Эра двигателей внутреннего сгорания насчитывает уже более одного столетия. Если в наши дни понятие «мотор» более чем привычно уху, то еще в позапрошлом веке такая техника не была известна еще никому. И каким бы сложным изобретением ДВС не казался поначалу, на самом деле, двигатель устроен достаточно примитивно, и его устройство может понять даже человек, далекий от автомобильной техники. Сегодня мы рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя, изучим диаграммы его работы и разберемся, какова физика протекающих в нем процессов.
Изобретение простейшего 2-х тактного ДВС датируется концом 19 столетия. За все время существования подобных агрегатов их конструкция подверглась значительным изменениям, стала совершеннее и надежнее. Тем не менее, сама схема работы не подверглась значительным изменениям, а диаграмма, описывающая оба такта, выглядит так же, как и раньше.
Такая диаграмма описывает такты, которые называются впускным и выпускным.
Впускной такт 2-х тактного мотора предполагает подачу в цилиндр свежей топливной смеси из карбюратора. Второй — выпуск отработанной смеси, которая тут же поступает в глушитель, уменьшающий шумовой эффект и нейтрализующий часть токсичных выделений.
Наименьшее давление газа в поршне, отображаемое в начале диаграммы, знаменует первый такт работы 2-х тактного ДВС. В течение этого промежутка времени поршень стремится к своей верхней мертвой точке из крайней нижней. Во-первых, здесь стоит отметить состояние выпускного окна поршня, которое в этот момент находится в открытом состоянии. Отработавшая смесь выводится в сторону глушителя. На диаграмме в этот момент отмечается резкое повышение давления, которое вскоре доходит до своего пика.
Логично, что при понижении давления в верхней камере 2-х тактного ДВС происходит сильнейшее разрежение в камере сгорания, что на диаграмме работы отображается в виде резкого понижения исходного давления. Появление такого вакуума способствует тому, что смесь, приготовленная карбюратором, стремится из области высокого давления в область низкого, что является особенностью устройства ДВС подобного типа.
В итоге поршень достигает своей верхней точки, и начинает работать свеча зажигания. Здесь происходит розжиг поступившей свежей смеси, что заставляет выполнить ее работу на расширение и дать толчок поршню, немедленно перемещающемуся вниз.
Второй такт работы ДВС знаменуется тем, что при движении поршня вниз не только воспламеняется смесь, но и открывается так называемое продувочное окно. Через него в камеру сгорания поступает свежая смесь, которой только предстоит сгореть. В тот же момент отработанная и сгоревшая смесь выводится через выпускное окно наружу, принимается выпускным коллектором, а затем отправляется в глушитель и в атмосферу.
Теперь, когда подробным образом изучена физическая составляющая работы ДВС, стоит узнать внутреннее расположение механических элементов двигателя, составляющих единый механизм, которым обладают двухтактные двигатели.
Основная составляющая такого двигателя — это цилиндр. Этот полый внутри металлический резервуар с толстыми стенками выполняет функции не только камеры, в которой сгорает топливная смесь, но и устройства обмена свежей и отработанной смеси в процессе работы.
Внутри цилиндра работает и сам поршень. Основная его часть имеет систему резиновых колец, которые обеспечивают равномерное распределите смазки внутри мотора и предотвращают смешение свежей и отработанной смеси между собой.
Поршень соединен с шатуном, который имеет форму металлического узкого цилиндра и соединяет поршень с коленчатым валом. Основная идея подобного изобретения — превращение толкательного движения во вращательное. К слову, именно благодаря этому механизму удалось превратить каждое движение поршня вверх или вниз в постоянное вращение ведущего колеса.
Последняя, но не менее важная составляющая, которая включена в двухтактный двигатель — это коленчатый вал. Такая деталь представляет собой не что иное, как механизм передачи энергии двигателя колесам. Благодаря своей форме и особенностям работы шатуна, частота вращения коленвала полностью совпадает с оборотами двигателя, а потому привычное добавление газа дает эффект резкого ускорения.
Одной из особенностей, которыми обладает двухтактный двигатель, является уникальная система смазки, которая не является новой, но по-прежнему вызывает немало вопросов у неопытных механиков или тех, кто столкнулся с необходимостью разобраться в устройстве подобных ДВС впервые.
В первую очередь, стоит понять, где находится масляный картер.
Как известно, у большинства современных автомобилей двигатель имеет внутреннюю полость, в которую и заливается масло. Его объем составляет порядка нескольких литров, а тип, консистенция и марка производителя остаются на усмотрение владельца и зависят от многих факторов.
Принцип работы подобной системы смазки заключается в следующем. При перемещении поршня происходит активная циркуляция масла по специальным каналам высокого и низкого давления. Структура этой системы довольно сложна, а потому она постоянно модифицируется и изменяется, дабы достичь лучших технических показателей и надежности силового агрегата.
Циркулируя по этой системе каналов, масло распределяется не равномерно, а таким образом, чтобы в большем количестве находиться в местах сильнейшего трения. Это позволяет устранить многие типичные неполадки ДВС устаревшего типа: постоянный износ поршня и маслосъемных колпачков, перегрев и прочие мелкие и крупные неприятности, требующие вмешательства и ремонта.
В случае с двухтактными силовыми агрегатами, техническая схема практически аналогична приведенной выше. Главной особенностью и отличием является то, что здесь масло представляет собой единую смесь с топливом.
То есть здесь нет отдельного картера, предназначенного для заливки моторного масла в специальный резервуар.
На данном этапе возникает закономерный вопрос: как же тогда осуществляется смазка всех подвижных механизмов и каким образом маслу удается не сгорать?
На самом деле, все гораздо проще, чем может показаться на первый взгляд. Во-первых, стоит уточнить: масло сгорает точно так же, как и поступающее топливо, в цилиндре. Выходит так, что, поступая из карбюратора в камеру сгорания, смесь проделывает достаточно сложный путь, пролегающий через сложную систему каналов. В этот промежуток времени и осуществляется смазка подвижных деталей, предотвращающая их порчу и преждевременный износ, а также улучшающая характеристики силового агрегата.
Чаще всего, пропорции топлива и масла примерно равны, а вот вязкость и прочие характеристики последнего несколько отличаются от жидкостей для четырехтактных моторов: свойства будут направлены на то, чтобы обеспечить наименьший эффект от горения и засорение сажей выпускной системы транспортного средства.
Еще один немаловажный момент, определяющий характеристики двигателя и его свойства, — это система охлаждения.
Такие системы бывают всего двух типов — жидкостного и воздушного. В чем состоит их принцип работы? В жидкостной системе основной компонент охлаждения — это вода, тосол или антифриз. По системе трубок жидкость прогоняется через корпус двигателя, забирая у него часть тепловой энергии и перенося ее на себя.
Далее разогретая жидкость через систему индикаторных устройств поступает в радиатор, где вся ее тепловая энергия выделяется в окружающую среду и разрежается.
Перегон жидкости осуществляет помпа, которая имеет ременной привод с маховиком, подсоединенным к коленчатому валу двигателя.
Тем не менее, на двухтактных моторах такая система применяется не столь часто из-за своей громоздкости и дороговизны. Чаще всего на двухтактный двигатель устанавливается воздушная система охлаждения. Так, радиатор обдувает вентилятор, подсоединенный к коленвалу посредством ременной передачи. Также при движении происходит обдув раскаленного корпуса при помощи потоков воздуха, поступающих через систему дефлекторов.
К сожалению, нельзя не сказать о недостатках подобной системы: часто мотор перегревается, и в жару приходится прибегать к определенным ухищрениям, которые, тем не менее, не полностью решают проблему. Отсутствие индикаторного оборудования не всегда позволяет определить неполадку на глаз.
Двухтактный двигатель — это примитивная система, которая обладает неплохими свойствами, а потому широко применяется на технике. Благодаря небольшому количеству составляющих и относительно простому принципу работы, самостоятельный ремонт подобных агрегатов не представляет большого труда и под силу даже человеку, далекому от техники и не знающему всех тонкостей работы силовых агрегатов.
portalmashin.ru
Начнем по порядку. 2-х тактный двигатель – разновидность поршневого двигателя, в котором рабочий процесс совершается за два хода поршня. У такого двигателя всего 2 такта, такт сжатия и такт рабочего хода. Причем очистка и наполнения цилиндра горючий смеси осуществляется не отдельными тактами, как в 4-х тактном двигателя, а совместными. При этом число ходов поршня у двух тактного двигателя больше.
Рассмотрим принцип работы 2-х тактного двигателя.
1. Такт сжатия.
1.1 Перемещения поршня от нижней мертвой точки поршня (НМТ) к верхней мертвой точке поршня (ВМТ). При этом поршень перекрывает, сначала впускное окно, затем выпускное.
1.2 После этого начинается сжатие рабочий смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере, под поршнем, создается разрежение, под действием которого через впускное окно поступает горючая смесь, в кривошипную камеру.
2. Такт рабочего хода.
2.1 Когда поршень достигает ВМТ, рабочая смесь воспламеняется, при помощи искры со свечи зажигания.
2.2 Под действием высокого давления поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу.
2.3 Опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере, клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор.
2.4 Когда поршень проходит выпускное окно, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу.
2.5 При дальнейшем перемещении поршень открывает впускное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
Для более полного представления рассмотрим видео взятое с сайта youtube:
Рассмотрим основные преимущества и недостатки 2-х тактных двигателей:
+ отсутствие систем смазки и газораспределения, что в разы уменьшает размер двигателя;
+ простота и дешевизна в производстве и изготовлении;
+ маленький вес и компактность.
Недостатками являются:
- больший расход топлива, чем у 4-х тактных двигателей;
- больший шум;
- меньшая долговечность. Но это спорный вопрос.
Применяются двухтактные двигатели: в садовой техники (газонокосилки, триммеры, бензопилы и др.), так же в мопедах, скутерах, некоторых мотоциклах, картах и бензиновых генераторах и др.
К выбору масла для 2-х тактной техники стоит подходить очень тщательно. Как и любые моторные масла, их, нужно подбирать по допускам, которые дают заводы производители техники. Чтобы в этом разобраться, нужно знать, как классифицируются эти моторные масла.
Рассмотрим классификацию по API.
|
API TA |
Моторные масла для двухтактных двигателей небольших мопедов, газонокосилок и другой подобной техники. |
|
API TB |
Моторные масла для маломощных двухтактных двигателей мотоциклов. |
|
API TC |
Моторные масла для двухтактных двигателей, работающих на суше. Данные автомасла могут применяться в случаях, когда производитель мотора требует соответствия масла классам API TA или API TB. |
|
API TD |
Моторные масла, специально разработанные для двухтактных подвесных моторов |
Так же моторные масла для двухтактных двигателей классифицируются по JASO:
|
JASO FA |
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (масла предназначены для применения в развивающихся странах). |
|
JASO FB |
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин (минимальные требования для применения в Японии). |
|
JASO FС |
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло (основное масло для применения в Японии). |
|
JASO FD |
Для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло с улучшенными характеристиками по чистоте двигателя в сравнении с FC (наивысшие требования к 2-тактным маслам в Японии). |
От правильного выбора масла зависит, как долго прослужит техника. Выбирайте качественную и надежную продукцию. Все продукты Eurol отвечают заявленному стандарту, и проходят тщательную проверку в лаборатории. Выбирая продукцию Eurol, Вы выбираете качество!
Вернуться к списку статей
eurol-rus.ru
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.
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.
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.
.gif "Двухтактный двигатель")
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 DioZX 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 иззначительно 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.
www.mopedist.ru
Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]
14201 
1 Двухтактный двигатель чаще всего применяется в случаях, когда требуется небольшая максимальная мощность. Малоразмерный одноцилиндровый двухтактный двигатель воздушного охлаждения имеет очень простую конструкцию и небольшое количество деталей. Предельным случаем может служить двигатель с компрессорным (калильным) зажиганием для авиамоделей.
Самые большие, созданные для судов, поршневые двигатели также являются двухтактными с крейцкопфным кривошипно-шатунным механизмом. Низкую частоту вращения этих двигателей выгодно использовать для непосредственного привода корабельных винтов. У этих двухтактных двигателей легко изменяется направление вращения, и они не требуют применения для этого реверс-редуктора.
Двухтактные двигатели применяются в автомобилях гораздо реже, что вызвано более высоким удельным расходом топлива и повышенной токсичностью отработавших газов. Эти два фактора вызваны организацией процессов газообмена и смазывания двигателя. У малоразмерных двухтактных двигателей, имеющих не более четырех цилиндров, применяется кривошипно-камерная продувка. Эта схема проста, не вызывает возрастания массы двигателя и хорошо зарекомендовала себя, однако КПД ее низок и ведет к уменьшению объёма свежего заряда в цилиндре. Об этом свидетельствуют сравнительные диаграммы фаз газораспределения четырёхтактного а и двухтактного б двигателей, приведённые на рис. 1.
 |
| Фазы газораспределения двухтактного и четырёхтактного двигателей:1 — начало впуска; 2 — конец впуска; 3 — начало выпуска; 4 — конец выпуска. |
У четырёхтактного двигателя выпускной клапан открывается, когда поршень от ВМТ проходит 87 % длины своего полного хода. Впускной клапан закрывается, когда поршень пройдет 90 % длины полного хода от ВМТ. Этим точкам соответствует поворот коленчатого вала приблизительно на 440°. У двухтактного двигателя с симметричными фазами газораспределения режим продувки крайне невыгоден. Выпускное окно открывается перед открытием, а закрывается — уже после закрытия впускного (продувочного) окна, поэтому часть свежего заряда проникает в открытое выпускное окно. Более целесообразно, когда симметричны лишь фазы газораспределения впускного (продувочного) окна. В этом случае выпускное окно открывается после прохождения поршнем 55 % длины его полного хода от ВМТ, а впускное (продувочное) окно закрывается после прохождения 83 % полной длины хода от ВМТ. Таким образом, в четырёхтактном двигателе для наполнения цилиндра свежей смесью, и отвода продуктов сгорания необходимо, чтобы коленчатый вал повернулся на 440°, а в двухтактном — только на 135°. Очевидно, что у двухтактного двигателя за 1/3 периода вращения коленчатого вала невозможно достичь такого же хорошего наполнения цилиндра свежим зарядом, как у четырёхтактного двигателя.
Недостатком кривошипно-камерной продувки является очень короткий период впуска, особенно при симметричном открытии третьего (впускного) окна нижней кромкой юбки поршня. Чтобы улучшить процесс газообмена, часто применяют золотник, приводимый коленчатым валом, или пластинчатый обратный клапан в выпускном окне. Несмотря на эти устройства, а также на то, что двухтактный двигатель имеет число тактов рабочего хода в единицу времени в 2 раза больше, чем четырёхтактный двигатель, удельные мощности обоих типов двигателей весьма близки.
Главный недостаток двухтактных двигателей заключается в повышенном содержании вредных CO и CHx в отработавших газах. Выброс NOx относительно невелик, так как очистка цилиндров двухтактных двигателей от отработавших газов происходит хуже и поэтому в них достигается такой же эффект, как и при рециркуляции отработавших газов в четырёхтактном двигателе. Однако низкая температура отработавших газов, сопровождающая малый выброс NOx, при использовании для дожигания CO и CHx тепловых реакторов нежелательна. Указанные особенности двухтактных двигателей представляют большие препятствия для их использования в автомобилях, поскольку устранения этих недостатков простыми способами пока не найдено.
Было бы несправедливым, однако, не указать на некоторые преимущества этих двигателей, особенно дизельных. Универсальность, например, двигателей типа «GMC» и «ЯАЗ-204» (см. рис. 2) является до настоящего времени практически уникальной.
 |
В этих двигателях применяется механизм газораспределения с двумя выпускными клапанами и подачей свежего воздуха через окна в гильзе цилиндра посредством приводного нагнетателя типа «Рутс». Оригинальна и конструкция топливной аппаратуры, состоящей из выполненных в одном корпусе секции топливного насоса и форсунки. Уравновешивание моментов сил инерции первого порядка возвратно-поступательно движущихся масс осуществляется противовесами на распределительном валу (у двухтактного двигателя он вращается с частотой коленчатого) и на симметрично расположенном уравновешивающем валу. Взаимозаменяемость этих двух валов и возможность поворота головки цилиндра позволяют разместить выпускной трубопровод на левой или правой стороне ряда цилиндров. Направление вращения двигателя можно изменить с помощью замены шестерен привода распределительного вала. Хорошая организация продувки дала возможность достичь в этом дизеле такого же среднего эффективного давления, как и в четырёхтактном, и его удельная мощность почти в 2 раза выше мощности четырёхтактного дизеля.
Применение турбонаддува и четырёх клапанов в цилиндре четырёхтактного дизеля снизило преимущества высокой удельной мощности двухтактных дизелей типа «GMC» и «ЯАЗ-204». Турбонаддув двухтактных двигателей является более сложным, так как их отработавшие газы имеют низкую температуру из-за содержания холодного продувочного воздуха. Кроме того, двигатель при неработающем турбокомпрессоре пускается труднее. Тем не менее, в двухтактных дизелях «GMC» также начали применять турбонаддув. Турбокомпрессор подает воздух в нагнетатель типа «Рутс», при этом часть мощности турбокомпрессора может быть передана через него на коленчатый вал.
Существует ряд интересных конструкций двухтактных двигателей. Примером такой конструкции является экспериментальный двигатель «Орион», разработанный в США (рис. 3).
 |
Схема этого двигателя дана на рис. 4. Двигатель состоит из поршневого генератора горячих газов и источника механической энергии, в качестве которого служит газовая турбина.
 |
| Схема комбинированного двухтактного двигателя «Орион»:1 — центробежный нагнетатель; 2 — газовая турбина; 3 — охлаждающие рёбра. |
Поршневая часть выполнена в виде двухтактного двигателя со встречно движущимися в цилиндре поршнями. От поршневого двигателя приводится большой центробежный нагнетатель, подающий воздух как для сгорания в цилиндры, так и для охлаждения их воздухом. Для преобразования тепловой энергии в механическую служит газовая турбина, работающая на отработавших газах, смешанных с охлаждающим воздухом. Таким образом, в двигателе «Орион» для выработки механической энергии используется как теплота отработавших газов, так и теплота, отводимая в охлаждающий воздух от рёбер.
Опубликовано 28.09.2011icarbio.ru
Как работает двигатель двухтактный
В двухтактных двигателях все рабочие циклы ( впуска топливной смеси, выпуск отработанных газов, продувка) происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны , 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%.
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.
На рисунке 2 можно наблюдать расположение поршня в «нижней мертвой точке». В этом положении клапан открыт, а давления в цилиндре нет. Затем, поршень поршень поднимается вверх и перекрывает сначала впускное окно, а затем выпускное. После перекрытия выпускного коллектора, при достижении «верхней мертвой точки», обозначенной на рисунке 2, в цилиндре создается повышенное давление в смеси горючей смеси и воздуха.
Задача свечи, именно в этот момент воспламенить эту смесь, которая взрываясь, толкает поршень вниз с очень большой силой. Стоит заметить, что когда поршень закрывает впускной коллектор, в кривошипной камере под поршнем образуется разряжение. Именно в этот момент под действием этой силы открывается лепестковый клапан, и в камеру попадает новая доза топлива.
Затем, под действием взрыва, поршень уходя вниз, открывает выпускное окно цилиндра, в это время происходит выхлоп в глушителе. Этот процесс можно наблюдать на рисунке 3. Клапан в этот момент закрывается по действием давления, которое образуется при движении поршня вниз, и при достижении впускного окна, в камеру сгорания под давлением попадает топливная смесь.
При этом происходит постоянная смазка двигателя горючей смесью бензина и масла. Как видите,двухтактный двигатель очень прост в работе, обслуживании и ремонте.
Преимущества двухтактного двигателя:
Недостатки двухтактного двигателя: увеличенный расход топлива; двухтактный двигатель менее тяговит, и любит высокие обороты; выбросы вредных веществ больше, что актуально в Европе; менее долговечен, чем четырехтактный.
Есть преимущества и недостатки, но факт остается фактом, двигатели рабочим объемом меньше 50 кубов,выгодней изготавливать двухтактными, а не четырехтактными.
Все это касается лишь моторов 50лс, для класса 100лс и выше, конечно, будет установка четырехтактного двигателя.
Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.
Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.
Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.
При сжатии поршень двигается из нижней мертвой точки в верхнюю. После того как перекроется сначала продувочное окно (2), через которое в цилиндр поступает топливная смесь, а затем выпускное (3), через которое выходят отработавшие газы, начинается сжатие воздушно-бензиновой смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере (1) создается разрежение, засасывающее из карбюратора следующую порцию топлива. При подходе поршня к верхней мертвой точке смесь воспламеняется от искры свечи, и образовавшиеся газы толкают поршень вниз, вращая коленвал и производя полезную работу.
В кривошипной камере при рабочем ходе повышается давление, сжимающее топливную смесь, попавшую туда в предыдущем такте. При достижении верхней поверхности поршня (его уплотнительного кольца) выпускного окна, последнее открывается, выпуская отработавшие газы в глушитель. При дальнейшем движении поршень открывает продувочное окно, и находящаяся под давлением в кривошипной камере топливная смесь поступает в цилиндр, вытесняя остатки отработавших газов (осуществляя продувку) и заполняя надпоршневое пространство. При переходе поршня нижней мертвой точки рабочий цикл повторяется.
3
1
2
Видеорегистратор DOD F900LHD Говорящий хомяк Woody O'Time Фирменные наушники Beats Зеленая лазерная указка
НА ГЛАВНУЮ
doc-suvorov.narod.ru
