Пристрій і принцип роботи чотиритактного двигуна і двотактного двигуна з

1. Переваги чотиритактних двигунів Велика економічність Більш чистий вихлоп (екологічно чистіше) ...
2. 1. Впуск - чотиритактний двигун
3. 2. Стиснення - чотиритактний двигун
4. 3. Від згоряння і розширення (робочий хід поршня) - чотиритактний двигун
5. 4. Випуск - чотиритактний двигун
6. 1. Такт стиснення - двотактний двигун
7. 2. Такт робочого ходу - двотактний двигун

Переваги чотиритактних двигунів

• Велика економічність
• Більш чистий вихлоп (екологічно чистіше)
• Не потрібно складна вихлопна система
• Менший шум, вібрація
• Відсутність необхідності постійного контролю рівня масла

Наши партнеры ArtmMisto

Переваги двотактних двигунів

• Відсутність громіздких систем змащення і газорозподілу
• Велика потужність в перерахунку на 1 літр робочого об'єму
• Простіше і дешевше у виготовленні
• меншу вагу

Пристрій і принцип роботи чотиритактного двигуна і двотактного двигуна

Робочий цикл чотиритактного двигуна складається з чотирьох основних етапів - тактів.
Поршень - металевий стакан, оперезаний пружними кільцями (поршневі кільця), вкладеними в канавки на поршні. Поршневі кільця не пропускають газів, що утворюються при згорянні палива, в проміжку між поршнем і стінками циліндра. Пoршень забезпечений металевим стрижнем - пальцем, з'єднання з шатуном. Шатун передає прямолінійний зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала.

1. Впуск - чотиритактний двигун

В процесі впуску поршень чотиритактного двигуна йде з верхньої мертвої точки (ВМТ) в нижню мертву точку (НМТ). Одночасно кулачком распредвала відкривається впускний клапан, - в циліндр чотиритактного двигуна затягується свіжа паливно-повітряна суміш.

2. Стиснення - чотиритактний двигун

Пoршень чотиритактного двигуна піднімається з НМТ у ВМТ, стискаючи робочу паливну суміш. Одночасно і значно піднімається температура горючої суміші. Ставлення робочого об'єму циліндра в НМТ і обсягу камери згоряння в ВМТ називається ступенем стиснення (не плутати з компресією). Ступінь стиснення - дуже важливий параметр, як правило, чим вона більша, тим більше паливна економічність двигуна. Але, для чотиритактного двигуна з більшим ступенем стиснення потрібно паливо з великим октановим числом, яке дорожче.

3. Від згоряння і розширення (робочий хід поршня) - чотиритактний двигун

Незадовго до закінчення такту стиснення горюча суміш запалюється іскрою від свічки запалювання. Під час проходження поршня з ВМТ в НМТ паливо згорає, і під дією тепла згорілого палива робоча суміш розширюється, штовхаючи поршень. Ступінь «недоворота» колінчастого вала двигуна до ВМТ при підпалюванні суміші іменується кутом випередження запалювання. Випередження запалювання необхідно для того, щоб тиск газів досягло максимальної величини коли пoршень буде перебувати в ВМТ. Тоді використання енергії згорілого палива буде максимальним. Скороти горіння палива практично не змінюється, тобто займає фіксований час, отже щоб досягти максимальної продуктивності двигуна потрібно збільшувати кут випередження запалювання пропорційно рівню обертів коленвала. У старих двигунах ця регулювання проводилася механічним пристроєм (відцентровим і вакуумним регулятором впливає на переривник). У більш сучасних двигунах для регулювання кута використовується електронне випередження запалювання.

4. Випуск - чотиритактний двигун

Після НМТ такту робочого ходу поршня чотиритактного двигуна відкривається випускний клапан, і піднімається поршень витісняє відпрацьовані гази з циліндра двигуна. При досягненні поршнем ВМТ випускний клапан закривається і чотиритактний цикл починається спочатку.

Необхідно також пам'ятати, що наступний процес (наприклад, впуск), необов'язково повинен починатися в той момент, коли закінчиться попередній (наприклад, випуск). Такий стан, коли відкриті відразу обидва клапана (впускний і випускний), називається перекриттям клапанів. Перекриття клапанів необхідно для кращого наповнення циліндра / -ів горючою сумішшю, а також для кращого очищення циліндра / -ів чотиритактного двигуна від відпрацьованих газів.

Чотиритактний двигун скутера:

1 - циліндр з головкою
2 - кришка головки циліндра
3 - карбюратор
4 - впускний патрубок
5 - електростартер.

Для ще більшої наочності подивися відеоролик, наочно показує роботу чотиритактного двигуна. На цьому відео демонструється автомобільний чотирициліндровий шестнадцатіклапанний (тобто, в кожному циліндрі по два впускних і випускних клапана, для кращої продувки) двигун, однак суті це не змінює.

У двотактних двигунах все робочі цикли (процеси впуску паливної суміші, випуску відпрацьованих газів, продувки) відбуваються протягом одного обороту коленвала (а не двох, як в чотиритактних) за два (а не чотири) основних такту. У двотактних двигунів відсутні клапани (як в чотиритактних ДВЗ), їх роль виконує сам пoршень, який в процесі переміщення то закриває, то відкриває впускні, випускні і продувні вікна. Тому двотактний двигун більш простий в конструкції.

Потужність двотактного двигуна при однакових розмірах циліндра і частоті обертання валу теоретично в два рази більше чотиритактного за рахунок більшої в 2 рази числа робочих тактів. Однак неповне використання ходу поршня двотактного двигуна для розширення, найгірше звільнення циліндра від залишкових газів і витрати частини вироблюваної потужності на продувку призводять практично до збільшення потужності тільки на 60 - 70%.

Отже, розглянемо конструкцію двотактного ДВС, показану на малюнку 1:

Двотактний двигун складається з картера, в який на підшипниках з двох сторін встановлено колінчастий вал і циліндр.

Мастило всіх труться, і підшипників всередині двотактних двигунів відбувається за рахунок паливної суміші, - суміші бензину і масла в певній пропорції. З малюнка 1 видно, що паливна суміш (жовтий колір) потрапляє і в кривошипну камеру двотактного двигуна (порожнину, де закріплений і обертається колінчастий вал), і в циліндр. Мастила там ніде немає, а якби й була, то змилася б паливної сумішшю. Ось з цієї причини масло і додають в певній пропорції до бензину. Тип масла використовується спеціальний, саме для двотактних двигунів. Воно повинно бути здатне витримувати високі температури і, згораючи разом з паливом, залишати мінімум зольних відкладень, тобто нагару.

Тепер про принцип роботи. Весь робочий цикл в двотактних двигунах здійснюється за два такти.

1. Такт стиснення - двотактний двигун

Пoршень двотактного двигуна піднімається від НМТ поршня (в такому положенні він знаходиться на рис. 2) до ВМТ поршня (положення поршня на рис.3), перекриваючи спочатку продувні 2, а потім випускне 3 вікна циліндра двотактного двигуна. Після закриття поршнем випускного отвору в циліндрі починається стиск раніше надійшло в нього паливної суміші. Одночасно в кривошипно камері 1 внаслідок її герметичності і після того як пoршень перекриває продувні вікна 2, під поршнем створюється розрядження, під дією якого з карбюратора через впускний вікно і відкривається клапан надходить горюча суміш в кривошипну камеру двотактного двигуна.

2. Такт робочого ходу - двотактний двигун

При положенні поршня близько ВМТ стисла робоча суміш (1 на рис. 3) запалюється електричною іскрою від свічки, після цього температура і тиск суміші різко зростають. Під дією теплового розширення газів поршень двотактного двигуна опускається до НМТ, в цей час розширюються гази згорілої суміші здійснюють корисну роботу, штовхаючи поршень. В цей же час, опускаючись, пoршень створює високий тиск в кривошипно камері двотактного двигуна (стискаючи паливо-повітряну суміш в ній). Під дією тиску клапан закривається, не даючи таким чином горючої суміші знову потрапити у впускний колектор і потім в карбюратор.

Коли поршень двотактного двигуна дійде до випускного отвору (1 на рис. 4), воно відкриється і таким чином вийдуть відпрацьовані гази у випускну систему, тиск у циліндрі знизиться. При подальшому переміщенні пoршень відкриває продувні (впускний) вікно (1 на рис. 5) і горюча суміш, стиснута в кривошипно камері, надходить по каналу (2 на рис. 5), заповнюючи циліндр і одночасно продуваючи його від залишків відпрацьованих газів.

Далі цикл повторюється.

Трохи про принцип запалювання. Так як паливної суміші потрібен час для займання, іскра на свічці з'являється трохи раніше, ніж пoршень досягає ВМТ. В ідеалі, чим швидше руху поршня, тим раніше має бути запалювання, тому що пoршень від моменту іскри швидше доходить до ВМТ. Існують механічні та електронні пристрої, що змінюють кут запалювання в залежності від оборотів двигуна.

У більшості скутерів до 2000 р.в. таких систем не було і кут випередження запалювання був встановлений в розрахунку на оптимальні обороти. На деяких же скутерах, наприклад Honda Dio ZX AF35, встановлений електронний комутатор з динамічним випередженням, тобто з випередженням, що залежать від оборотів коленвала. З ним розширюється горюча суміш робить роботу з максимальною корисною віддачею, і двигун розвиває більше потужності.

Переваги і недоліки двох-і чотиритактних двигунів.

двотактні переваги

1. Менша вага. Приклад: 15 к.с. Двотактний 36 кг чотиритактний 45 кг.

2. Ціна. Чотиритактні двигуни складніше у виробництві, складаються з більшої кількості деталей, тому завжди дорожче двухтактників.

3. Зручність перевезення двотактники. Можна возити в будь-якому положенні, перед початком експлуатації не вимагає отвешивания. Тобто дістав з багажника, поставив, завів, поїхав.

4. Двотактний двигун живее реагує на ручку газу. У чотиритактних для здійснення повного робочого циклу поршня необхідно зробити 2 повних обороту в той час як в двотактних тільки один. Частий питання: А чи правда що чотиритактний 15 к.с. біжить швидше ніж такий же двотактний? Відповідь: ні, не правда. У обох цих двигунів потужність на валу 15 к.с. За інших рівних умов чому один двигун повинен їхати швидше другого?

двотактні недоліки

1. Більший витрата палива. Нагадаємо, приблизний витрата можна вирахувати за формулою: для двотактного 300 грам на одну кінську силу, для чотиритактного 200 грам.

2. Шумність. На максимальних обертах двотактні двигуни як правило працюють трохи голосніше чотиритактних.

3. Комфорт. Чотиритактні двигуни не так вібрують на малих обертах (Стосується тільки двухцілінрових двигунів. Одноциліндрові і двох і чотиритактні вібрують приблизно однаково) і не так димлять як двотактні.

4. Довговічність. Досить спірне пункт. Існує думка, що двотактні двигуни менш довговічні. З одного боку це зрозуміло, тому як масло для змащування елементів двигуна подається разом з бензином, а значить працює не так ефективно на відміну від чотиритактних двигунів де труться елементи буквально плавають в маслі. Але з іншого боку чотиритактний двигун за конструкцією набагато складніше конкурента, складається з значно більшої кількості деталей, а золотий принцип механіки "Чим простіше тим надійніше" ще ніхто не відміняв.

Який же двигун вибрати?

Зваж усі за і проти викладені вище і зроби вибір самостійно. Однозначної відповіді на питання: який з двигунів краще ти не знайдеш ні в одній з книг ні на одному з форумів. І в тих і в інших типів двигунів є свої шанувальники.

Переглядів: 2076