Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного?

06.08.2024 Olga 0 Comments

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) состоит из нескольких процессов, продуктом которых является выделение мощности (энергии), которая, в свою очередь, воздействует на коленчатый вал двигателя.

ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания включает в себя:

Заполнить цилиндр топливом;
Сжатие топливной смеси;
воспламенение топлива;
Газ расширяется и впоследствии очищает цилиндр от газа.

Движение поршня в одном направлении (вниз или вверх) называется ходом двигателя. За один оборот коленчатого вала происходит два такта. Рабочий ход поршня — это ход, при котором полезная работа производится за счет расширения газов сгорания.

Те двигатели, рабочий цикл которых состоит из двух тактов (одного оборота коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатель, рабочий цикл которого состоит из четырех тактов (двух оборотов коленчатого вала), называется четырехтактным. Четырехтактные и двухтактные двигатели могут быть дизельными или бензиновыми (карбюраторными). Так каковы же основные конструктивные и эксплуатационные особенности четырехтактных и бензиновых двухтактных двигателей внутреннего сгорания? Знакомство с тем, как работает каждый из них, поможет вам лучше это понять.

Содержание

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя совершается за счет 4-х тактов: впрыска топлива, сжатия топливной жидкости, воспламенения жидкости и расширения рабочего такта, а также выпуска продуктов сгорания.

При впрыске топлива поршень опускается из ВМТ (верхней мертвой точки) в НМТ (нижнюю мертвую точку). Во время этого такта впускной клапан также открывается кулачком распределительного вала (распредвалом). Через этот клапан топливная смесь поступает в цилиндр двигателя.

Когда поршень меняет направление движения (из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку), топливная смесь сжимается и ее температура быстро повышается.

Между электродами свечи зажигания образуется искра (за долю секунды до окончания сжатия). Топливная смесь воспламеняется, выделяя при сгорании горючие газы, которые под действием высокого давления толкают поршень вниз. Это называется рабочим тактом двигателя. Вся полезная работа выполняется в этом такте.

Когда поршень возвращается из нижней мертвой точки, впускной клапан открывается и движущийся поршень может вытолкнуть продукты сгорания (выхлопные газы) из цилиндра. После отпускания клапан закрывается в верхней мертвой точке, и цикл повторяется снова.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий процесс двухтактного двигателя состоит из двух тактов: сжатия и расширения топлива (рабочий такт двигателя внутреннего сгорания). В процессе расширения и сжатия двухтактного двигателя выделяются продукты сгорания (выхлопные газы) и впрыскивается топливная жидкость. В этом главное отличие двухтактных двигателей внутреннего сгорания от четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.

При сжатии поршень перемещается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Однако сначала должно быть закрыто продувочное окно (через которое топливная смесь попадает в цилиндр), а затем выпускное окно (через которое выходят выхлопные газы). При выполнении всех условий смесь бензина и воздуха будет сжиматься (воздушно-бензиновая смесь). Одновременно с этим процессом в кривошипной камере создается разрежение, засасывающее очередную порцию бензина из карбюратора. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке, искра от свечи зажигания воспламеняет смесь. Затем поршень под действием образовавшегося газа движется вниз, при этом полезная работа производится за счет вращения коленчатого вала.

Во время рабочего такта давление в камере коленчатого вала увеличивается, сжимая топливо, поступившее в камеру коленчатого вала во время предыдущего такта. Как только верхняя поверхность поршня (его уплотнительное кольцо) достигает выпускного отверстия, оно открывается и выпускает выхлопные газы в глушитель. Двигаясь дальше, поршень откроет продувочное окно и топливная смесь, ранее находившаяся в кривошипной камере под давлением, попадет в цилиндр. В процессе впуска смесь вытесняет все оставшиеся продукты сгорания и подвергается так называемой продувке, заполняя все пространство над поршнем. Как только поршень достигает нижней мертвой точки, рабочий цикл повторяется снова.

Конструктивные и эксплуатационные отличия

Основное отличие этих сложных устройств в том, что они имеют разные механизмы газообмена, то есть механизмы выпуска выхлопных газов и подачи топливно-воздушной смеси. В четырехтактном двигателе имеется специальный газораспределительный механизм, который в определенные моменты закрывает и открывает выпускные и впускные клапаны. С его помощью цилиндр наполняется и очищается.

Читайте также статью: Как вырастить сирень из семян

В двухтактном двигателе такого механизма нет и все процессы очистки и наполнения происходят параллельно с тактами расширения и сжатия. Поршень всегда остается возле НМТ. Для этих процессов в стенке цилиндра имеются два отверстия: продувочное и впускное. Продувочное отверстие отвечает за выход продуктов сгорания, а впускное – за подачу топлива в цилиндр. В этом двигателе отсутствует газораспределительный механизм, а значит, нет сложной клапанной системы. Это делает двухтактный двигатель значительно легче и проще.

литровая емкость. В четырехтактном двигателе весь рабочий такт завершается, когда коленчатый вал совершает два оборота; в двухтактном двигателе каждый оборот коленчатого вала соответствует одному рабочему такту; Теоретически двухтактный двигатель должен иметь в два раза больше мощности на литр, чем четырехтактный двигатель. Под мощностью на литр обычно понимают отношение мощности двигателя к его рабочему объему.

Однако практика показывает, что это не всегда так. Обычно это соотношение колеблется от 1,5 до 1,8. Причин, почему это происходит, множество: поршень не полностью использует свой ход из-за расширения, механизм выпуска выхлопных газов в цилиндре не так хорош, как у четырехтактного двигателя, часть мощности расходуется в очистка выхлопных газов. Цилиндры и другие характеристики газообмена в двухтактных двигателях.

Расход топлива. Хотя двухтактные двигатели превосходят четырехтактные по удельной мощности и мощности на литр, они значительно уступают четырехтактным по экономичности. Топливная жидкость, смешанная с воздухом, поступает в цилиндр из камеры коленчатого вала и отводит отработавшие газы. Поэтому часть топлива удаляется вместе с выхлопными газами и попадает в выхлопной канал, поэтому двигатель теряет часть полезной работы.

смазочный. Принципы смазки двухтактных и четырехтактных двигателей различны. Для смазки двухтактной модели необходимо приготовить специальную смесь бензина и моторного масла (обычно 5:1). Эта смесь бензина, воздуха и масла прекрасно смазывает все элементы двигателя: отверстия цилиндров, коленвал и шатунные подшипники, поскольку циркулирует не только в камере коленчатого вала, но и в поршневой камере. При воспламенении смеси масло, теперь уже в виде мелких капель, сгорит так же быстро, как и бензин. Все продукты сгорания будут удалены с выхлопными газами.

Как правильно проводить смазку

Видео: Работа двухтактного двигателя и четырехтактного двигателя

Для смешивания бензина с маслом можно использовать два метода. Простой – смешивание масла с топливом перед заливкой в бак комплексный – предполагает подачу топлива и масла раздельно; В последнем случае топливная смесь будет образовываться во впускном патрубке, расположенном между цилиндром и карбюратором.

Также во втором случае дизельный или бензиновый двигатель должен иметь топливный бак, а также патрубки, которые необходимо подсоединить к плунжерному насосу. Такой насос подаст необходимое количество масла (в зависимости от количества бензина и воздуха). Положение воздушной ручки напрямую влияет на производительность насоса. Чем меньше подается топлива, тем меньше подается масла, и наоборот.

Производители двигателей утверждают, что такие системы смазки более точные и совершенные. Он снижает расход масла, уменьшает количество дыма и уменьшает образование сажи, поскольку соотношение бензина и масла при низких нагрузках составляет всего 200:1. Эту систему активно используют производители двухтактных скутеров или мотоциклов малой вместимости.

В четырехтактных моделях моторное масло подается отдельно от бензина и не смешивается с бензином. Для этого используется классическая система смазки, которая состоит из: фильтров, клапанов, масляных насосов и трубок. Вместо масляного барабана может быть картер («мокрая» система смазки) или отдельный масляный бак («сухая» система смазки).

При наличии «мокрого» поддона масло насосом засасывается из поддона в маслоотводящую камеру и по каналам в кривошипную камеру, подшипники коленчатого вала и детали газораспределительного механизма.
Если у вас «сухой» масляный поддон, налейте масло в бак. Отсюда он подается на поверхность трения с помощью насоса. Излишки масла, слитые в картер, со временем откачиваются дополнительным насосом и возвращаются в масляный бак.

Практически все двигатели имеют масляный фильтр, удаляющий продукты износа различных компонентов масла. Для охлаждения масла (которое имеет свойство нагреваться во время работы) можно установить радиатор охлаждения.

Поскольку масло в двухтактном двигателе легко сгорает при работе (в отличие от четырехтактного), оно должно обладать особыми свойствами. Например, масло, используемое в двухтактном двигателе, не должно оставлять много отложений в виде сажи и золы, а масло, используемое в четырехтактном двигателе, должно обеспечивать максимально стабильную работу.

Сравнение параметров

литровая емкость. Двухтактные двигатели в 1,5-1,8 раза выше четырехтактных.
Удельная мощность. Двухтактные двигатели также выше.
Обеспечьте чистоту цилиндров и подачу топлива. Четырехтактные двигатели внутреннего сгорания имеют газораспределительный механизм.
экономика. Расход топлива четырехтактных двигателей можно снизить на 20-30.
Система смазки. Четырехтактные двигатели имеют полную систему двигателя, а в двухтактных двигателях обычно используется масло, смешанное с бензином.
Экологически чистый. Выхлопные газы двухтактных двигателей внутреннего сгорания более токсичны, чем выхлопные газы четырехтактных двигателей.
Операция шумная. Четырехтактные двигатели намного тише.
Ресурсы работы. Четырехтактные двигатели считаются более совершенными из-за улучшенной системы смазки и снижения частоты вращения коленчатого вала.
В зависимости от скорости вращения массива. Двухтактные двигатели имеют преимущества.
Служить. Обслуживание четырехтактных двигателей сложнее из-за газораспределительного механизма.
масса. Благодаря простой конструкции двухтактный двигатель значительно легче.
цена. Четырехтактные стоят дороже.

Благодаря небольшому весу, простоте обслуживания и высокой удельной мощности двухтактные модели имеют широкий спектр применения. Во многих бензиновых приборах (газонокосилках, бензопилах) даже не стоит вопрос о том, какой тип двигателя внутреннего сгорания используется. Однако двухтактные двигатели постепенно теряют долю рынка из-за высокой пробуксовки и шума. Поэтому принято считать, что каждая модель имеет свои преимущества и недостатки, и выбор того, какой двигатель лучше использовать в той или иной ситуации, зависит от обстоятельств.

Читайте также статью: Теплый пол