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.
Ход поршня между двумя мертвыми точками называется тактом, который равняется повороту коленчатого вала на 180 градусов. Соответственно, различают двухтактные моторы (рабочий цикл происходит за один такт) и четырехтактные (цикл за два такта). Различия между двумя типами моторов довольно серьезные, и, как следствие, это напрямую влияет на их применение в различных механизмах.
Двухтактные моторы
В двухтактном двигателе одного оборота коленчатого вала хватает для завершения рабочего цикла. Этот оборот в свою очередь осуществляется в два этапа (такта) – сжатие и расширение, отсюда мотор и получил свое название. Двухтактные двигатели отличает отсутствие клапанов, роль которых выполняет поршень. Вообще значение поршня в таких моторах очень велико: перемещаясь, он открывает и закрывает продувочные окна (как впускные, так и выпускные). Если внешне сравнивать двухтактный и четырехтактный двигатель, то конструкция первого варианта гораздо проще. В этом можно убедиться, почитав ниже определение четырехтактного мотора.
Четырехтактные моторы
Рабочий цикл четырехтактного мотора имеет четыре этапа (такта). Помимо сжатия и расширения (второй и третий этап соответственно) добавляются впуск (первый такт) и выпуск (четвертый такт). На первом этапе поршень осуществляет движение из одной мертвой точки в другую – из нижней в верхнюю. Впускной клапан открывается, и в цилиндр мотора попадает необходимое количество свежей топливно-воздушной смеси. На финальном этапе (выпуск) поршень достигает верхней мертвой точки, и выпускной клапан закрывается. После чего рабочий цикл четырехтактного мотора начинается заново.
Четырехтактный двигатель
Сравнение
Различие в количестве тактов – очень важное, но далеко не единственное отличие между двухтактными и четырехтактными моторами. Существует еще целый ряд отличий, которые исходят из преимуществ и недостатков того или другого двигателя.
Вот основные признаки отличия:
- Двухтактные двигатели весят на порядок меньше, даже при условии, что количество лошадиных сил одинаково. Яркий пример: при пятнадцати лошадиных силах двухтактный двигатель будет весить 36 килограмм, а четырехтактный – почти на десять килограмм больше.
- Конструкция четырехтактных двигателей заметно сложнее, и процесс производства дольше. Все эти факторы оказывают прямое влияние на цену – четырехтактные моторы стоят дороже.
- Перевозка и эксплуатация двухтактного двигателя заметно проще. Его можно перевозить практически в любом положении, а чтобы использовать, достаточно достать, установить и завести.
- Расход топлива двухтактного двигателя примерно в полтора раза больше (при одинаковых лошадиных силах).
- Четырехтактные моторы, если завести их на полную мощность, работают чуть тише, нежели двухтактный вариант. Разница в шуме незначительна, однако она существует, и здесь преимущество у четырехтактных двигателей.
- Еще одно преимущество четырехтактников – меньшая вибрация и дым. Причем второе отличие крайне важно именно для двигателей, потому большинство людей выбирает мотор, при работе которого образуется меньше дыма (не так вредно для здоровья человека и меньшее загрязнение для окружающей среды).
Выводы сайт
- Двухтактные двигатели весят меньше.
- Четырехтактные двигатели имеют более сложную конструкцию и стоят дороже.
- Разная сложность в перевозке и эксплуатации.
- Разный расход топлива при одинаковом количестве лошадиных сил.
- Четырехтактные моторы издают меньший шум при работе.
- Двухтактные двигатели при работе выделяют больше дыма.
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.
Дорогие друзья, счастья, новых интересных путешествий и исполнения всех Ваших желаний в Новом году.
Летом и осенью на берегах пиршествуют десятки медведей. Зимой у озера собираются до 700 белоплечих орланов, орланов-белохвостов и беркутов. Заказник – место обитания крупнейшей в мире охраняемой популяции бурых медведей численность около 1000 особей..
Достопримечательности Камчатки
Гыданский государственный природный заповедник
Ямало-Ненецкий автономный округ расположен в районе Крайнего Севера на Западно-Сибирской равнине, в нижнем течении р. Оби, омывается водами Карского моря. Выдается на север п-овами Гыданский и Ямал. Далеко вглубь территории округа - до 1000 км, врезается своими заливами (губами) Карское море.
Достопримечательности Ямало-Ненецкого округа
Жемчужина для впечатлений, душевного равновесия, красивых сюжетов и немыслимых приключений. Место, где можно быть активным путешественником или пилигримом ищущим смысл бытия, в пока еще этой жизни. Наверно, именно Безенги сделаны природой для того, чтобы показать человеку как может выглядеть его мечта....
Кенозерский Национальный парк!
Часовня святителя Николая Чудотворца. д. Вершинино, XVIII в. Удивительно красивая часовня над озером. Сохранилось небо..
Крым - один из самых популярных туристических центров страны. На его территории под охраной государства находятся около 3-х тысяч памятников истории, археологии, искусства. В музеях хранятся множество ценнейших экспонатов, отражающих историю края с древнейших времён до наших дней. Среди них наиболее известны: краеведческие музеи в Алуште, Евпатории, Симферополе, Феодосии, Ялте и других городах, знаменитые дворцы в Алупке, Ливадии, Бахчисарае, Массандре, картинная галерея имени И.К. Айвазовского в Феодосии, художественные музеи в Симферополе и Севастополе, мемориальные - С.Н. Сергеева-Ценского (Алушта), А.С. Грина (Феодосия), А.П. Чехова (Ялта) и многие другие..
Байкал
Озеро Байкал - одно из самых красивых и живописных мест не только в азиатской части нашей страны, и на всей планете. Это древнейшее озеро (его возраст примерно 25-35 миллионов лет), лежащее в рифтовой впадине, расположено в южной части Восточной Сибири. Оно является крупнейшим резервуаром пресной воды на Земле, здесь сосредоточено 22% всей пресной чистейшей и прозрачнейшей воды во всем мире и 85% России. .
Плато Маньпупунёр
У многих финно-угорских народов до сих пор живы легенды про великанов, живших в древних веках! Например, у марийцев есть легенды про Онаров – великих людях, созданных до появления человека, а потом погубленных богами солнечным жаром за неимоверную гордыню. Холмы Онара встречаются по всему Марийскому краю, а в Моркинском районе РМЭ даже установлен памятный камень Онару..
Мань-Пупу-Нер всегда был священным местом для вогулов, но его сила носила несколько отрицательный характер. Подниматься на плато Маньпупунер рядовому человеку запрещалось категорически, туда имели доступ лишь шаманы, для подзарядки своих магических сил..
Чукотский край - Беренгия
Чукотский автономный округ занимает Чукотский полуостров, прилегающую часть материка и ряд островов (Врангеля, Айон, Ратманова и др.). Омывается Восточно-Сибирским и Чукотским морями на севере и Беринговым морем - на востоке. Западная часть округа занята горными системами Олойского хребта и Уш-Урэкчэна; в центральной части - Анюйский хребет и Анадырское плоскогорье; на востоке - Чукотское нагорье; южнее - Анадырская низменность, на юго-востоке - Корякское нагорье.
Русская Арктика национальный парк
Этот район называют «Жемчужиной Арктики». Общая территория парка - 14 260 квадратных километров. Это 6 320 квадратных километров суши и 7 940 квадратных километров акватории территориальных вод России. Более 85 процентов поверхности островов покрыто льдом материкового происхождения. На территории Парка находятся мало затронутые экосистемы, богатый по разнообразию животный мир. В акватории Арктики в течение всего года обитают нарвал и гренландский кит....
Лосиный остров национальный парк
«Лосиный остров» расположен на северо–востоке Москвы и ближнего Подмосковья, начинается от парка «Сокольники» и продолжается за МКАД до Мытищ, Королева, Щелкова и Балашихи, образуя своего рода зеленый клин между Ярославским и Щелковским шоссе.
Чуть меньше 1/3 территории парка находится в черте Москвы.
Изначально парк был местом царской охоты, а сейчас стал национальным парком....
Какой лодочный мотор выбрать? (сравнение двух и четырехтактных моторов.)
Извечный спор, какой мотор лучше двухтактный или четырех, то и дело разгорается вновь и вновь на разных рыболовных ресурсах. Одни водомоторники с пеной у рта доказывают, что двухтактник это «то, что доктор прописал!» Другие же наоборот утверждают, что лучше четырехтактника и быть не может!
Скажу сразу, что оба вида моторов имеют свои преимущества и недостатки, а исходить при покупке ПЛМ нужно из того, что необходимо именно вам под ваши условия использования. То есть после сравнения 2 и 4-тактников, выбор должен остаться за вами. А я в свою очередь постараюсь привести веские доводы «за» и «против» обоих конструкций.
Экологичность.
Двухтактный лодочный мотор сконструирован таким образом, что масло смазывающие коленвал, неизбежно попадает в камеру сгорания. В идеале оно должно там сгорать вместе с бензином и сгоревшее выходить как выхлопной газ. Но, как говориться, идеального в мире ничего нет, и конструктора тоже люди, поэтому в реальности все немного по другому. Новое топливо попадает в камеру сгорания практически в то же время, когда выводятся выхлопные газы. Это то и приводит к попаданию в выхлопной газ рабочей или не до конца сгоревшей смеси, которая в конечном итоге оказывается в водоеме.
Относительно норм закона в США и странах евросоюза вроди как запрещена продажа и использование двухтактных моторов из-за повышенных норм загрязнения окружающей среды. Так что если вы покупаете мотор и хотите пройти под ним всю Европу, то однозначно берите четырехтактный. В России предпосылок для принятия таких норм и законов пока нет, наше правительство больше интересует зимнее - летнее время и всякая прочая лабуда, экология и запрет на продажу сетей в их планы не входит, как и многие другие аспекты улучшения экологии и повышения уровня жизни населения. Отсюда следует, что мы смело можем ходит и с двухтактными моторами. Тут остался еще один немаловажный момент, если вы ярый защитник окружающей среды, то ответ какой мотор лучше вы уже получили.
Вес мотора
В четырехтактных моторах каждый четвертый такт является рабочим. У двухтактников, соответственно рабочим будет каждый второй. В идеале должно быть так, что двухтактные моторы мощней четырехтактных в два раза (при одинаковых объемах камер сгорания). На деле все немного по другому. Конструктивные недочеты, такие, как например, попадание в рабочую смесь отработанной и свежей смеси в выхлоп, понижает этот показатель где-то в 1.7 раза. Но, так или иначе, получается, чтоб добиться одинаковой мощности на валу (а именно она нам интересна), нужен двухтактный двигатель меньшего размера, чем четырехтактный. А раз размер меньше, то и мотор легче. То есть, если основным критерием при выборе мотора является его вес, то тут следует склоняться к покупке двухтактного мотора. Собственно где важен вес? В том случае если ваша лодка стоит на лодочной станции или в гараже на прицепе в собранном состоянии, и вы повесили мотор на транец, забыв об этом до момента обслуживания или ремонта…В этом случае вес мотора имеет значение? Думаю, нет!
А вот если вы каждый раз надуваете лодку на берегу, каждый раз устанавливая мотор на транец, и снимаете его после рыбалке или прогулки, да еще и храните комплект на балконе… тут, думаю, каждый согласится, что вес имеет значение.
Чем короче лодка, тем большую роль имеет вес на корме, и в этом случае вам придется постоянно нагружать нос, чтоб безопасно подойти к мотору или выйти в режим глиссирования.
Если вы используете большую лодку ПВХ и вам приходиться собирать - разбирать её на берегу, а на транец при этом вешаете 15 кобыл, то тридцати килограммовый мотор (двухтактный) еще можно подцепить одному, а 50кг (четырехтактный) прикрутить без посторонней помощи будет не просто, если вы не занимаетесь бодибилдингом или не штангист тяжеловес.
Экономия
При одинаковой мощности четырехтактные лодочные моторы стоят дороже своих двухтактных собратьев. Разница в цене может составлять до 50%. Все это обусловлено конструктивными особенностями четырехтактника.
Топливо
Не секрет что КПД четырехтактного мотора выше, он кушает меньше бензина и масла. Опять же все дело в конструкции моторов. Насколько это важно именно вам, решайте сами. Если вы выходите на водоем пару раз в месяц, то возможно ваши внуки окупят разницу цен, но если вы каждый день выходите на воду и мотор отдыхает лишь в период ледостава, то затраты на топливо будут ощутимыми и тут необходимо задуматься какой мотор лучше.
Бытует мнение, что у четырехтактного мотора ресурс гораздо больше, чем у двухтактного конкурента. На самом деле эти утверждения сплошная теория. Допустим, что моторесурс двигателя заявлен в 2000м.ч. Чтоб установить это практически, необходимо весь сезон «жидкой воды» ходить по водоему туды-сюды, при чем круглосуточно. Невзирая на отдых и погодные условия. Либо ездить три сезона, каждый день, по восемь часов в сутки. Для полноты данных необходимо использовать несколько лодочных моторов. Какова будет стоимость такой проверки, даже трудно представить. На самом деле, если и были какие-то испытания, то они слишком условны, так как скорей всего спонсировались производителем ПЛМ, а значит судить о достоверности данных сложно. Так что о моторесурсе лодочных моторов судить сложно, так как просчитывались они скорей всего только на компьютере или бумаге. В этом плане очень проблематично с уверенностью сказать, какой мотор лучше.
Обслуживание и ремонт
Любой механизм со временем требует ремонта. И тут думаю понятно, что чем больше стоимость мотора, тем дороже на него запчпсти. Если у вас руки растут, откуда надо, и вы способны сами разбираться в механизмах, обслуживать и ремонтировать двигатель, то предпочтительней остановиться на покупке двухтактного мотора. Эти моторы просты, по ним больше специалистов, они дольше не снимаются с производства. Есть умельцы способные прекрасно настраивать двухтактники прямо на воде.
Прочие нюансы
Шум мотора. Уровень шума у двухтактных моторов выше, чем у четырехтактных собратьев. Особенно это заметно на полном и на самом малом ходу. Поэтому, если вы собираетесь троллинговать, то предпочтительней будет четырехтактный мотор. Так же двухтактник больше дымит, из-за присутствия в смеси масла, что превращает троллинг при попутном ветре в не комфортное времяпрепровождение. Тут вы быстро определитесь с выбором лодочного мотора, если вес не имеет ключевого значения.
Масло. Для двухтактного мотора применяется смесь бензина и масла, а четырехтактный работает на чистом бензине. И некоторые при выборе мотора видят в смешивании масла с бензином какие-то большие трудности. Для обкатки ПЛМ пропорции 1 к 25, а по окончании обкатки 1 к 50. У кого с арифметикой проблемы на столько, что не могут поделить литр на 25 или на 50. Многие сразу на заправке льют необходимое количество масла в канистру, и пока добираются до водоема, бензин с маслом смешивается, а при движении по водоему смесь продолжает перебультыхиваться. Да и сейчас те масла, которые производят для двухтактных моторов, самосмешивающиеся.
Транспортировка. Четырехтактные моторы необходимо перевозить в определенном положении, в то время как двухтактники можно транспортировать, как душа пожелает, хоть вверх винтом. Это обусловлено тем, что в четырехтактниках присутствует масло в картере и при неправильной транспортировке оно может вытечь. Многие сторонники двухтактов упоминают этот факт как очень значимый при выборе мотора, хотя на самом деле это ни на скорость, ни на мощность мотора не влияет, да и вообще не припоминаю, кому так сильно доставляла неудобство транспортировка четырехтактного мотора, чтобы стоило на этом заострять внимание.
Глиссирование. Для выхода на глисс необходима «правильная лодка», спроектированная не для тихих прогулок в водоизмещающем режиме. Попытка вывести такую лодку в режим глиссирования не приведет не к чему хорошему.
Так же выход в режим глиссирования зависит от веса лодки со всем ее содержимым и количеством лошадей под колпаком. Расчет примерно такой, что на одну кобылу должно приходиться 25-30 кг веса. Так как вес мотора тоже учитывается при подсчете выхода в режим глиссирования, то чем меньше его вес, тем больше шансов выйти на глисс. Другая сторона медали – чем меньше вес, тем меньше лошадей. Приблизительно можно сказать так- если у вас небольшая ПВХ лодка с транцем, то лучше взять пятерку в 2 такта, с ним наиболее вероятно выйти на глисс, чем с 4 тактником. Если речь идет о десяти кобылах или пятнадцати, то в этом случае вес не играет большой роли и если по другим параметрам вам вес не важен, то и заморачиваться нет смысла.
Надеюсь, статья вам оказалась полезной и многие вопросы по выбору ПЛМ у вас отпали.
С уважением, Мамба!