Двухтактный дизельный двигатель – почему редко используется?

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.

Сравнительная схема двухтактного двигателя и четырехтактного.
Мне нравится1Не нравится

Заправка и сервис

Не заводится дизельный двигатель или заводится, но работает неустойчиво Каждый владелец дизельного автомобиля должен тщательно выбрать заправочную станцию. Дело касается не только известности бренда, но и качестве дизтоплива. Эти два параметра совпадают далеко не всегда. Проверить топливо можно самостоятельно с учетом советов профессионалов. Для этого используются нехитрые тесты. Недопустимо замерзание или помутнение солярки – она должна сохранять чистоту вне зависимости от условий. Среди рекомендаций по сервису необходимо отметить:

• соблюдение межсервисного интервала, оговоренного производителем;
• применение исключительно оригинальных сервисных материалов;
• тщательный выбор масла;
• регулярная диагностика;
• своевременный ремонт отдельных элементов.

Если автовладелец использует неправильное масло, после пробега 10-20 тыс. км мотор может отказать

Особое внимание следует уделить покупке фильтров – они должны отличаться непревзойденным качеством и быть оригинальными. Регулярная диагностика авто позволит вовремя обнаружить неполадки ТНВД и избежать дорогостоящего ремонта. То же касается и головки блока

При обнаружении поломок или проблем ремонт дизель-мотора следует выполнять безотлагательно, чтобы не произошел износ других важнейших деталей. Обращаться за обслуживанием и ремонтом следует в проверенный сервис-центр с персоналом, хорошо разбирающемся в дизельных системах. Чаще всего отказывают следующие детали:

То же касается и головки блока. При обнаружении поломок или проблем ремонт дизель-мотора следует выполнять безотлагательно, чтобы не произошел износ других важнейших деталей. Обращаться за обслуживанием и ремонтом следует в проверенный сервис-центр с персоналом, хорошо разбирающемся в дизельных системах. Чаще всего отказывают следующие детали:

• головки цилиндрового блока;
• ТНВД;
• турбины;
• Common Rail.

Следовательно, их необходимо контролировать и проверять в первую очередь. Поломка любой из перечисленных деталей может вызывать полный отказ силового дизельного мотора.

Двухтактный дизельный двигатель

Двухтактные дизельные двигатели на отечественных строительных и дорожных машинах не применяют.

Фильтр грубой очистки топлива двигателя ЯМЗ. / — вентиль для выпуска отстоя. 2 — корпус. 3 — хлопчатобумажный шнур. 4 — сетчатый каркас фильтрующего элемента. 5 и 8 — выходной и входной штуцеры. 6 — крышка корпуса. 7 — пробка.

Двухтактные дизельные двигатели из-за некоторых недостатков — сложности топливной аппаратуры, меньшей степени использования тепла, усложнения системы очистки цилиндров и др, — получили меньшее распространение, нежели четырехтактные.

Недостаток двухтактных дизельных двигателей состоит в том, что при снижении скорости вращения коленчатого вала процессы выпуска отработавших газов и впуска свежего воздуха у них ухудшаются, поэтому двигатели не могут длительно работать при пониженных числах оборотов коленчатого вала.

Рабочий цикл двухтактного.| Схема четырехтактного карбюраторного двигателя с предкамерно-факельным зажиганием.

Рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя происходит аналогично описанному и отличается только тем, что в цилиндр дизельного двигателя поступает не горючая смесь, а чистый воздух. В результате ряда недостатков двухтактные дизельные двигатели сняты с производства и на автомобилях и тракторах не устанавливаются.

Принципиальная схема работы двухтактного дизельного двигателя. а — продувка. б — сжатие. в — воспламенение. г — расширение. / — выпускной клапан. 2 — продувочные окна. 3 — нагнетатель.

Рассмотрим рабочий цикл двухтактного дизельного двигателя.

Выхлопные газы из двухтактных и дизельных двигателей не могут быть использованы для этих целей, так как они содержат много кислорода, продукты разложения горючего, а также продукты неполного сгорания.

Сварочный агрегат типа САК для дуговой электросварки с двигателем внутреннего сгорания.

Агрегат АСД-3 оснащен двухтактным дизельным двигателем ЯАЗ-М204Г мощностью 60 л. с. при 1 500 об / мин.

Кроме рассмотренного в двухтактном дизельном двигателе применяются поперечно-щелевой ( рис. 168, а) и петлевой ( рис. 168, б), а в карбюраторном — кривошипно-камерный ( рис. 168, в) способы продувки цилиндров. При этих способах продувки выпускные клапаны отсутствуют. Выпуск отработавших продуктов сгорания осуществляется через выпускные окна.

Масло испытывают на четырехцилиндровом двухтактном дизельном двигателе ЯАЗ-204 с прямоточной клапанно-щелевой продувкой и непосредственным впрыском.

Свободнопоршневой дизель-компрессор ДК-Ю включает двухтактный дизельный двигатель и четырехступенчатый поршневой компрессор высокого давления со свободнодвижущимися поршнями. Он выполнен в одном корпусе и имеет общие для дизельной и компрессорной частей механизм движения, пусковую систему, систему смазки и охлаждения.

Дизель-молот работает по принципу двухтактного дизельного двигателя и состоит из следующих основных частей ( рис. 2): поршневого блока, ударной части, патрона и кошки.

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров.

Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.

Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).

Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.

Рис. 1.3. Поршень с шатуном.

Рекомендуем: Обзор подходящих герметиков для системы охлаждения двигателя

На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).

Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.

Примечание.

Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.

Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.

Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.

Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного

Авто владельцы задаются вопросом: что лучше двухтактный или четырехтактный двигатель. Однозначного ответа нет, у каждого механизма положительные и отрицательные стороны, зависящие от предъявляемых к мотору требований.

Казалось бы, мощность мотора выполняющего два такта, в сравнении с равнозначным мотором, выполняющим четыре такта, больше, а значит он лучше. Однако, реальность сложней. На практике, возникают дополнительные утраты: частичное попадание и смешивание газовой отработки со свежим горючим, выброс части топлива при продувке. Результат, при выполнении одинакового цикла, агрегат, выполняющий два такта, по показателю экономичности уступает агрегату с четырьмя тактами.

Различен способ смазки силовых установок на четыре и два такта. Установка на два такта смазывается посредством смешивания масла для мотора и бензина. В четырёхтактном агрегате предусмотрен механизм смазки с использованием насоса, который расходует масла столько, сколько требует эксплуатация установки.

Двухтактные моторы не имеют клапанов, роль детали играет поршень, он открывает и закрывает отверстия впуска и выпуска. Отсутствие механизмов газораспределения упрощает силовой агрегат, делая обслуживание простым. Мощность установки, выполняющей два такта, считается выше, так как её цикличность выше. Однако, не полностью используя поршневой ход, потери мощности при продувке и остатках отработанных газов снижают показатель мощности.

Что бы было легче определить, какой двигатель лучше, двухтактный или четырёхтактный, представим краткое описание обоих силовых установок в виде таблицы:

Четырёхтактная силовая установка	Двухтактная силовая установка
Рабочий процесс – оборотов коленчатого вала два.	Рабочий процесс — оборотов коленчатого вала один.
Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении второго оборота, как следствие, неравномерное распределение импульса и использование противовеса для устранения биений.	Воспламенение рабочей жидкости происходит каждый раз при совершении оборота, как следствие, равномерное распределение импульса, работа мотора сбалансирована лучше.
Агрегат тяжёлый.	Агрегат лёгкий.
Сложная конструкция силовой установки, присутствует газораспределительный механизм.	Простота конструкции, отсутствие клапанов.
Агрегат дорогой.	Стоимость ниже четырёхтактного.
Сложные устройства и механизмы приводят к заниженному показателю механического коэффициента полезного действия.	Механический коэффициент полезного действия выше, чем у агрегата с четырьмя тактами.
Полное удаление паров отработки, следствие, повышенный показатель производительности.	Остатки отработки смешиваются с новым горючим, из-за чего производительность мотора ниже.
Рабочая температура ниже.	Рабочая температура мотора выше из-за нарушения смесеобразования.
Охлаждение жидкостное.	Охлаждение воздушное.
Расход топлива ниже.	Показатель расхода топлива увеличен, обусловлено смесеобразованием и продувкой.
Габариты силовой установки увеличены.	Габариты силовой установки ниже.
Требует применения сложных механизмов смазки.	Механизм смазки прост.
Работа агрегата менее шумная.	Агрегат работает с большим шумом.
Клапанный механизм газораспределения.	Функцию механизма газораспределения выполняет поршень и каналы.
Показатель использования тепла эффективен.	Показатель использования тепла не эффективен.
Расход масла занижен.	Показатель расхода масла завышен, поскольку часть смазки выбрасывается с отработанными газами.

Применять двигатель, выполняющий два такта при работе, целесообразно в моменты, когда речь не идёт об экономии топлива и смазки, а на первом месте стоят габариты и вес установки.

В то же время, в конструкции двухтактного двигателя кроется потенциал, который никак не удается реализовать на практике. Расчетный показатель мощности и экономичности в этом агрегате высок, сложность реализовать возникает из-за тонкости настроек. Возможно, в скором будущем благодаря применению электронных датчиков и механизмов контроля и настроек, двухтактным агрегатам удастся занять лидирующие позиции на автомобильном рынке.

Система питания

В качестве топлива для карбюраторных мотоциклов используют бензин, октановое число которого не ниже 93.

Двигатели мотоциклов имеют систему питания, в которую входит топливный бак, кран, фильтр, воздушный фильтр и карбюратор. Бензин находится в баке, который в большинстве случаев установлен выше мотора для того, чтобы самотеком поступать в карбюратор. В иных случаях он может подаваться при помощи специального насоса или вакуумного привода. Последний можно встретить на двухтактниках.

В топливном баке имеется крышка со специальным отверстием, куда поступает воздух. Во многих зарубежных мотоциклах, впрочем, воздух попадает через угольные резервуары. А некоторые имеют на крышке замок.

Благодаря топливному крану предотвращается подтекание топлива.

Через воздушный фильтр в карбюратор поступает воздух. Фильтр бывает трех видов.

1. В компактно-масляном типе воздух поступает в центр, поворачивает на 180 градусов и проходит в фильтр. При этом он очищается при повороте потока, где тяжелые частицы оседают в масле. Таким фильтром снабжен двигатель мотоцикла «Урал» и «Иж». Однако за рубежом используются другие виды, бумажные и поролоновые.
2. Бумажные фильтры являются одноразовыми. Их необходимо менять на каждом техническом обслуживании.
3. Поролоновые фильтры многоразовые — их можно промывать и вновь пропитывать маслом.

Спортивные мотоциклы, у которых двигатель 250 кубов и выше, сегодня имеют систему так называемого «прямого впуска», когда забор воздуха происходит спереди обтекателя, благодаря чему наполнение цилиндров на высоких скоростях увеличивается.

Компановка двигателя

4-хтактные дизельные двигатели отличаются не только строением камеры сгорания, но и количеством цилиндров и их взаимным расположением. Понятно, что чем больше цилиндров, тем мощнее двигатель и тем он больше по размерам. Разные варианты компоновки позволяют уменьшить его габариты. В зависимости от расположения цилиндров двигатели могут быть:

1. Рядный.

Все цилиндры располагаются в ряд. Такая конструкция двигателей самая простая, детали к ним имеют несложную технологию производства.

2. V- образный двигатель.
Цилиндры в таком двигателе расставлены в форме буквы V, в двух плоскостях, двумя рядами под углом 600 или 900. Образовавшийся между ними угол – это угол развала. Плюсом такого двигателя является мощность. Его габариты могут быть уменьшены за счет смещения в развал других важных компонентов. Его длина меньше, а ширина больше. Но из-за сложности таких конструкций бывает непросто определить центр их тяжести.

3. Оппозитные двигатели (маркировка В).
Они относительно уравновешены, для уменьшения вибрации все элементы располагают симметрично. Их конструктивная особенность – центральное крепление вала на жестком блоке. Это так же влияет на степень вибрации. Угол развала составляет 1800.

4. Рядно-смещенные агрегаты (маркировки VR).
Данную компоновку отличает малый угол развала (150) V-образного двигателя в содружестве с рядным аналогом. Это позволяет уменьшить размеры продольного и поперечного агрегатов. Маркировка VR расшифровывается как V – образный, R — рядный.

5. W (или дубль V) — образный.
Самый сложный двигатель. Известен двумя видами компоновки.
1) Три ряда, угол развала большой.
2) Две компоновки VR. Они компактны, несмотря на большое количество цилиндров.

6. Радиальный (звездообразный) поршневой двигатель.
Имеет небольшой размер длины с плотным размещение нескольких штук цилиндров. Они располагаются вокруг коленчатого вала радиальными лучами с равными углами. Ее отличает от других наличие кривошипно-шатунного механизма. В данной конструкции один цилиндр выступает главным, остальные – прицепные – крепятся к первому по периферии. Недостаток: в состоянии покоя нижние цилиндры могут пострадать от протекания масла. Рекомендуют до начала запуска двигателя проверить, что в нижних цилиндрах масло отсутствует. В противном случае возможны гидроудар и поломка. Чтобы увеличить размер и мощность двигателя, достаточно удлинить коленчатый вал образованием нескольких рядов – звезд.

Преимущества двухтактного мотора

Первый подобный двигатель был представлен миру тогда же, когда и классический дизельный 4-тактный ДВС. Относительно недавно появились 2-тактные бензиновые двигатели. Ключевая особенность — небольшая масса. Тут можно говорить о снижении веса на 40-50 % от классического дизеля с турбиной. Довольно важная характеристика для современного автомобиля, когда разработчики пытаются как можно больше снизить массу авто.

Еще одно преимущество заключается в том, что устройство двухтактного дизеля несколько проще своего собрата. Меньшее количество запчастей делают обслуживание несколько проще и дешевле. Хотя с последним можно и поспорить ведь далеко не все сталкивались с таким типом моторов. Такой силовой агрегат можно реконструировать и ремонтировать с минимальным количеством инструмента. По сути, это упрощенный вариант двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, наличие нагнетателя позволяет существенно экономить горючее. Примерно 40-50 % дизтоплива сохраняется благодаря двухтактной конструкции. Конечно, все моторы имеют свои плюсы и минусы. В некоторых случаях более важны недостатки, так как именно они ограничивают повсеместное применение.

3.6. Индикаторные показатели работы двс

Показатели работы двигателя подразделяются на индикатор­ные (внутренние), характеризующие совершенство рабочего цикла в цилиндре и учитывающие только тепловые потери в самом цилиндре, и эффективные (внешние), учитывающие по­мимо тепловых и механические потери, которые имеются при передаче энергии расшире­ния газов через поршень и кривошипно-шатунный ме­ханизм на коленчатый вал двигателя

К индикаторным показа­телям двигателя относятся среднее индикаторное дав­ление р_i, индикаторная мощ­ность N_i, индикаторный удельный расход топлива b_i и индикаторный КПД η_i.

В результате осуществле­ния цикла тепловая энергия, выделяющаяся при сгора­нии топлива, с известной степенью совершенства (определяемой индикаторным КПД) превращается в полезную работу, развиваемую газами в цилиндре двигателя и называемую индикаторной работой цикла ℓ_i. При этом давление в цилиндре непрерывно меняется.

Для удобства ведения расчетов и сравнения разных двига­телей переменные по ходу поршня давления можно заменить постоянным (фиктивным) давлением, которое обеспечивает по­лучение той же работы, что и цикл с переменным давлением. Это среднее постоянное давление называется средним индика­торным давлением p_i. Следовательно, под средним индикатор­ным давлением подразумевается условное постоянное давление, действующее на поршень на рабочем ходе и совершающее за один цикл работу, равную индикаторной работе замкнутого цикла.

Графически среднее индии-каторное давление представ­ляет собой высоту прямоугольника, площадь которого равна пло-щади индикаторной диаграммы, а основание – длине диа­граммы (рис. 28). Среднее индикаторное давление позволяет сравнивать любые циклы и двигатели, независимо от способа осуществления рабочих процессов. Чем больше р_i, тем больше мощность двигателя при прочих равных условиях (размерах, частоте вращения и т.д.).

Рис. 28. К определению среднего индикаторного даления

Индикаторной мощностью N_i называется мощность, разви-ваемая продуктами сгорания над поршнем, т.е. такой мощностью обладал бы двигатель, не имеющий поршня, коленвала и остальных деталей группы движения.

Вспомнив, что мощность – это работа в единицу времени, а работа – это сила, умноженная на перемещение, запишем выражение для определения индикаторной мощности ДВС:

, кВт, (6)

где – диаметр цилиндра;

–ход поршня;

–частота вращения в 1/мин.;

i – количество цилиндров;

–сила продуктов сгорания;

–работа продуктов сгорания;

–мощность одного цилиндра;

–коэффициент тактности, равен 1 для двухтактных и ½ для четырехтактных ДВС;

–перевод оборотов в минуту в обороты в секунду;

1000 – перевод Вт в кВт.

Индикаторный коэффициент полезного действия η учитывает все потери теплоты, связанные с работой реального двигателя. При этом следует помнить, что потерю теплоты g₂, связанную с необходимостью выполнения 2-го закона термодинамики, учитывает термический КПД η_і. Таким образом, η_i называется отношение количества теплоты, преобразованной в работу без учета механических потерь (т.е. как будто бы у двигателя, не имеющего деталей группы движения – поршней, штоков, шатунов, коленвала), ко всему количеству подведенной теплоты:

, (7)

где – индикаторный расход топлива на двигатель;

–низшая теплота сгорания топлива;

–удельный (на 1 кВт) индикаторный расход топлива ().

Очевидно, что , и являются расчетными величинами.

Двигатели внутреннего сгорания построены по одному принципу – энергия сгорания топлива превращается в кинетическую энергия вращения коленвала. Существуют два типа моторов – двухтактные и четырехтактные. Оба обладают своими преимуществами и недостатками, попробуем разобраться в чем отличия.

Строительство дизеля

Так как сжимается устройство дизеля сильнее раза в два, то сами детали выполняются более мощными, так как иначе подобный цикл они бы не выдержали. Например, речь идет о камере сгорания. Также отметим создание поршня. Он имеет структуру низа такой, какой предполагает камера сгорания. И чаще всего камера сгорания находится в самом поршне. Также в дизельном устройстве поршень выступает выше блока цилиндров, что отличает его от бензинового мотора. Ведь воспламеняется горючее необычно, без искры, хотя свечи есть.

Немного поговорим о свече накаливания. Она устроена так, что имеет спираль, которая нагревает воздух в камере сгорания, это нужно особенно тогда, когда идет цикл впрыска холодной порции воздуха. Показатели дизеля состоят в том, что они связаны с тем, как впрыскивается воздух, и как он, накалившись, способствует взрыву смеси.

Особенности и принцип работы 2т двигателя

Любой хозяин мототехники должен иметь представление о конструкции двигателя и принципе его функционирования. Силовой агрегат двухтактного типа применяется не только в мототехнике, но и в других технических устройствах – бензокосилках, триммерах и прочих. Несмотря на комплектацию многих моделей современной техники четырехтактниками, двухтактный мотор по-прежнему широко используется. Он прост в эксплуатации, удобен в обслуживании и ремонте, а также достаточно надежен.

Рабочий цикл такого двигателя осуществляется за пару тактов сжатия и рабочего хода в результате энергии от воспламенения топлива. Оба цикла осуществляются во время одного оборота коленвала. У двухтактного мотора отсутствует фаза впуска топливной смеси и выпускной цикл, характерные для четырехтактников. Процесс впуска топлива и выпуска отработанных газов происходит во время фаз сжатия и расширения.

Благодаря такой конструктивной особенности повышается крутящий момент и развиваемая мотором мощность при одинаковой с 4-тактным мотором кубатуре. И хотя КПД двухтактной силовой установки ниже по сравнению с четырехтактной, благодаря двухтактной работе поршня, элементы двигателя выполняют меньшее количество перемещений. При условии качественной смазки сопрягаемых деталей мотора, он имеет достаточно высокий ресурс эксплуатации и менее подвержен внутреннему износу.

Для функционирования двухтактника необходимо включить зажигание, обеспечить подачу топлива и прокрутить стартером или кикстартером коленвал двигателя.

Дальнейшая работа двухтактного мотора осуществляется по следующему алгоритму:

• поршень начинает перемещаться в сторону свечи зажигания с нижней мертвой точки. В это время топливная смесь попадает в рабочую камеру цилиндра. Происходит открытие выпускного окна, предназначенного для выхода выхлопных газов, и рабочая смесь сжимается;
• в начальной фазе цикла сжатия в камере кривошипно-шатунного механизма происходит перепад давления, способствующий поступлению новой порции бензина. В верхней фазе перемещения поршня происходит воспламенение рабочей смеси искрой от свечи;
• возникшая в результате воспламенения бензина энергия заставляет поршень смещаться к нижней точке. Благодаря открытому каналу выпускного окна выходят отработанные газы через колено, соединенное с глушителем;
• последующее перемещение поршня вызывает открытие продувочного канала и поступление бензина в рабочую зону цилиндра. Фаза смещения поршня к нижней точке завершает рабочий цикл мотора и цикл повторяется.

В процессе подачи бензина, перемешанного с маслом, происходит смазывание составных элементов силового агрегата. Этим отличается смазочная система двухтактного мотора от системы смазки четырехтактника, в котором имеется шестеренный насос для подачи масла в зону сопрягаемых частей мотора.

Масло смешанное с бензином осуществляют смазку в кривошипно-шатунном механизме

Особенности мотора с двумя тактами

Двухтактный двигатель совершает полный цикл за один оборот коленвала, это позволяет получить большую удельную литровую мощность чем у 4-х тактного движка при тех же оборотах двигателя. Однако, кпд двухтактника будет ниже из-за несовершенства механизма фаз газораспределения, неизбежных потерь топливной смеси в процессе продувки и неполного рабочего хода поршня.

Двухтактный двигатель сильно греется, потому что во время работы высвобождается большая тепловая энергия. Иногда может потребоваться дополнительное охлаждение. В мотоциклах редко используются двухтактные моторы с большим количеством цилиндров, чаще всего применяется одноцилиндровый мотор с воздушным охлаждением.

При работе по двухтактному циклу поршень совершает меньше движений за один такт, а нагрузка вспомогательных газораспределительных, смазочных и охлаждающих систем на коленвал ниже или отсутствует совсем. Поэтому износ поршневой группы у них будет ниже. Если для легкой техники это не является решающим фактором, то тихоходный двухтактный дизельный двигатель может иметь в несколько раз больший ресурс, чем все остальные двс. Поэтому они нашли широкое распространение в тепловозах, генераторах, судовых двигателях.

Двухтактный бензиновый двигатель быстрее набирает обороты максимальной мощности. Этим активно пользуются мотоспортсмены, особенно в кроссовых дисциплинах, когда необходим мгновенный отклик на рукоятку газа. Кроме того, он проще в обслуживании, дешевле и легче четырехтактного.

Расход топлива у двухтактника будет выше на 25-30 %, шумность и вибрации тоже. Двигатель невозможно вписать в жесткие экологические нормы, даже если использовать инжекторные системы впуска и наддув. Большой расход воздуха требует применения специальных воздушных фильтров.

Устройство карбюраторного двигателя

Общее устройство наиболее простого карбюратора заключает в себе поплавковую камеру с поплавком, жиклёр с распылителем, диффузор и дроссельную заслонку.

Если рассмотреть строение двигателя Л-12/4, то в блоке имеется четыре цилиндра. Вращение коленвала происходит на трех подшипниках. Центральный подшипник прикреплен к валу втулкой. На передней части вала прикрепляется маховик, который приводит в действие детали механизма и скапливает кинетическую энергию, она нужна для движения коленвала в период подготовительных тактов.

Смазка деталей происходит благодаря разбрызгиванию, шестеренчатый насос помогает началу движения распредвала и подает масло, которое разбрызгивается черпаками, происходит зажигание. Радиатор оснащен вентилятором, который служит для охлаждения воды.

На картере установлен сапун, который снижает давление благодаря выпуску газов.

Также имеется глушитель, который уменьшает шум от выхода отработанных газов. Количество оборотов коленчатого вала в автоматическом режиме устанавливает регулятор.

У двигателей ГАЗ-МК верхний отдел картера сделан из чугуна вместе с устройством цилиндров, которые охвачены водяной рубашкой и перекрыты головкой из чугуна, где и расположены камеры сгорания. Также имеются разъемы для свечей зажигания.

Водяная рубашка подсоединена к системе охлаждения. Низ двигателя затянут стальным поддоном, который выполняет функцию емкости для масла. Также там закреплен масляный насос, который приводит в движение распредвал.

Вращение коленчатого вала происходит также на трех подшипниках. Их вкладыши заполнены баббитом, где имеются смазочные канавки.

Чугунные крышки подшипников прикрепляются к блоку двумя болтами.

Передний сальник коленвала сделан из двух частей и представляет сердечник, который окружен платиной асбеста. Поршни сделаны из алюминия и скреплены шатуном полым стальным пальцем. Маховик прикреплен к коленвалу. Распредвал вращается на трех подшипниках и приводится в движение двумя шестернями.

Клапаны двигателя находятся справа. Система питания включает в себя бензобак, бензопроводы, отстойник, карбюратор и воздушный фильтр.

Бензобак находится выше карбюратора, поэтому топливо поступает самотеком.

Уровень масла в картере определяется специальным щупом. Охлаждение двигателя водяное. Радиатор размещен с задней стороны двигателя, водяной насос — с передней стороны. Вода, которая двигается по трубкам радиатора, остывает при помощи воздушного потока от вентилятора.

Преимущества и недостатки двухтактного двигателя

В двухтактных двигателях в каждом цилиндре за каждый оборот коленчатого вала происходит один рабочий ход. Это вдвое больше, чем в четырехтактных двигателях, поэтому и мощность такого двигателя теоретически должна быть вдвое большей. Однако двигатели, в которых наполнение происходит с вентилируемым картером, развивают гораздо меньшую мощность, потому что при эффективной продувке камеры сгорания величина среднего эффективного давления двухтактного двигателя приблизительно вдвое ниже, чем четырехтактного, поэтому литровая мощность двигателей обоих типов также приблизительно одинакова.

Рис. 1. Двухтактный двигатель Закс-Стамо 30.

Если улучшить качество продувки золотниковым газораспределением или специальным продувочным воздухонагретателем, то литровую мощность удается увеличить практически вдвое, особенно в дизелях. В таком случае двухтактный рабочий цикл имеет серьезные преимущества, особенно в судовых дизелях, где кривошипный механизм имеет более совершенную конструктивную схему, и в очень малых двигателях, где важна простота конструкции.

Для самых малых двигателей двухтактный процесс вне конкуренции. В качестве примера на рис. 1 изображен двигатель Фихтель и Закс-Стамо 30 с рабочим объемом 33 см³, развивающий мощность 1,25 кВт (1,7 л. с.) при 7000 об/мин. и массе 4,2 кг.

Масса такого двигателя со всем вспомогательным оборудование равна всего лишь 4,2 кг, а в особо легком исполнении (для ручных пил и т. д.) имеет удельную массу менее 2,7 кг/кВт (2 кг/л. с.). Единственным очень серьезным недостатком таких двигателей является резкий треск при работе.