Эра двигателей внутреннего сгорания насчитывает уже более одного столетия. Если в наши дни понятие «мотор» более чем привычно уху, то еще в позапрошлом веке такая техника не была известна еще никому. И каким бы сложным изобретением ДВС не казался поначалу, на самом деле, двигатель устроен достаточно примитивно, и его устройство может понять даже человек, далекий от автомобильной техники. Сегодня мы рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя, изучим диаграммы его работы и разберемся, какова физика протекающих в нем процессов.
Принцип работы
Изобретение простейшего 2-х тактного ДВС датируется концом 19 столетия. За все время существования подобных агрегатов их конструкция подверглась значительным изменениям, стала совершеннее и надежнее. Тем не менее, сама схема работы не подверглась значительным изменениям, а диаграмма, описывающая оба такта, выглядит так же, как и раньше.
Такая диаграмма описывает такты, которые называются впускным и выпускным.
Впускной такт 2-х тактного мотора предполагает подачу в цилиндр свежей топливной смеси из карбюратора. Второй - выпуск отработанной смеси, которая тут же поступает в глушитель, уменьшающий шумовой эффект и нейтрализующий часть токсичных выделений.
Наименьшее давление газа в поршне, отображаемое в начале диаграммы, знаменует первый такт работы 2-х тактного ДВС. В течение этого промежутка времени поршень стремится к своей верхней мертвой точке из крайней нижней. Во-первых, здесь стоит отметить состояние выпускного окна поршня, которое в этот момент находится в открытом состоянии. Отработавшая смесь выводится в сторону глушителя. На диаграмме в этот момент отмечается резкое повышение давления, которое вскоре доходит до своего пика.
Логично, что при понижении давления в верхней камере 2-х тактного ДВС происходит сильнейшее разрежение в камере сгорания, что на диаграмме работы отображается в виде резкого понижения исходного давления. Появление такого вакуума способствует тому, что смесь, приготовленная карбюратором, стремится из области высокого давления в область низкого, что является особенностью подобного типа.
В итоге поршень достигает своей верхней точки, и начинает работать свеча зажигания. Здесь происходит розжиг поступившей свежей смеси, что заставляет выполнить ее работу на расширение и дать толчок поршню, немедленно перемещающемуся вниз.
Тем не менее, на двухтактных моторах такая система применяется не столь часто из-за своей громоздкости и дороговизны. Чаще всего на двухтактный двигатель устанавливается воздушная система охлаждения. Так, радиатор обдувает вентилятор, подсоединенный к коленвалу посредством ременной передачи. Также при движении происходит обдув раскаленного корпуса при помощи потоков воздуха, поступающих через систему дефлекторов.
К сожалению, нельзя не сказать о недостатках подобной системы: часто мотор перегревается, и в жару приходится прибегать к определенным ухищрениям, которые, тем не менее, не полностью решают проблему. Отсутствие индикаторного оборудования не всегда позволяет определить неполадку на глаз.
Подводя итоги
Двухтактный двигатель - это примитивная система, которая обладает неплохими свойствами, а потому широко применяется на технике. Благодаря небольшому количеству составляющих и относительно простому принципу работы, самостоятельный ремонт подобных агрегатов не представляет большого труда и под силу даже человеку, далекому от техники и не знающему всех тонкостей работы силовых агрегатов.
Рассмотрим принцип работы двухтактного двигателя. Все рабочие циклы в двухтактном (процесс впуска топлива и выпуск выхлопных газов, продувка) осуществляются за два основных такта за один оборот коленвала. У данного типа двигателей отсутствуют впускной и выпускной клапаны. Эту роль выполняет поршень, который при своих движениях поочередно закрывает продувочные, выпускные и впускные окна. Это делает данный тип двигателей конструктивно более простыми.
Возможности и преимущества двухтактных
Теоретически мощность двигателя данного типа, при одинаковых размерах цилиндра и скорости вращения вала, в два раза выше, чем у 4х-тактного благодаря увеличению числа рабочих циклов.
Но в связи с неполным использованием хода поршня при расширении, худшее освобождение цилиндра от выхлопных газов и частичной затраты мощности на продувку приводят к увеличению мощности двигателя лишь на 60-70 процентов.
Как он устроен
Устройство двигателя состоит из картера, в котором с двух сторон на подшипниках установлен коленвал и цилиндр. В цилиндре перемещается поршень, который представляет из себя металлический стакан, на котором в канавки вложены пружинные поршневые кольца. Эти кольца не пропускают газы между стенкой цилиндра и поршнем. В поршне имеется металлический стержень — палец, который соединяет его с шатуном. Шатун передает возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленвала.
Для смазки подшипников и трущихся поверхностей двухтактного двигателя используется топливная смесь , в которую подмешивают немного масла. Смесь топлива с маслом попадает как в кривошипную камеру, так и в цилиндр. В этих узлах смазки нигде нет, так как она бы все равно смылась топливной смесью. Именно поэтому масло добавляют к бензину в определенной пропорции. Для этого используется специальный тип масла, предназначенный специально для двухтактных двигателей. Такое масло способно выдерживать высокую температуру, а при сгорании с топливом оставлять после себя наименьшее количество зольных отложений.
Как он работает
Рассмотрим принцип работы. Полный рабочий цикл в двухтактном двигателе внутреннего сгорания происходит за два такта:
- сжатие;
- рабочий ход.
Такт первый
Сжатие. Поршень двигается из положения нижней мертвой точки в положение к верхней, при этом закрывает сначала продувочное, а потом выпускное окно. После этого в цилиндре происходит сжатие поступившей в него раннее топливной смеси. Вместе с этим в кривошипной камере под поршнем, после перекрывания продувочного окна, создается разряженное пространство. Под действием этого разряжения через впускное окно в кривошипную камеру из карбюратора попадает горючая смесь.
Такт второй
Рабочий ход. Когда поршень установлен в положении верхней точки, сжатая топливная смесь поджигается от свечи электрическим разрядом, в результате чего давление и температура газов резко увеличивается. Под действием этого расширения поршень двигается в положение нижней мертвой точки — расширившийся газ осуществляет полезную работу. При этом, опускаясь вниз, он образует большое давление в кривошипной камере, закрывающее клапан. После закрытия клапана газы не могут повторно попасть во впускной коллектор и карбюратор.
При достижении поршнем выпускного окна, оно откроется и начинается выпуск выхлопных газов, давление их в цилиндре снижается. Двигаясь дальше, поршень открывает продувочное окно, и сжатые горючие газы в кривошипной камере проходит по каналу в цилиндр, продувая его от остатка газов. После этого цикл повторяется заново.
Заключение
Стоит сказать пару слов о зажигании. В связи с тем, что топливу для воспламенения необходимо время, разряд на свече зажигания должен появиться раньше, чем поршень дойдет до верхней точки, поэтому, чем быстрее двигается поршень, тем раньше должна быть искра. Бывают электронные и механические устройства, способные изменять угол зажигания, изменяющейся при разных частотах вращения.
Подвесные лодочные моторы
Какой лучше 2 тактный или 4 тактный?
На различных интернет площадках, время от времени разгораются дебаты по вопросу востребованности 2-х и 4-х тактных лодочных моторов. Одни оппоненты уверяют, что лучше 2-х тактника не найти, другие продолжают настаивать, о явных преимуществах 4-тактного двигателя.
Отметим, что каждый из этих агрегатов наделен своими преимуществами и недостатками, а покупать надо тот мотор, который подойдет для ваших условий эксплуатации. После прочтения данной статьи, вам останется только выбрать нужный именно вам мотор. Мы же, постараемся привести все аргументы «за» и «против» в использовании данных конструкций.
Экологическая безопасность
Несмотря на усилия конструкторов лодочных моторов, топливо, которое «обязано» полностью сгореть в камере, попадает в виде рабочей или несгоревшей до конца смеси в выхлопной газ. Двухтактник выполнен так, что масло, смазывающее коленчатый вал, малыми дозами проникает в камеру сгорания, а далее с недогоревшей смесью вылетает прямо в водоем. Вот здесь и надо подумать, выбрать лодочный мотор 2 или 4 тактный.
Законами в Америке и некоторых странах Европейского союза запрещается продажа и эксплуатация 2-х тактных моторов, так как у них превышены экологические нормы по загрязнению окружающей среды. Поэтому, если захотели походить по водам Европы, то покупайте 4-х тактный.
Что касается России, то на настоящий момент, таких законов у нас нет. Следовательно - смело можно приобретать двухтактник! Но, один момент все-таки подчеркнем, в случае если вы являетесь приверженцем людей болеющих за сохранение природы, то ответ на вопрос какой лучше двухтактный или четырехтактный мотор, вы сейчас получили.
Масса мотора
Разберемся, почему двигатели названы 2 х тактный или 4 х тактный. Объясняется это просто: у двухтактников каждый второй такт является рабочим, у четырехтактников - четвертый такт. По идее, двигатели с двумя тактами должны превосходить по мощности четырехтактовые двигатели в два раза, заметим - при равных объемах в камерах сгорания. Но, практика показала, что это не так.
Конструктивные особенности в виде недочетов (попадание несгоревшей смеси в выхлопной раструб), говорят о понижении этого показателя почти в 2 раза. Получается, что для достижения цели равномерного распределения мощности по валу, необходим 2-х тактный мотор размером, меньшим, чем 4-х тактный. Ну, а коли размер меньше, соответственно и двигатель легче. Вывод напрашивается сам за себя - хотите мотор легче по массе, покупайте двухтактный.
Мы знаем, когда важен вес мотора. Надувая каждый раз свою лодку, вы устанавливаете мотор на транец, а после выхода с водоема снимаете двигатель каждый раз, а может, даже храните его на балконе N-го этажа. Вот здесь - вес мотора играет большую роль.
Когда же мотор установлен на транце и не снимается долгое время с лодки, то в этом случае вопрос массы двигателя остро не ставится. Вес мотора играет ощутимую роль, когда лодка небольшой длины и чем она короче, тем чаще придется нагружать нос, дабы подойти к двигателю безопасно или начать ход на режиме глиссирования. Мы получаем очередной ответ на вопрос что лучше плм 2х или 4х тактный, который рассмотрен с точки зрения веса двигателя.
Экономия средств
Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют одинаковую мощность, но 4-тактные моторы стоят дороже 2-х тактных, иногда разница доходит до пятидесяти процентов. Все дело в особенностях конструкции первого, поэтому если вы хотите сэкономить средства, покупайте двухтактник.
Использование топлива
Не является секретом то, что КПД 4-тактного агрегата больше, а расход топлива и масла меньше, чем у двухтактного мотора. Обусловлено это, опять же конструктивными особенностями двигателя. В ситуации, когда вы выходите на воду раз от раза - один расход топлива, а если проводите на воде весь сезон, до самого ледостава, то расход бензина соответственно увеличивается в разы. Вот здесь и задумайтесь, какой лучше приобрести мотор 2 тактный или 4 тактный.
Некоторые утверждают, что ресурс 4-тактника выше, чем у 2-х тактного собрата. Но, это самая настоящая теория. Допустим, производитель заявил, что мотор имеет ресурс 2 тысячи м.ч. Для установления этого на практике, надо в круглосуточном режиме ходить по водоему, забыв об отдыхе и не смотря на погодные условия. И в какую сумму выльется такая проверка на истину, трудно представить.
Даже, если и проводились такие испытания, то их можно считать условными. С наибольшей вероятностью, производители лодочных моторов спонсировали эти испытания, следовательно, сложно дать объективную оценку таким данным. Поэтому рассуждать о ресурсе ПЛМ нет необходимости, скорее всего он рассчитан только теоретически. Вывод: относительно данного вопроса сложно дать ответ, какой мотор лучше, с двумя тактами или четырьмя.
Применение масла
Отметим, что двухтактники работают на бензиново-масляной смеси, а четырехтактные моторы на бензине, в его чистом виде. Иногда при выборе двигателя, многие покупатели усматривают в процессе приготовления раствора бензина и масла определенные неудобства.
Для того чтобы обкатать мотор необходимо сделать смесь 1:25, а после того, как двигатель обкатан, смесь готовят из расчета 1:50. Не надо иметь великих познаний в математике, чтобы приготовить такой раствор. Некоторые владельцы ПЛМ сразу на заправочной станции наливают нужное количество масла в емкость и доливают потом бензин, а по дороге к водоему смесь «готовится».
Что касается масел, то в настоящее время производятся и продаются масла способные самосмешиваться. Здесь, выбор за вами, какой купить лодочный мотор, 2 или 4 тактный.
Обслуживание и ремонт
Любая техника, механизмы или конструкции, которые реально эксплуатируются, по окончанию определенного отрезка времени, «затребуют» ремонта. И любому становится понятно, что чем дороже техника, тем дороже обойдется ее ремонт.
Если вы разбираетесь в двигателях и руки у вас «золотые», а обслужить и отремонтировать мотор не составит труда, то покупайте мотор 2-х тактный. Данные двигатели не сложны в устройстве, есть специалистов, способных дать совет по ремонту.
К тому же, двухтактные моторы производятся давно и не снимаются с производства, а есть даже мастера, которые могут настроить такой мотор прямо на воде. Какой мотор, 2 х тактный или 4 х тактный выбрать по данному критерию, вам наверно стало понятно.
Прочие нюансы
Немаловажная характеристика - шум мотора. Двухтактные двигатели более шумные, чем четырехтактники. Становится это ощутимым на самом малом ходу или на полном. Исходя из этого, подумайте - в случае, если вы любите троллинговать, то стоит выбрать 4-х тактный агрегат.
Очередной недостаток 2- тактника - большая дымность, обусловленная наличием масла в смеси. Если вы любите троллинговать, то в моменты попутного ветра говорить о комфорте не придется. Поэтому, что лучше ПЛМ 2х или 4х тактный в данном случае, вы разберетесь быстро.
Транспортировка
Двигатели с четырьмя тактами транспортируют в определенном положении, которое указано в руководстве по эксплуатации мотора. В это же время двухтактники перевозить можно как захочется, иногда даже винтом вверх. Объясняется такое положение вещей просто: у 4-х тактных моторов присутствует масло в картере, поэтому при неправильном положении транспортируемого агрегата, может произойти его утечка.
Приверженцы двухтактников акцентируют внимание на этом факте, хотя сам факт не оказывает влияния ни на скорость, ни на мощность двигателя. И вообще, хочется сказать, что перевозка 4-х тактного мотора в этом случае, не приносит, в принципе, ощутимых неудобств пользователю мотора. Относительно вопроса удобства транспортировки выбор только за вами - двухтактный или четырехтактный.
Финальные сравнительные характеристики
Двухтактные ПЛМ:
Экономные по цене, в чем заслуга массовости производства данных моторов;
Оптимальное соотношение цены и мощности;
Можно легко выбрать мотор из широкого модельного ряда;
Модели моторов имеют электронную начинку, что снижает вероятность неисправности двигателя и позволяет более точно настроить ПЛМ при работе на воде;
Идеальный вариант для начинающих, для отдыха с семьей, а также для лодок, не предназначенных дальних водных путешествий.
Четырехтактные ПЛМ:
Более совершенный двигатель, по стоимости немного дороже, чем 2-х тактный;
Приблизились к двухтактным моделям по характеристике соотношения цена-мощность;
Низкие параметры шумности (моторы, более подходящие для троллинга);
Постоянное увеличение модельного ряда;
Новейшие разработки в электронной начинке мотора;
Низкие выбросы продуктов сгорания в воду, двигатели экологически более безопасны;
Меньший расход топлива, чем у двухтактных двигателей, что экономит в итоге средства потребителя.
Какой бы из двух моторов вы не выбрали, каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Ориентируйтесь больше на свои запросы, и выбор ПЛМ станет для вас правильным во всех отношениях!
Выбрать наиболее подходящий именно вам лодочный мотор, мы предлагаем в интернет магазина Seamotors18, где представлен широкий выбор качественных и надежных лодочных моторов от известного бренда - компании Hangkai.
Посетите страницы сайта магазина и позвоните по телефону указанному на нем или оставьте там же заявку, мы обязательно вам перезвоним!
Наши высококвалифицированные специалисты проконсультируют вас по всем возникающим вопросам и помогут определиться с правильным выбором!
Поскольку ответов у вопроса оснащения лодки бензиновым силовым агрегатом есть только два, ни на секунду не умолкают дискуссии о том, двухтактный или четырехтактный лодочный мотор следует выбирать.
Понятно, что оба они обладают разными характеристиками, имеют как недостатки, так и преимущества. Поэтому для совершения правильного выбора следует понимать, с чем вы имеете дело. Давайте подробнее поговорим об этом чуде техники.
Характерные отличия
Сначала перечислим главные отличия 2-ухтактных моторов:
- рабочий цикл - пара тактов
- простое и недорогое обслуживание
- несложное устройство
- удобен в смысле частых перевозок
- быстрый набор оборотов при работе
- небольшая масса
Ввиду небольшой массы подобные агрегаты имеют не слишком высокую стоимость. Примеры агрегатов с указанием производителя, модели и цены приведены в таблице:
|
Производитель |
Модель |
Стоимость, тыс. рублей |
Что касается 4-рехтактных, им присущи:
- рабочий цикл - четыре такта
- более сложное (а потому и более дорогое) обслуживание
- экологическая чистота
- экономный расход топлива
- низкий уровень создаваемого при работе шума
- стабильность работы независимо от количества оборотов
- большой вес
Видимо, говорить о том, что цена в данном случае будет выше, не стоит. Таблица с производителями и прочей информацией о моделях:
|
Производитель |
Модель |
Стоимость, тыс. рублей |
Об особенностях работы
Как известно, в "двойках" процессы впуска свежей и удаления использованной рабочей смеси происходят параллельно. Причем первая вытесняет собой вторую. По причине того, что полное замещение невозможно, показатель эффективности сгорания у них хуже, чем у "четверок". Поэтому имеем: снижение КПД такта (рабочего), более высокий расход горючего, повышение содержания вредных веществ в выхлопе. Однако, в связи с тем, что у "двоек" такт происходит вдвое чаще, их мощность (литровая) выше. В большинстве случаев. Кроме того, у первых нет механизма газораспределения, поэтому они проще в обслуживании и имеют меньший вес.
Очень много вопросов вызывает такой параметр, как создаваемые вибрации. Независимо от типа силовой установки, максимальная вибрация наблюдается на частоте, величина которой кратна частоте вращения коленвала. Самое сильное влияние на этот показатель оказывают гармоники, точнее, первая и вторая из них. Большинство "четверок" выполнены по 2-ухцилиндровой схеме. В них движение поршней происходит синфазно, а у "двоек" - противофазно. Для уменьшения первой гармоники "четверки" оснащают дополнительными валами (балансировочными). Очевидно, что данная мера способствует увеличения массы и усложнению процесса обслуживания.
Не будем также забывать о том, что с каждым годом требования к экологичности моторов ужесточаются. Поэтому в развитых странах большим спросом пользуются четырехтактные, так как они более экономичны и экологически чисты. Однако недостатки - высокая стоимость, возможность перевозки агрегата только в единственном положении (чтобы масло не вытекало) и дорогой процесс обслуживания - несколько снижают их привлекательность в глазах покупателя.
Как показывает статистика продаж, чаще всего покупаются "двойки" мощностью 5-15 "лошадей", оснащенные румпельным управлением. Этот вариант наиболее прост и удобен в эксплуатации.
Двигатели классифицируются по способу осуществления рабочего цикла, двухтактные и четырехтактные, рассмотрим их.Двухтактный двигатель
Рабочий цикл происходит в течение одного оборота коленвала, работает только сжатие и расширение. Вместо впуска и выпуска происходит продувка вблизи поршня, при этом свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндраПоршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре, открывается клапан впускного коллектора и свежая порция рабочей смеси засасывается в кривошипную камеру.
По сравнению с четырехтактным двигателем двухтактный имеет мощность почти в два раза выше при одинаковых объёмах. Но полностью мощность не реализуется, из-за недостаточной продувки.
Также двухтактный двигатель обладает таким преимуществом, как отсутствие громоздкой системы клапанов и распределительного вала, как следствие, техника с 2 тактным двигателем дешевле.
Другие плюсы двухтактного двигателя:
Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у бензиновых вариантов.
Более высокая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
Проще и дешевле в изготовлении и обслуживании.
Четырехтактный двигатель
Рабочий цикл двигателя состоит из 4 этапов (тактов):а) Впуск, поршень опускается до нижней мёртвой точки, в это время в цилиндр поступает свежая топливно-воздушная смесь.
б) Сжатие, поршень поднимается до верхней мёртвой точки, сжимая рабочую смесь.
в) Сгорание и расширение, рабочий ход поршня Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело полностью закончится к моменту достижения поршнем нижней мертвой точки.
г) Выпуск, после нижней мёртвой точки рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем верхней мёртвой точки выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала
Плюсы четырехтактного двигателя:
Больший ресурс.
Более высокая экономичность.
Более чистый выхлоп.
Не требуется сложная выхлопная система.
Меньше шума
Не нужно предварительно смешивать масло с бензином
- Для завершения сравнения двухтактных и четырехтактных двигателей отметим следующее:
- Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. По этой причине двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизованых инструментах.
- Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств, в том числе на мотоциклы.