.8, г). К тому моменту, когда поршень открывает продувочные отверстия (6), часть отработавших газов уже успевает выйти наружу, давление в цилиндре падает и начинается продувка цилиндра воздухом. Продувка цилиндра продолжается и при последующем перемещении поршня вверх (рис.8, а). Кривая bа′af на индикаторной диаграмме (рис.9) иллюстрирует изменение давления в цилиндре при процессах выпуска газов из цилиндра и продувки его.

В дальнейшем все процессы повторяются в такой же последовательности.

Различают контурные и прямоточные схемы продувки двухтактных двигателей. В контурных схемах движение потока горючей смеси или воздуха происходит по контуру цилиндра. Эти схемы могут быть с поперечной (рис.10, а) и с петлевой (рис.10, б) продувкой. Управление продувочными и выпускными органами распределения связано с движением поршня.

В прямоточных схемах (см. рис.8) горючая смесь или воздух движется параллельно оси цилиндра, не меняя своего направления. Прямоточная продувка обеспечивает лучшую очистку цилиндра, чем контурная.



2-тактный цикл — журнал о газовых двигателях

Все мы знаем, что такое 2-тактный двигатель, верно? Это тот маленький жужжащий двигатель, который приводит в действие травоядную или цепную пилу! Они существуют столько, сколько мы себя помним, и мы не придаем им большого значения. Просто подмешайте немного масла в газ, и они сделают свою работу. Мы считаем само собой разумеющимся, что они называются 2-тактными, потому что на самом деле термин должен быть «2-тактным циклом», что означает два хода поршня, один вверх и один вниз, для завершения рабочего цикла с созданием мощности. при каждом обороте коленчатого вала. Схема на Фото 1 это хорошо показывает.

Тогда можно было бы спросить, что такое 4-тактный двигатель? Опять же, правильным термином должен быть «4-тактный цикл», поскольку для завершения одного силового цикла требуется четыре хода поршня. Сначала поршень опускается на такте впуска, затем он снова поднимается на такте сжатия, затем снова опускается на такте рабочего цикла и, наконец, снова поднимается на такте выпуска. Схема на Фото 2 хорошо это показывает. Обратите внимание, что 4-тактный двигатель имеет только один рабочий такт на каждые два оборота коленчатого вала по сравнению с 2-тактным двигателем рабочий такт на каждый оборот коленчатого вала.

Я хочу немного изучить разнообразную историю двухтактного цикла, включая то, кто его изобрел и как он появился, но сначала давайте взглянем на четырехтактный цикл, поскольку он был изобретен до двухтактного цикла. тактный цикл двигателя.

Возможно, первая мысль построить двигатель, использующий энергию взрыва (внутреннее сгорание), возникла у кого-то, наблюдавшего за пушечным огнем. Представьте ствол как цилиндр, а ядро ​​как поршень. Аккуратная концепция, и многие пытались, но немногие преуспели. Атмосферные двигатели были неэффективны, шумны и опасны, а удельная мощность была ужасной. Так что делать?

В Германии Николаус Август Отто (Фото 3) глубоко задумался над этим. Он понимал термодинамику и знал о цикле Карно, теории идеального цикла эффективности, которого невозможно достичь. У него было терпение, и он рассудил, что если сжать заряд, то получит больше мощности. В 1876 году он был готов выпустить на рынок первый в мире четырехтактный двигатель (фото 4). Это был успех, и вскоре в Германии, Великобритании и США были построены сотни самолетов.

Но, как говорится, кто-то всегда будет пытаться построить лучшую мышеловку, и, таким образом, наша история о двухтактном цикле начинается. Пересекая Ла-Манш в Шотландию, мы встречаем Дугальда Клерка (фото 5). Всего через два года после изобретения Отто Клерк модифицировал двигатель Брайтона, чтобы он производил мощность при каждом обороте коленчатого вала. Привет, 2-цикл! Это была новая идея, с которой никто раньше не сталкивался.

Клерк родился в Глазго, Шотландия, 31 марта 1854 года, в семье Дональда Клерка, машиниста. Он изучал инженерное дело в Андерсон-колледже в Глазго и Йоркширском научном колледже в Лидсе. Блестящий инженер, он также разбирался в термодинамике и мог рассчитать давление в двигателе, температуру и мощность. Во время Первой мировой войны он был директором инженерных исследований Адмиралтейства. За это он был посвящен в рыцари как сэр Дугальд. Он строил газовые двигатели, писал технические книги и внес большой вклад в разработку двухтактного цикла. Многие считают его отцом этого двигателя. Он скончался 12 ноября 19 года.32, Юхерст, графство Суррей, Англия.

Цель

Клерка состояла в том, чтобы построить двигатель, который производил мощность при каждом ходе поршня вниз и использовал сжатие для повышения эффективности. Он был успешным, но его конструкция требовала использования отдельного поршня для зарядки силового цилиндра, и он использовал клапаны. В 1880 году, через четыре года после прорыва Отто, Клерк получил патент США на свою машину (фото 6). Это было громоздко, с использованием двух золотниковых клапанов и тарельчатого клапана, а также второго цилиндра, но сэр Дугалд доказал свою точку зрения, создав двигатель, который производил мощность при каждом обороте коленчатого вала.

Клерк был неутомимым инженером и изобретателем и продолжал совершенствовать свой двигатель. Обратите внимание на вид в разрезе более позднего двигателя на Фото 7. Это гораздо более сложная машина, с силовым циклером, приводящим в действие коленчатый вал, и цилиндром насоса, прикрепленным к штифту в маховике. В нем по-прежнему использовался золотниковый клапан для зажигания, но теперь между цилиндрами был автоматический тарельчатый клапан. Звучит знакомо, любители двигателей? Да, он очень похож на двигатель Reid, производимый в Ойл-Сити, штат Пенсильвания.

Оставив сэра Дугалда работать над своим двигателем в Шотландии, мы пересекаем Адрианов вал в Англию и останавливаемся в красивом городе Бат, где встречаем очень уникального человека, Джозефа Генри Дэя. Дэй родился в Лондоне в 1855 году и стал хорошо образованным инженером, окончив престижную инженерную школу в Хрустальном дворце. Он переехал в город Бат и основал металлургический завод Виктория, который прославился производимыми им кранами. Он заинтересовался газовыми двигателями и решил, что может сделать лучше. Я немного воздержусь от обсуждения его разработки двигателя, чтобы продолжить его несколько эксцентричную жизнь и кончину.

Дэй остался холостяком и большую часть жизни прожил в отцовском доме. В некотором смысле он был гениален, но был склонен участвовать в слишком многих проектах. Накопив состояние на своем заводе Victoria Iron Works, он занялся механизированным производством хлеба. Из-за огромных колебаний рынка он потерял все. Ввергнутый в депрессию из-за этой трагедии, он постепенно понял, что зарабатывает еще одно состояние на доходах от продажи своих двигателей, особенно тех, которые были лицензированы в Америке и производили двигатели для лодок-денди. Оказавшись снова на вершине мира, он занялся спекуляцией нефтью в Англии. Это было безумием, и, несмотря на его энергичные усилия, он снова остался без гроша в кармане. Канул в Лету в 1925, и считается, что он умер в 1946 году. Никто не знает точно, где и когда. Какая ужасная судьба для джентльмена, который разработал двигатель, которым сегодня пользуются почти все.

Итак, давайте вернемся в Бат и навестим Дэя, пока он трудится на своем металлургическом заводе в Виктории. «Мне казалось, что все газовые двигатели в том виде, в каком они производились, были излишне сложными и, следовательно, дорогими в производстве, и что единственный шанс пробиться на рынок двигателей — это разработать что-то гораздо более простое», — писал Дэй.

Со Дэй разработал двухпортовый двухтактный двигатель с одним автоматическим клапаном. Для двигателя требовался закрытый картер с тарельчатым клапаном на стороне, которая открывалась, когда поршень поднимался вверх. Когда поршень опускался, он открывал отверстия или «порты» в стенке цилиндра, которые позволяли передавать заряд из картера в силовую часть цилиндра. Замечательно просто. Он получил британский патент на свой дизайн 14 апреля 1891 года и американский патент 6 августа 189 года.5 (Фото 8).

Этот дизайн был легким и универсальным; и он производил мощность при каждом обороте коленчатого вала. Одной из первых американских фирм, получивших лицензию на этот двигатель, была компания Palmer Brothers Engine Co. из Кос-Коб, штат Коннектикут (фото 9), которая быстро поняла, что благодаря отличному соотношению мощности и веса он станет идеальным двигателем для небольших лодок. Действительно, так было и остается сегодня, поскольку многие «двухтактники» придерживаются этой идентичной конструкции. Если бы только Дэй знал.

Двухпортовый двигатель Day, безусловно, произвел революцию в практике газовых двигателей; но это было еще не все. Представьте себе полный и функциональный двигатель всего с тремя движущимися частями. Невозможно? Менее чем через два года после патента Дэя на два порта один из его сотрудников, Фредерик Уильям Кэсуэлл Кок (1863-1919 гг.44) сконструировал такой двигатель. Кок получил английский патент на свою конструкцию 15 октября 1892 года и сразу же передал его Дэю. Американский патент был получен в 1895 году (Фото 10). Олицетворение простоты.

Немного изучив патентный чертеж, можно увидеть двигатель с закрытым картером, а все функции впуска и выпуска контролируются поршнем, проходящим через три порта. Заставляет задуматься, почему его не изобрели раньше. Слишком просто? На фото 11 показан двигатель Day-Cock объемом 189 л.с.2 выставлены в Немецком музее в Мюнхене, Германия. Потомки этих гениальных машин до сих пор производятся во всех размерах и описаниях. И, конечно же, у них всего три движущихся части: поршень, шатун и коленчатый вал.

Мы закончим наше путешествие в Музее энергетики Кулспринг, чтобы посмотреть, что там может скрываться. Сначала смотрим на того маленького Бессемера в Доме Основателя (Фото 12). Это двухпортовый с клапаном. Обратите внимание, что выхлоп выходит через нижнюю часть цилиндра через отверстие, а клапан находится справа от него. Это было очень успешно, и преемники Бессемера до сих пор строят двухтактный цикл в некоторых очень больших машинах. Далее мы находим аккуратный маленький вертикальный National Transit, показанный на Фото 13. Клапан — это устройство с левой стороны двигателя. В музее их гораздо больше, но эти два служат прекрасными образцами.

В Доме Основателя возле Бессемера находится двухтактный масляный двигатель Mietz & Weiss, трехходовой без клапанов (Фото 14). Другим прекрасным примером является аккуратный маленький пожарный насос Fairbanks-Morse, в котором используется двухцилиндровый трехходовой двигатель Waterman. Он был спроектирован максимально легким, чтобы пара лесников могла отнести его к костру, разжечь и откачать воду. См. Фото 15.

На этом мой краткий рассказ о двухтактном двигателе заканчивается. Чтобы быть кратким, я намеренно опустил детали, но читатель, который копнет глубже, будет щедро вознагражден. И в следующий раз, когда вы просматриваете Lowe’s или Home Depot, посмотрите на все эти двухтактные двигатели на различных садовых и садовых инструментах и ​​​​попытайтесь решить, двух- или трехпортовые они. Они вспоминают Джозефа Дэя. Интересно, догадывался ли он когда-нибудь, сколько их будет и как долго они будут использоваться?

Пол Харви — основатель Музея энергии Кулспринг. Свяжитесь с музеем по адресу P.O. Box 19, Coolspring, PA 15730 • (814) 849-6883

4 Stroke and 2 Stoke Engine Cycles Explained

15/04/2016 by Simon Cox

Cycles of Operation

Прежде чем объяснять рабочие циклы двигателя, необходимо сначала определить несколько терминов, которые мы будем использовать.

«ЦИКЛ» относится к одной полной последовательности операций, необходимых для производства мощности в двигателе. Цикл непрерывно повторяется при работающем двигателе. Дизельные двигатели могут быть рассчитаны на выполнение цикла один раз за каждый оборот коленчатого вала или один раз за каждые два оборота коленчатого вала.

«ХОД» — это движение поршня вверх или вниз внутри цилиндра. Крайние точки хода называются верхней и нижней мертвыми точками, когда поршень меняет направление своего движения. Каждый поршень совершает два хода за каждый оборот коленчатого вала.

«ВЕРХНЯЯ МЕРТВАЯ ТОЧКА» или ВМТ — это точка, в которой поршень перестает двигаться вверх в цилиндре и снова начинает двигаться вниз. И наоборот, «НИЖНЯЯ МЕРТВАЯ ТОЧКА», или НМТ, — это точка, в которой поршень перестает двигаться вниз и снова начинает двигаться вверх.

Четырехтактный цикл

Как следует из названия, этот цикл работы завершается каждые четыре хода поршня или один раз каждые два оборота коленчатого вала.

Как двигатели с искровым зажиганием (бензиновые), так и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные) могут быть спроектированы для работы по этому циклу. Разница между этими двигателями заключается в способе воспламенения топлива. В бензиновом двигателе (искровое зажигание) бензино-воздушная смесь воспламеняется дугой высокого напряжения на контактах свечи зажигания. В дизельном двигателе (воспламенение от сжатия) распыленная форма дизельного топлива впрыскивается в горячий сжатый воздух цилиндра, и происходит самовоспламенение.

Каждый из четырех ходов поршня играет определенную роль в работе двигателя, и каждая часть операции должна происходить по очереди и в правильный момент, чтобы двигатель работал.

Четыре хода поршня называются «впуск», «сжатие», «мощность» и «выпуск». Их довольно неофициально иногда называют «сосать», «сжимать», «хлопать» и «дуть».

Индукция :

Цикл начинается, когда поршень находится в верхней мертвой точке цилиндра. Впускной клапан открыт, когда поршень движется вниз внутри цилиндра. Это движение вниз вызывает всасывание воздуха через открытый впускной клапан.

Сжатие :

Когда поршень достигает нижней точки своего хода (нижней мертвой точки), впускной клапан закрывается. Поскольку выпускной клапан также закрыт, объем воздуха над поршнем теперь заключен между днищем поршня, стенкой цилиндра и головкой цилиндра. По мере того, как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень толкается вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух. Работа, совершаемая над воздухом при его сжатии, вызывает его нагрев.

Мощность :

Непосредственно перед верхней мертвой точкой распыленный туман дизельного топлива впрыскивается в цилиндр через топливную форсунку в головке блока цилиндров. После небольшой задержки (известной как задержка воспламенения) это топливо само воспламеняется в горячем сжатом воздухе. Сгорание этого топлива вызывает быстрое и значительное повышение давления внутри цилиндра, и это давление действует вниз на днище поршня. Таким образом, поршень движется к нижней мертвой точке, вращая коленчатый вал.

Выхлоп :

Вблизи нижней мертвой точки рабочего хода открывается выпускной клапан, и по мере того, как поршень перемещается вверх внутри цилиндра, все продукты сгорания и выхлопные газы вытесняются из агрегата. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, выпускной клапан закрывается, а впускной открывается, готовясь к повторению цикла.

Как видно из предыдущих диаграмм, в четырехтактном цикле каждый блок развивает мощность только один раз за каждые четыре такта. Три четверти времени движение поршня должно приводиться в движение вращающимся коленчатым валом. Двигатели с менее чем четырьмя цилиндрами, работающие в четырехтактном цикле, имеют большие маховики на коленчатом валу — энергии, «запасенной» в инерции вращающегося маховика, достаточно, чтобы поддерживать вращение двигателя, даже когда нет ни одного агрегата на рабочем такте. Двигатели с четырьмя и более агрегатами устроены таким образом, что на такте рабочего хода всегда находится агрегат.

Двухтактный цикл

Как следует из названия, двухтактный цикл завершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. Два такта известны как такты сжатия и такты расширения.

Все тихоходные дизели работают по двухтактному циклу, некоторые средне- и высокоскоростные дизели работают по двухтактному циклу.

Гильзы тихоходных дизельных двигателей обычно имеют «отверстия для продувки», прорезанные в нижней части гильзы, чтобы воздух для горения поступал в цилиндр. Некоторые конструкции (в основном старые двигатели) также имеют «выпускные отверстия» над отверстиями для продувки. Более современные двухтактники имеют выпускной клапан на головке блока цилиндров. Средне- и высокоскоростные двухтактные двигатели обычно имеют обычные впускные и выпускные клапаны на головке блока цилиндров.

Из-за малого относительного перемещения поршня при продувке в двухтактном двигателе продувочный воздух должен находиться под более высоким давлением, чем атмосферное, чтобы при открытии впускного клапана или разблокировке продувочных отверстий воздух поступал в цилиндр – поршень мало влияет на всасывание продувочного воздуха.

Приведенные ниже схемы относятся к низкоскоростному двухтактному двигателю с продувочным и выпускным отверстиями, однако процесс одинаков для двигателей с продувочными отверстиями и одним выпускным клапаном, а также для двигателей с впускным и выпускным клапанами. На диаграммах показано относительное время подачи продувочного воздуха и выхлопной продувки агрегата. Старые тихоходные двигатели имеют как продувочные, так и выпускные отверстия во вкладышах. Синхронизация двигателя в этих двигателях определяется тем, что поршень закрывает и открывает эти отверстия во время цикла двигателя. Более новые, более мощные низкоскоростные двигатели обычно имеют один выпускной клапан в головке блока цилиндров, приводимый в действие гидравлическим приводом от распределительного вала. Продувка этих двигателей по-прежнему осуществляется портами в нижней части гильзы, которые закрываются и открываются поршнем.

Ход сжатия:

Во время такта сжатия в двухтактном двигателе поршень начинается с нижней части гильзы цилиндра и начинает двигаться вверх. Поршень сначала закрывает отверстия для продувки (или впускной клапан воздуха, если он установлен, закрыт), предотвращая попадание в блок дополнительного воздуха для продувки. Выпускное отверстие на этом этапе еще не закрыто (или выпускной клапан, если он установлен, все еще открыт). По мере того, как поршень продолжает движение вверх, выпускные отверстия блокируются (или выпускной клапан закрывается) и начинается сжатие захваченного воздуха.

Когда выпускное отверстие заблокировано или выпускной клапан закрыт, поршень продолжает двигаться вверх внутри гильзы цилиндра, а захваченный воздух сжимается. Работа, выполняемая при сжатии воздуха, заставляет его нагреваться до такой температуры, что при впрыскивании в него распыленного топлива (обычно за 5 градусов до верхней мертвой точки) топливо после короткой задержки, известной как задержка воспламенения, самовоспламеняется. в горячем сжатом воздухе. Быстрое расширение, вызванное сгоранием топлива, воздействует на днище поршня, и поршень движется вниз внутри гильзы.

Рабочий ход :

Когда топливо воспламеняется в горячем сжатом воздухе, давление над поршнем быстро увеличивается. Этому давлению негде сбросить давление, поэтому поршень оттесняется вниз в гильзе цилиндра. Это движение поршня вниз приводит во вращение коленчатый вал, производя полезную работу на выходном валу двигателя. Поршень движется вниз внутри гильзы во время «такта расширения» до тех пор, пока выпускное отверстие во гильзе не будет закрыто (или не откроется выпускной клапан, если он установлен). В этот момент любое давление, оставшееся внутри цилиндра, сбрасывается, и как только впускное отверстие для продувочного воздуха открывается, в цилиндр поступает свежий воздух для следующего цикла. Когда поршень достигает нижней мертвой точки, рабочий цикл начинается снова.

Вращение кулачка/коленчатого вала

В четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается дважды каждый раз, когда цикл операций завершается. В течение цикла каждая операция должна быть завершена один раз, т.е. впускной клапан открывается и закрывается один раз, топливо впрыскивается один раз и выпускной клапан открывается и закрывается один раз. Поскольку каждая из этих операций управляется распределительным валом, видно, что распределительный вал должен провернуться один раз за каждый цикл.

В двухтактном двигателе коленчатый вал вращается один раз при каждом завершении цикла операций. Во время цикла, как и в четырехтактном двигателе, каждая операция завершается один раз, и видно, что для этого распределительный вал должен повернуться один раз.

Таким образом, в четырехтактном двигателе коленчатый вал вращается ДВАЖДЫ за цикл, а распределительный вал вращается ОДИН раз. Распределительный вал вращается с половиной частоты вращения коленчатого вала.

В двухтактном двигателе коленчатый и распределительный вал вращаются с одинаковой скоростью, т. е. оба совершают один оборот каждый раз, когда цикл завершается.

Нравится:

Нравится Загрузка…

• Проблема: *
  
  Нарушение принципов сообщества
  Ошибка содержимого
  Неработающие ссылки
  Другая проблема

• Ваше имя: *
  

• Ваш адрес электронной почты: *
  

• Подробности: *
  

Работа двухтактного двигателя

Редакция CarTrade

Суббота, 2 января 2010 г., 00:00 IST

Если вы пользуетесь рикшей, вы, должно быть, заметили, что некоторые рикши помечены как двухтактные двигатели, а некоторые помечен как четырехтактный.

Возможно, вы даже заметили, что эти рикши «чувствуют себя по-разному» друг от друга!

Сегодня Шива смотрит на двухтактный двигатель и объясняет, как он работает.

Четырехтактный двигатель по сравнению с двухтактным

В четырехтактном двигателе поршни перемещаются вперед и назад четыре раза, чтобы произвести один рабочий такт. Первые три такта холостого хода (выпуск, всасывание и сжатие) не производят мощности. Чтобы уменьшить количество тактов на холостом ходу, были изобретены двухтактные двигатели, в которых все операции, включая всасывание, сжатие, мощность и выпуск, выполняются только за два такта. Двухтактный цикл также известен как двигатель цикла Кларка, названный в честь его изобретателя, г-на Дугала Кларка, который изобрел его в 1880 году.0003

Работа двухтактного двигателя

Давайте рассмотрим два такта в двухтактном двигателе.

В небольших двигателях выпускные и впускные отверстия выполнены в блоке цилиндров. Когда поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ) во время рабочего такта, он открывает выпускное отверстие. Из-за этого раскрытия порта выхлопные газы могут выходить. По мере того, как поршень движется вниз еще немного, он также открывает впускное отверстие, которое обычно расположено напротив выпускного отверстия. За счет открытия поршнем впускного отверстия в цилиндр поступает свежий заряд.

Следовательно, всасывание и выпуск выполняются за один ход.

Когда поршень перемещается от НМТ к ВМТ, он закрывает как впускное, так и выпускное отверстия, поэтому заряд захватывается и сжимается. Это начало такта сжатия. Когда поршень достигает ВМТ, от свечи зажигания возникает искра, и заряд (смесь воздуха и топлива) воспламеняется. Заряд расширяется из-за быстрого сгорания, вызванного взрывом, и это заставляет поршень с силой двигаться вниз. Это известно как силовой удар.

При этом, когда поршень находится в ВМТ, юбка поршня обнажает отверстие в блоке цилиндров, откуда свежий заряд поступает в картер за счет частичного разрежения, создаваемого коленчатым валом и его весом. После этого, когда поршень начинает движение вниз в рабочем такте, заряд, поступивший в картер, прижимается кривошипными грузами к стороне впускного отверстия, готовый к попаданию в цилиндр. Таким образом, завершается весь цикл.

Двухтактные двигатели могут работать как на дизельном, так и на бензиновом топливе, хотя в дизельном двигателе для воспламенения не используется свеча зажигания, а используется тепло, выделяемое при самом сжатии.

Преимущества двухтактных двигателей

Давайте рассмотрим преимущества двухтактных двигателей.

1. Поскольку мощность развивается за два такта, двигатели имеют более равномерную нагрузку, так как каждый раз, когда поршень опускается, он имеет рабочий ход.
2. Необходим только легкий маховик, так как двигатель имеет более равномерную нагрузку.
3. Эти двигатели не имеют клапанных механизмов и имеют простую конструкцию.
4. Они дешевле четырехтактных двигателей.
5. Благодаря своей компактной конструкции эти двигатели занимают меньше места.

Недостатки:

1. КПД ниже, т.к. часть тепла, вырабатываемого при сгорании, уходит через выхлопное отверстие.
2. Эти двигатели в основном с воздушным охлаждением и шум от них больше, чем у четырехтактных двигателей.
3. Из-за меньшего времени, доступного для сжигания зарядов, часть оставшегося заряда улетучивается с выхлопными газами, что также снижает эффективность.
4. Смазочное масло смешивается с топливом и газами, сгорающими при сгорании. Это приводит к более высоким выбросам.

Заключение

Двухтактные двигатели обычно используются только в легких машинах. Почти все автомобили поставляются с четырехтактным двигателем. Причина кроется главным образом в более низком КПД и более высоком уровне загрязнения, которые дают двухтактные двигатели. Но приложения, где требуются двигатели меньшего размера, например, велосипеды или машины, часто поставляются с двухтактными двигателями.

Вскоре мы более подробно рассмотрим четырехтактный двигатель. Дайте нам знать ваши вопросы в то же время.

Поделиться через

Предыдущий

Бензин, Дизель, СПГ или СНГ? Мы помогаем выбрать!

Следующий

Электромобили

В Индии начинаются заказы на новый Tata Tiago EV.

Заказы Tata Tiago EV начнутся 10 октября; тест-драйв с декабря 2022

Джей Шах20.09.2022 18:56:10

Tata Tiago EV Заказы на электромобили начнутся 10 октября; тест-драйв с декабря 2022 г.

Mahindra XUV300 TurboSport запущен в Индии; Цены начинаются от 10,35 лакха

Гаджанан Кашикар 07.10.2022 11:07:48

XUV300 TurboSport оснащен настроенным 1,2-литровым бензиновым двигателем mStallion T-GDi в паре с шестиступенчатой ​​коробкой передач.

Mahindra XUV300 Sportz India представит завтра

Гаджанан Кашикар 06.10.2022 16:48:51

Mahindra XUV300 Sportz, вероятно, будет доступен в четырех вариантах.

Volkswagen India повышает цены на Virtus, Taigun и Tiguan получить повышение цен

Джей Шах20/04/2022 14:54:40

Toyota Fortuner, Innova Crysta и Camry получить повышение цен

Экспорт Skoda Kushaq начинается из Индии

Гаджанан Кашикар 04.10.2022 10:01:46

Kushaq — это третья модель Skoda на базе MQB A0 IN и первая произведенная в Индии Skoda, экспортируемая из страны.

Популярные автомобили

ПОПУЛЯРНЫЕ

ПРЕДСТОЯЩИЕ

ПОСЛЕДНИЕ

Maruti Suzuki Grand Vitara

₹ 10,45 лакхов

Ср. Цена с выставок

Hyundai Venue

₹ 7,53 лакха

Ср. Цена с выставок

Hyundai Creta

₹ 10,44 лакха

Ср. Цена с выставок

Tata Nexon

₹ 7,59 лакхов

Ср. Цена экс-салона

Maruti Suzuki Swift

₹ 5,91 лакх

Ср. Цена экс-шоурума

BYD Atto 3

₹ 20.00 — 25.00 лакхов

Ожидаемый запуск —
Октябрь 2022 г.

Lamborghini Urus Performante

₹ 3,05 — 4,00 крор

Ожидаемый запуск —
ноябрь 2022 г.

Honda HR-V

₹ 12.00 — 16.00 лакх

Ожидаемый запуск —
декабрь 2022 г.

Hyundai New Verna

₹ 10.00 — 16.00 лакхов

Ожидаемый запуск —
декабрь 2022 г.

MG Hector Facelift

₹ 25.00 — 27.00 лакхов

Ожидаемый запуск —
декабрь 2022 г.

Mahindra XUV400

₹ 14.