Двутактов двигател: устройство и принцип на действие, разлики от четиритактов

Съдържание

Двигателите с вътрешно горене са изградени на същия принцип – енергията на изгаряне на гориво се превръща в кинетична енергия на въртене на коляновия вал. Има два вида двигатели-двутактови и четиритактови. И двете имат своите предимства и недостатъци, нека се опитаме да разберем какви са разликите.

Схема на устройството на двутактов двигател

Принципът на работа на двигателя с вътрешно горене

Работният цикъл на двутактов двигател се състои от всмукване и изпускане, което се случва при едно завъртане на коляновия вал, докато 4-тактов двигател има следните цикли-всмукване, компресия, работен ход, изпускане. И те правят два завъртания на маховика. При двигател с 4 такта всмукването и изпускането се извършват под формата на различни процеси, при двутактовите те се комбинират със компресирането на горивната смес и разширяването на работните газове. Принципът на работа на двутактов двигател:

  1. Първата мярка е компресията. Буталото се движи от долната мъртва точка, докато отворът за продухване се затваря първи. Отпадъчните отработени газове се изпускат през отвора за отработени газове. В този момент се образува вакуумна зона в коляновата камера под буталото, където обогатената горивна смес се подава от карбуратора (инжектора). Тази порция чист въздух изтласква останалите отработени газове в изпускателния колектор. В момента на най -високото положение на буталото сместа се запалва от свещта.
  2. Вторият цикъл е работен ход или удължаване. Температурата и налягането на газовете в горивната камера рязко се увеличават, под неговото действие буталото започва да се движи към долната мъртва точка, вършейки полезна работа. Повишеното налягане в коляновата камера затваря всмукателния клапан, предотвратявайки навлизането на отработените газове в карбуратора. Чрез системата за отработени газове отработените газове навлизат в шумозаглушителя, а през отвора за продухване свежа горима смес започва да тече в горивната камера. В най -ниската точка втората мярка приключва и процесът се повтаря.
Двутактов двигател: устройство и принцип на действие, разлики от четиритактов

Двутактов дизелов двигател работи на същия принцип, само че няма свещ и горивото се запалва чрез компресия. Следователно коефициентът на компресия в дизеловите двигатели с вътрешно горене е много по -висок от бензиновите.

Характеристики на двутактовия двигател

Двутактовият двигател завършва пълен цикъл в един оборот на коляновия вал, което дава възможност да се получи по-висока специфична мощност на литър от 4-тактов двигател при същата скорост на двигателя. Ефективността на двутактовия двигател обаче ще бъде по-ниска поради несъвършенството на механизма за синхронизиране на клапаните, неизбежната загуба на горивната смес по време на процеса на продухване и непълния работен ход на буталото.

Двутактовият двигател се нагрява много, тъй като по време на работа се отделя много топлинна енергия. Понякога може да се наложи допълнително охлаждане. Двутактовите двигатели с голям брой цилиндри рядко се използват в мотоциклети, най-често използваният едноцилиндров двигател с въздушно охлаждане.

Двутактов двигател: устройство и принцип на действие, разлики от четиритактов

При работа на двутактов цикъл буталото прави по-малко движения на ход, а натоварването на разпределението на допълнителния газ, смазването и охлаждането на коляновия вал е по-ниско или отсъства напълно. Следователно износването на буталната група ще бъде по -ниско. Ако това не е решаващ фактор за леките превозни средства, тогава нискоскоростният двутактов дизелов двигател може да има няколко пъти по-дълъг ресурс от всички други ICE. Следователно те се използват широко в дизелови локомотиви, генератори и морски двигатели.

Двутактовият бензинов двигател набира скорост при максимална мощност по-бързо. Това се използва от моторни спортисти, особено в дисциплините крос кънтри, когато е необходима незабавна реакция на газта. В допълнение, той е по-лесен за поддръжка, по-евтин и по-лек от четиритактов.

Разходът на гориво при двутактов двигател ще бъде с 25-30% по-висок, шумът и вибрациите също ще бъдат по-високи. Двигателят не може да се впише в строги екологични стандарти, дори ако използваме системи за впръскване и налягане. Голямата консумация на въздух изисква използването на специални въздушни филтри.

Система за смазване и подготовка на горивото

Работата на двутактов двигател изисква ефективно смазване на движещи се части. Няма централизирана отделна система за смазване с маслена помпа, както при четиритактовите двигатели, така че маслото се добавя към бензина в съотношение 1:25 – 1:50. Полученият състав, намиращ се в буталните и коляновите камери, смазва лагерите на шатуните, стените на цилиндрите и буталните пръстени. Когато въздушната смес се запали, маслото изгаря и се отстранява заедно с отработените газове.

Двигателното масло трябва да е специално – за двутактов двигател обикновено се отбелязва 2T на кутията. Използването на обикновени автомобилни масла е неприемливо по редица причини:

  • Маслото за двутактови двигатели трябва да има добра разтворимост в бензин;
  • Притежава отлични смазочни свойства, подобрява работата на двигателя и намалява триенето;
  • Защита от корозия на триещи се части на буталната група;
  • Двутактовото масло трябва да изгори без остатък, без да образува въглеродни отлагания и сажди. Високото пепелно съдържание на конвенционалното масло води до коксуване на буталните пръстени.
Двутактов двигател: устройство и принцип на действие, разлики от четиритактов

Двутактовият двигател може да бъде снабден със смазка по два начина. Първият и най -простият е да го смесите с гориво в правилното съотношение. Вторият е отделна система за смазване на двутактов двигател, когато състав от гориво и масло се приготвя непосредствено преди влизането му в специална тръба. В този случай е инсталиран отделен резервоар за масло и захранването му се извършва със специална бутална помпа.

Тази система се използва широко в съвременните мотоциклети и скутери. В допълнение към лекотата на използване (сега няма нужда да добавяте масло в резервоара на око при всяко зареждане с гориво), има и сериозна икономия на масло, тъй като инжектирането му зависи от оборотите на двигателя. На празен ход съотношението на маслото може да бъде само 1: 200.

Тунинг двутактов двигател

Всеки двутактов двигател има възможност за усилване. Увеличаването на мощността със същия обем е оправдано в спорта, а при ежедневна употреба двигателят става по -еластичен и по -икономичен. Основните начини за преразглеждане:

  1. Увеличете диаметъра на изхода и го оставете отворен възможно най -дълго. Това позволява отделянето на максимално количество газове. Това увеличава сцеплението на двигателя и въртящия му момент.
  2. Осигурете ефективно продухване. За да направите това, можете да увеличите диаметъра на всмукателния отвор, тогава горимата смес няма да се задържи в картера и да осигури своевременно впръскване в горивната камера.
  3. Използването на въртящ се дифузьор върху карбуратора, който в същото време доставя по -голямо количество горивна смес. Заедно с него е препоръчително да използвате въздушен филтър с нулево съпротивление.
  4. Инсталиране на изпускателния резонатор, изчисляването на който се прави за определен размер на двигателя. Такова устройство връща част от горивната смес обратно в цилиндъра през изхода.
  5. Модификация на шатунно-буталната група, нейното олекотяване и внимателно балансиране. Вентилите и каналите трябва да бъдат притиснати и свободни от пробиви (износвания), забавящи и въртящи се потоци. Това намалява пълненето на цилиндъра и намалява мощността.
  6. Приложение на инжекционни инжекционни системи и променливо време на клапана. Това позволява по -точно измерване на количеството подадено гориво и намаляване на загубите на горимата смес по време на продухването на бутилката.
  7. Монтаж на системи за налягане. Обикновено това са компресорни вентилатори, а традиционен турбокомпресор може да бъде инсталиран на двутактов дизелов двигател. С негова помощ количеството въздух, подаван към цилиндрите, се увеличава съответно и количеството гориво може да се увеличи.
Двутактов двигател: устройство и принцип на действие, разлики от четиритактов

Работа и причини за повреда на двигателя

Най-често двутактовите двигатели се срещат в моторни превозни средства, двигатели на лодки, косачки за трева, верижни триони и други устройства, където се изисква лек и надежден двигател. Независимо от това, дори толкова прост двигател за проектиране може да се провали поради нарушение на правилата за работа.

  • Лошо качество на бензина. Лошото гориво често води до почукване. Това най -често се забелязва при ниски обороти с подгазовки. Получените ударни натоварвания водят до счупване на преградите на буталата, прекомерни натоварвания върху лагерите на коляновия вал. Детонацията може да възникне поради прегряване на двигателя, въглеродни отлагания на буталото и постна смес.
  • Лошо качество на частите, от които е сглобен двигателят. Това важи особено за китайските производители, които често допускат дефекти в производството на компоненти. Това води до ранна повреда на буталото, коляновия вал, цилиндър и други части, а след това и основен ремонт. Обикновено измерване на компресията обикновено помага за оценка на състоянието на буталото.
  • Нискокачествено моторно масло. Гориво-маслената смес за двутактови двигатели е много важна. От неговото качество ще зависи колко безпроблемно работи двигателят, чистотата на отработените газове, липсата на прегряване и ненужен шум. Лошото масло води до образуването на въглероден слой върху буталото, в главните и лагерите на свързващия прът, до износване по стените на цилиндъра и полата на буталото, проходният участък на ауспуха намалява поради натрупвания на въглерод. Маслата за двутактови двигатели трябва да се използват синтетични или полусинтетични, използването на минерална вода е нежелателно.
  • Прегряването на двутактов двигател с въздушно охлаждане не е необичайно. Това се дължи на продължителна работа с напълно отворен газ или неизправност на охладителната система. Прегряването може да бъде краткосрочно, когато има загуба на мощност и максимална скорост, след намаляване на натоварването и охлаждане на двигателя всичко се връща към нормалното. Клин възниква поради много силно прегряване, когато термичната междина между буталото и цилиндъра се намалява толкова много, че силите на триене плътно ги хващат заедно. След него е необходим ремонт на CPG.
  • Карбураторът не е настроен. Горивната смес е твърде постна или твърде богата. Шофирането на прекалено богата смес е изпълнено с висок разход на гориво, загуба на мощност и образуване на утайки. Постната смес може да причини почукване и намаляване на максималната мощност на двигателя.

За да се удължи експлоатационният живот и да се забави ремонтът, двутактовият двигател на лодка или мотоциклет трябва да бъде правилно обработен. За това делът на маслото, смесено с бензин, трябва да бъде малко по -високо от това, установено за нормална работа. Оставете двигателя да работи на такава смес в режим на частична мощност в продължение на няколко часа, което е еквивалентно на 500-1000 км пробег за скутер и мотоциклет.

И все пак, поради токсичността на ауспуха, двутактовите двигатели постепенно се заменят със съвременните четиритактови двигатели. Те продължават да се използват само там, където се изисква висока плътност на мощността с минимално тегло и простота на дизайна – моторни превозни средства, верижни триони и тримери, модели на самолети и много други.

Подобен...