Четырехтактные и двухтактные двигатели


Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного по конструкции и принципу работы

Практически у каждого владельца частного дома имеются бензиновые помощники, облегчающие выполнение разных работ — укос травы, распиливание деревьев, уборка снега. Во главе рассматриваемых агрегатов лежат двигатели внутреннего сгорания, созданные Этьеном Ленуаром в 1860 году. В современных бензоинструментах устанавливаются ДВС, которые делятся на два основных вида — двухтактные и четырехтактные. Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного, и какие еще есть виды бензомоторов, узнаем подробно из материала.

Что такое ДВС на бензоинструментах

Двигателем внутреннего сгорания именуется агрегат, осуществляющий трансформацию топлива в механическую энергию. Сегодня ДВС применяется везде — от инструментов до автомобилей и прочих видов техники. Принцип работы ДВС обусловлен тем, что в конструкцию подается горючая смесь, основывающаяся на бензине с воздухом. За создание нужной консистенции горючей смеси отвечает карбюратор.

Горючая смесь подается в цилиндр, где осуществляется ее воспламенение. Сгорание смеси способствует тому, что создается полезная энергия, снимаемая с коленчатого вала в виде вращательных движений. Главное достоинство ДВС в том, что он обладает высокой мощностью, если сопоставить с электродвигателями. Большинство бензоинструментов — триммеры, мотокосы, мотоблоки, бензопилы и т.п., оснащаются двигателями внутреннего сгорания двухтактного типа. Более мощные бензоинструменты оснащаются ДВС четырехтактного типа. Чем же отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели, какой принцип работы они имеют, а также их плюсы и минусы описаны в материале.

Что называют тактом в ДВС

Тактом на ДВС называется действие, которое совершается внутри механизма. Перемещение поршня в верхнем или нижнем направлении — это и есть такты. Причем один такт — когда поршень движется вверх, выполняя соответствующую работу. Движение поршня вниз, который возвращается от силы, возникающей при сгорании топлива, называется рабочим ходом.

Первый такт, с которого начинается работа мотора — это заполнение цилиндра топливной смесью. Следующий этап — это сжатие поступившей смеси в двигатель. Далее происходит воспламенение, и в завершении отвод сгоревших газов. Это четыре такта, которые выполняются в двигателях четырехтактного типа. Коленвал в четырехтактных агрегатах совершает два оборота при одном воспламенении топлива.

Двухтактные моторы функционируют в два цикла — транспортировка топливной смеси в цилиндр с последующим ее воспламенением, и отведение выхлопных газов из цилиндра. В двухтактных агрегатах коленвал совершает один оборот при сжигании одной порции топливной смеси. Это главное отличие рассматриваемых агрегатов друг от друга.

ДВС 2-х и 4-х тактного типа по виду топлива бывают бензиновыми и дизельными. Чтобы выяснить подробно, какие достоинства и недостатки имеются в рассматриваемых двигателях 2-х и 4-х тактного типа, рассмотрим их конструкцию и принцип работы.

Двухтактный ДВС его конструктивные особенности и описание принципа работы

Большинство бензопил и бензокос оснащаются приводными устройствами двухтактного типа. Два такта — это этап сжатия топливной смеси и рабочий ход поршня (когда он опускается вниз). Чтобы понять, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, рассмотрим изначально строение мотора. Основные детали двигателя — это цилиндр, поршень, коленчатый вал и шатун. За сжигание топлива отвечает свеча зажигания, а транспортировка смеси и отвод газов происходит посредством впускного и выпускного каналов. Конструктивная схема двухтактного двигателя отображена на фото ниже.

Двигатель двухтактного типа имеет упрощенное строение в отличие от четырехтактного. Принцип работы у него простой, и начинается с того, что осуществляется перемещение поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. В стенках цилиндра присутствует три отверстия — впускной, выпускной и продувочный канал. Впускной расположен ниже, чем выпускной, а продувочный находится между ними, как показано на фото выше. Впускной и продувочный канал соединяется с кривошипно-шатунной камерой. Далее подробное описание принципа работа ДВС.

Первый такт. Первоначально топливо из карбюратора транспортируется в камеру КШМ. Через продувочное отверстие в цилиндр из камеры КШМ засасывается предварительно-поступившая топливно-воздушная смесь. Прекращается подача смеси тогда, когда поршень перекрывает отверстие продувочного канала. Далее движение поршня осуществляет перекрытие выпускного канала. Часть топливно-воздушной смеси при этом уходит в выпускной канал. После перекрытия выпускного канала начинается процесс сжатия горючей смеси. Эта смесь состоит из бензина, масла и воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки, происходит воспламенение смеси за счет создания искры свечей зажигания.

В тот момент, когда в верхней части цилиндра осуществляется сжатие, в нижней части камеры КШМ создается разрежение. Это разрежение позволяет засосать очередную порцию топлива из карбюратора для следующего воспламенения. Засасываемое топливо в камеру кривошипно-шатунного механизма одновременно выполняет смазывание коленчатого вала и шатуна. Именно поэтому в состав горючей смеси добавляется специальное масло для двухтактного мотора. Двухтактные двигатели не имеют масляного картера, что является одним из главных их отличий от четырехтактных. Все эти процессы совершаются в один такт.

Второй такт. Сгоревшие газы толкают поршень вниз, тем самым осуществляется рабочий ход. Когда открывается выпускное отверстие, в него выходят выхлопные газы, поступающие по каналу в глушитель. Опускающийся вниз поршень создает давление в камере КШМ. За счет этого давления осуществляется выдавливание топливно-воздушной смеси ТПС из камеры КШМ в продувочный канал. В цилиндр следующая порция ТПС выталкивается сразу при открытии доступа к продувочному отверстию. При заполнении рабочей камеры цилиндра порцией топливной смеси происходит одновременное вытеснение оставшихся отработанных газов. Заканчивается второй такт при достижении поршнем нижней мертвой точки.

Визуальный процесс работы двухтактного двигателя представлен на анимированном изображении ниже.

У такого типа ДВС есть свои достоинства и недостатки, которые описаны ниже. Зная строение и принцип работы двухтактного двигателя, разберемся с четырехтактными моторами.

Четырехтактный двигатель его устройство и как он работает

Агрегаты четырехтактного типа имеют более сложное строение, но при этом они отличаются высокой производительностью и большим сроком службы. Их работа состоит из 4 циклов, о чем упоминалось выше. Это такт впуска топливной смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск сгоревших газов. В отличие от двухтактных, на 4-х тактных моторах имеется масляный картер, посредством которого осуществляется смазывание вращающихся и трущихся деталей. Чтобы понимать, о чем идет речь, ниже представлена схема устройства четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

На схеме выше обозначены основные конструктивные элементы двигателя внутреннего сгорания 4-тактного типа:

  1. Цилиндр — основание, в котором осуществляется перемещение поршня
  2. Поршень — главный рабочий элемент всех двигателей внутреннего сгорания. Поршень имеет кольца, посредством которых обеспечивается сжатие топливной смеси
  3. Шатун — соединительный элемент между коленчатым валом и поршнем
  4. Коленчатый вал — находится в кривошипно-шатунной камере
  5. Палец шатуна — соединительный элемент между коленчатым валом и шатуном
  6. Камера сгорания — в этой камере происходит сжатие топлива и его воспламенение
  7. Впускной клапан — при его открытии в камеру сгорания поступает топливная смесь из карбюратора
  8. Выпускной клапан — открывается для выведения выхлопных газов из камеры сгорания
  9. Свеча зажигания — воспламеняет топливную смесь

Принцип работы аналогичен с двухтактными моторами, но есть некоторые отличительные особенности. Рассмотрим далее принцип работы четырехтактного мотора по циклам.

Первый такт. Транспортировка воздушно-топливной смеси в камеру сгорания выполняется при открытии впускного клапана. Поршень при этом находится в верхней мертвой точке. Открытие клапана выполняется посредством кулачков газораспределительного механизма. Засасывание топливной смеси происходит до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. Коленчатый вал при этом совершает пол оборота.

Второй такт. Начинается он с того, что поршень движется с нижней мертвой точки в верх. При этом осуществляется сжатие поступившей на предыдущем этапе топливно-воздушной смеси. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, возникает искра, создаваемая свечой зажигания. Вместе с первым тактом, коленчатый вал совершает один оборот.

Третий такт. От силы давления, сформировавшегося от сжигания смеси, обеспечивается перемещение поршня из верхней мертвой точки в нижнюю. Такое перемещение поршня после сгорания газов называется рабочим ходом. Выхлопные газы на третьем этапе находятся в камере до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. После этого начинается завершающий этап.

Четвертый такт. Поршень перемещается с нижней мертвой точки в верхнюю, тем самым осуществляя высвобождение камеры сгорания от находящихся в ней выхлопных газов. Для этого происходит открытие выпускного клапана, который также при помощи кулачка соединен с газораспределительным механизмом. После этого цикл повторяется.

Анимированное изображение принципа работы четырехтактного двигателя показано на схеме ниже.

Четырехтактные моторы являются более совершенными, выносливыми и надежными по сравнению с двухтактными.

Основные отличия между двухтактным и четырехтактным ДВС

Одно из основных отличий рассматриваемых агрегатов в наличии газораспределительного механизма на 4-тактном моторе. На 2-тактных устройствах газораспределительного механизма нет. Вместо него имеются отверстия в стенках цилиндра, через которые и происходит подача готовой топливно-воздушной смеси, а также отвод выхлопных газов.

ГРМ не только увеличивает вес и размер двигателя, но еще и существенно влияет на его стоимость. Отсутствие ГРМ приводит к тому, что двигатель имеет только два цикла работы. Наличие каналов в стенках цилиндра приводит к увеличенному износу колец и поршня двигателя. Именно поэтому двухтактные двигатели имеют небольшой ресурс работы. Далее рассмотрим конструктивные отличия между 2-тактным и 4-тактным моторами.

  1. Потребление топлива — несмотря на то, что двухтактный агрегат имеет простое строение, в плане потребления бензина он проигрывает четырехтактному. Связано это с количеством тактов. В то время, как 4-цикловый агрегат совершает 2 оборота коленчатого вала, потребляя при этом одну порцию топлива, двухтактный двигатель при этом делает только один оборот. Увеличение расхода топлива составляет примерно 1,5 раза. Кроме того, не стоит забывать, что 2-тактный агрегат имеет несовершенную систему, и в процессе работы наблюдается потеря топливной смеси, выбрасываемой в глушитель. Это часть смеси, которая «вылетает в трубу» при движении поршня вверх в момент сжатия
  2. Тип топлива — моторы 4-тактного типа работают на чистом бензине, который в карбюраторе смешивается с воздухом. Агрегаты 2-тактного типа работают на смеси масла с бензином. Использование чистого бензина недопустимо, что повлечет за собой быстрый выход из строя цилиндропоршневой группы
  3. Система смазки — многие знают, что именно по этому принципу рассматриваемые агрегаты отличаются. В 4-тактном моторе имеется отдельная система смазки, состоящая не только из емкости, но еще и масляного насоса, фильтров и трубопроводной магистрали. Система смазки не взаимосвязана с механизмом подачи топлива, что говорит не только об эффективности, но и продолжительном сроке службы. Двухтактные моторы работают на бензине с маслом. Пропорции смешивания бензина с маслом для бензопилы и бензокосы описаны на сайте. Бензин вместе с малом подается в двигатель, где осуществляется смазка механизма. Стоит отметить, что далеко не все двухтактные моторы имеют общую систему смазки, но встречаются еще и агрегаты с раздельным механизмом, где смешивание происходит автоматически в зависимости от количества оборотов
  4. Тип смазывающих веществ или отличие масла для двухтактного мотора от 4-тактного. Для двухтактных двигателей используются специальные масла «сгорающего» типа. Это масло смешивается с бензином, и попадают в систему КШМ, обеспечивая смазку движущихся деталей. После этого масло в составе с бензином поступает в цилиндр, где воспламеняется и сгорает. Это масло называется двухтактным, и выпускается оно красного или зеленого цвета. Цвет не играет большой роли, и говорит о применении присадок в составе. Четырехтактные моторы работают на чистом бензине, так как они имеют отдельный механизм, отвечающий за смазку КШМ. В таких моторах используется обычное моторное масло, которое нельзя смешивать с бензином, и заливать в двухтактные агрегаты. Это приведет к быстрому засорению электродов свечи и выходу из строя ДВС. Получается, что отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных заключается в консистенции и составе. На 2-цикловых ДВС используются сгораемые типы масел, которые перед тем, как сгореть, смазывают всю систему

По системе смазки четырехтактных двигателей нужно отметить, что они бывают двух типов — с сухим и мокрым картером. Различаются они по способу смазки. В мокром типе происходит подача масла из картера на КШМ. Насос перекачивает масло из картера, являющегося частью двигателя.

На ДВС с сухим картером используется отдельный бак с маслом. Из него масло насосом перекачивается в систему КШМ, обеспечивая смазку деталей. Скапливающееся масло обратно транспортируется в бак при помощи дополнительного насоса.

Зная основные конструктивные и принципиальные отличия рассматриваемых механизмов, следует разобраться с их достоинствами и недостатками, которые имеются у обоих вариантов.

Плюсы и минусы ДВС

Для начала рассмотрим все имеющиеся достоинства и недостатки двухтактных моторов, которые несмотря на свою конструкцию, пользуются большой популярностью. К их преимуществам относятся:

  1. Простота конструкции
  2. Высокая скорость набора оборотов
  3. Невысокая стоимость, что делает инструменты, оснащенные такими агрегатами очень популярными
  4. Простота обслуживания, что обусловлено отсутствием ГРМ и отдельной системы смазки
  5. Малый вес и габариты, что делает инструменты с такими ДВС удобными и практичными

Теперь разберемся со всеми недостатками, которые имеются у двухтактных двигателей:

  • Шумность работы
  • Низкая экологичность, что обусловлено выделением в атмосферу не сгоревшего топлива
  • Низкий ресурс работы
  • Необходимость смешивания бензина с маслом при каждой дозаправке. Кроме того, нельзя долго хранить разведенное топливо, иначе происходит его порча
  • Большой расход топлива
  • Небольшая мощность в сравнении с четырехтактными

У 4-тактных агрегатов достоинств намного больше, однако такие недостатки, как сложность конструкции, большой вес и цена оставляют негативный отпечаток. Далеко не каждый может позволить себе покупку, к примеру, снегоуборщика с 4-тактным мотором, который стоит в 2 раза больше, чем аналог с более примитивным агрегатом. Все недостатки 2-тактных моторов — это есть преимущества четырехтактных.

В силу большого количества недостатков обоих видов двигателей, производители запатентовали выпуск модернизированных моделей ДВС, которые получили название 4-MIX и 2-MIX. Наверняка вы сталкивались с тем, что при ремонте или замене деталей двигателя бензопилы или бензокосы, обнаруживалось наличие механизма ГРМ, но при этом инструмент заправляется разведенным бензином с маслом, как указывает производитель. Все верно, это говорит о том, что ваш инструмент оснащен двигателем 4-mix. Более подробно об этих типах двигателей узнаем далее.

Что такое ДВС 4-mix и для чего он предназначен

Если вы задаетесь вопросом, что такое двигатель 4-mix или почему бензокоса Штиль заправляется бензино-масляной смесью, а в инструкции указано, что она четырехтактная, то именно здесь вы найдете ответ. Компания Stihl запатентовала новый тип двигателя, который получил название 4-MIX. Его особенность в том, что он совмещает в себе достоинства двухтактного и четырехтактного моторов. Как же устроен такой тип двигателя, и самое интересное, как обеспечивается смазка КШМ, узнаем в деталях. Ниже представлена схема ДВС 4-mix.

На схеме видно, что такой двигатель оснащен ГРМ, и работает агрегат в 4 такта. При этом, чтобы сэкономить на стоимости бензоинструмента, производители не используют отдельную систему смазки. Смазка КШМ осуществляется вместе с топливом, как это свойственно для двухтактных моторов. Поступление бензина с маслом в камеру КШМ осуществляется из емкости, где располагаются коромысла впускного и выпускного клапанов.

Эта емкость соединяется с камерой КШМ при помощи каналов, в которых располагаются направляющие  клапанов, соединенные одной частью с коромыслом, а второй с кулачком на распредвале.

В герметичную камеру клапанов засасывается топливно-воздушная смесь из карбюратора, которая направляется по каналам к кривошипно-шатунному механизму. Чтобы иметь представление, как работает ДВС 4-mix, рассмотрим пошаговую работу каждого такта.

  1. Первый такт начинается с того, что поршень из верхней мертвой точки движется вниз, одновременно всасывая через открывающийся впускной клапан порцию топливно-воздушной смеси. Эта смесь всасывается из карбюратора и камеры клапанов. Двигающийся поршень вниз создает давление в камере КШМ, что позволяет выдавливать скопившуюся топливно-воздушную смесь через каналы направляющих клапанов. В итоге цилиндр заполняется смесью бензина с маслом и воздухом
  2. Когда поршень достигает нижней точки, начинается процесс сжатия топлива. Смесь воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, как только поршень достигает верхней мертвой точки. В то время, как в цилиндре сжимается смесь, под поршнем создается разрежение или вакуум. За счет вакуума происходит засасывание очередной порции топлива из карбюратора в камеру КШМ через емкость клапанов. Поступившая смесь в камеру КШМ осуществляет смазку рабочих деталей
  3. После сгорания топлива, поршень движется вниз — происходит рабочий ход. В это время под поршнем возрастает давление, которое выталкивает засосавшую смесь обратно в камеру клапанов. Смесь заполнить рабочую часть цилиндра не может, так как впускной клапан закрыт. От избытка давления смесь в некотором количестве выталкивается обратно в карбюратор. Это приводит к тому, что часто на двигателях 4-mix воздушные фильтры влажные. Это вовсе не проблема с карбюратором, а нормальное явление. Количество выбрасываемой смеси не такое большое, как на двухтактных двигателях, где выталкивание смеси происходит через выпускной канал. Кроме того, оседающее топливо на фильтре не выбрасывается в атмосферу, а конденсируясь, снова всасывается в двигатель. Рабочий ход или третий такт заканчивается когда поршень достигает нижней мертвой точки
  4. Завершающий этап — открытие выпускного клапана. Через клапан выдавливается сгоревшее топливо в виде выхлопных газов. Под поршнем снова создается разрежение, вследствие которого происходит засасывание очередной порции топливно-воздушной смеси из карбюратора, поступающего в камеру КШМ

Так происходит работа ДВС 4-микс, которые получили большую популярность. Среди преимуществ таких моторов следует выделить следующие факторы:

  • Практически полное сгорание топлива, что положительно влияет на норму токсичности
  • Простая система смазки, исключающая необходимость использования масляного картера и насоса
  • Сниженный вес, который немного больше, чем весит двухтактный агрегат
  • Пониженный уровень шума по сравнению с двухтактными моторами
  • Высокая мощность
  • Низкое потребление топлива
  • Хорошее ускорение и тяговое усилие

Это интересно! Бензоинструменты от компании Stihl, оснащенные ДВС 4-mix, имеют улучшенную систему запуска за счет применения механизма декомпрессии. Эта система реализуется за счет приоткрытия впускного клапана во время старта. Обеспечивается приоткрытие клапана при помощи металлического выступа на кулачке механизма ГРМ. Работает система декомпрессии только при запуске мотора, а когда он уже запущен, то язычок за счет центробежной силы скрывается в кулачке.

В итоге компании Stihl удалось совместить все достоинства 4-х и 2-х тактных двигателей, создав при этом агрегат под названием 4-mix. Простота конструкции, неприхотливость, доступная стоимость, высокая мощность и прочие достоинства присущи для этого современного типа двигателей внутреннего сгорания.

Что такое двигатели внутреннего сгорания 2-MIX и X-torq

Компания Stihl предлагает также бензиновые инструменты с двухтактным двигателем модернизированной версии. Этот двигатель получил название 2-mix – двухтактная модель усовершенствованного типа. Аналогичную модель двигателя выпустила компания Husqvarna, и назвала его X-torq. Принцип работы двигателей одинаков, а отличия присутствуют только в конструкции. Схема работы ДВС 2-MIX представлена ниже.

На схеме видно, что топливно-воздушная смесь, поступающая от карбюратора, разделяется на два потока. Зеленой стрелкой показана смесь, которая всасывается в камеру КШМ, осуществляя тем самым смазку деталей. Ее всасывание происходит во время движения поршня вверх, когда создается разрежение. Поток смеси, указанный стрелкой синего цвета, подается непосредственно в камеру цилиндра, где происходит его сжатие и воспламенение. Всасывание топливно-воздушной смеси в цилиндр происходит при движении поршня вниз. Что примечательного в такой схеме работы двигателя?

Разделение потока позволило снизить выбросы топливной смеси в атмосферу, выходящей вместе с выхлопными газами. Это достигается за счет того, что рабочая область цилиндра заполняется смесью, обогащенной воздухом. Этот воздух выталкивает выхлопные газы, и в некотором количестве также выводится из камеры сгорания. Более насыщенный топливом поток поступает в камеру КШМ, обеспечивая эффективную смазку деталей.

В итоге модернизация двухтактного мотора способствовала тому, что снились потери топлива, а значит и уменьшился расход. Кроме того, выхлоп стал более чистым, так как в составе смеси отсутствует бензин с маслом, а система КШМ получила более эффективную систему смазки. При этом стоимость такого двигателя не сильно отличается от обычного двухтактного. Схема работы такого типа агрегата показана на видео.

Есть ли особые требования к качеству топлива для обычного двухтактного мотора и 2-mix? Разницы нет никакой, кроме того, на таких двигателях применяются одинаковые типы карбюраторов. Отличие карбюратора только в наличии дополнительной проставки, посредством которой происходит разделение потока топливной смеси на 2-MIX моторах.

Подводя итог, надо отметить, что отличия между рассматриваемыми типами двигателей имеются, и они достаточно существенные. Однако менее надежные 2-тактные агрегаты продолжают активно пользоваться популярностью за счет своей простой конструкции и невысокой стоимости. Зная конструкцию и принцип работы, не составит большого труда произвести ремонт двигателя таких инструментов, как бензопилы, мотокосы, мотоблоки, снегоуборщики, лодочные моторы и прочие.

Публикации по теме

2-тактный или 4-тактный двигатель

Обновлено 14 февраля 2018 г.

Возможно, вы работали на газонокосилке, гидроцикле, мотороллере или двигателе большего размера, например, у грузовика. Эти двигатели подразделяются на двухтактные или четырехтактные. Состав двигателя может иногда помочь вам определить, какая машина соответствует вашим потребностям. Чтобы понять достоинства и недостатки каждого из этих двигателей, вам необходимо знать, как они работают.

Определения

Двухтактный дизельный двигатель

Двухтактный двигатель Поршень делает один ход в каждом направлении, чтобы привести в действие данную машину.

  • Ход сжатия сжимает топливо, которое затем взрывается.
  • Обратный ход, называемый силовым ходом, приводится в действие взорванным топливом. Он перемещает картер, выпускает выхлопные газы и впускает новое топливо и воздух для следующего удара.
Иллюстрация четырехтактного двигателя

Четырехтактный двигатель выполняет четыре такта для привода двигателя.

  • Ход сжатия сжимает воздух и топливо.
  • Силовой ход.Сжатый воздух воспламеняется, приводя в движение поршень, который вращает коленчатый вал в процессе, а также вырабатывая достаточно энергии для запуска трех других ходов.
  • Выхлопной ход. Когда поршень движется вверх, он выпускает выхлопные газы через выпускной клапан.
  • Впускной ход впускает новую подачу топлива и воздуха для первого хода.

Сравнительная таблица

Двухтактный двигатель Четырехтактный двигатель
Его поршень делает два такта в двигателе Его поршень делает четыре такта в двигателе
Громко тише
Менее эффективно, а значит, вредно для окружающей среды Эффективно, а значит экологически безопасно
Относительно дешевле, так как не имеет клапанов Относительно дорого из-за сложности встраивания клапанов
Производить высокую мощность за относительно короткий период Выработка малой мощности в течение длительного периода
Дополнительное масло, необходимое для смешивания с топливом, делает их дорогостоящими в обслуживании Не требует масла в топливе

2 Ход против 4 Stroke Engine

Какая разница между двухтактным двигателем? Джин и 4-х тактный двигатель? Различия можно увидеть в количестве ударов, которые делает каждый поршень, и их структуре.

  • Поршень в 4-х тактном двигателе делает четыре такта, которые приводят в движение коленчатый вал. Из-за своего веса и количества выстрелов, которые приводят в движение коленчатый вал, эти двигатели могут производить только низкое, но устойчивое количество энергии, которое идеально подходит для таких вещей, как грузовые автомобили, которые должны преодолевать большие расстояния без остановки. Напротив, двухтактный двигатель способен генерировать быстрые и внезапные скачки мощности, которые не поддерживаются в течение длительного периода времени. Это делает его идеальным для использования в бензопилах и гидроциклах, которые время от времени останавливаются.
  • Двухтактный двигатель легче построить, поскольку он не имеет клапанов. Это делает его более легким и дешевым в производстве. 4-х тактный двигатель требует сложных клапанов для эффективной работы, что делает его тяжелым и дорогим в сборке.
  • Двухтактный двигатель не требует масляного картера. Масло, смешанное с газом, недостаточно смазывает двигатель. Поэтому вряд ли это продлится долго. Стоимость короткого срока службы и смешивания масла с его топливом делает его дорогим в долгосрочной перспективе.4-х тактный двигатель не требует масла, смешанного с газом, поэтому он дешев в эксплуатации.
  • Двухтактные двигатели не так эффективны при сжигании топлива. По этой причине они загрязняют окружающую среду более 4-х тактных двигателей.

Видео

Вот видео, которое подчеркивает основные различия между двухтактным и четырехтактным двигателями, с за и против каждого:

.
Какая разница между четырехтактным и двухтактным двигателями?

Что такое ход двигателя?

Большинство новых легковых, грузовых автомобилей и внедорожников имеют двигатели, которые очень экономичны. Чтобы любой двигатель работал правильно, он должен завершить процесс сгорания, который включает в себя четыре отдельных такта шатуна и поршня внутри камеры сгорания в четырехтактном двигателе или два в двухтактном двигателе. Основное различие между двухтактным двигателем и четырехтактным двигателем - это время запуска.Как часто они стреляют, говорит вам, как они преобразуют энергию и как быстро это происходит.

Чтобы понять разницу между двумя двигателями, вы должны знать, что такое ход. Для сжигания топлива требуется четыре процесса, причем каждый процесс состоит из одного такта. Ниже перечислены четыре отдельных удара, которые участвуют в четырехтактном процессе.

  • Первый ход - , ход - ход. Процесс работы двигателя начинается с такта впуска, когда поршень тянет вниз.Это позволяет смеси топлива и воздуха поступать в камеру сгорания через впускной клапан. В процессе запуска питание для завершения такта впуска подается от стартера, который соединен с маховиком и электродвигателем, который вращает коленчатый вал и перемещает каждый отдельный цилиндр.

  • Второй ход - , сжатие - . А они говорят, что идет вниз, должны придумать. Это то, что происходит во время такта сжатия, который происходит, когда поршень движется обратно вверх по цилиндру.Во время этого хода впускной клапан закрыт, который сжимает запасы топлива и газов воздуха, когда поршень движется к верхней части камеры сгорания.

  • Третий ход - сгорания . Это где сила создается. Как только поршень достигает верхней части цилиндра, сжатые газы воспламеняются свечой зажигания. Это создает небольшой взрыв внутри камеры сгорания, который заставляет поршень возвращаться вниз.

  • Четвертый ход - , выпуск .Это завершает четырехтактный процесс сгорания, так как шатун толкает поршень вверх, а выпускной клапан открывается и выпускает сгоревшие выхлопные газы из камеры сгорания.

Ход считается одним оборотом - поэтому, когда вы слышите термин «Обороты в минуту», это означает, что это один полный цикл двигателя - или четыре отдельных хода на оборот. Таким образом, когда двигатель работает на холостом ходу со скоростью 1000 об / мин, это означает, что ваш двигатель выполняет четырехтактный процесс 1000 раз в минуту или около 16 раз в секунду.

Различия между двухтактными и четырехтактными двигателями

Первым отличием является тот факт, что свечи зажигания запускаются один раз за каждый оборот в двухтактном двигателе, а также один раз за каждый оборот в четырехтактном двигателе. Революция - это один набор из четырех ударов. Четырехтактные двигатели позволяют каждому удару происходить независимо. Двухтактный двигатель требует, чтобы четыре процесса происходили при нисходящем и восходящем ходе, что дает двухтактному двигателю свое имя.

Другое отличие состоит в том, что двухтактные двигатели не нуждаются в клапанах, потому что впуск и выпуск являются частью сжатия и сгорания поршня.Вместо этого в камере сгорания имеется выпускное отверстие.

Двухтактные двигатели не имеют отдельной камеры для масла, поэтому его необходимо смешивать с топливом в надлежащих количествах. Конкретное соотношение зависит от транспортного средства и находится в руководстве по эксплуатации. Два из наиболее распространенных соотношений составляют 50: 1 и 32: 1, причем 50 и 32 относятся к количеству бензина на одну часть масла. Четырехтактный двигатель имеет отдельный отсек для масла и не требует смешивания. Это один из самых простых способов определить разницу между двумя типами двигателей.

Еще один метод их идентификации - по звуку. Двухтактные двигатели часто бывают громкими с высоким звуком, в то время как четырехтактный двигатель издает более тихий гудящий шум. Двухтактные двигатели часто встречаются в газонокосилках и внедорожных транспортных средствах (например, мотоциклах и снегоходах), а четырехтактные двигатели - это то, что вы найдете для питания дорожных транспортных средств и высокопроизводительных двигателей большого объема.

,
Разница между двухтактным и четырехтактным двигателями

«Двигатели» являются силовыми агрегатами автомобиля. От самого дешевого до самого дорогого автомобиля, у каждого автомобиля есть одна общая черта - «Двигатель». Существует множество типов двигателей, отвечающих требованиям, например, самолетов, ракет, автомобилей, кораблей, поездов и т. Д. В автомобилях используется двигатель « Internal Combustion ». Термин означает, что сгорание топлива происходит внутри двигателя в цилиндрических отсеках, называемых «камерами сгорания».Именно внутри этих камер сгорания происходит преобразование энергии из химической формы в механическую форму. Небольшое количество топливно-воздушной смеси сжимается поршнями и взрывается в определенные промежутки времени с помощью свечей зажигания или самовоспламенения (для дизельных двигателей), что приводит к расширению смеси, толкая поршни снова. Это вызывает движение поршней вверх и вниз. Вертикальное движение поршней преобразуется во вращательное движение с помощью «коленчатых валов», которые соединяются с поршнями с помощью «шатунов».Вертикальное движение поршня в одном направлении (вверх или вниз) называется «ходом» .

Разница между двухтактным и четырехтактным двигателями обусловлена ​​количеством ходов поршня при выполнении одного цикла. Этот один цикл состоит из сжатия и сгорания топливовоздушной смеси. По сути, в одном цикле четыре части:

  1. Впуск топливно-воздушной (и масляной) смеси
  2. Сжатие и зажигание
  3. Расширение из-за взрыва
  4. Выпускной выпуск

В четырехтактном двигателе каждая четверть цикла вызывает один ход поршня.Цикл четырехтактного двигателя называется «циклом Отто», названным в честь изобретателя цикла внутреннего сгорания «Николаус Отто». В двухтактном двигателе цикл завершается за два такта поршня (одно сжатие вверх). ход и один ход выхлопа и впуск вниз). Почти все автомобили, которые мы видим сегодня, используют 4-тактные двигатели, в том числе большинство мотоциклов, бензопил, газонокосилок, листовых воздуходувок и т. Д. 2-тактные двигатели используются на более низких частотах в небольших газонокосилках, мопедах и т. Д. 2-тактные двигатели никогда не были разработаны для его полный потенциал, но скорее использовались в качестве средства для сокращения расходов и снижения сложности строительства.Мы подробно обсудим, как каждый из двигателей выполняет цикл сгорания.

Примечание. Положение, в котором свеча зажигания зажигается таким образом, чтобы обеспечить максимальную механическую эффективность (или самое верхнее положение, которое поршень достигает в камере), называется «верхней мертвой точкой (ВМТ)» и самой нижней точкой. называется «Нижняя мертвая точка (BDC)»

Двухтактный двигатель

Основными отличиями двухтактного двигателя от их аналогов являются простота конструкции, поскольку двухтактный двигатель не требует клапанов для подачи топлива и воздуха, а также выпускного отверстия в отличие от четырехтактного двигателя и частоты зажигания (зажигания топлива) двухтактный больше четырехтактного (один раз за оборот коленчатого вала по сравнению с одним оборотом за два оборота за четыре такта).Это позволяет двухтактному двигателю производить больше мощности. Отсутствие клапанных систем в двухтактном режиме позволяет ему быть легче и работать в любой ориентации по сравнению с четырехтактным, который может эффективно работать в вертикальном положении (для решения этой проблемы потребуются сложности конструкции). Таким образом, двухтактный двигатель имеет более высокое отношение мощности к весу .

Двухтактный двигатель (Источник: Википедия)

Давайте посмотрим на цикл от зажигания. В этот момент топливно-воздушная смесь сжимается и зажигается с помощью свечи зажигания (или самовоспламенения), которая вызывает расширение газа.Когда это происходит, сгоревшее топливо (выхлоп) направляется в выпускное отверстие, которое открывается так же, как поршень опускается ниже него. Затем поршень открывает воздухозаборник, впуск топлива и масла, который закрывается «герконом», который открывается из-за низкого давления в камере сгорания и закрывается при достаточном давлении (оригинальный механизм, использующий простые механические принципы). Затем впуск газа снова сжимается с использованием импульса, создаваемого тактом сгорания (расширения), и зажигается, повторяя весь цикл еще раз.

Поскольку поршень действует как для повышения давления в картере двигателя, так и в качестве клапана для выхода и впуска топлива, он создает большое трение со стенками камеры сгорания. По этой причине значительное количество масла смешивается с заливаемым топливом, которое действует как смазка. Если масло не смешано, то срок службы двигателя не будет длиться очень долго. Потребность в масле приводит к увеличению коэффициента загрязнения двухтактным двигателем. Кроме того, поскольку свеча зажигания должна срабатывать много раз, она довольно быстро изнашивается.Более быстрый впуск топлива приводит к снижению эффективности использования топлива в двухтактном двигателе.

Четырехтактный двигатель

Четырехтактный двигатель гораздо сложнее и «цивилизованнее», как хотелось бы большинству автомобильных инженеров. Ему было уделено больше внимания и развития в отличие от его брата, двухтактный двигатель. Он состоит из сложной системы клапанов, которая управляется временными валами или распредвалами, которые открывают и закрывают клапаны в требуемое время.Четырехтактные двигатели имеют много разных вариантов расположения цилиндров, таких как Inline 4 (используется по умолчанию в большинстве автомобилей среднего класса), V5, V6, V8 (используются более мощные автомобильные двигатели). Все поршни следуют другому порядку обжига, чтобы обеспечить максимально возможную эффективность, и искры предоставляются в соответствии с этим порядком обжига дистрибьютором. Автомобиль, который «настроен» хорошо, будет зажигать эту искру именно тогда, когда поршень достигает положения «Верхняя мертвая точка» во время хода зажигания.

4-тактный двигатель (Источник: Википедия)

Давайте изучим цикл четырехтактного, по одному удару за раз.Во-первых, впускной клапан открывается, проталкивая смесь воздуха и топлива из (созданного из карбюратора), что толкает поршень вниз. Во втором такте топливовоздушная смесь сжимается и воспламеняется, когда она достигает положения верхней мертвой точки (ВМТ). Обычно степень сжатия двигателей составляет 9: 1 (то есть 9 литров газа сжимается до 1 литра, хотя в зависимости от производителя он варьируется). В третьем такте сгоревший газ расширяется, толкая поршень вниз. В ходе 4 -го хода выпускной клапан открывается кулачковым валом, и, следовательно, создаваемая разница давлений выталкивает выхлопные газы, что поднимает поршень вверх.Снова начинается новый цикл отсюда. Клапаны управляются распредвалами, которые управляются кривошипом или другими механизмами.

Четырехтактный двигатель имеет больше преимуществ, когда требуется крупномасштабное использование. Он имеет более длительный срок службы, чем 2-тактный. В 4-х тактных двигателях есть много места для проектирования. Он имеет лучшую топливную экономичность, чем 2-х тактные. Загрязнение также контролируется; он снижается еще больше, поскольку выхлопные газы направляются в каталитические нейтрализаторы для преобразования опасных для окружающей среды газов в чистые газы.

«Искры» продолжат летать

В конце концов, победителем становится двигатель, которому было уделено больше времени и технологий. Но никто не знает, когда честный двигатель «внутреннего сгорания» будет заменен следующим новым прорывом в «Автомобильной инженерии». Будем надеяться, что следующий двигатель сможет либо собирать энергию из возобновляемых ресурсов, либо вырабатывать электроэнергию с более высокой эффективностью, чтобы сохранить ресурсы Земли и в то же время сделать нашу жизнь более комфортной.

,

Смотрите также

Автопрофи, г. Екатеринбург, ул. Таватуйская, 20.