2ух тактные двигатели внутреннего сгорания

Поршневые моторы заняли ведущие позиции в хозяйственной деятельности человека. Попытка заставить 4ех тактный двигатель работать более эффективно, приводило к разработке всевозможных вероятных и невероятных конструкторских схем двигателя и процесса их работы. Одна из этого разнообразия поршневых схем с измененным процессом работы оказалась жизнеспособной и широко внедрилась в технику.

В зависимости от количества тактов рабочего цикла ДВС делятся на две основные группы: двухтактные и четырехтактные двигатели. В двухтактных моторах их есть только два: такт сжатия и такт расширения или рабочий ход. В четырехтактных их четыре: впуск, сжатие, расширение или рабочий ход и выпуск. На первый взгляд может показаться, что первый вариант более выигрышный, ведь рабочий цикл повторяется при каждом обороте коленчатого вала и энергия вырабатывается в два раза интенсивнее, но на самом деле это не совсем так, о чем напрямую свидетельствует ограниченное применение двухтактных двигателей особенно в крупных машинах, установках и агрегатах с высоким уровнем потребления топлива. Чтобы понять причины потери энергии во время рабочего цикла, нужно рассмотреть работу двигателя.

Процесс работы двигателя

Рабочий цикл 2-хтактного двигателя включает в себя следующую последовательность действий:
— на такте сжатия поршень в цилиндре перемещается из нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). Через продувочное окно топливный заряд попадает в надпоршневое пространство – камеру сгорания, после чего поршень перекрывает собой это окно. Поднимаясь выше, он постепенно перекрывает и выпускное окно, через которое удаляются продукты сгорания. При этом в пространстве под поршнем (кривошипной камере) образуется разрежение, и оно заполняется новой порцией топлива. При достижении поршнем ВМТ сжатый топливный заряд воспламеняется;
— на такте расширения газы, образовавшиеся при сгорании топлива, давят на поршень, он опускается вниз, открывая сначала выпускное окно, а затем продувочное. Через первое окно расширенные газы попадают в глушитель и выводятся наружу. Одновременно при движении поршня вниз в кривошипной камере, заполненной топливом, повышается давление. Топливо выталкивается вверх в цилиндр, заполняя надпоршневое пространство и выталкивая остатки отработанных газов. После чего цикл повторяется.

Такой принцип работы позволяет двухтактным двигателям обойтись без газораспределительной системы, характерной для четырехтактных моторов, которая управляет впускным и выпускным клапанами. С одной стороны это упрощает конструкцию и уменьшает вес, но с другой газообмен в камере сгорания далеко не идеальный. При двухтактном режиме работы при продувке цилиндра вместе с отработанными газами в глушитель попадает и определенное количество несгоревшего топлива, что влечет за собой его перерасход и повышает токсичность выхлопных газов.

Виды газораспределительной системы

Так как продувочные окна в цилиндре порой располагаются на одном уровне, то газообмен внутри цилиндра затруднен, не весь объем цилиндра продувается свежей порцией воздушной смеси, и часть отработанных газов остается в цилиндре. Для того, чтобы сменить отработанные газы на свежую порцию воздуха более эффективно и быстро, существует конструктивные особенности поршня и расположения продувочных окон в цилиндре.  Различают несколько вариантов осуществления продувки цилиндров:

Контурная продувка

Контурная продувка в свою очередь делится на возвратно-петлевую, дефлекторную и высотную. Во всех этих видах есть один существенный недостаток: перерасход топлива из-за удаления несгоревшего топливного заряда во время продувки.

П- или Л-образная продувка

П- или Л-образная продувка более эффективная в плане экономии топлива, но при этом температура около выпускного окна значительно повышается. Конструктивная особенность в том, что для ее осуществления необходимы двухцилиндровое исполнение мотора. Одна пара цилиндр — поршень выступает в роли впускающих газы, а другая пара в роли выпускающая газы.

Клапанная или клапанно-щелевая продувка

Клапанная или клапанно-щелевая продувка в отличие от других видов требует наличия ГРМ, который управляется клапанами. Клапан может использоваться и для подачи заряда, и для удаления продуктов сгорания. При клапанно-щелевой продувке через клапан в головке цилиндра удаляются отработанные газы, а через окна (щели) поступает свежий заряд. Это уменьшает расход топлива и снижает токсичность отработанных газов, но усложняет конструкцию двигателя и может нарушить нормальный режим сгорания заряда из-за повышенной температуры.

Прямоточная продувка

Прямоточная продувка используется в двигателях с двумя поршнями, расположенными напротив друг друга в горизонтальном положении. В этом случае каждый поршень по ходу своего движения открывает и закрывает «свой» клапан: один поршень отвечает за впуск заряда, а второй – за удаление газов. Камерой сгорания в этом случае является пространство между поршнями. Этот вариант предусматривает наличие более сложного КШМ, а высокая температура внутри цилиндров требует дополнительного охлаждения и более прочных элементов. В то же время, это наиболее эффективный способ продувки, который обеспечивает полное удаление отработанных газов с минимальными потерями топливного заряда.

Особенности двухтактных двигателей

Особенность двухтактных двигателей – отсутствие системы смазки. Масло для смазки рабочих поверхностей трущихся деталей доставляется к ним прямо с топливной смесью. Есть два варианта получения такой смеси: изначально заливать в бак заранее приготовленный «коктейль» из топлива и моторного масла или же смешивать их во впускном патрубке, куда они поступают раздельно. Соотношение топлива и масла находится в пределах от 1:25 до 1:50. Моторное масло, как и топливо, сгорает во время рабочего такта, а продукты его сгорания выводятся вместе с отработанными газами.

Что касается мощности, двухтактные двигатели действительно мощнее своих четырехтактных конкурентов. В идеале их мощность при одинаковом литраже должна составлять 2:1 соответственно, но на деле из-за некачественного газообмена в цилиндрах это соотношение составляет 1,5:1. Удельная мощность или соотношение мощности и массы двигателя тоже выше у двухтактных моторов, ведь их вес намного легче, да и конструкция проще.

А вот расход топлива в двухтактных двигателях выше, чем у четырехтактных. Из-за несовершенной системы продувки цилиндров часть топливной смеси в прямом смысле слова вылетает в трубу. По этой причине такие двигатели практически не используются в автомобилях, тяжелой технике или мощных силовых установках, потребляемых большое количество топлива.

Еще один момент, отличающий двухтактный двигатель от четырехтактного – процесс сжигания топлива. Поскольку выпускное окно открывается практически сразу после воспламенения заряда, необходимо обеспечить достаточное время для его полного сгорания. В четырехтактном двигателе на процесс сгорания отводится целый рабочий цикл, а здесь – всего доли секунды. Чтобы добиться максимальной эффективности, в бензиновых моторах нужно точно определять углы опережения зажигания, а в дизельных – контролировать время подачи топлива. В современных моделях это достигается путем использования электроники.

Двухтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными или инжекторными), так и дизельными. Разница в принципе их работы заключается в том, что в первом случае в цилиндры сразу подается топливный заряд (смесь воздуха с топливом), а во втором – сначала воздух, а в конце первого такта – топливо, которое воспламеняется при контакте с горячим воздухом. Бензиновые двигатели широко используются в мотоциклах, малолитражных автомобилях, а также в газонокосилках, бензопилах и других агрегатах с ДВС. Дизельные моторы нашли применение в судостроении, раньше они также использовались на тепловозах, танках и с успехом применялись в авиации на бомбардировщиках Юнкерс. Сейчас же судостроение – чуть ли не единственная сфера их применения, где пришлась кстати их тихоходность и мощность, не превышающая 100 тыс. л.с. В отличие от четырехтактных двухтактные дизели не имеют разделенных камер сгорания, что дополнительно усложнило бы их конструкцию, так что дизельное топливо подается и смешивается с воздухом прямо в камере сгорания.

Итак, двухтактные двигатели имеют ряд преимуществ:
— простую конструкцию;
— небольшой вес;
— меньшие нагрузки на элементы конструкции;
— отсутствие системы смазки и ГРМ;
— большую литровую мощность в сравнение с четырехтактными.

В то же время, у двухтактных моторов есть и недостатки:
— повышенный расход топлива;
— токсичность выхлопных газов;
— меньший ресурс в сравнение с четырехтактным;
— шум во время работы;
— необходимость приготовления топливо-масляной смеси, что не только усложняет систему подачи топлива, но и повышает расход масла.

Выводы

Из вышесказанного можно сделать вывод, что двухтактные двигатели можно использовать в тех случаях, когда расход топлива не имеет значения, а важны такие характеристики, как небольшая масса и простота конструкции. Это идеальные варианты для переносных агрегатов, небольших автомобилей, а также мотоциклов и мопедов. Компактные размеры двухтактных двигателей позволило им основательно занять место в сфере, казалось бы совершенно далекой от той сферы, для которой были созданы ДВСы — в моделировании.

В последнее время двухтактные двигатели становятся все более популярными за счет использования в их конструкции электронных систем. Это позволяет снизить токсичность выхлопных газов, регулировать процессы подачи и сгорания топлива, что делает моторы более экологичными. Так что в скором будущем их сфера применения может значительно расшириться. Еще в начале 20 века начались разработка дизельных двухтактных двигателей. Одну из наиболее удачных схем разработал Хуго Юнкерс, а в 60-ых годах 20 века и советские моторостроители выдали образец инженерного чуда — оппозитный 2ух тактный дизельный мотор 5ТДФ с мощностью 700 л. с.

В конструкции двухтактных двигателей заложены огромные резервы по мощности и экономичности. Но из-за конструктивных особенностей их не удавалось реализовать в механическом виде. Вполне возможно электронные системы помогут «двухтактникам» занять лидирующую позицию среди двигателей внутреннего сгорания в ближайшее время.

Полезные советы при работе с 2-х тактными и 4-х тактными двигателями

Полезные советы при работе с 2-х тактными и 4-х тактными двигателями

Полезные советы при работе с 2-х тактными и 4-х тактными двигателями
Хороший хозяин заранее проверяет состояние своей техники: измельчитель, бензокосу и триммер, мотокультиватор и бензопилу. Их основой является двухтактный двигатель, а их работа происходит при помощи бензина, который смешивают с моторным маслом. Для долгой работы этих агрегатов огромное значение оказывает правильно приготовленная горючая смесь. Работа двухтактного двигателя осуществляется при помощи добавления масла, которое служит для смазки трущихся деталей, в бензин, но ни в коем случае не систему для смазки, как, например, в четырехтактном двигателе автомобиля.
Для того, чтобы двухтактный двигатель послужил как можно дольше необходимо соблюдать точные пропорции смеси моторного масла и бензина. Однако это простое правило очень часто нарушается. Бывают случаи, когда экспериментаторам очень хотят заставить работать мотокультиватор или бензопилу на чистом бензине.
Бензин: затраты на 95-й не оправданы, но использование бензина ниже 92 марки не рекомендуется. И, естественно, масло для топливной смеси должно быть специально созданным для этого. Приобрести его возможно там же, где продается садовая техника. Не допускается использование обычных моторных масел.
Стоимость моторного масла для двухтактных двигателей немного выше автомобильного, но это вполне оправдано, так как расход очень мал. Не скупитесь на качественные масла, приобретайте фирменные у официальных представителей вашего инструмента.
На этикетке в основном указываются необходимые пропорции бензина и моторного масла для приготовления топливной смеси. В основном это 1:50 или 1:40. Для понятности необходимо пропорции перевести в граммы, это в основном на 1 литр бензина 25 и 20 грамм моторного масла. Чтобы смешивать максимально точно может понадобиться медицинский шприц или специальная канистра для смешивания.
Для четырехтактного двигателя берется минеральное или синтетическое масло с вязкостью 15W40 или 10W40. Помимо регулярной, запланированной замены, рекомендуется менять масло при проведении работ с цилиндром, а именно: снятие головки цилиндра, монтаж/демонтаж впускных/выпускных коллекторов, так как существует вероятность попадания грязи и мелких частичек деталей в двигатель.

Преимущества 4-тактных двигателей
• Больший ресурс.
• Экономичность.
• Более чистый выхлоп.
• Меньший шум.
• Не требуется добавление масла к топливу.

Преимущества двухтактных двигателей
• Меньший вес.
• Способность работать в любых положениях (особенно важно для ручного инструмента).
• Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
• Отсутствие блока клапанов и распределительного вала.
• Проще и дешевле в изготовлении.

Четкое соблюдение правил эксплуатации Вашей техники обеспечат отличную работу и принесут много приятных моментов владельцу.

12.12.2018

Возврат к списку

Различные части двухтактного двигателя?

Двухтактный двигатель представляет собой тип небольшого двигателя внутреннего сгорания, в котором для выполнения одного рабочего цикла используются два различных хода поршня. Во время этого цикла коленчатый вал вращается один раз, а поршень поднимается и опускается один раз, чтобы зажечь свечу зажигания.

Что такое двухтактный двигатель?

В двухтактном двигателе для завершения цикла сгорания требуется только один ход поршня. Идет такт сжатия, затем взрыв сжатого топлива. На обратном пути выхлопные газы выталкиваются из цилиндра свежим топливом, поступающим внутрь. Свечи зажигания срабатывают при каждом обороте. Мощность двигателя вырабатывается каждые два хода поршня, поэтому эти двигатели и получили свое название.

Эти двигатели имеют ряд преимуществ перед четырехтактными двигателями. Они легкие, часто весят до 50% меньше и обеспечивают больший крутящий момент при более высоких оборотах. Двухтактные двигатели также имеют упрощенную конструкцию, что упрощает их техническое обслуживание. Уникальной особенностью 2-тактных двигателей является то, что они требуют предварительного смешивания масла и топлива, в то время как 4-тактные двигатели этого не делают.

Перечень деталей двухтактного двигателя

Детали двухтактного бензинового двигателя включают:

• Топливная форсунка
• Цилиндр
• Головка блока цилиндров
• Свеча зажигания
• Рукоятка
• Коленчатый вал
• Картер
• Шатун
• Порты — впускные, передаточные и выпускные
• Поршень
• Поршневые кольца

Циклы двухтактного двигателя

Что касается деталей и функций двухтактного двигателя, то существует два цикла.

1. Первый такт (всасывание и сжатие)

Во время этого цикла поршень перемещается из нижнего центра в верхний центр, а все три порта — впускной, перепускной и выпускной — закрыты. Заряд над поршнем сжимается, а свеча зажигания воспламеняет заряд и создает рабочий ход. Эта мощность передается с помощью шатуна на коленчатый вал.

В картере также создается частичное разрежение, которое открывает впускное отверстие и пропускает топливно-воздушную смесь внутрь.

2. Второй такт (рабочий и выпускной такт)

Во время второго цикла поршень движется вниз от центра вверху, и впускное отверстие закрывается. Движение поршня вниз выталкивает топливно-воздушную смесь, и заряд из картера выходит через перепускное отверстие.

Поскольку выпускное отверстие открыто, большая часть выхлопных газов выходит из цилиндра. Оставшиеся выхлопные газы выталкиваются через выпускное отверстие под давлением топливно-воздушной смеси, текущей вниз. Затем с помощью свежего заряда отработавшие газы вытесняются наружу.

Детали 2-тактного бензинового двигателя работают таким же образом, а детали 2-тактного дизельного двигателя работают аналогично, за исключением того, что вместо свечи зажигания у него топливная форсунка.

Общие функции двухтактных двигателей

Размер и отношение мощности к весу деталей и функций двухтактных дизельных двигателей делают их идеальными для небольших приложений. Обычно их можно найти по адресу:

• Радиоуправляемые игрушки
• Мотоциклы для бездорожья
• Бензопилы
• Малое плавсредство
• Инструменты для ландшафтного дизайна

Уменьшенное количество деталей двухтактного бензинового двигателя, простая конструкция и отсутствие масляного поддона делают эти двигатели более надежными при низких температурах. Благодаря этой особенности они также подходят для использования в таких машинах, как снегоходы и снегоуборочные машины.

Свяжитесь с Prime Source Parts and Equipment Today

Если вам нужны детали для двухтактного судового дизельного двигателя или двухтактного бензинового двигателя, запчасти и оборудование Prime Source могут вам помочь. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о наших запчастях для двухтактных двигателей и услугах по обслуживанию двигателей малого объема.

бензиновый двигатель | Эксплуатация, топливо и факты

V-образный двигатель

См. все СМИ

Ключевые сотрудники:

Зигфрид Маркус
Готлиб Даймлер
Карл Бенц

Похожие темы:

двигатель Отто
двигатель Ленуара
рядный двигатель
Г-образный двигатель
двигатель с верхним расположением распредвала

Просмотреть весь связанный контент →

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

бензиновый двигатель , любой из классов двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого мыслимого применения силовых установок, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, небольшие грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и небольшие внутренние морские установки, стационарные насосные станции среднего размера, осветительные установки, станки, электроинструменты. Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели менее распространены, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих ручных садовых инструментах, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно разделить на несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, ходы за цикл, систему охлаждения и клапан тип и расположение. В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей. В поршне-цилиндровом двигателе давление, создаваемое сгоранием бензина, создает силу на головке поршня, которая совершает возвратно-поступательное или возвратно-поступательное движение по всей длине цилиндра. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и совершает работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров с возвратно-поступательными поршнями. Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

Большинство бензиновых двигателей представляют собой поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением. Основные узлы поршневого двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают либо по четырехтактному, либо по двухтактному циклу.

Четырехтактный цикл

Из различных методов извлечения энергии из процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция которого впервые была разработана в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха всасывается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.