2 тактный двигатель как работает: Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания

На данный момент существует два основных вида двигателей внутреннего сгорания – двухтактные и четырехтактные. По своему внешнему виду они практически не отличаются, однако двухтактные двигатели работают по совсем другому принципу. Попробуем разобраться в чем основные различия этих двух типов ДВС, и как работает двухтактный двигатель.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Для того, чтобы ваша машина могла выполнять свою прямую функцию – возить вас, ее нужно заправлять топливом: бензином, дизелем, пропан-бутаном. По топливопроводу бензин поступает в двигатель, основную работу в нем выполняют поршни и кривошипно-шатунный механизм. Бензин смешивается с воздухом, образуется смесь, которая взрывается и приводит поршни в движение, этот момент движения передается на коленчатый вал, а от него на трансмиссию.

Разница между 2-х и 4-х тактными двигателями, как видно из названия, состоит в количестве тактов, то есть в рабочем цикле двигателя. Рабочий цикл любого ДВС – это последовательность таких процессов:

• заполнение цилиндра горючей смесью;
• ее воспламенение;
• расширение газов;
• вытеснение продуктов сгорания.

В 4-тактном двигателе вся эта последовательность осуществляется за 4 такта, то есть за два оборота коленвала, в двухтактном – за один оборот. Из этого можно сделать вывод, что 2-тактные двигатели обладают большей мощностью, и это действительно так, не зря ведь их используют не только для мотоциклов, мопедов, различных квадроциклов, снегоходов и гидроциклов, но и для приведения в движение огромных морских кораблей.

Теоретически мощность должна быть выше в два раза. Например, небольшой по размерам двигатель мотоцикла может легко выдавать мощность в сто и больше лошадей, тогда как гораздо более массивный и объемный мотор какого-нибудь автомобиля класса “В” или “С” выдает 70-100 л.с.

Устройство двухтактного двигателя

Основное преимущество двухтактных двигателей состоит в простоте их конструкции. Поскольку все процессы рабочего цикла завершаются за один оборот кривошипа, отпадает необходимость в наличии сложного газораспределительного механизма, который контролирует движение впускных и выпускных клапанов. Впускной клапан закрывается и открывается из-за разницы давления, а отработанные газы выходят через выпускное окно к глушителю.

Также 2-тактный двигатель охлаждается с помощью топлива, в которое подмешан определенный процент масла. Масло нужно подбирать именно двухтактное, поскольку оно приспособлено к высоким температурам и при сгорании оставляет меньшее количество шлака и золы.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней – НМТ и ВМТ. Во время движения вверх поршень сжимает поступившую воздушно-топливную смесь. В ВМТ происходит взрыв смеси и поршень начинает движение вниз, в этот момент поступает новая порция смеси. Получается, что поршень сам же и выталкивает отработанные газы, а это и является основным недостатком двухтактных двигателей, влияющим на их КПД.

Недостатки двухтактных двигателей

Несмотря на то, что инженеры пытаются их решить, недостатки все же есть и они существенные.

Самый главный из них – неэффективное использование топлива и повышенные выбросы СО2.

Если в четырехтактных двигателях на отвод отработанных газов и продуктов сгорания отводится отдельный такт, то здесь этот такт совмещается с заполнением цилиндра новой порцией горючей смеси, и как бы не старались инженеры, избежать смешивания ее с отработанными газами не удается.

Кроме того необходимо постоянно добавлять в бензин масло, причем оно довольно дорогостоящее и расходуется быстрее.

Из-за этих проблем снижается и мощность двигателя. Теоретически она должна быть в два раза выше, чем у 4-тактных ДВС, но на деле этот показатель не превышает 50-70 процентов. После 2000 года многие производители отказались от двухтактных ДВС. Однако работы по их совершенствованию постоянно ведутся.

Видео принципа работы данного типа двигателей.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Двухтактный дизельный двигатель: устройство и принцип работы

Двухтактный дизельный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания. Топливо-воздушная смесь сгорает за 2 движения поршня. Цикл завершается всего за 1 оборот коленвала. Такие показатели кажутся впечатляющими, однако существует несколько особенностей работы агрегата, о которых стоит узнать подробнее.

Главным достоинством такого мотора можно считать меньший расход топлива в сравнении с бензиновыми агрегатами. Это происходит за счет одной из особенностей дизельного топлива. Оно плотнее бензина, поэтому при сгорании дает на 15% энергии больше. Это обеспечивается более длинной цепочкой углеродов. Кроме того, технические характеристики таких двигателей стоят наравне с показателями аналогичных двигателей.

Строение

В состав двухтактного дизеля входит картер, совмещенный с коленчатым валом поршень, форсунки, впускные и выпускные окна цилиндра, топливный и водяной насосы. Последний снабжается плунжерным переключателем и датчиком температуры, а также емкостями, которые наполняются водой. Агрегат обеспечивает повышение КПД и за счет улучшенного сгорания топливо-воздушной смеси. Токсичность отходов при этом снижается.

В двухтактном моторе расположена газовая турбина и нагнетатель. Последний отвечает за повышение давления в цилиндрах — это обеспечивает экономию топлива и повышение мощности. Газовая турбина запускает преобразователь энергии тепла в энергию движения.

Продувочный воздух поступает в двухтактный дизельный двигатель несколькими способами — с помощью:

• насосов;
• продувочных камер;
• компрессоров.

Продувка может осуществляться по одной из схем — контурной или клапанно-щелевой.

Стоит отметить, что использование контурной схемы снижает как экономические, так и технические показатели агрегата. Это объясняется тем, что в цилиндрах имеются не продуваемые области.

Цилиндры монтированы вдоль. Каждый из них оснащается выпускными и вентиляционными отверстиями. Газ поступает к турбине через коллектор. Когда поршни двигаются, рабочая камера периодически открывается и закрывается. Коленчатые валы взаимодействуют друг с другом. Это обеспечивается механизмом основной передачи.Топливо при этом сгорает при достаточно высокой температуре.

Для смазки трущихся деталей и подшипников применяется смесь масла и топлива. Она подается в цилиндр и кривошипную камеру. Смазки эти узлы не имеют, поскольку она смылась бы топливом. Именно поэтому к горючему его доливают в определенном соотношении.

При этом для двухтактного дизельного двигателя используется определенное масло. Оно выдерживает продолжительное воздействие высоких температур, способно практически не оставлять после сгорания зольных отложений.

Как работает?

Принцип работы двухтактного дизеля основан на выполнении 2 тактов: сжатие и рабочий ход. Конструкция агрегата позволяет выполнять весь цикл вдвое быстрее, чем в четырехтактных моторах.

Для двухтактных дизельных двигателей принцип работы следующий:

1. Поршень из НМТ начинает двигаться вверх. В цилиндре имеется воздух. Приходе поршня вверх он сжимается, а когда поршень подходит к ВМТ, впрыскивается порция свежего топлива. При этом горючее самовоспламеняется и осуществляется рабочий ход.
2. Продукты сгорания толкают поршень, вследствие чего тот движется вниз. Когда поршень доходит до НМТ, осуществляется продувка —воздух замещает продукты сгорания. Это является завершением цикла.

Внизу цилиндра имеются продувочные окна. Они необходимы для процесса продувки.

Когда поршень снизу, они открыты. Во время подъема поршня они закрываются. Значительное увеличение показателя мощности двухтактных моторов происходит за счет повышения числа рабочих ходов. Двухтактный дизельный двигатель, принцип работы которого достаточно прост, обладает массой преимуществ.

Мифы о двухтактных дизельных моторах

Существует несколько распространенных мифов касательно двухтактных двигателей:

1. Слишком медленная работа. В действительности современные моторы с турбонаддувом гораздо эффективнее предыдущих моделей.
2. Такие моторы слишком громкие. Чтобы этого избежать, необходима правильная настройка двигателя. При правильном выполнении всех настроек работа мотора происходит немногим громче бензинового аналога. Высокий уровень шума свидетельствует о неправильной настройке мотора или его неисправности. Для старых моделей высокий уровень шума — характерная черта, создание появление аккумуляторных систем с высоким давлением существенно снизило уровень шума.
3. Покупать дизель выгоднее бензина. Это так, но лишь отчасти. Несколько лет назад дизельное топливо стоило намного дешевле бензина, однако сегодня разница составляет всего 10-20%. Основная экономичность заключается в способности теплотворной способности горючего.
4. Такие моторы плохо заводятся зимой. Раньше проблемы с ними действительно возникали. Однако современные автомобили с дизельными двигателями оснащены быстрым запуском, что снижает время на ежедневные подготовки к поездкам.

Срок службы дизеля превышает бензиновые агрегаты. Он может достигать 400-600 тыс. км.

Каждый двухтактный дизельный двигатель имеет одну отличительную особенность — через окна цилиндров впускается воздух и устраняются отработавшие газы. Когда они выходят через клапан в цилиндре, а воздух поступает через окна, система такой очистки называется клапанно-щелевой.

Подобные системы очистки имеют одну особенность — в цилиндре остается только часть воздуха. Поднимаясь вверх, он частично выходит за пределы мотора. Такую очистку еще называют прямоточной. Она обеспечивает максимальную эффективность очистки двигателя от продуктов сгорания.

Помимо прямоточной продувки существует и петлевая, однако она отличается меньшим качеством очистки. Именно поэтому для современных автомобилей она используется нечасто. Рабочие ходы такого агрегата выполняются в два раза чаще, однако на мощности это сказывается незначительно (она увеличивается в 1,5-1,7 раза). Это объясняется наличием продувки, а также тем, что внутри цилиндра происходит более короткий ход.

Преимущества

Двухтактные дизельные двигатели стали производиться относительно недавно. Такие моторы на сегодняшний день имеют множество модификаций. К примеру, зажигание бывает 2 типов: контактным и бесконтактным.Также отличаются и схемы таких моторов. Применяется двухтактная система на танках, в самолетах, в тяжелой промышленной технике.

Другие достоинства:

1. Небольшой размер. Для установки агрегата требуется совсем немного места. Такие моторы легко умещаются под капотом транспортных средств.
2. Небольшая масса. Стандартный турбодизель весит почти в 2 раза больше, чем двухтактный дизельный двигатель.
3. Значительная экономия топлива. Расход горючего снижен практически в 2 раза по сравнению с обычным дизельным агрегатом.
4. Простая конструкция. При обслуживании таких двигателей нет необходимости применять специальные технологии.

Такие преимущества выгодно выделяют двухтактные дизельные двигатели на фоне бензиновых собратьев. Имеются у таких моторов и серьезные недостатки.

Недостатки

Небольшое распространение агрегатов объясняется рядом причин. К примеру, детали на такие моторы найти получится с трудом. Именно поэтому выполнить ремонт двухтактного дизельного двигателя становится проблематично. Кроме того, специалистов по обслуживанию таких агрегатов достаточно мало.

Другие недостатки:

• высокая цена дизельных двигателей и малый выбор моделей;
• увеличенный расход масла;
• необходимость установки воздушных фильтров.

Явным недостатком дизелей является использование мощного стартера. На морозе дизельное топливо мутнеет и застывает. Ремонт топливной аппаратуры затрудняется тем, что насосы высокого давления изготавливаются с высокой точностью.

Существенным минусом двухтактных дизелей является невозможность их применения в высокотемпературных режимах. Масло при таких условиях закоксовывается, возникает залегание поршневых колец. Кроме того, из-за недостаточной продувки топливо сгорает не полностью, что сказывается на значении КПД и уровне токсичности.

Итоги

Дизельные двигатели, имеющие два такта, изобретались с одной целью — снизить токсичность отработавших газов, а также увеличить экономичность двигателя, повысить КПД.

Стоит упомянуть о зажигании. Чтобы топливо воспламенилось, необходимо время, поэтому разряд на свече возникает заранее, перед тем, как поршень достигнет ВМТ. Чем быстрее происходит движение поршня, тем раньше должна зажигаться свеча. Существуют специальные устройства, позволяющие менять угол зажигания в зависимости от частоты вращения коленвала.

Двухтактный двигатель — схема и принцип работы

Современное машиностроение готово представить различные виды двигателей и механизмов, которые, так или иначе, облегчают жизнь человека. Одним из таких силовых агрегатов считается двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В этой статье мы рассмотрим его подробный принцип действия, устройство, достоинства и недостатки, а также применение.

Принцип работы двухтактного двигателя

Двухтактный ДВС – это поршневой мотор, в котором сгорание топливовоздушной происходит не в камере сгорания, как в четырехтактных, а непосредственно в самом рабочем цилиндре. Устройство такого двигателя мало чем отличается от конструкции четырехтактного. В своем составе он имеет все те же детали, что и обычный, поршневой ДВС – это поршень, цилиндр и кривошипно-шатунный механизм.

В блоке цилиндров устанавливается поршень, внутрь которого посредством специальной втулки вмонтирован шатун. в нижней части шатуна также располагается коленчатый вал. Коленвал подвешивается посредством двух подшипников и погружается в специальный картер. Главное особенностью такого двигателя можно называть то, что смазывающий компонент и топливо смешиваются в одну смесь и подаются наравне с воздухом в камеру сгорания.

Принято считать, что мощность двухтактного двигателя значительно выше, чем у четырехтактного, однако если учесть, какую работу двигатель совершает на такой короткий ход поршня, то можно сделать вывод о его слишком низком коэффициенте полезного действия.

Как уже понятно из названия, такой двигатель имеет всего два рабочих такта, которые будут описаны ниже.

 

• Первый такт (сжатие). Поршень находится в нижней мертвой точке двигателя и начинает движение вверх. В процессе подъема через продувное отверстие в цилиндр попадает определенное количество топлива, которое смешано с маслом и воздухом. Как только поршень достигает отверстия, оно перекрывается и подача смеси прекращается. На этом же этапе перекрывается и выпускное отверстие. Поршень движется в верхнюю мертвую точку и сжимает смесь.
• Второй такт (рабочего хода поршня). В верхней мертвой точке происходит сжатие и воспламенение смеси. В результате небольшого взрыва, поршень под действием высокого давления начинает движение вниз, тем самым, открывает выпускное отверстие и дает возможность освободить цилиндр от отработавших газов. Часть масла, находящаяся в смеси остается на стенках цилиндра, а другая часть попросту выходит вместе с отработавшими газами. Поршень достигается самой нижней мертвой точки, и цикл начинается сначала.

Стоит отметить, что для более удачного искрообразования искра должна возникать чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Идеальным зажиганием можно назвать то, которое с увеличением числа оборотов двигателя дает искру еще раньше. Такая система напрочь отсутствовала до 2000-х годов. В те времена искрообразование было настроено под оптимальные обороты, а потому двигатель работал малоэффективно. В настоящее же время применяются специальные электронные коммутаторы, в которых имеется динамическое опережение в момент зажигания. Оно изменяется с увеличением или уменьшением числа оборотов двигателя.

Отличия двухтактного от четырехтактного ДВС

• Небольшие габариты силовой установки. Для такого двигателя нужно совсем мало место, что легко объясняет их применение на мотоциклах.
• Меньшая масса, по сравнению с обычным четырехтактным двигателем.
• Экономичный расход топлива. Это относится только к дизельному двигателю, когда расход топлива составляет всего 50% от среднего.
• Простота и эргономичность установки. Конструкция двухтактного двигателя не представляет собой ничего сложного, а потому поддается легкому обслуживанию и ремонту.

Недостатки 2 тактных моторов

 

• С уменьшением расхода топлива существенно увеличивается расход масла, так как заливается он наравне с топливом в бензобак двигателя. Дело в том, что конструкция подобной силовой установки не позволяет иметь специальный резервуар для хранения смазывающего вещества. В связи с чем, возникает необходимость добавления масло в  топливовоздушную смесь.
• Так как потребление воздуха в таких двигателях серьезно возрастает, то возникает необходимость применение воздушных фильтров особой конструкции.
• Из-за особенностей впускной и выпускной системы есть огромная вероятность непреднамеренной смеси отработанных газов со свежей смесью.
• Выбор двухтактных двигателей на рынке серьезно ограничен. Это делает их стоимость достаточно высокую.
• Неэффективная работа двигателя. Данная конструкция не позволяет создавать высокий коэффициент полезного действия.

Применение

 

Наибольшее применение двухтактные двигатели нашли в мототранспорте. Имея весьма небольшие размеры, такой мотор можно применять на мопедах, мотоциклах и мотороллерах. Кроме того, двигатели таких габаритов нашли широкое применение в бензиновых пилах. Дело в том, что для приведения цепи в действия совсем не нужны высокие характеристики, главное создать определенную частоту вращения, при которой бензопила будет способна справиться со своими основными обязанностями.

Помимо мотоциклетной техники, двухтактными двигателями малоактивно оснащали и автомобили. Как правило, это были небольшие малолитражки, предназначенные для поездок на небольшие расстояния по городу. Двухтактные двигатели применяются и по сей день на многих моторных лодках.

Это все, что необходимо знать о двухтактных двигателях внутреннего сгорания. При всех преимуществах и недостатках данного мотора, многие конструкторы отдают предпочтение именно четырехтактным двигателям, поэтому малообъемный мотор не нашел широкого распространения.

★ 4 тактный двигатель принцип работы | Информация

Пользователи также искали:

4 этапа работы двигателя, какой такт работы двигателя внутреннего сгорания, принцип работы 2х тактного лодочного мотора, принцип работы 4 тактного двигателя скутера, принцип работы четырехтактного бензинового двигателя, работа 4 х цилиндрового двигателя, скольки тактный двигатель в машине,

                                     

Генератор устройство принцип работы, типы и основные. 5 мар 2009 Так, Отто это отношение составляет:4, а у Кроуэра 1:3, дополнительные 40% полезной работы совершаются на неизменном. .. Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя. Основные принципы работы компании Honda Motor Co., Ltd. – это В то время большинство 4 тактных двигателей общего назначения имели. .. Как выбрать культиватор?. b Первые судовые двигатели внутреннего сгорания появились в начале Принцип действия 4 тактного ДВС показан на рисунке ниже. Механическая работа совершается только за время 1 го такта,. .. RU2291973C2 РОТОРНО РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. 17 дек 2013 У бензиновых мотокос существует два типа и 4 х масла действительно сопутствует работе 2 тактного двигателя, из за. .. Тип двигателя у мотокосы 2 или 4 х тактный Какой. базу таких культиваторов ставятся 4 тактные бензиновые двигатели Средние культиваторы могут использоваться как для работы на грядке и в. .. Купить лодочные моторы Санкт Петербурге, цены в каталоге. Двигатель STIHL MIX объединяет в себе преимущества 2 и 4 тактного двигателя. Благодаря абсолютно новому принципу, маслобензиновая смесь. .. Рабочий цикл четырехтактного двигателя как это работает. Тип мотора. 2 111 х тактный 109 TLDI. Производитель 13 500. Лодочный мотор HDX F 4 BMS. 44 100 Принцип работы двигателя.. .. ПРИНЦИП РАБОТЫ 4 х ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ YouTube. В этом видеоролике подробно описывается то, как работают тактные двигатели Briggs & Stratton для Процесс работы 4 тактного двигателя. Этап 1:. .. О компании. Да, принцип работы заставляет 4 тактный двигатель вытесняет. .. принцип работы 4 х тактного ДВС YouTube. Общее описание работы 4 х тактного двигателя внутреннего сгорания, обзор его преимуществ и недостатков..

Двигатель 4 MIX лёгкий и мощный STIHL. 23 авг 2016 В этом видео подробно рассказывается устроен 4 х тактный двигатель как он работает,приятного просмотра и спасибо за. .. Паровой фантом топлива: 6 тактный двигатель Кроуэра. На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания. Рассмотрим принцип двигателя и его рабочие циклы. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей или 1 2 4 3. Это означает. .. Культиватор. 4 х тактный Обмотка альтернатора двигателя По принципу работы инверторные генераторы схожи обычными бензиновыми, но с одним. .. Принцип работы двигателя. 4 х тактный двигатель внутреннего. 15 мар 2018 Принцип работы поршневого, четырехтактного двигателя внутреннего сгорания ДВС работающего на бензине. Обучающий видео. .. Судовые двигатели внутреннего сгорания СДВС Техническая. 28 янв 2014 максимально наглядно объяснить принцип работы можно только на макете, что я и постарался сделать.. .. Пятитактный двигатель работает и может пойти в производство. способу заполнения цилиндра свежим зарядом на 4 2 тактные. в цилиндре невелико двигатель практически не производит работы По принципу смесеобразования и воспламенения газовые двигатели. .. Инверторные генераторы электростанции бензиновые: низкие. 19 ноя 2014 Двигатель с нечетным числом тактов это, согласитесь, немного странно. изобретение, то вы ошибаетесь: его принцип работы довольно прост. которые работают по классической 4 тактной схеме, и третий. .. Как работают 4 тактные двигатели Briggs & Stratton. 20 янв 2007 Для обеспечения нормальной 4 тактные ДВС оснащаются разработка принципа работы двигателя внутреннего сгорания,. .. Четырехтактный двигатель его устройство, принцип работы и. Основные принципы работы генератора, его устройство, типы и Генераторы на базе 4 х тактных бензиновых двигателей предназначены для. .. Двигатель внутреннего сгорания. 15 апр 2019 Экологичный двигатель без вредных выбросов, за счет работы того, 2 и 4 х тактные двигатели имеют различный принцип.

свой 2-тактный мотор / Хабр

Когда-то давно я понял, что мне мотора Иж Планета не хватает и я решил радикально модифицировать его — сделать собственный цилиндр. По ходу сменился даже мотор. За его время я успел закончить школу, поступить в один вуз, вылететь и каким-то чудом перевестись в другой и отучиться там еще 5 лет и все равно я закончил и его уже два года назад. Знал бы я, что так оно растянется, наверное, не ввязался бы. Поскольку мы воспринимаем время относительно прожитого в сознательном возрасте, то для меня оно растянулось на половину прожитого времени.

Прошло уже 6 лет с момента выхода первой и последней заметки по этому проекту(Свой 2-тактный мотор. CR620 рекомендуется к ознакомлению). Тогда я остановился из-за проблем с аутсорсом в металлообработке. Кто не может, кто не хочет, кто делает бесконечно долго, кто и детали назад возвращать не хочет. А город в котором я живу имеет славную промышленную историю и был центром Петровской индустрии 18-века, но от славного прошлого ныне остался один корень в названии города и несколько действующих предприятий, на которых занято порядка единиц процентов населения. А сейчас не 90-е и даже не 00-е, когда можно было договорится с человеком с завода чтобы он что-то такое эдакое для тебя сделал. Теперь у них есть работа и КПП на входе, как я потом узнал — номинальное. Вся эта история с передачей деталей где они лежат, а не делаются, поиск новых мест и тому подобное блуждание длилась несколько лет. Оказалось, что отлить сложную алюминиевую отливку у сарая на родительской даче я смог, а обработать, что не выглядело проблемой изначально — нет.

В это же время я познакомился с мастером из университетской мастерской, который сначала под присмотром, а потом и самостоятельно позволял мне работать на станках. Жаль только то, что станки были чуть больше настольного и моя отливка не имела шанса влезть в них. Однако, я делал на них маленькие детали на продажу и заработал на токарный станок уже промышленного уровня, пусть и выпущенный на заводе сомнительной репутации в АрССР.
Из помещений, где я мог что-то делать, был кусок в 3х3м сарая на родительской даче и гараж-ракушка. В одном нет места в другом света. Я решил, что с электричеством проблема проще и перевез станок в гараж. Там я его отмыл, перебрал и изучил. Казалось бы, электричество есть в кооперативе напротив через кусты и грунтовку, в 10м. Связался с председателем и предложил ему платить все взносы за право покупать у его кооператива электричество. Он категорически был против. Фейл. Соседей пенсионеров мне тоже убедить не удалось. Фейл. Появилась идея снять с товарищами гараж для хранения и ремонта мототехники. Звонили по объявлениям, ездили смотреть и каждый раз общение с собственником помещения заканчивалось после вопроса о установке станка. Фейл. Проект как обычно отложен на следующий год.

К концу лета следующего года я, видимо, настолько утомил родителей терриконами отходов литейного производства на даче (на мой взгляд хорошо разбавляли сельский пейзаж и избавляли от стрижки травы в пределах пары метров от них), что они решили купить мне гараж у дома и с электричеством, аж с тремя фазами по стенке. Там наконец токарный станок ожил, а я смог начать обрабатывать отливку цилиндра после 2,5 лет выдержки.

Когда я наконец обработал отливку, то столкнулся с очередной проблемой: я договорился с человеком, который делает сверхтвердые гальванические покрытия на цилиндрах ДВС и проектировал цилиндр именно под покрытие, а пока время шло, человек уже перестал этим заниматься или просто не стал браться, а другие либо делали дорого, либо как-то очень подозрительно путались в ответах. К тому же, колодцы золотников были выполнены вертикальными, при проектировании я не мог думать как технолог, ибо не имел своей производственной базы. Такие я не мог обработать сам и отдал на сторону, где цилиндр повис на полгода. Так проект встал, хотел закончить к лету, никогда такого не было и вот опять. Нужно было делать чугунную гильзу, да только к тому времени накопилось столько новых идей, что проект 4-годичной давности устарел и тащить его не было никакого желания. Так эта ветвь и остановилась навечно.

Зимой был подготовлена новая версия цилиндра. Именно с этого момента можно отсчитывать хронологию проекта. Отличительной особенностью ее является обилие «механизации» — два клапана в каналах выпуска и золотники в каналах продувки.
Начнем, пожалуй, с небольшой теории о мощностных клапанах в двухтактных двигателях внутреннего сгорания.

Введение

К настоящему времени в двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой применяются системы управления сечением и/или фазой выпускного порта. Данные системы обеспечивают сглаживание кривой мощности. Изменение фазы или сечения выпускного порта выполняется с помощью заслонки, расположенной в выпускном канале. Ее положение зависит от оборотов коленчатого вала. Привод заслонки бывает пневматическим, механическим или электрическим. Например, на моторе мотоцикла Yamaha TZ500 при высоких оборотах, около 10500 мин-1, значение фазы выпуска составляет 202deg, а на низких около 180deg. На рисунке представлена конструкция мощностного клапана фирмы Yamaha.
Как и для выпуска, для продувки тоже существует зависимость оптимальной фазы продувки от оборотов, обусловленная компромиссом между скоростью газа в потоке продувки, потерями свежей смеси через выпуск и объемом ее же, поступающей за время продувки. Данная зависимость линейна, что можно увидеть из графика, представленного ниже.
В отличие от выпускного порта, каналы продувки характеризуются еще и углами выхода: горизонтальными и вертикальными. В случае пятиканальной продувки обычно получается четыре ненулевых и различных горизонтальных угла и пять (по два на 1-4 каналы и один на 5-й) вертикальных.
Горизонтальные углы продувочных каналов: A, B, C, D
Вертикальные углы основных каналов продувки

Данные углы необходимы для получения характерной петли продувки. Такой способ продувки называется петлевая продувка и обеспечивает наиболее эффективное удаление отработанных газов без увеличения числа подвижных элементов двигателя и усложнения его конструкции. Поэтому в настоящее время только он применяется на всех двухтактных двигателях, кроме двухтактных дизелей. Из-за важности углов выхода продувочных каналов применять методы, используемые для управления выпуском, нельзя. Поскольку они будут создавать либо нежелательные завихрения в канале продувки, либо изменять его углы выхода.

Авторы [A. Graham Bell. Two-Stroke Performance Tuning. Haynes Publishing, 1999.] утверждают, что во время продувки возникают колебания с собственной частотой :

где:
— скорость звука в продувочном канале;
— объем кривошипной камеры без учета объема продувочных каналов;
— средняя длина продувочного канала;
— средняя площадь поперечного сечения продувочного канала;
— ширина среднего поперечного сечения канала;
— высота среднего поперечного сечения канала.
Выражение представляет собой поправку, учитывающую влияние входной части продувочного канала.
Эта собственная частота, , должна быть равна:

где:
— чистота оборотов коленчатого вала двигателя;
— фаза продувки.

Таким образом, из выражения (2) следует, что собственная частота колебаний, возникающих во время продувки, прямо пропорциональна частоте оборотов двигателя, но правая часть выражения (1) не зависит от частоты вращения коленчатого вала. Поэтому продувка оптимально работает лишь в узком диапазоне оборотов, а для расширения рабочего диапазона необходимо внести зависимость от оборотов в правую часть выражения (1). Проще всего это сделать, введя зависимость средней площади поперечного сечения продувочного канала от оборотов. Чтобы не вносить нежелательных завихрений в поток газа в продувочном канале, желательно изменять сечение каналов продувки, меняя их количество. Например, с помощью золотников, перекрывающих некоторые каналы продувки. В рамках данного проекта предлагается перекрывать золотниками дополнительные каналы продувки.

Золотники в каналах продувки: левый полностью открыт, правый закрыт

Влияние данного решения было исследовано с помощью компьютерного моделирования продувки в пакете программ SolidWorks Flow Simulation. Продувка выполнена при постоянной разнице давлений между входом в каналы продувки и выходом из выпускного канала. Поршень считался неподвижным и находящимся в нижней мертвой точке. Процессы впуска и выпуска не учитывались. Разница давлений была выбрана из разницы объемов под поршнем в нижней и верхней мертвой точке и составляла 0,6 кг/см2. Из-за указанных выше допущений, результаты расчета в этом стационарном приближения можно рассматривать как качественные без количественной оценки. Поскольку, например, разделить во времени или пространстве процессы выпуска и продувки нельзя. В этом и заключается главная трудность для компьютерного моделирования двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой.

На рисунках видно, что закрытие золотников существенно влияет на распределение скоростей потока и вид петли продувки: при закрытых дополнительных каналах (трехканальный режим) увеличивается скорость газа в процессе продувки и петля продувки становится более выраженной и отдаленной от выпускного окна, что должно снизить потери свежей смеси через выпускной порт и снизить коэффициент остаточных газов, в тоже время, высокая скорость на выходе потока из каналов продувки при трехканальной продувке указывает на наличие узкого места, которое будет ограничивать расход газа через двигатель, а значит и мощность при высоких оборотах. В случае пятиканального режима смешивание газов должно быть больше, а, значит, возрастет коэффициент остаточных газов, но при этом наблюдается меньшая скорость, и «узким» местом становится канал выпуска, что снижает потери свежей смеси через него.

Траектории 2000 частиц при открытых золотниках в дополнительных продувочных каналах (пятиканальный режим)
Траектории 2000 частиц при закрытых золотниках в дополнительных продувочных каналах (трехканальный режим)

Кроме золотников в каналах продувки, планируется установить в выпускном канале мощностной клапан (МК) для проверки совместной работы обоих систем. Наилучшим образом для исполнительного механизма МК подходит заслонка в виде секторного золотника. Это объясняется тем, что кромка заслонки такого мощностного клапана во всем диапазоне рабочего хода находится максимально близко к рабочей поверхности цилиндра (то есть, при малом угле поворота траектория движения точке на кромке золотника приближена к прямой), а не только в нижнем положение, как в случае цилиндрического золотника или наклонного шибера. Кроме того, такая конструкция заслонки не создает сильных завихрений за собой как шиберная заслонка, движущаяся параллельно оси цилиндра.

Заслонка мощностного клапана(МК) в опущенном состоянии
Продувки при закрытых золотниках в дополнительных каналах продувки и опущенной заслонке МК

Разработка моделей

На основании информации (таблица), полученной входе изучения цилиндров мотоциклов Kawasaki KX500, Honda CR500, Yamaha YZ490 и CZ 514, были выбраны фазы продувки и выпуска соответственно равные 125deg и 186deg, с полностью закрытым мощностным клапаном фаза выпуска уменьшается до 156о. Число продувочных каналов выбрано равным пяти и выпуск из двух основных окон и двух дополнительных портов. На впуске был установлен лепестковый клапан.

Примечание: Если в ячейке указаны два параметра высоты выпускного окна или фазы выпуска, то первая относится к состоянию с полностью закрытым МК, а вторая с открытым.

После замеров сопрягаемых с цилиндром элементов базового двигателя было выполнено создание трехмерной твердотельной модели газораспределительных каналов и сопряженных с ними полостей. Все чертежи были выполнены с использованием пакета программ SolidWorks.

Твердотельная модель газораспределительных каналов

Начало именно с твердотельной модели каналов позволяет минимизировать число толстых мест отливки и уменьшить ее массу. На следующем шаге вокруг модели каналов была построена оболочка с толщиной стенок 4-6 мм и нижним крепежным фланцем.

Оболочка каналов без выреза модели каналов

Рубашка охлаждения была получена построением вокруг оболочки каналов второй оболочки, такой чтобы между обоими оболочками в горячих местах (верхняя часть цилиндра и каналы выпуска) оставалось расстояние в 6-10 мм. Толщина стенки оболочки каналов охлаждения около 4 мм. Вход в рубашку охлаждения находится внизу цилиндра под каналом выпуска и выше верхней кромки продувочных каналов рубашка охватывает весь периметр цилиндра. Также на этом этапе были построены плоскости крышек системы газораспределения и фланцы впуска и выпуска.

Твердотельная модель цилиндра без выреза модели каналов

Модель цилиндра получена при вычитании из полученной на предыдущем этапе модели каналов, таким образом модель каналов формирует полости. Далее была выполнена разметка крепежных отверстий, посадок подшипников и гильзы. На этом построение модели цилиндра закончено.

Построение гильзы и золотников было выполнено так же с помощью вычитания модели каналов из соответствующих твердотельных «заготовок».

Получилось и так много текста, поэтому за сим завершаю эту часть. Следующая будет повествовать о изготовлении литейной оснастки и выполнении отливки цилиндра.

Следующая часть: Свой 2-тактный мотор: песочница, куличики и 10кг расплавленного металла

Причины неисправности 2-х тактных двигателей

	Неисправность	Проявление	Причина
1	Закоксовывание свечей зажигания	Поло заводится Снижение мощности	Высокая зольность масла Слишком много масла в топливе Неправильно подобранная свеча
2	Задир поршня	Снижение мощности	Работа при высоких нагрузках, перегрев Плохое смазывание Слишком мало масла в топливе Неисправность охлаждения
3	Закоксовывание выпускных окон	Снижение мощности Дымность	Низкие моющие свойства Низкое качество масла Перегрев Слишком много масла в топливе
4	Отложения в камере сгорания	Самовоспламенение Снижение мощности Остановка двигателя	Высокая зольность масла Низкие моющие свойства Низкое качество масла Низкое качество топлива
5	Залегание клапанов	Снижение мощности Дымность	Низкие моющие свойства Перегрев
6	Задиры поршня	Снижение мощности Износ	Плохая смаза Слишком много масла в топливе
7	Дымность	Видимый дым	Слишком много масла в топливе Низкое качество масла

 

1. Проблемы с зажиганием.

Загрязнение свечей зажигания приводит к плохому зажиганию. Малое расстояние между электродами ухудшает воспламенение.

Если отложения являются токопроводящими – это может привести к пропускам зажигания.

Некоторые зольные отложения могут нагреться и вызвать преждевременное зажигание, что приводит к эррозия электрода из-за перегрева.

 

2. Задиры поршня.

2-х тактный двигатель склонен к задирам поршня благодаря своей конструкции. Впускные и выпускные окна способствуют деформации в цилиндре при работе двиагтеля.

Прямой контакт металл-металл происходит из-за локальной перегрузки при условии несоответствующей смазки.

Масляная пленка может порваться при:

• работе под нагрузкой во время обкатки;
• работа двигателя на высоких частотах с прикрытым дросселем;
• перегрев при резком ускорении и в пробках;
• бедная смесь;
• плохое топливо.

Задиры поршня происходят и при накоплении твердых углеродистых отложений.

Существенное просачивание после загрязнения поршневого кольца, приводящего к местному перегреванию, вызывающему поршневую кольцевую царапину и частичное таяние поршневой юбки.

 

3. Закоксовывание выпускного окна.

Продукты сгорания масла и топлива выбрасываются через выпускные окна. При контакте с холодными деталями двигателя образуются отложения, кторые перекрывают выпускное окно. Это может привести к снижению мощности.

Основные причины коксования:

• соотношение масло/топливо;
• тип масла;
• вязкость базовых масел;
• температура выпуска.

 

4. Залегание поршневых колец.

Залегание поршневых колец происходит в результате образования отложений и их накопления в канавках поршня, что ухудшает подвижность колец и ухудшению смазывания. Что, в свою очередь, может вызвать контакт поверхностей и привести к износу или заклиниванию.

Плохое сгорание способствует этому. Это явление способствует:

• снижение компресии;
• ухудшение сгорания;
• залегание колец;
• проблемы с запуском.

5. Изнашивание цилиндра и поршневых колец.

Как правило, это результат использования плохого масла:

• вязкость масла и его база;
• противозадирные свойства масел;
• антикоррозионные свойства;
• высокотемпературные свойства масла.

6. Образование коррозии.

Наличие коррозии оказывает серьезное влияние в период запуска двигнателя после долгого простоя.

Кислотные продукты образуются в холодном двигателе и оказывают отрицательное воздействие на подшипники. Продукты коррозии и ржавления вызывают абразивное изнашивание.

 

 

 

 

7. Закоксовывание выпускных окон.

Смесь топлива и масла попадает в камеру сгорания двигателя, где она сгорает, продукты сгорания выходят через выпускные окна. Закоксовывание выпускных окон в большой степени зависит от конструкции двиагателя, формой и размером окон.

Предпочтительно наличие нескольких больших окон, чем большое количество малых окон. Цилиндры из алюминиевого сплава с высоким коэффициентом расширения предпочтительны цилиндрам, сделанным из чугуна.

 

 

 

Причины закоксовывания выпускных окон:

• высокое противодавление на выпуске ухудшает процесс вывода отработавших газов;
• плохое охлаждение зоны выпуска;
• постоянная работа двигателя под нагрузкой вызывает большее образование отложений, чем работа на переменных нагрузках;
• слишком много масла в топливе.

 

 

 

 

Wartsila поставит 2-тактные двухтопливные двигатели для больших СПГ танкеров (графика)

Wartsila получила контракт на поставку судовых двухтактных двигателей для двух крупных танкеров для транспортировки сжиженного природного газа (вместимость 180 тыс. куб. м) строящихся на южнокорейской верфи Samsung Heavy Industries (SHI), говорится в пресс-релизе финской корпорации.

Заказ на строительство СПГ танкеров был размещен совместно SK Shipping и Marubeni.

Двухтактные, шестицилиндровые двигатели серии Wartsila X62DF работают на двух видах топлива. Впервые 2- тактные двигатели будут установлены на крупных СПГ танкерах. Контракт на двигатели пополнил сентябрьский портфель заказов Wärtsilä.

На сегодняшний день более 150 судов работают на 4-тактных двухтопливных двигателях с низким давлением произведенных Wärtsilä. Линейка 2-тактных двигателей была запущена в ноябре прошлого года. Данная технология сочетает в себе эффективный расход топлива и низкие инвестиционные затраты. Преимущества 4-х и 2-х тактных двигателей уже подтверждены при эксплуатации на торговых судах. К тому же они соответствуют правилам ИМО Tier III, что позволяет обходиться без дополнительных систем очистки выхлопных газов.

В комплект поставки входят два 6-цилиндровых главных двигателя Wartsila X62DF на каждое судно, электрогенераторные установоки, работающих на двухтопливных двигателях серии Wartsila 34DF. Главные двигатели будут построены на корейском предприятии по финской лицензии. Поставки двигателей запланированы на первый квартал 2016 года, а передача в эксплуатацию первого танкера планируется в первом квартале 2017 года.

Танкеры будут зафрахтованы британской дочерней компанией французского нефтяного гиганта Total S.A. Суда станут самыми большими СПГ танкерами способными проходить через Панамский канал после завершения его расширения в 2015 году.

2-тактные двигатели с низким давлением способны работать исключительно на сжиженном природном газе при всех нагрузках на двигатель, без необходимости переключаться каждый раз на дизельное топливо при низких нагрузках, например, при маневрировании на причале или в порту, что происходит с другими двухтопливными двигателями. Очевидно, что это сказывается на выбросах выхлопных газов судна и эксплуатационных расходах. Использование данных двигателей позволяют сократить капитальные затраты на 15% — 20%.

Серия двигателей Wartsila X62DF является второй после линейки Wärtsilä RT-flex50DF. Весь портфель 2-тактных двигателей Wärtsilä предлагается в двухтопливных версиях с низким давлением. Сейчас четыре двигателя X62DF и восемь двигателей РТ-flex50DF находятся в стадии производства. Уже получены заказы для танкеров, контейнеровозов, а также СПГ судов.

Как сообщалось ранее, финский производитель получил заказ на 2-тактные семицилиндровые двигатели для фидерных контейнеровозов от немецкой GNS Shipping.

Корпорация Wartsila (головной офис — Хельсинки, Финляндия) является мировым лидером в проектировании и производстве двигателей и других систем для судоходной индустрии, нефтедобывающей, электрической и других отраслей промышленности. В 2013 году чистый доход от продаж Wartsila составил 4,7 млрд евро. В корпорации работают около 18,7 тыс. сотрудников. Компания осуществляет свою деятельность через почти 200 филиалов в 70 странах мира.

Ссылка по теме:

Wartsila поставит 2-х топливные двигатели для контейнерных фидерных судов, строящихся по заказу GNS Shipping >>>>

Анимированные двигатели — двухтактный

Двухтактный двигатель

В двухтактном двигателе используются как картер, так и цилиндр для достижения всех элементов цикла Отто всего за два хода поршня.

всасывание

Топливно-воздушная смесь сначала всасывается в картер под действием вакуума. который создается во время движения поршня вверх. Иллюстрированный двигатель оснащен тарельчатым впускным клапаном; однако многие двигатели используют поворотная величина, встроенная в коленчатый вал.

Компрессия картера

Во время хода вниз тарельчатый клапан принудительно закрывается повышенное давление в картере. Затем топливная смесь сжимается в картер во время оставшейся части хода.

Передаточный / Выпускной

Ближе к концу хода поршень открывает впускное отверстие, выход сжатой топливно-воздушной смеси из картера вокруг поршня в главный цилиндр. Это вытесняет выхлопные газы. выхлопное отверстие, обычно расположенное на противоположной стороне цилиндр.К сожалению, часть свежей топливной смеси обычно тоже исключен.

Сжатие

Затем поршень поднимается под действием импульса маховика и сжимает топливная смесь. (В то же время происходит еще один такт впуска под поршнем).

Мощность

В верхней части такта свеча зажигания воспламеняет топливную смесь. В горящее топливо расширяется, перемещая поршень вниз, чтобы завершить цикл. (При этом еще один ход сжатия картера составляет происходит под поршнем.)

---

Поскольку двухтактный двигатель срабатывает при каждом обороте коленчатого вала, двухтактный двигатель обычно более мощный, чем четырехтактный. эквивалентного размера. Это в сочетании с их более легкими, простыми конструкция, делает двухтактный двигатель популярным в бензопилах, линейных триммеры, подвесные моторы, снегоходы, водные мотоциклы, легкие мотоциклы и модели самолетов.

К сожалению, большинство двухтактных двигателей неэффективны и ужасны. загрязнителей из-за количества неизрасходованного топлива, которое выходит через выхлопное отверстие.

Как работают 2-тактные и 4-тактные двигатели

The Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Вы когда-нибудь задумывались, почему вам нужно добавлять масло в топливный бак вашей бензопилы? Или почему у некоторых мотоциклов для бездорожья звук выхлопа выше, чем у других?

Мы все были обременены дворовой работой или сидели за рулем автомобиля. Но это не значит, что у вас была возможность погрузиться в специфику 2-тактных и 4-тактных двигателей.На самом деле, вы могли и не подозревать о разнице, пока кто-нибудь не упомянул в разговоре о двухтактности.

Тут тоже нечего стыдиться. Дело в том, что большинство людей полагаются только на 4-тактные двигатели. И даже это меняется, поскольку электромобили, мотоциклы и садовые инструменты становятся все более заметными в повседневной жизни. Но если вы собираетесь заняться чем-либо, связанным с двигателем, вам нужно знать разницу. Не волнуйтесь, Drive в футляре!

Понимание цикла двигателя

В первую очередь, 2-тактный и 4-тактный — это термины, которые относятся к продолжительности цикла двигателя.Чтобы лучше понять, что означают эти термины, нам нужно начать с очищения вашего разума. Избавьтесь от всего, что вы знаете о поршневых двигателях, кроме того факта, что поршень постоянно перемещается вверх и вниз в камере сгорания.

Визуализируйте, как поршень движется вверх и вниз. Энергия, приводящая в движение это движение, исходит от воспламенения или сгорания смеси, которое толкает поршень вниз с огромной силой. Зажигание — это основная цель, но для того, чтобы это произошло, топливо и воздух должны сначала попасть в камеру.Затем его нужно сжать, чтобы получить максимальное количество энергии от ожога. После сжатия происходит возгорание. Но прежде, чем цикл может начаться снова, выхлоп отработанной смеси должен выйти из камеры.

Термин «ход» происходит от движения поршня в течение цикла двигателя. Соответствующее число означает, сколько раз поршню необходимо пройти внутри камеры для выполнения всех функций. Проще говоря, 4-тактный гребок позволяет достичь этих целей за четыре гребка, а 2-тактный — за, как вы уже догадались, за два.

Что такое 4-тактный ход?

Четырехтактный двигатель впервые появился еще в 1861 году, когда его разработал человек по имени Николас Отто. Вот почему вы, возможно, слышали, что он упоминается как «цикл Отто» , в редких случаях .

Этот метод выделяет один штрих для каждой из четырех функций, которые мы обсуждали ранее. Но это не единственная определяющая характеристика двигателя этого типа. В этой конструкции решающее значение имеет то, как топливо и воздух входят в камеру и выходят из нее. Вот здесь и вступают в игру распределительный вал и тарельчатые клапаны в верхней части камеры сгорания.

Давайте разберемся с четырехтактным циклом. В 4-тактном двигателе цикл начинается с такта впуска. Когда поршень движется вниз, распределительный вал перемещается в положение, при котором открывается впускной клапан. Вакуум, создаваемый движением поршня вниз, втягивает смесь воздуха и топлива через этот клапан. Как только поршень достигает дна камеры, он больше не может всасывать воздух, и впускной клапан закрывается.

После такта впуска поршень начинает двигаться вверх по камере для сжатия смеси.Как только поршень достигает верха камеры, происходит воспламенение, которое снова направляет его вниз, при этом все клапаны остаются закрытыми во время тактов сжатия и зажигания. После такта зажигания выпускной клапан открывается, позволяя поршню проталкивать отработанную смесь, пока она не достигнет верха камеры. Затем выпускной клапан закрывается, и цикл начинается снова.

Что такое 2-тактный ход?

Как ни странно, двухтактные двигатели появились вскоре после четырехтактных, когда человек по имени сэр Дугальд Клерк изобрел первую успешную конструкцию в 1878 году.

Как только вы поймете основы 4-тактного цикла, с 2-тактными двигателями будет намного легче набрать скорость. Прежде чем мы сможем погрузиться в то, как 2-тактный двигатель завершает свой цикл, нам нужно исключить несколько деталей, на которые полагаются 4-тактные двигатели.

2-тактные двигатели не имеют ни распределительного вала, ни клапанов, как у 4-тактных. Вместо этого они оснащены системой золотниковых клапанов, в которой два постоянно открытых порта расположены рядом друг с другом в стенке цилиндра. Они известны как выпускной порт и впускной порт.Сам поршень работает как клапан, регулирующий поток в любой порт и из него.

Важно отметить, что выхлопное отверстие обычно находится выше, чем входное, поскольку такая конфигурация дает больше времени для выхода выхлопных газов в этом цикле.

Эта компоновка позволяет выпуску, впуску и сгоранию топливных смесей происходить во время одного такта. С точки воспламенения поршень начинает двигаться вниз. Как только поршень проходит так далеко, он открывает выпускное отверстие, позволяя отработанной топливной смеси начать покидать камеру.Когда поршень продолжит движение, позиция начнет открывать входное отверстие, так что в него начнет поступать свежая топливная смесь. Как только поршень достигает дна, он начинает двигаться обратно вверх, продолжая выталкивать оставшийся выхлоп и сжимать новую топливную смесь до тех пор, пока он не закроет отверстие, и работает только для сжатия свежей топливной смеси. Зажигание снова запускает цикл.

Ключевым компонентом этого цикла является пластинчатый клапан в высокопроизводительных приложениях. Этот клапан находится во впускном отверстии и позволяет разрежению при ходе поршня вниз втягивать топливо, но не проталкивать его обратно, когда поршень создает давление при ходе поршня вверх.

Уникальной характеристикой двухтактных двигателей является то, что поступающее топливо также попадает в картер. В двухтактных двигателях используется система смазки с полными потерями, в которой топливо используется для смазки вращающегося узла. Поэтому в топливо этих двигателей необходимо добавлять специальное масло для двухтактных двигателей.

Как цикл двигателя влияет на производительность двигателя?

Цикл двигателя играет важную роль в производительности, но ни один универсально не превосходит другой.

Просто для удовольствия, давайте начнем с разговора об очевидных преимуществах двухтактного двигателя.Поскольку у него гораздо более быстрый цикл, он может производить намного больше мощности без увеличения рабочего объема. В некоторых случаях выходная мощность более чем вдвое больше, чем у 4-тактного двигателя аналогичного размера. 2-тактные двигатели действительно развивают пиковую мощность при гораздо более высоких оборотах, но укороченный цикл позволяет двигателю достигать высоких оборотов за гораздо более короткий период, эффективно увеличивая реакцию дроссельной заслонки.

Это еще не все, что касается производительности. 2-тактный двигатель намного легче 4-тактного. 2-тактные двигатели не имеют клапанного механизма, что является наиболее существенным фактором снижения веса.Таким образом, 2-тактный двигатель не только мощнее, но и весит почти на 50% меньше, чем его 4-тактный эквивалент, что обеспечивает значительно лучшее соотношение мощности и веса.

Еще одним преимуществом двухтактной конструкции является то, что она может работать в любой ориентации, поскольку подача топлива не зависит от гравитационной подачи, что идеально подходит для ряда применений.

Если двухтактные двигатели способны создавать больше мощности, то почему мы не видим их чаще? На то есть две важные причины. Во-первых, они не так долговечны, как 4-тактные, и не совсем безопасны для выхлопных газов.Другой фактор заключается в том, что среднестатистическому автомобилисту их не так легко контролировать.

По сути, относительно высокая долговечность и меньшее загрязнение окружающей среды являются причиной того, почему мы склонны отдавать предпочтение 4-тактным двигателям для многоцилиндровых двигателей, которые мы используем в легковых, грузовых автомобилях и других больших уличных транспортных средствах.

Высокая выходная мощность двухтактного двигателя и возможность развивать высокую мощность без увеличения размера и веса делают его очевидным выбором для других применений. Такие применения, как высокопроизводительные внедорожники и оборудование для газонов, для которых требуется как низкое соотношение мощности к массе, так и двигатель, который может работать в режиме ориентации с 2-тактными двигателями.

Тем не менее, важно не исключать четырехтактность в любом из этих сегментов. Долговечность и низкий крутящий момент этих двигателей имеют свои преимущества. Во-первых, автомобили или коммунальное оборудование, в которых используются 4-тактные двигатели, легче обслуживать. Как и в случае с автомобилями, крутящий момент на низких оборотах более управляем и требует меньше навыков для безопасного управления, что делает его более приятным для гонщиков и операторов.

Это не значит, что из правил не бывает исключений. «Раньше» вы могли даже найти промышленные дизельные двигатели, использующие двухтактный цикл.

Термины двигателя, которые вы должны знать

Получите образование.

Ход

Ход происходит от движения поршня в камере сгорания. Любой цикл не требует пояснений. Соответствующее число означает, сколько раз поршню нужно пройти, чтобы выполнить четыре функции, необходимые для работы двигателя.

Тарельчатый клапан

Тарельчатый клапан — это клапаны, используемые в 4-тактных двигателях. По крайней мере, эти двигатели будут иметь по два клапана на цилиндр.Впускной клапан позволяет топливу и воздуху попадать в камеру, а выпускные клапаны позволяют отработанной смеси выходить.

Распредвал

Еще один важный компонент 4-тактных двигателей. Это компонент, отвечающий за открытие клапанов в камере сгорания. Он связан с коленчатым валом и должен быть правильно рассчитан, чтобы клапаны открывались и закрывались в нужные моменты.

Порты

2-тактные двигатели используют порты, которые работают с поршнем, чтобы создать систему золотниковых клапанов.Когда поршень проходит через эти отверстия, они позволяют отработавшему топливу выходить из камеры, а свежей смеси — входить.

Герметичный клапан

Пластинчатый клапан присутствует на впускном отверстии в высокопроизводительных 2-тактных двигателях. Эта простая клапанная система позволяет топливу поступать в камеру из-за вакуума, создаваемого поршнем, движущимся вниз, но не позволяет топливу выталкиваться при движении поршня вверх.

Часто задаваемые вопросы о 2-тактном и 4-тактном корпусе

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

Q: В чем разница между 2-тактным и 4-тактным ходом?

A: Четырехтактный двигатель с первичной разницей выполняет все функции двигателя за четыре такта, а двухтактный — за два.Существуют также некоторые существенные различия в используемых компонентах и ​​смазке этих двигателей.

Q: Вредны ли двухтактные двигатели для окружающей среды?

A: Двухтактные двигатели вносят значительный вклад в загрязнение транспортных средств. Поскольку они используют порты вместо клапанов, несгоревшее топливо может покидать камеру и увеличивать выбросы. Вот почему они обычно ограничены для использования во внедорожниках и небольших двигателях.

Q: Почему 2-тактный ход быстрее?

A: 2-тактные двигатели выполняют все функции быстрее, чем 4-тактные.У них также меньше деталей, что делает их легче. Повышенная частота вращения двигателя и лучшее соотношение мощности и веса способствуют повышению производительности автомобилей, оснащенных этими двигателями.

Q: Почему двухтактные двигатели не используются в автомобилях?

A: Основная причина, по которой мы не используем двухтактные двигатели в автомобилях, связана с их выбросами. Вдобавок ко всему, они обычно не такие прочные и простые в управлении, как 4-тактные.

Q: Что произойдет, если вы поместите 2-тактный бензиновый двигатель в 4-тактный двигатель?

A: Масло добавляется к двухтактному топливу для таких применений, как внедорожные мотоциклы, потому что топливо также используется как смазка для двигателя.4-тактный двигатель может сжечь это топливо, но может вызвать проблемы. Это может повредить насос и фильтры, поэтому их не следует смешивать.

Давайте поговорим, прокомментируем ниже, чтобы поговорить с редакторами

Drive !

Мы здесь, чтобы быть экспертами во всем, что связано с практическими рекомендациями. Используйте нас, хвалите нас, кричите на нас. Прокомментируйте ниже, и давайте поговорим! Вы также можете написать нам в Twitter или Instagram, вот наши профили.

Джонатон Кляйн: Twitter (@ jonathon.klein), Instagram (@jonathon_klein)

Тони Маркович: Twitter (@T_Marko), Instagram (@t_marko)

Крис Тиг: Twitter (@TeagueDrives), Instagram (@TeagueDrives)

Хэнк О’Хоп: Twitter (@HankOHop), Instagram (@HankOHop)

Как работают двухтактные двигатели?

На самом деле их нет в современных автомобилях, но двухтактные двигатели все еще могут быть актуальны в ситуациях с высокой удельной мощностью

Двухтактные двигатели используются во многих небольших транспортных средствах автомобильного спектра и представляют собой глоток свежего воздуха (не буквально) по сравнению со стандартными четырехтактными силовыми агрегатами, которые сегодня доминируют в автомобилях.Они представляют собой привлекательную перспективу для транспортных средств, которым для работы требуются только простейшие инженерные решения, и поэтому представляют собой жизнеспособный вариант для многих небольших автомобилей, которые имеют тяжелые четырехтактные двигатели и могут быть преобразованы в более компактные двигатели на базе велосипеда.

Как они работают?

Термин «ход» относится к максимальному вертикальному перемещению поршня в цилиндре, при этом один ход представляет собой полное опускание поршня в нижнюю мертвую точку (НМТ), а другой — его движение полностью вверх до верхней мертвой точки. (ВМТ).Это движение вызывается вращением коленчатого вала, с которым поршни соединены шатунами. Наличие одного из этих прозрачных механо-двигателей в детстве всегда помогало понять, что именно происходит!

Прокомментируйте ниже, если у вас был один из этих плохих парней

У каждого двигателя есть цикл, который определяется как комбинация всасывания, сжатия, удара и удара, в результате чего поршни завершают такты впуска, сжатия, детонации и выпуска.Итак, в чем-то вроде Mazda MX-5 с четырьмя цилиндрами цикл двигателя определяется как четырехтактный просто потому, что для завершения цикла двигателя требуется четыре полных движения поршня.

Таким образом, двухтактный двигатель — это ориентация двигателя, которая способна выполнять полный цикл двигателя с двумя полными движениями поршня, от ВМТ до НМТ и обратно. Все просто, правда?

Не совсем

Множество двухтактных головок цилиндров

Чтобы выполнить цикл двигателя за половину числа тактов по сравнению с обычным четырехтактным двигателем, необходимо изменить ориентацию цилиндра.В обычном четырехтактном цилиндре есть впускной и выпускной клапаны, которые открываются и закрываются при вращении распределительного вала.

В двухтактной установке отверстия врезаны в сам цилиндр и открываются или закрываются за счет вертикального движения поршня. Их всего два — впускной и выпускной — вместе со свечой зажигания, расположенной в головке блока цилиндров.

Топливно-воздушная смесь, которая используется для сгорания, перемещается по двигателю и также попадает в картер, что в четырехтактном двигателе является герметичным.

Циклы

1 МБ

Ход первый: поршень находится в ВМТ, и свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, направляя поршень вниз в сторону НМТ.Когда он движется вниз, он открывает выхлопное отверстие, которое позволяет нежелательным газам, образующимся при сгорании, всасываться через выхлопную систему. Когда поршень достигает НМТ, он создает давление в воздушно-топливной смеси под ним, которая всасывалась через впускное отверстие во время второго хода предыдущего цикла.

Ход второй: сжатый воздух затем выталкивает поршень вверх, открывая при этом впускное отверстие, через которое воздушно-топливная смесь переносится из картера в цилиндр.Затем поршень поднимается до точки, в которой он блокирует как впускное, так и выпускное отверстия, сжимая топливно-воздушную смесь до ВМТ, где свеча зажигания готова и ждет.

При этом свежая смесь воздуха и топлива всасывается в картер, так как движение поршня вверх создает вакуум под ним. И тогда цикл начинается снова!

Какие плюсы и минусы?

Двухтактный SAAB Sonnet II

Двухтактные двигатели — это удивительно простые маленькие приспособления, которые не требуют особого ухода по сравнению с четырехтактными.Они могут самосмазываться, используя масло, которое смешивается с топливом, и, как правило, могут охлаждаться воздухом из-за отсутствия тепла, которое они производят. Отсутствие деталей в двухтактном двигателе также означает, что они, естественно, легче по сравнению с четырехтактным двигателем с аналогичной мощностью.

Недостатками являются расход топлива и выбросы. Чтобы не отставать от легкой мощности, создаваемой четырехтактным двигателем, двухтактный должен работать намного тяжелее и, как правило, имеет более высокие обороты, которые выделяют целую тонну выхлопных газов и потребляют много топлива.

Им также не хватает эффективности четырехтактного двигателя из-за доли секунды, когда и впускное, и выпускное отверстия открыты при НМТ. Это приводит к тому, что свежий воздух и топливо проходят через цилиндр и выходят через выпускное отверстие, прежде чем поршень сможет сжать его для сгорания. Однако такая неэффективность наблюдается только в двигателях, в которых используются карбюраторы, поскольку прямой впрыск топлива решил эту проблему.

Некоторые двухтактные мотоциклы невероятно крутые, как этот маленький Suzuki.

Масляные насосы также являются довольно популярным компонентом, который выходит из строя в двухтактных двигателях, что может привести к катастрофическому отсутствию смазки.Таким образом, предварительно смешанное топливо является нормой для большинства двухтактных двигателей, а это значит, что вы можете ехать, пока в баке есть топливо!

Двухтактные двигатели действительно используются только там, где первостепенное значение имеют малый вес, простота и хорошее соотношение мощности и веса. Это делает их чрезвычайно популярными в мире велоспорта, хотя некоторые производители автомобилей воспользовались их удобным дизайном.

SAAB был большим поклонником двухтактного двигателя, поместив его в свой спортивный автомобиль Sonnet II с конца 60-х годов.Suzuki также любила простоту двигателей и ставила их в свои автомобили 50-х и 60-х годов. Renault представила концептуальный двигатель POWERFUL, который был заменен на его 1,5-литровый турбодизель, но планы были, к сожалению, отменены еще в 2014 году.

Маленький двухтактный проект Renault, который так и не увидел свет

У вас есть двухтактный велосипед или любой другой двухтактный автомобиль? Разместите фотографию в комментариях ниже, чтобы поделиться со всеми нами двухтактной жизнью!

И чтобы увидеть двухтактный одноцилиндровый двигатель в действии, щелкните здесь!

Как работает двухтактный двигатель? — MechStuff

В моей предыдущей статье мы узнали, как работают четырехтактные двигатели! На этот раз мы узнаем о втором типе двигателя i.e 2-тактный двигатель . Двухтактный двигатель представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания, в котором один энергетический цикл завершается двумя ходами поршня во время только одного оборота коленчатого вала . Первый коммерческий двухтактный двигатель со сжатием в цилиндре приписывается шотландскому инженеру Дугальду Клерку .

Двухтактный двигатель выполняет все те же действия, что и четырехтактный двигатель — всасывание, сжатие, расширение и выпуск; но 2-тактный двигатель выполняет все эти шаги только за 2-тактный двигатель, в отличие от 4-тактного двигателя, который завершает один цикл мощности за 4 такта.

Возможно, вы хотите знать, как работают четырехтактные двигатели?

Детали, которые имеет двухтактный двигатель —

Поршень — В двигателе поршень используется для передачи расширяющей силы газов на механическое вращение коленчатого вала через шатун. Поршень способен на это, потому что он плотно закреплен внутри цилиндра с помощью поршневых колец, чтобы минимизировать зазор между цилиндром и поршнем!
Коленчатый вал — Коленчатый вал — это деталь, которая может преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное движение.
Шатун — Шатун передает движение от поршня к коленчатому валу, который действует как плечо рычага.
Противовес — Противовес на коленчатом валу используется для уменьшения вибраций из-за дисбаланса вращающегося узла.
Маховик — Маховик — это вращающееся механическое устройство, которое используется для хранения энергии.
Впускные и выпускные отверстия — Позволяет подавать свежий воздух с топливом и выводить отработанную воздушно-топливную смесь из цилиндра.
Свеча зажигания — Свеча зажигания подает электрический ток в камеру сгорания, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь, что приводит к резкому расширению газа.

источник: — wikipedia.org

Работа двухтактного двигателя: —

Ход вниз: —

Сначала поршень перемещается вниз от ВМТ до НМТ, чтобы свежий воздух попал в камеру сгорания. Свежая топливовоздушная смесь попадает в камеру сгорания через картер двигателя. Вращение коленчатого вала — 180 °

Ход вверх: —

Здесь происходит все волшебство.Поршень выдвигается вверх от НМТ до ВМТ. Топливно-воздушная смесь сжимается, и свеча зажигания воспламеняет смесь. По мере расширения смеси поршень опускается. Во время хода вверх впускное отверстие открывается. Когда это впускное отверстие открыто, смесь всасывается внутрь картера. Когда смесь проталкивается вверх в камеру сгорания во время предыдущего хода вверх, создается частичный вакуум, поскольку в картере не остается никакой смеси. Эта смесь готова к поступлению в камеру сгорания во время хода вниз, но остается в картере до тех пор, пока поршень поднимается до ВМТ. Вращение коленчатого вала — 360 °

Два хода выполняются за один цикл питания.

Начиная со 2-го хода вниз и далее выхлопные газы вытесняются с одной стороны, в то время как свежая смесь попадает в камеру сгорания одновременно из-за частичного вакуума, создаваемого в камере сгорания после удаления выхлопных газов. В этом вся прелесть двигателя. Обе вещи происходят одновременно, что делает его двухтактным двигателем.

Знайте, в чем отличия, преимущества и недостатки 4-тактных и 2-тактных двигателей!

Двигатель 2-х тактный с вариантным источником конструкции: — механика.stackexchange.com

На рисунке выше показан другой вариант двухтактного двигателя, в котором впускные и выпускные порты находятся на одной стороне. Здесь нет необходимости промежуточно открывать входные порты. Головка блока цилиндров сконструирована таким образом, что выхлопное отверстие закрывается во время сгорания и открывается после сгорания. Сам поршень соответственно закрывает и открывает порт. Процесс остается прежним, разница только в дизайне.

Вы могли заметить выступ на поверхности поршня.Такая конструкция помогает выхлопным газам проходить через выхлопное отверстие, легко определяя его направление.

Поскольку картер двигателя непрерывно всасывает топливовоздушную смесь, смазывать поршень и шатун практически невозможно. Поэтому топливо необходимо смешивать с маслом или смазкой (2% -5%) в 2-тактном двигателе .

Предлагаемая статья: — Как работают двигатели Ванкеля?

Связанные

Двухтактный цикл — Журнал газовых двигателей

Пол Харви | 14 нояб.2018 г.

1/15

Общий обзор 2-тактного цикла: Топливо / воздух втягивается в картер, когда поршень поднимается на такте сжатия / зажигания.Следующий заряд топлива / воздуха сжимается при ходе вниз и направляется в камеру сгорания, когда выхлопные газы из предыдущего цикла сгорания выводятся из цилиндра.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

2/15

2-тактный двигатель развивает мощность на каждом обороте, но 4-тактный требует двух полных оборотов коленчатого вала для достижения одного цикла мощности: такта впуска, такта сжатия, рабочего такта и такта выпуска.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

3/15

Старинная фотография Николауса Августа Отто.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

4/15

Первый коммерческий четырехтактный двигатель Отто был изготовлен в 1876 году.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

5/15

Старинная фотография сэра Дугальда Клерка.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

6/15

Патент 1880 года на ранний двухтактный двигатель Клерка.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

7/15

Вид в разрезе более позднего двигателя Клерка, в котором использовался цилиндр насоса.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

8/15

Патент 1895 года на двухходовой двухтактный двигатель Джозефа Дэя.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

9/15

Чертеж двухтактного двигателя Palmer Bros.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

10/15

Патент Фредерика Кока на двухтактный двигатель в 1895 году был передан Джозефу Дею, его работодателю.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

11/15

Двигатель Day-Cock 1892 года, выставленный в Немецком музее в Мюнхене, Германия.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

12/15

Двухпортовый с двухтактным Бессемеровским двигателем с клапанами, хранящийся в музее Coolspring.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

13/15

Вертикальный 2-х тактный с клапаном National Transit в музее Coolspring Power.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

14/15

Трехходовой двухтактный масляный двигатель Mietz & Weiss в музее Coolspring Power.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

15/15

Трехходовой двухтактный двухтактный двигатель Фэрбенкса-Морса, предназначенный для перекачивания.

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

❮ ❯

Мы все знаем, что такое двухтактный двигатель, верно? Это тот маленький гудящий двигатель, которым питается ваш поедатель сорняков или цепная пила! Они существуют столько, сколько мы себя помним, и мы не особо о них думаем. Просто подмешайте немного масла в газ, и они сделают свою работу. Мы считаем само собой разумеющимся, что они называются 2-тактными, потому что на самом деле термин должен быть «2-тактный цикл», означающий, что поршень совершает два хода, один вверх и один вниз, для завершения цикла мощности с созданной мощностью. на каждом обороте коленчатого вала.Диаграмма на Фото 1 хорошо это показывает.

Тогда можно спросить, что такое 4-тактный двигатель? Опять же, правильным термином должно быть «4-тактный цикл», поскольку для завершения одного цикла мощности требуется четыре хода поршня. Сначала поршень опускается на такте впуска, затем он снова толкает вверх на такте сжатия, затем снова опускается на рабочий ход и, наконец, снова поднимается вверх на такте выпуска. Диаграмма на Фото 2 прекрасно это показывает. Обратите внимание, что 4-тактный двигатель имеет только один рабочий ход на каждые два оборота коленчатого вала по сравнению с рабочим ходом 2-тактного двигателя на каждый оборот коленчатого вала.

Начало

Я хочу исследовать разнообразную историю двухтактного цикла, в том числе о том, кто его изобрел и как он появился, но сначала давайте взглянем на четырехтактный цикл, который был изобретен до двухтактного цикла. двигатель с тактовым циклом.

Возможно, первая мысль о создании двигателя, использующего энергию взрыва (внутреннего сгорания), возникла у кого-то, кто наблюдал за стрельбой из пушки. Представьте ствол как цилиндр, а ядро ​​как поршень. Изящная концепция, и многие пытались, но мало кому это удалось.Атмосферные двигатели были неэффективными, шумными и опасными, а удельная мощность была ужасной. Так что делать?

В Германии Николаус Август Отто (фото 3) глубоко задумался. Он разбирался в термодинамике и знал о цикле Карно, теории идеального цикла эффективности, который никогда не может быть достигнут. Он проявил терпение и рассудил, что если сжать заряд, то получит больше энергии. В 1876 году он был готов выпустить на рынок первый в мире четырехтактный двигатель (фото 4).Это был успех, и вскоре сотни были построены в Германии, Великобритании и США.

Но, как говорится, кто-нибудь всегда будет пытаться построить лучшую мышеловку, и отсюда начинается наш рассказ о двухтактном цикле. Пересекая Ла-Манш в Шотландию, мы встречаем Дугальда Клерка (фото 5). Всего через два года после изобретения Отто Клерк модифицировал двигатель Брайтона, чтобы вырабатывать мощность на каждом обороте коленчатого вала. Здравствуйте, 2-х тактный! Это была новая идея, которая раньше никому не удавалась.

Клерк родился в Глазго, Шотландия, 31 марта 1854 года, в семье Дональда Клерка, машиниста. Он изучал инженерное дело в колледже Андерсона в Глазго и Йоркширском колледже науки в Лидсе. Блестящий инженер, он также разбирался в термодинамике и мог рассчитывать давление, температуру и мощность двигателя. Во время Первой мировой войны он был руководителем инженерных исследований Адмиралтейства. За это он был посвящен в рыцари сэра Дугальда. Он построил газовые двигатели, написал технические книги и внес большой вклад в развитие двухтактного цикла.Многие считают его отцом этого двигателя. Он скончался 12 ноября 1932 года в Эвёрсте, графство Суррей, Англия.

Целью

Clerk было создание двигателя, который вырабатывал мощность при каждом ходе вниз поршня и использовал сжатие для повышения эффективности. Он был успешным, но его конструкция требовала использования отдельного поршня для зарядки силового цилиндра, и он использовал клапаны. В 1880 году, через четыре года после открытия Отто, Клерк получил патент США на свою машину (фото 6). Он был громоздким, поскольку в нем использовались два золотниковых клапана и тарельчатый клапан, а также второй цилиндр, но сэр Дугальд доказал свою точку зрения, представив двигатель, вырабатывающий мощность на каждом обороте коленчатого вала.

Клерк был неутомимым инженером и изобретателем и продолжал совершенствовать свой двигатель. Обратите внимание на вид в разрезе более позднего двигателя на фото 7. Это гораздо более сложная машина, в которой силовой цикл управляет коленчатым валом, а цилиндр насоса прикреплен к штифту в маховике. Он по-прежнему использовал золотниковый клапан для зажигания, но теперь имел автоматический тарельчатый клапан между цилиндрами. Звучит знакомо, любители двигателей? Да, он очень похож на двигатель Рида, производимый в Ойл-Сити, штат Пенсильвания.

Оставив сэра Дугальда работать над своим двигателем в Шотландии, мы пересекаем стену Адриана в Англию, останавливаясь в красивом городе Бат, где мы встречаем очень уникального человека, Джозефа Генри Дэя. Дэй родился в Лондоне в 1855 году и стал хорошо образованным инженером, посещающим престижную инженерную школу в Хрустальном дворце. Он переехал в город Бат и основал металлургический завод Виктории, который прославился производимыми кранами. Он заинтересовался газовыми двигателями и решил, что может сделать двигатель получше.Я ненадолго воздержусь от обсуждения его разработки двигателя, чтобы продолжить его несколько эксцентричную жизнь и кончину.

Дэй оставался холостяком и большую часть жизни прожил в отцовском доме. В каком-то смысле он был гениален, но, как правило, вовлекался в слишком много проектов. Скопив состояние на своем заводе Victoria Iron Works, он занялся механизированным производством хлеба. Из-за огромных колебаний на рынке он все потерял. Погруженный в депрессию из-за этой трагедии, он постепенно осознал, что зарабатывает еще одно состояние на лицензионных доходах от своих двигателей, особенно тех, которые были лицензированы в Америке и производили модные лодочные двигатели.И снова на вершине мира он занялся нефтяной спекуляцией в Англии. Это было безумием, и, несмотря на его энергичные усилия, он снова остался без гроша в кармане. Он канул в небытие в 1925 году, и считается, что он умер в 1946 году. Никто не знает, где и когда. Какая ужасная судьба для джентльмена, который разработал двигатель, которым сегодня пользуются почти все.

Итак, давайте вернемся в Бат и навестим Дэя, пока он трудится на своем заводе Victoria Iron Works. «Мне казалось, что все газовые двигатели, которые производились тогда, были излишне сложными и, следовательно, дорогими в производстве, и что единственный шанс попасть на рынок двигателей — это разработать что-то намного более простое», — писал Дэй.

Со Дэй разработал двухходовой двухтактный двигатель с одним автоматическим клапаном. Для двигателя требовался закрытый картер с тарельчатым клапаном на той стороне, которая открывалась, когда поршень поднимался. Когда поршень опускался, он открывал отверстия или «порты» в стенке цилиндра, которые позволяли переносить заряд от картера к силовой части цилиндра. Замечательно просто. Он получил британский патент на свой дизайн 14 апреля 1891 года и американский патент на август.6, 1895 г. (фото 8).

Эта конструкция была легкой и универсальной; и он производил мощность на каждом обороте коленчатого вала. Одной из первых американских фирм, получивших лицензию на двигатель, была компания Palmer Brothers Engine Co. из Кос-Коб, Коннектикут (фото 9), которая быстро поняла, что с его превосходным соотношением мощности к весу он станет идеальным двигателем для небольших лодок. Действительно, так было и остается сегодня, поскольку многие «двухтактные» придерживаются этого идентичного дизайна. Если бы только Дэй знал.

Двухпортовый двигатель Day, безусловно, произвел революцию в практике газовых двигателей; но это было еще не все.Представьте себе полноценный и функциональный двигатель, состоящий всего из трех движущихся частей. Невозможно? Менее чем через два года после получения патента Day two-port один из его сотрудников, Фредерик Уильям Касвелл Кок (1863-1944), сконструировал такой двигатель. Кок получил английский патент на свой дизайн 15 октября 1892 года и немедленно передал его Дэю. Американский патент был получен в 1895 году (фото 10). Олицетворенная простота.

Немного изучив патентный рисунок, можно увидеть двигатель с закрытым картером и всеми функциями впуска и выпуска, управляемыми поршнем, проходящим через три порта.Возникает вопрос, почему его не изобрели раньше. Слишком просто? На фото 11 показан двигатель Day-Cock 1892 года, выставленный в Немецком музее в Мюнхене, Германия. Потомки этих гениальных машин все еще производятся во всех размерах и описаниях. И, конечно же, у них всего три движущихся части: поршень, шатун и коленчатый вал.

Мы закончим наше путешествие в музее Coolspring Power Museum, чтобы увидеть, что там может скрываться. Сначала посмотрим на того маленького Бессемера в Доме Основателя (фото 12).Это двухпортовый с клапаном. Обратите внимание, что выхлоп выходит через нижнюю часть цилиндра через порт, а клапан находится справа от него. Он был очень успешным, и преемники Бессемера все еще создают двухтактный цикл в некоторых очень больших машинах. Затем мы находим аккуратную вертикаль National Transit, показанную на фото 13. Клапан — это устройство на левой стороне двигателя. В музее их гораздо больше, но эти двое служат прекрасными примерами.

В здании учредителя недалеко от Бессемера находится двухтактный масляный двигатель Mietz & Weiss с трехходовым двигателем без клапанов (фото 14).Другой прекрасный пример — аккуратный маленький пожарный насос Фэрбенкса-Морса, в котором используется двухцилиндровый трехходовой двигатель Waterman. Он был спроектирован так, чтобы быть максимально легким, чтобы пара лесников могла отнести его к костру, разжечь и перекачать воду. См. Фото 15.

На этом моя краткая история двухтактного двигателя завершается. Чтобы быть кратким, я намеренно опустил детали, но читатель, который копнет глубже, будет щедро вознагражден. И в следующий раз, когда вы просмотрите Lowe’s или Home Depot, посмотрите на все эти двухтактные двигатели на различных верфях и в садовых инструментах и ​​попытайтесь решить, двух или трехходовые они.Они вспоминают Джозефа Дэй. Интересно, догадывался ли он когда-нибудь, сколько их будет и как долго они будут использоваться?

---

Пол Харви — основатель музея «Холодная энергия». Свяжитесь с музеем по адресу P.O. Box 19, Coolspring, PA 15730 • (814) 849-6883

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Посмотрите, как скоро будет перемещен старинный двигатель Murray Corliss 1939 года выпуска мощностью 1000 л.с.

Посмотрите тандемный составной паровой двигатель Corliss 1902 года, построенный компанией J and W McNaught Ltd.

Посмотрите этот бензиновый двигатель Abenaque мощностью 5 л.с., первоначально разработанный Фредериком М.Гилберта в Новой Англии, беги.

2-ТАКТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ КАК ОНИ РАБОТАЮТ?

КАК РАБОТАЕТ 2-ТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ? ВОССТАНАВЛИВАЙТЕ ЗАПЧАСТИ, ДОСТУПНЫЕ В ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИНЕ F1 MOTO

ДВИГАТЕЛИ 2-ТАКТНЫЕ

Принцип работы двухтактного двигателя самый простой из всех двигателей внутреннего сгорания с наименьшим количеством движущихся частей.Сильные стороны 2-тактной конструкции — это превосходное соотношение мощности к весу (по сравнению с 4-тактным агрегатом) и простота обслуживания.

Впуск и компрессор

Вся выработка энергии на 2-тактном двигателе осуществляется за один оборот коленчатого вала

Отправной точкой для всех двигателей внутреннего сгорания является фаза впуска. После того, как карбюратор смешал топливо и воздух, смесь втягивается в нижнюю часть двигателя.Когда поршень перемещается вверх в цилиндре, впускное отверстие открывается, а в области под поршнем сбрасывается давление, втягивая топливно-воздушную смесь.

Хотя эта фаза классифицируется как фаза впуска, поршень, перемещаясь вверх, также сжимает предыдущую смесь.

Подача высоковольтной искры от свечи в эту сжатую и летучую смесь приводит к рабочему такту, когда поршень снова опускается вниз.

Так как же работает двухтактный двигатель? Сначала необходимо ознакомиться с основными компонентами:

Головка цилиндра (A)

Цилиндр (B)

Порты (D = впускной, H = выпускной)

Поршень (C) • Шатун (E)

Коленчатый вал (F)

Картеры (G)

Головка блока цилиндров, начиная сверху, имеет куполообразную форму, что создает пространство для сгорания газов (смеси бензина и воздуха).В головку блока цилиндров ввинчена свеча зажигания. В большинстве двухтактных двигателей используется одна центрально расположенная заглушка. Однако было испробовано много различных конструкций, включая головки с двумя заглушками.

Головка блока цилиндров прикручивается к цилиндру (обычно 4 болтами). Цилиндр содержит различные порты: впускной, выпускной и передаточный (подробнее о них позже).

Цилиндр и головку блока цилиндров поддерживают картеры, так называемые, так как они также несут коленчатый вал

При движении поршня вниз он выполняет четыре задачи:

• передает усилие / мощность на коленчатый вал, заставляя его вращаться

• открывает выпускной канал

• сжимает новую смесь в картере

• и, наконец, он открывает передаточное отверстие, позволяя новой смеси попасть в верхнюю часть цилиндра.

Центральное место в конструкции двухтактного двигателя занимают передаточные отверстия. Порты представляют собой проход между картерами и верхней частью цилиндра. Они открываются или закрываются вертикальным движением поршня. Расположение этих портов имеет решающее значение для успешной работы двигателя, и производители потратят много времени на оптимизацию их расположения.

Можно улучшить поток газов через отверстия, изменив форму и отполировав поверхности.Улучшение подачи газа в баллон даст повышенную мощность. Совместите это с расширительной камерой, разработанной для повышения объемной эффективности, такой как HGS или трубы, и вы получите один из лучших доступных пакетов производительности.

Установка вторичного пластинчатого клапана, такого как Vforce или EHR, улучшает реакцию дроссельной заслонки и общую производительность двигателя. Комбинирование этого с головкой блока цилиндров на вторичном рынке, такой как VHM, улучшит охлаждающую способность.

Есть много шагов к повышению мощности и эффективности двухтактных двигателей — F1Moto предлагает ряд пакетов производительности, чтобы обеспечить различные уровни производительности в соответствии с возможностями вашего гонщика.

См. Также
Детонация 2-тактного двигателя
2-тактный карбюраторный впрыск
2-тактный карбюраторный тюнинг
2-тактный ход

Как работают двухтактные и четырехтактные подвесные двигатели.

Evinrude Как работают 2-тактные и 4-тактные подвесные двигатели Отчет капитана

Узнайте о том, как подвесные двигатели вырабатывают мощность, почему в разных двигателях используются разные системы и что все это означает.

Вы когда-нибудь задумывались, как на самом деле работает подвесной двигатель?

Современные подвесные двигатели, аналогичные двигателям других товаров, таких как автомобили или мотоциклы, используют внутреннее сгорание топлива для перемещения поршней, которые, в свою очередь, вращают приводной вал.Все двигатели этого типа требуют, чтобы три элемента работали вместе для сгорания и движения —

1. Воздух

2. Топливо

3. Искра

В двигателе есть системы для определения количества каждого и того, когда они должны быть применены. В случае подвесного двигателя сгорание создает вращающую силу на коленчатом валу, которая, в свою очередь, используется для вращения гребного винта.

Для 4-тактных двигателей требуется на 100 движущихся частей больше, чем для 2-тактных двигателей.

2 разных технологии

В подвесных двигателях используются две основные технологии для выработки энергии за счет сгорания.У каждого есть сходство и различие для достижения одной и той же цели — поворота пропеллера для создания движущей силы.

Один тип подвесного двигателя называется четырехтактным, а другой — двухтактным. Причина, по которой они названы таким образом, связана с тем, как двигатель настроен на выполнение необходимых функций для осуществления сгорания.

«Ход» — это когда один поршень перемещается от одного конца цилиндра к другому. Для одного типа двигателя, используемого в подвесных двигателях, требуется четыре такта для каждого сгорания, поэтому он называется четырехтактным двигателем.Другой требует всего два такта для каждого сгорания, поэтому он называется двухтактным двигателем.

Четырехтактному двигателю требуется один такт для выполнения всех основных потребностей двигателя.

Как работает 4-тактный двигатель

В 4-тактном двигателе для обеспечения сгорания происходит четыре этапа, в каждом из которых поршень перемещает длину цилиндра или совершает «ход».

1. Сначала поршень перемещается на вниз в цилиндре, создавая вакуум.При этом открывается клапан, расположенный в верхней части цилиндра, впуская смесь воздуха и топлива. Это называется тактом впуска . Клапан удерживается закрытым с помощью пружинного механизма и открывается кулачком (выступ на распределительном валу), который толкает клапан и сжимает пружину. Как только кулачок проходит клапан, пружина снова закрывает клапан.

Когда поршень движется вниз (обозначен розовой стрелкой), впускной клапан открывается (показан желтой стрелкой), впуская топливно-воздушную смесь в цилиндр.

2. Затем поршень перемещается вверх на , чтобы сжать смесь воздуха и топлива в камере сгорания. Это называется тактом сжатия . Когда поршень достигает верхней части цилиндра, воздушно-топливная смесь сжимается.

При движении поршня вверх он сжимает топливно-воздушную смесь в камере сгорания в верхней части цилиндра.

3. Когда поршень находится в верхней части цилиндра , свеча зажигания воспламеняет смесь, создавая взрыв, который толкает поршень вниз.Это когда поршень совершает третий проход через цилиндр. Это такт сгорания или «рабочий» ход.

Когда свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, она заставляет поршень опускаться в цилиндр.

4. Четвертый ход — это когда поршень снова поднимается , выпускной клапан открывается, и отработанный газ выталкивается в выпускной коллектор. Он называется такт выпуска .

Когда поршень движется обратно вверх по цилиндру (показан розовой стрелкой), он выталкивает выхлопные газы из теперь открытого выпускного клапана (обозначенного желтой стрелкой).

Как работает обычный 2-тактный двигатель с карбюратором

В двухтактном двигателе сгорание происходит в два этапа, в каждом из которых поршень перемещает длину цилиндра или совершает «ход».

1. Когда поршень начинает двигаться вверх , он сжимает топливно-воздушную смесь в цилиндре и закрывает как впускной, так и выпускной клапаны. На 2-тактном двигателе клапаны представляют собой отверстия в стенке цилиндра, а не в верхней части цилиндра в камере сгорания, как на 4-тактном.Таким образом, первый такт в обычном карбюраторном 2-тактном двигателе выполняет функции впуска и сжатия.

Это чертеж обычного карбюраторного двухтактного двигателя. Когда поршень движется вверх, смесь воздуха и топлива в картере нагнетается в цилиндр через впускной клапан (показан желтой стрелкой). Желтая стрелка показывает выхлопное отверстие, через которое выхлопные газы недавно вышли из камеры. Оба эти клапана скоро будут заблокированы поршнем, перемещающимся вверх в цилиндре.
Когда искра воспламеняет топливно-воздушную смесь, поршень движется вниз, сжимая воздух в картере.

2. Когда поршень находится в верхней части цилиндра , свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и происходит взрыв, толкая поршень вниз в начале его второго хода. Проходя вниз по цилиндру, поршень открывает выпускной клапан, и отработанные газы выходят из камеры. Таким образом, этот двигатель выполняет как рабочий такт, так и функцию выпуска за один такт.

В то же время нижняя часть поршня сжимает воздух в картере, проталкивая топливно-воздушную смесь через недавно открытый впускной клапан в цилиндр. И процесс повторяется.

После сгорания поршень опускается (показан розовой стрелкой) и нагнетает давление в картер. Это заставляет воздух из картера поступать в цилиндр через впускной клапан (обозначен желтыми стрелками), а также открывает выпускной клапан, так что газы могут выходить (показано оранжевой стрелкой) в выпускной коллектор.

Сделай математику

Все это означает, что естественная механика двухтактного двигателя внутреннего сгорания генерирует вдвое больше рабочих ходов за каждый оборот коленчатого вала. Как мы видели, поршень четырехтактного подвесного двигателя выполняет два дополнительных прохода через цилиндр: один для выталкивания выхлопных газов, а другой — для всасывания топливовоздушной смеси.

На 2-тактном двигателе ступени впуска и выпуска регулируются направленным вниз давлением поршня на воздух картера, который толкается в поршень при открытии клапана боковой стенки цилиндра.

2000 ходов мощности по сравнению с 1000

Взглянем на это с другой стороны: при 2000 об / мин каждый цилиндр в двухтактном двигателе запускается и вырабатывает энергию 2 000 раз. Неважно, сколько там цилиндров. Независимо от того, поворачивает ли коленчатый вал двухтактного подвесного двигателя один поршень, четыре, шесть или восемь, все они совершают полный цикл движения вверх-вниз при каждом повороте коленчатого вала.

No related posts.