- История и область применения двухтактного ДВС
- Кто и когда создал первый двухтактный двигатель
- Где используется двухтактный ДВС
- Как работает двухтактный ДВС
- Устройство двухтактного двигателя
- Принцип работы 2-тактного ДВС
- Отличия в работе дизельного силового агрегата
- Правильная эксплуатация и тюнинг мотора
- Чем двухтактный двигатель отличается от четырехтактного и какой тип ДВС лучше
Двухтактный двигатель с технической точки зрения проще четырехтактного: поршень выступает одновременно в роли движущегося элемента и распределительного органа. Во время перемещения внутри цилиндра он в нужном порядке открывает впускное и выпускное отверстие, создавая необходимое давление газов и регулируя вывод и топливоподачу.
История и область применения двухтактного ДВС
Суть ДВС в том, что поршень движется вниз, передавая импульс на маховик и придавая ему вращение, которое и движет привод устройства. Для того, чтобы толкнуть деталь, необходим взрыв, а он может произойти только под воздействием трех компонентов, которые соединяются одновременно: горючего, кислорода и искры (или тепла). Поэтому все работы над созданием двигателя внутреннего сгорания сводятся к тому, чтобы максимально эффективно объединить эти элементы в одной системе.
Кто и когда создал первый двухтактный двигатель
Несколько изобретателей в различных странах одновременно поняли, как работает двухтактный двигатель внутреннего сгорания, поэтому установить первооткрывателя невозможно:
- Первый патент на 2 тактный двигатель был получен в 1881 году Дугладом Клерком из Шотландии.
- Через 10 лет его английский коллега Джозеф Дей представил модель с камерной продувкой.
- Немец Карл Бенц независимо от них в 1880 году получил патент на свой газовый 2-тактный ДВС.
- В 1907 году был запатентован мотор русского инженера Корейво, с двумя коленчатыми валами.
- В 1908 году еще один англичанин — Альфред Скотт построил мотоцикл на базе силового агрегата с водной рубашкой охлаждения.
С 1907 года на базе дизелей Корейво производились теплоходы.
Где используется двухтактный ДВС
Поскольку устройство двухтактного двигателя достаточно простое, и сам агрегат отличается небольшими размерами, его устанавливают на бензопилы, триммеры и другие садовые и строительные бензоинструменты, а также на небольшие транспортные средства: моторные лодки, скутеры, маломощные мотоциклы и квадроциклы.
Одна из проблем 2-тактного автомобильного мотора — вывод отработки. Поскольку выхлопные газы содержали большое количество масляных паров, глушители быстро выходили из строя, тем не менее на заправках Европы топливо для подобных авто продавалось до конца 80-х.
Как работает двухтактный ДВС
Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из двух движений поршня внутри цилиндра: вверх и вниз, которые и называются тактами. В отличие от четырехтактного агрегата, впуск топливной смеси и вывод отработки совмещены с рабочими процессами сжатия и расширения рабочих газов.
Устройство двухтактного двигателя
Перед тем, как подробно разобрать принцип работы 2х тактного двигателя, остановимся на его строении. Агрегат состоит из:
- картера и кривошипной камеры, внутри которой находится цилиндр и коленвал с подшипниками;
- поршня, установленного на коленчатый вал и двигающегося внутри цилиндра;
- свечи зажигания (в моторах, работающих на бензине);
- впускного и выпускного коллекторов.
Силовые агрегаты обычно конструируют так, чтобы они получали максимальное воздушное охлаждение, но модели, установленные на сложной технике, могут иметь дополнительный водный контур.
Определить тип мотора легко: если агрегат имеет одно заливное отверстие для масла и бензина — значит, он двухтактный, а если раздельные — четырехтактный. Но есть и исключения: например, на некоторых скутерах устанавливается отдельный бачок.
Принцип работы 2-тактного ДВС
Первый такт (подъем поршня) вызывает сжатие газов:
- Поршень движется к верхней мертвой точке (ВМТ), выталкивая выхлопные газы.
- Когда элемент перекроет выпускное отверстие, начинается сжатие топливовоздушной смеси. Одновременно с этим открывается впускное окно и в кривошипную камеру поступает новая порция горючего.
- По достижении поршнем ВМТ (когда смесь в камере сгорания сжата до максимально возможной степени) свеча зажигания подает искру, воспламеняя горючее.
- За счет давления расширяющихся газов, деталь отбрасывается вниз, к нижней мертвой точке (НМТ).
Второй такт (опускание и вывод отработки), который также называется рабочим ходом:
- Поршень движется по направлению к нижней мертвой точке придавая вращение кривошипу, по ходу следования он открывает выпускное отверстие и освобождает кривошипную камеру от отработанных газов.
- Впускное окно закрывается, предотвращая попадание отработки в систему подачи топлива.
- Когда откроется продувочное окно, из кривошипной камеры в надпоршневую область поднимается топливовоздушная смесь. Цилиндр заполняется, и одновременно продувается от ненужных более газов.
- Такт заканчивается, когда поршень достигает НМТ. Далее деталь по инерции снова поднимается и цикл повторяется.
Анимированная схема работы двухтактного двигателя:
Отличия в работе дизельного силового агрегата
Входное окно, подающее кислород, необходимый для сгорания топлива расположено в нижней части камеры дизельного ДВС. Поднимаясь от НМТ, поршень сначала закрывает впускное окно, останавливая забор воздуха, а потом и выпускное — прекращая процесс выхлопа.
Далее деталь продолжает двигаться вверх, сжимая и нагревая находящийся в камере кислород, когда поршень доходит до ВМТ, форсунки впрыскивают в камеру сгорания раскаленное и распыленное на мельчайшие капли дизтопливо. Происходит взрыв, и поршень отбрасывается вниз, по пути открывая входное и выходное окна, аналогично бензиновому ДВС, далее цикл повторяется.
Правильная эксплуатация и тюнинг мотора
Во время эксплуатации важно понимать, как работает двухтактный двигатель, чтобы не сократить его ресурс в долгосрочной перспективе. В данных ДВС использование обычного автомобильного масла недопустимо — оно содержит другие присадки, которые могут нанести вред силовому агрегату.
Масло необходимо для эффективной смазки движущихся узлов, но нагар, который из-за, него образуется может способствовать закоксовыванию поршневых колец, приводя к потере мощности. При нормальной работе ДВС нагар убирается сам, но из-за некачественного масла или проблем с зажиганием, карбюратором, либо поршневой группой, а также долгой работы на небольших оборотах этого не происходит, в таком случае необходимо убирать нагар самостоятельно.
Чтобы мотор прослужил дольше, необходимо правильно составлять для него смесь из бензина и масла.
Зная принцип работы двухтактного двигателя и имея необходимые навыки, можно значительно улучшить потенциал силового агрегата:
- Увеличение выходного отверстия позволяет выпустить максимальное количество газов, повышая мощность устройства.
- Расширение входного окна поможет обеспечить дополнительную продувку камеры сгорания, чтобы смесь быстрее перемещалась в картере.
- Добавление инжекторных систем впрыска дает возможность точнее дозировать топливо и избежать излишних потерь.
- Установка лепестковых клапанов во входной тракт также позволяет повысить мощность и экономичность.
- Компрессорные (или турбокомпрессорные — на дизелях) системы наддува увеличивают подачу воздуха и горючего.
Чем двухтактный двигатель отличается от четырехтактного и какой тип ДВС лучше
Благодаря тому, что двухтактный двигатель совершает только один полный ход поршня за цикл, уменьшается потеря кинетической энергии, и мотор способен выдавать в 1,5 раза большую мощность, чем четырехтактный (при аналогичных оборотах). К тому же, он отличается меньшим весом и более простой конструкцией. Но, помимо достоинств, 2-тактные силовые установки обладают и недостатками:
- Металлические элементы работают более интенсивно и быстрее изнашиваются, к тому же агрегат при работе производит больше шума и вибрации.
- Типовая конструкция ДВС не предусматривает отдельного масляного контура, поэтому приходится вручную заливать смазку в бензин.
- Многие модели не имеют рубашки охлаждения, понижая рабочую температуру только за счет окружающего воздуха.
- Все механизмы работают в одном пространстве, поэтому требуется тщательная герметизация.
- Перепад давления в моторе не очень большой — для увеличения мощности нужна дополнительная продувка.
Принцип работы двухтактного двигателя проще, чем четырехтактного — последнему для полного цикла необходимо два хода поршня вверх-вниз (четыре движения). Но 4-тактные более стабильны, долговечны, экономичны и выделяют в атмосферу меньше вредных веществ.
Применять двухтактный двигатель целесообразно на устройствах, для которых важнее небольшие габариты и меньший вес. Но этот силовой агрегат нельзя назвать экономичным — часть горючего выходит вместе с выхлопными газами, не производя полезной работы.
Получается, двухтактный двс на 1,5 л.с. мощнее аналогичного четырехтактного?
Нет, если количество л.с. одинаково, то и мощность тоже. Разница будет в экономичности