Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое трехтактный двигатель

Чтобы понять какой тип мотора лучше, нужно разобраться в принципах их работы. Все ДВС устроены по сути одинаково: за счет возгорания горючей смеси воздух в цилиндрах расширяется, и толкает вниз поршень, который передает движение на маховик и далее — на привод. Но конструкция двухтактной и четырехтактной моделей при этом существенно отличается.

Четырехтактный силовой агрегат

Один полный цикл 4Т мотора состоит из четырех тактов (по два хода поршня вверх и вниз). Принцип работы четырехтактного двигателя:

  1. Цикл начинается с того, что поршень опускается из верхней мертвой точки до нижней, в это время открывается впускной клапан и область цилиндра заполняется смесью горючего и кислорода (у бензиновых ДВС) или только воздухом (у дизельных).
  2. Далее происходит движение поршня вверх от нижней мертвой точки, при котором горючая смесь (или воздушная масса) сжимается до критического уровня. В этот момент в камеру сгорания поступает искра от свечи зажигания (на бензиновых агрегатах) или распыленное до мельчайших частиц горючее (на дизелях).
  3. Содержимое цилиндра воспламеняется и из-за расширения воздуха поршневой элемент смещается вниз, совершая полезную работу — проворачивая коленвал, за счет которого движется маховик и вся дальнейшая система.
  4. На четвертом такте поршень движется вверх, одновременно открывается выпускной клапан и отработанные газы подаются в выхлопную систему.

Третий такт, называется рабочим ходом, потому что при этом поршень передает энергию на маховик.

Четрехтактник конструктивно сложнее 2Т ДВС, для его нормальной работы нужны дополнительные системы:

  • впуска и выпуска;
  • смазки;
  • охлаждения.

Двухтактный мотор

Главное отличие двухтактного от четырехтактного двигателя — рабочий ход, состоящий только из двух тактов (движения вверх и вниз).

Еще одна отличительная черта 2-тактных ДВС — отсутствие газораспределительного механизма и, соответственно, клапанов. С одной стороны, это упрощает конструкцию и обслуживание силового агрегата, с другой — повышает расход топлива (часть его улетучивается вместе с выхлопными газами) и снижает ресурс мотора.

Принцип работы двухтактного двигателя:

  1. Сжатие — во время движения поршня вверх открывается продувочное отверстие для поступления горючей смеси, затем выпускное — для выхода отработанных газов. Далее поршень поднимается выше, до камеры сгорания, и сжимает находящуюся в ней смесь кислорода и горючего.
  2. Происходит воспламенение (от свечи или форсунки) и поршень отбрасывается вниз, передавая кинетическую энергию на коленвал, также, как и у четырехтактника. После этого по инерции элемент снова поднимается, выталкивая лишнее и открывая вход для новой порции горючего, и цикл повторяется.

Двухтактные двигатели не имеют отдельной системы смазки, а из-за отверстий для входа топливной смеси и выхода отработанных газов цилиндры и поршни более подвержены износу.

Модификации ДВС 4-MIX, 2-MIX и X-TORQ

У пользователей, которые знают, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного может возникнуть вопрос: почему 4Т бензокосу Stihl нужно заправлять смесью масла и бензина? Дело в том, что мотор 4-MIX — это модель усовершенствованного типа, в которой поршень проходит 4 такта, но при этом агрегат не имеет отдельной системы смазки, позволяя снизить стоимость оборудования.

Принцип работы 4-MIX.

2-MIX и X-TORQ — это усовершенствованные 2Т двигатели, в которых поступающий кислород разделяется на 2 потока, обеспечивая более эффективную работу мотора.

Подробности о работе четырехтактного силового агрегата

Рассмотрим подробнее принцип действия четырехтактного мотора. В нем каждый второй период вращения коленчатого вала сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси. Особым кулачковым валом, последовательно нажимающим на коромысла, поочередно открываются впускные и выпускные клапаны. Специальная пружина возвращает клапан в исходное положение, закрывая его.

Необходимо обеспечить достаточно плотный контакт клапанов с головкой блока цилиндров. Это позволит не допустить нежелательной потери компрессии.

Итак, принцип действия четырехтактного силового агрегата представляется четырьмя тактами:

  1. Сначала происходит опускание поршня из верхнего положения до нижней мертвой точки, сопровождающееся открыванием кулачковым механизмом распределительного вала впускного клапана. Внутреннее пространство цилиндра заполняется смесью топлива с воздухом;
  2. Поршень начинает подниматься в обратном направлении, из нижнего положения в верхнее. Процесс сопровождается сжатием горючего при значительном увеличении его температуры;
  3. Выполнение полезной работы осуществляется за счет горючих газов, направляющих поршень к нижней мертвой точке. Их образование происходит в результате сгорания топливной смеси, воспламененной искрой от свечи зажигания, возникающей на завершающем этапе сжатия;
  4. Далее следует выпуск, представленный выталкиванием поршнем выхлопных газов из внутреннего пространства цилиндра, сопровождается открыванием выпускного клапана. Его закрытие происходит в верхней мертвой точке. Затем описываемый процесс повторяется.

Четырехтактный двигатель: описание,фото.

Цилиндр двигателя закрыт крышкой, в которой располагаются клапаны для впуска свежего заряда и клапаны выпуска газов. Клапаны удерживаются в закрытом состоянии пружинами и давлением в цилиндре при процессах сжатия, сгорания и расширения. Открытие клапанов в нужные моменты производится газораспределительным механизмом.

Газораспределительный механизм состоит из рычагов, штанг и толкателей, на которые воздействуют кулачки распределительного вала.

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала двигателя и имеет вдвое меньшую частоту вращения, чем коленчатый вал, вследствие чего каждый клапан открывается один раз за два оборота коленчатого вала. Взаимосвязь газораспределительного механизма с коленчатым валом находится в определенной механической зависимости. Эта зависимость устанавливается заводом—изготовителем двигателя и изображается диаграммой фаз (углов) газораспределения.

Термодинамический процесс рабочего цикла в четырехтактном двигателе (рис. 23).

Фаза ф;_2 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала, при котором клапан впуска открыт. На индикаторной диаграмме этот процесс изображен линией 1—2 — процесс всасывания свежего заряда.

Читать еще:  Что это двигатель мтс

Фаза ф2-3 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала, при котором оба клапана закрыты.

На индиикаторной диаграмме наблюдается процесс сжатия свежего заряда, при этом температура его достигает 500… 700 °С. Фаза у3_4 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала при закрытых клапанах впуска и выпуска. Точка 3 находится вблизи ВМТ. С этого момента в цилиндр двигателя подается топливо в мелкораспыленном виде, которое активно (при 7 = 500…700°С) испаряется, воспламеняется и сгорает. Этот процесс длится тысячные доли секунды. В цилиндре резко возрастают температура (1700°С) и давление (Р образовавшихся газов, вследствие чего колено коленчатого вала успевает пройти ВМТ, и сила, равная произведению давления газов на площадь поршня, раскручивает коленчатый вал. Этот процесс расширения газов называют рабочим ходом поршня, и он заканчивается при положении колена коленчатого вала в точке 4. Фаза ц>4_5 — это угол, описываемый коленом коленчатого вала, при котором открыт клапан выпуска. На индикаторной диаграмме этот процесс — выпуск отработавших газов — изображен линией 4—5. В позиции колена коленчатого вала 5 клапан выпуска закрывается, а клапан впуска открывается. Этим завершается рабочий цикл и начинается следующий. Весь рабочий цикл совершился за четыре такта, поэтому такой двигатель называют четырехтактным.

Рис. 23. Схема работы четырехтактного двигателя и индикаторные диаграммы: 1— начало открытия впускного клапана; 2 — закрытие впускного клапана; 3 — начало подачи топлива; 4 — начало открытия выпускного клапана; 5 — закрытие выпускного клапана; а—г — такты рабочего цикла; Р0 — атмосферное давление; I — точка максимального давления газов в цилиндре.

Создание комбинированных двигателей явилось новым этапом в развитии ДВС.

Цель создания комбинированных двигателей — получение более экономичного и мощного двигателя при малых его габаритах. Потребность в таких двигателях особенно велика на железнодорожном транспорте. Увеличение мощности двигателя при тех же габаритах осуществляется за счет компрессорного наддува.В комбинированном двигателе в качестве компрессорных машин используются почти все виды компрессоров, а в качестве расширительной машины применяется только газовая турбина. Благодаря наддуву в цилиндры подается на каждый рабочий цикл больше воздуха, чем при всасывании, что дает возможность сжигать большее количество топлива. Это позволяет получать при одинаковых с обычным дизелем размерах цилиндров и той же частоте вращения вала большую мощность.

При сжатии в нагнетателе воздух нагревается, его удельный объем возрастает, что значительно уменьшает воздушный заряд в цилиндре; поэтому в дизелях со средним и высоким наддувом обязательно применяют охлаждение наддувочного воздуха перед поступлением его в цилиндры.

Охлаждение воздуха на каждые 10 °С дает увеличение мощности дизеля на 3…4% и снижение удельного расхода топлива примерно на 1,5…2,0 г/(кВт-ч). Экономичность комбинированного двигателя с наддувом повышается также вследствие увеличения механического КПД и дополнительного использования теплоты отработавших газов.

Эксплуатационные и конструктивные отличия двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателей

Основное отличие двухтактного двигателя от четырехтактного обусловлено различием механизмов их газообмена — т.е. подачи воздушно-топливной смеси в цилиндр и удалении отработавших газов. В четырехтактном двигателе процессы очистки и заполнения цилиндра производятся с помощью специального газораспределительного механизма, который открывает и закрывает в определенное время рабочего цикла впускной и выпускной клапана.

В двухтактном двигателе заполнение и очистка цилиндра выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения — в то время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки. Для этого в стенках цилиндра имеются два отверстия — впускное или продувочное и выпускное, через которые производится впуск топливной смеси и выпуск отработанных газа. Газораспределительный механизм с клапанами у двухтактного двигателя отсутствует, что делает его значительно проще и легче.

Литровая мощность.

В отличие от четырехтактного двигателя, в котором один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала, в двухтактном рабочий ход совершается при каждом обороте коленвала. Это означает, что 2-х тактный двигатель должен иметь (теоретически) вдвое большую литровую мощность (отношение мощности к литражу двигателя), чем 4-х тактный. На практике, однако, превышение составляет всего 1,5-1,8 раза. Это происходит из-за неполного использования хода поршня при расширении, худшего механизма освобождения цилиндра от отработавших газов, траты части мощности на продувку и прочих явлений, связанных с особенностями газообмена 2-х тактных двигателей.

Потребление топлива.

Превосходя четырехтактный двигатель в литровой и удельной мощности, двухтактный двигатель уступает ему в экономичности. Вытеснение отработавших газов осуществляется в нем воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндр из кривошипно-шатунной камеры. При этом часть топливной смеси попадает в выхлопные каналы, удаляясь вместе с отработавшими газами и не производя полезной работы.

Смазка.

Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют различный принцип смазки двигателя. В 2-х тактных моделях она осуществляется смешиванием в определенных пропорциях (обычно 1:25-1:50) моторного масла с бензином. Воздушно-топливно-масляная смесь, циркулируя в кривошипной и поршневой камерах, смазывает подшипники шатуна и коленчатого вала, а также зеркало цилиндра. При возгорании топливной смеси масло, существующее в виде мельчайших капель, сгорает вместе с бензином. Продукты его сгорания удаляются вместе с отработанными газами.

Применяются два способа смешивания масла с бензином. Простое перемешивание перед заливкой топлива в бак и раздельная подача, при которой топливно-масляная смесь образуется во впускном патрубке, находящемся между карбюратором и цилиндром.

В последнем случае двигатель имеет масляный бачок, трубопровод которого соединен с плунжерным насосом, подающим масло во впускной патрубок ровно в том количестве, которое требуется в зависимости от количества воздушно-бензиновой смеси. Производительность насоса зависит от положения ручки подачи «газа». Чем больше подается топлива, тем больше поступает масла, и наоборот. Раздельная система смазки двухтактных двигателей является более совершенной. При ней отношение масла к бензину при малых нагрузках может достигать 1:200, что приводит к уменьшению дымности, снижению образования нагара и расхода масла. Эта система используется, например, на современных скутерах с двухтактными двигателями.

Читать еще:  G23d двигатель сколько масла

В четырехтактном двигателе масло не смешивается с бензином, а подается отдельно. Для этого двигатели оснащены классической системой смазки, состоящей из масляного насоса, фильтра, клапанов, трубопроводной магистрали. Роль масляного бачка может выполнять картер двигателя (система смазки с «мокрым» картером) или отдельный бачок (система с «сухим» картером).

При смазке с «мокрым» картером насос 3 всасывает масло из поддона, нагнетает его в выходную полость и далее по каналам подает к подшипникам коленвала, деталям кривошипно-шатунной группы и газораспределительного механизма.

При смазке с «сухим» картером масло заливается в бачок, откуда с помощью насоса подается к трущимся поверхностям. Та часть масла, которая стекает в картер, откачивается дополнительным насосом, возвращающем ее в бачок.

Для очистки масла от продуктов износа деталей двигателя имеется фильтр. При необходимости устанавливается и охлаждающий радиатор, так как в процессе работы температура масла может подниматься до высоких температур.

Поскольку в двухтактных двигателях масло сгорает, а в четырехтактных нет, требования к его свойствам сильно разнятся. Масло, используемое в двухтактных двигателях, должно оставлять минимум нагара в виде золы и сажи, в то время как масло для четырехтактных двигателей должно обеспечивать стабильность характеристик в течение как можно более длительного времени.

Сравнение основных параметров двухтактных и четырехтактных двигателей:

  • Литровая мощность. У 2-х тактных двигателей выше в 1,5-1,8 раза, чем у 4-х тактных.
  • Удельная мощность (отношение мощности к массе двигателя). Также выше у 2-х тактных.
  • Обеспечение подачи топлива и очистки цилиндра. 4-х тактные двигатели оснащены газораспределительным механизмом, который отсутствует у 2-х тактных двигателей.
  • Экономичность. Выше у 4-х тактных, расход топлива у которых примерно на 20-30 % ниже, чем у 2-х тактных.
ДвигательКоличество тактовМощность, л.с.Расход топлива (бензина), кг/час
Briggs&Stratton43,50,9
Minarelli23,51,5
Tecumzeh43,70,9
Briggs&Stratton45,01,0
Tecumzeh45,01,0
Briggs&Stratton46,01,1
Lombardini47,01,6
Minsel27,02,1
  • Система смазки. Масло для 2-х тактных двигателей разводится в бензине или (значительно реже) подается из масляного бака во впускной коллектор и сгорает вместе с топливом в поршневой камере. У 4-х тактных двигателей реализована полноценная система, обеспечивающая качественную смазку двигателя и длительное использование масла.
  • Экологичность. У 4-х тактных выше. Выхлоп 2-х тактных двигателей обладает большей токсичностью.
  • Шумность работы. 4-х тактные двигатели менее шумные.
  • Сложность конструкции. 2-х тактные двигатели значительно проще 4-х тактных.
  • Ресурс работы. Выше у 4-х тактных из-за более совершенной системы смазки и меньшей частоты вращения коленвала.
  • Скорость набора оборотов. 2-х тактные двигатели набирают обороты быстрее.
  • Обслуживание. Сложнее у 4-х тактных из-за наличия газораспределительного механизма и более сложной системы смазки.
  • Вес. 2-х тактные значительно легче.
  • Цена. 2-х тактные дешевле.

Благодаря своей высокой удельной мощности, небольшому весу, простоте обслуживания двухтактные двигатели имеют достаточно широкую область применения. В отношении некоторой бензотехники вопрос, какой двигатель использовать — двухтактный или четырехтактный — даже не возникает. В бензопилах, например, двухтактный двигатель благодаря своему небольшому весу и высокой удельной мощности находится вне конкуренции по сравнению с четырехтактным. Широко используются 2-х тактные двигатели также в скутерах, мототехнике, авиамоделестроении.

И все же из-за токсичности выхлопа и шумности 2-х тактные двигатели сдают свои позиции перед 4-х тактными. Большая их конкурентоспособность возможна при использовании новых технологических решений. Таких, например, как идея компаний Aprilia и Orbital использовать для продувки двухтактного двигателя чистый воздух. Топливо в их модели подается через форсунку, расположенную в головке двигателя, а масло добавляется в продувочный воздух. Такой двигатель по экономичности даже превосходит четырехтактный, его экологичность также соответствует современным требованиям. Вот только главное достоинство 2-х тактных двигателей — простота их конструкции — несколько страдает от нововведения.

Четырехтактный двигатель является априори более совершенной системой, поэтому признается более надежным, что подтверждено на практике. В таком агрегате современная система подачи масла путем разбрызгивания или подачи под давлением, что обеспечивает более качественную смазку, когда каждая деталь буквально «купается» в нем. А сложная конструкция двигателя в этом случае также «на руку», она позволяет более равномерно распределить и, соответственно, снизить нагрузку на его отдельные элементы. В конечном итоге это способствует увеличению ресурса эксплуатации.

  • Цена. Покупка модели, оснащенной 2-ух тактным двигателем, априори обойдется дешевле, чем байк с 4-ех тактным. И зачастую денежный вопрос выступает определяющим фактором покупки.
  • Мощность. Скутер с двухтактным двигателем мощнее четырехтактника примерно на 60–70%. Это, опять же, обусловлено тем, что в такой системе все рабочие процессы происходят быстрее.
  • Обслуживание. В двухтактных двигателях требуется регулярно контролировать уровень масла и чаще его менять. Также при их эксплуатации образуется больше дыма, поэтому потребуется чаще чистить глушитель выхлопной трубы.
  • Ремонт. Провести ремонтные работы четырехтактного двигателя будет несколько сложнее, да и это обойдется дороже, чем ремонт и замена деталей двухтактника.
  • Шум. Тут одерживает бескомпромиссную «победу» скутер с 4-ех тактным двигателем. Скутер с двухтактником — техника объективно более шумная.
  • Экологичность. Четырехтактники дают более чистый с экологической точки зрения выхлоп. Актуальный момент для тех, кто заботится об окружающей среде.

В каталоге интернет-магазина «Спорт-Экстрим» представлены скутеры Motoland, Racer, Yamaha и других торговых марок. На товар дается гарантия производителя, есть услуга доставки по РФ.

Специалисты водно-моторного центра помогут подобрать
подходящие под ваши цели и ожидания модели.

Читать еще:  Влияние дад на работу двигателя

Чтобы получить подробную консультацию по наличию, ценам и характеристикам, просто позвоните +7 (4822) 65-65-03.

Почему ДВС разделяются на 2-тактные и 4-тактные

Самым явным отличием является режим возгорания горючей смеси. Это можно отследить визуально и по звуку, так как двухтактный мотор звучит громко и гулко, а четырёхтактному свойственен спокойный и равномерный звук.

Вариативность моторов зависит от впуска горючего и вывода отработки. Если в двухтактном двигателе горючая смесь проходит и выходит через окна в стенках, то в четырёхтактный этот процесс происходит посредством клапанов. Следовательно, найти четырёхтактный двигатель можно по устройству механизма клапанов, так как над головкой блока цилиндров прикреплена коробка распредвала со шкивом. Плюс к этому у нижнего распредвала протягиваются штоки привода клапанов к клапанной коробке.

Помимо вышесказанного, патрубки четырёхтактного мотора находятся на вершине цилиндра. А вот у второго вида патрубок один (выпускной) и находится внизу цилиндра. Случается и такое, что на вершине двухтактника находится только контакт свечи.

Какой мотор лучше

В большинстве случаев четырёхтактные двигатели могут работать только в одном положении, тогда как двухтактные в этом отношении менее требовательны. Это во многом связано со сложностью движущихся частей, а также конструкцией масляного поддона. Такой поддон, обеспечивающий смазку двигателя, обычно присутствует только в четырёхтактных моделях и имеет огромную важность для их работы. У двухтактных двигателей обычно нет такого поддона, поэтому их можно эксплуатировать практически в любом положении без риска выплёскивания масла или прерывания процесса смазки. Для таких устройств, как бензопилы, циркулярные пилы и другие переносные инструменты, такая гибкость очень важна.

Наиболее популярные модели бензокос

Мы подготовили своеобразный рейтинг наиболее популярных моделей четырехтактных мотокос от различных производителей.

При выборе этих моделей мы ориентировались на количество положительных отзывов, опубликованных на различных сайтах и популярность устройств на страницах интернет магазинов 220 Вольт и Всеинструменты.

DAEWOO DABC 4ST

На первое место эта бензокоса попала благодаря сочетанию невысокой стоимости (15 тысяч рублей) и многих положительных отзывов, в которых владельцы отмечают универсальность и надежность триммера.

Прямой неразборный приводной вал с кованым прутком внутри легко переносит нагрузки, возникающие даже во время спиливания деревьев, а удобная рукоятка велосипедной формы и система гашения вибрации повышают комфортность работы.

Пильный диск с твердосплавными напайками входит в комплект поставки, благодаря чему триммер превращается в мотокосу, а удобная подвесная система снижает нагрузку на плечи оператора, что немаловажно, учитывая вес устройства (8,5 кг).

Мощности двигателя (1,5 л. с.) достаточно для выполнения любых работ, главное не спешить, чтобы не создавать слишком высокую нагрузку. Благодаря широкой сети дилерских центров и сотрудничающих с ними мастерских покупка запчастей и ремонт аппарата не вызовут затруднений.

MAKITA EBH341U

Эта мотокоса отличается от предыдущей только весом (7,1 кг) и комплектацией:

  • вместо пильного диска вместе с ней поставляют трехлопастной нож;
  • штатный плечевой ремень неудобен, поэтому те, кто покупают ее, сразу же приобретают подвесную систему.

Кроме того, вместе с бензокосой поставляют и маленькую (100 мл) канистру с моторным маслом, поэтому ее владельцу не придется сразу же покупать смазочную жидкость. Если владелец этой мотокосы планирует срезать молодую поросль кустарников, а также спиливать деревья или их отростки, то ему придется за отдельную плату приобрести пильный диск.

Средняя стоимость MAKITA EBH341U 30 тысяч рублей, однако благодаря своей надежности она также заслужила много положительных отзывов.

Ryobi RBC430SBD

На официальном сайте производителя эту модель называют триммером, однако наличие в комплекте поставки трехлопастного ножа относит ее к мотокосам. Кроме того, она оснащена менее мощным (1 л. с.) двигателем, поэтому нежелательно использовать бензокосу для спиливания деревьев, ведь там требуется более мощный мотор.

В базовой комплектации триммер оснащен удобной подвесной системой Vertebrae+™, поэтому его владельцу не придется покупать подвеску отдельно.

Небольшой вес (6,6 кг), а также невысокая стоимость (18 тысяч рублей) повышают популярность мотокосы, однако часть владельцев отмечает мелкий брак, который не препятствует работе устройства, но снижает мощность или ухудшает комфорт. Тем не менее, бензокоса получилась надежной, благодаря чему и попала в этот список.

STIHL FS 131

Этот аппарат является самым легким (5,8 кг) из всех, попавших в этот список, а также самым мощным (1,9 л. с.), поэтому он хорошо подходит для выполнения любых работ, включая спиливание деревьев (необходимо отдельно приобрести пильный диск).

Мотокоса STIHL FS 131 оснащена только двухлезвийным ножом, поэтому для покоса травы на неровных участках потребуется триммерная головка, которую придется приобретать отдельно.

Зато двухлезвийный нож срезает траву так же бережно, как и колесная газонокосилка. Несмотря на очень качественное изготовление и надежность, мотокоса оказалась в конце списка из-за высокой стоимости (40 тысяч рублей).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector