В чем отличие двухтактного двигателя от четырехтактного мотоцикла

Отличия двухтактного двигателя от четырехтактного

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — представляет собой ряд процессов, в результате которых производится порция усилия (мощности), воздействующего на коленчатый вал двигателя. Рабочий цикл состоит из:

  • заполнения цилиндра топливной смесью;
  • ее сжатия;
  • воспламенения смеси;
  • расширения газов и очистки от них цилиндра.

Такт в ДВС — это движение поршня в одном направлении (вверх или вниз). За один оборот коленчатого вала совершается два такта. Тот из них, при котором происходит расширение сгоревших газов и совершается полезная работа, называется рабочим ходом поршня.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным. Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными. Каковы основные эксплуатационные и конструктивные особенности бензиновых двухтактных и четырехтактных двигателей? Чем отличается двухтактный от четырехтактного? Чтобы лучше понять это, необходимо ознакомиться с принципом их работы.

Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

Принцип работы двухтактного бензинового двигателя

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.

Эксплуатационные и конструктивные отличия двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателей

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.

Читайте также:  Стук гидрокомпенсаторов на холодном двигателе шевроле круз

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.

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.
Двигатель Количество тактов Мощность, л.с. Расход топлива (бензина), кг/час
Briggs&Stratton 4 3,5 0,9
Minarelli 2 3,5 1,5
Tecumzeh 4 3,7 0,9
Briggs&Stratton 4 5,0 1,0
Tecumzeh 4 5,0 1,0
Briggs&Stratton 4 6,0 1,1
Lombardini 4 7,0 1,6
Minsel 2 7,0 2,1
  • 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.
Читайте также:  Что то цокает в двигателе змз 406

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.

Источник

RIDE IT! Блог: Два такта против четырех. Что лучше?

Сегодня решил порассуждать на тему, какие мотоциклы лучше: двухтактные или четырехтактные. Как ни крути, а простые и надёжные двухтактники потихоньку уступают место продвинутым и мощным четырехтактным двигателям – такая тенденция и никуда от этого не деться. И с этим можно было бы и смириться (но это для меня слишком скучно), потому что я все равно считаю, что в тарахтении двухтактного мотора есть определённый смысл. Нет, я не стану сейчас, как в школе, с указкой разбирать принцип работы того и другого мотора, это ты знаешь и так, а если не знаешь – учи матчасть. Дело в другом – большинство мототехники для дорожной эксплуатации уже переведено на четыре такта. Это удобно, экономно и с каждым годом все доступнее (одни китайские моторы чего стоят). Но двухтактный двигатель может выжать из тебя за одну тренировку столько всего, сколько комфортный четырехтактник не выжмет за весь сезон. Дело говорю, смотри сам.

Питбайки – идеальный 4Т вариант для тренировок, доступный вид техники, который быстро набрал популярность в РФ, во многом благодаря JMC. На питбайке JMC 160 PRO я стал победителем Кубка России по Минимотарду 2015 .

Два-четыре, какая разница?

Огромная. В зависимости от того какой техникой ты пользуешься и для каких целей, и тот, и другой тип двигателя может быть незаменим в определённых условиях. Это зависит и от уровня владением мотоциклом. Для скутера, который мы обычно используем при перемещении из точки “дом” в точку “работа/учеба/магазин”, безусловно, четырехтактный двигатель будет идеальным вариантом. Хотя бы потому, что не нужно смешивать бензин и масло в определённой пропорции, не говоря уже о касторке. Залил – и поехал. Даже в том случае, если твой 2Т мотор имеет раздельную подачу масла и бензина, суть одна – в камере сгорания работает масляно-бензиновая смесь. Да и ресурс четырехтактного мотора побольше будет.

Читайте также:  Как снять эбу на ваз 2112 двигатель 21124

Но есть одно “но”. Четырехтактный мотор имеет полноценную газораспределительную систему, которую банально нужно приводить в движение, а это лишний расход мощности. Для двигателя объёмом 350 кубов, к примеру, разница в мощности между 2Т и 4Т двигателем будет примерно 40-60%. Для полтинника это уже более чем ощутимо. Это огромная цифра. А теперь представь, что на твой гоночный байк установили мотор в половину мощнее, чем ты привык. Страшно? То-то. Это одна из причин, по которой тренировочная техника может иметь двухтактный двигатель. А кроме этого, двухтактный мотор имеет меньшую кинетическую инерцию, то есть быстрее раскручивается до максимальных оборотов и быстрее их сбрасывает, то есть он – гибче, эластичнее четырехтактного мотора.

К примеру, двухтактник Suzuki RM85 (картинка выше) – практически в 2 раза быстрее, чем четырехтактник Honda CRF100 (картинка ниже).

Теперь такая немаловажная штука, как вес. Четырехтактный мотор тяжелее и это не обсуждается. С одной стороны, справиться с мотоциклом с низким центром тяжести проще. Но чтобы быть готовым к любым неожиданностям, не только на гоночной трассе, но и на простой дороге, желательно представить, что вес мотора уменьшился в половину, а это уже заставит тебя работать телом, а не полагаться на вес двигателя. Ещё один довод в пользу двухтактника, как тренировочной техники.

Двухтактные тонкости

Одно дело – байк для кросса , совсем другое – для жёсткого трека и здесь надо понимать, что когда надо копать грунт, двухтактный мотоцикл всегда будет иметь преимущество. Он эластичнее раскручивается, тем не менее, когда заднему колесу хвататься не за что, оно срывается в юз. В этом случае четыре такта в выигрыше. Чтобы не сорвать двухтактник в пробуксовку на пике крутящего момента, нужен опыт и острое чувство достаточности, что ли. Но пиковая мощность – это то, что привлекает в двухтактниках в первую очередь. Вот пример – Yamaha YZ 250 отдаст тебе 47 сил на 8,5 тысячах оборотов, в то время, как YZF 250 – всего 36, но на 11,3 тысячах оборотов. А по крутящему моменту тут и вовсе говорить нечего. Двухтактная YZ обходит YZF-ку чуть ли не на 35%, но при этом нужно умело дозировать газ, ведь рабочий коридор у неё в пределах 3,5 тысячи, а это очень тонкий диапазон, примерно на три четверти ручки.

Та самая мощная двухтактная Yamaha YZ250. На жестком грунте заднее колесо всегда в пробуксовке. Кайф!

Двухтактный мотор зря упрекают в ненадёжности и слишком быстром износе поршневой. К примеру, новая поршневая двухтактника должна отработать не менее 30 моточасов в жёстком режиме. Представь, сколько это – и тренировки, и прогревы, и квалификации, и бог знает что ещё. На четырехтактниках поршневая меняется примерно раз в сезон, это примерно 40-45 моточасов, так что слухи о сроке жизни даже спортивного двухтактника сильно преувеличены.

Я веду к тому, что научившись контролировать двухтактный мотоцикл, ты совершенно по-другому станешь относиться как к треку, так и к обычной дороге, да и форму потерять двухтактная жужжалка тебе не даст. Поэтому подумай, может, стоит купить двухтактник если не для гонок, так хотя бы для тренировок ?

© Makar Yurchenko / Макар Юрченко #76, мотогонщик

Все права на статейный материал защищены. Репост, копирование или любое другое использование данного статейного материала без ссылки на источник и указания имени автора запрещены.

Источник

Adblock
detector