Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

в чем разница между маслами для двигателей — TOTAL Russia

От качества моторного масла напрямую зависит работа и срок службы двигателя. Выбирать смазочную жидкость всегда следует с учётом характеристик конкретного мотора и рекомендаций мировых экспертов. Важное значение имеет отличие масла двухтактного от четырехтактного при использовании в разных типах двигателей. 

В чём разница между 4 и 2-тактным двигателем

Принципиальная разница между 4-тактным и 2-тактным мотором состоит в том, что последний работает на масле, которое предварительно смешивается с топливом и сгорает вместе с ним. В четырёхтактном двигателе используется принудительная система смазки, при которой не допускается попадания масляной жидкости в камеры сгорания. 

В двухтактных двигателях процесс впуска готовой топливной смеси и выпуска выхлопных газов происходит за один оборот коленчатого вала за два основных такта. Принцип работы четырёхтактного мотора состоит в периодически повторяющейся последовательности определённых тактов в каждом цилиндре: впуск, сжатие, расширение и выпуск.

 

Двухтактные моторы устанавливают на мотоциклы, скутеры, мопеды, лодки, снегоходы, бензопилы и прочую технику. 4-тактными двигателями оснащают автомобили. 

Отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных

Учитывая особенности двух типов моторов, к их смазочным жидкостям предъявляются абсолютно разные требования. 

Двухтактное и четырехтактное масло разница:

2-тактное масло

4-тактное масло

Должно максимально сгорать, оставляя минимум сажи и золы

Должно гарантировать отличное смазывание всех деталей механизма, защищая их от повреждающих факторов

Не содержит «лишних» химических веществ

В него добавляется целый комплекс различных присадок (противозадирные, противопенные, антиокислительные, моющие и т.д.)

Сгорает вместе с бензином, поэтому требуется постоянная его доливка

Рассчитано на длительную эксплуатацию

 

При подборе смазки обязательно учитываются специфические отличия двухтактного масла, так как это позволяет в несколько раз продлить срок службы агрегата и значительно улучшить его функциональность.

Что будет, если залить четырехтактное масло в двухтактный двигатель

Двухтактное масло имеет существенное отличие от четырехтактного, поэтому его ни в коем случае нельзя заливать в двигатель автомобиля. Использовать масло, предназначенное для 4-тактных моторов в двухтактниках, также недопустимо. Это приводит к тому, что зола, остающаяся при сжигании масла, оседает на поршне и стенках камер сгорания. Она смешивается с новой порцией смазки, создаёт своеобразный абразивный порошок, который словно наждачная бумага травмирует поверхности цилиндра и поршня. В итоге детали изнашиваются значительно раньше положенного срока. 

Кроме того, негативное влияние на механизм оказывает сажа. Она скапливается в канавках поршневых колец, значительно уменьшая их подвижность и откладывается в выхлопных окнах, препятствуя нормальному выпуску отработанных газов. В результате двигатель теряет свою мощность. Нагар из золы и сажи способствует развитию самопроизвольного воспламенения горючей смеси и появлению калильного зажигания. Также он загрязняет электроды свечей, что нередко приводит к замыканию и остановке двигателя. 

Различие моторных масел для двухтактных двигателей

При выборе моторного масла для двухтактного двигателя следует отличать смазки по классу:

  • API-TA – моторы с рабочим объёмом до 50 кубических см с воздушной системой охлаждения;
  • API-TB – двигатели от 50 до 200 кубических см;
  • API-TC – моторы с максимальными критериями, предъявляемыми к качеству масла;
  • API-TD – лодки с подвесными двигателями.

Смазочная жидкость ТоталЭнерджис для 2-тактного двигателя отличается высоким качеством, в соответствии с требованиями API-TC. Она оказывает системное защитное действие, предотвращая появление деформации поршневых колец. Механизм служит долго и исправно. 
Приобрести продукцию бренда TotalEnergies можно в Москве и других городах России у официальных дилеров и партнёров компании.

10 вещей, которые нужно знать о кроссовых мотоциклах 2Т и 4Т

10 вещей, которые нужно знать о кроссовых мотоциклах 2Т и 4Т

1. Классификация. Двигатели в кроссовых мотоциклах классифицируются по способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД.

2. Рабочий цикл. У четырёхтактного двигателя рабочий цикл состоит из 4-х этапов: впуск, сжатие, сгорание и расширение, и выпуск. В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи НМТ (нижней мертвой точки) поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

3. Преимущества. Начнем с преимущества двухтактных двигателей. Первое и самое главное — отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения, большая мощность на литр рабочего объема, чуть меньше ресурс, но проще и дешевле в обслуживании. Четырехтактные двигатели отличаются отсутствием вибрации, большим ресурсом, экономичностью, более чистым выхлопом и не нужно смешивать масло с бензином. Но в тоже время они дороже и сложнее в обслуживании. На жестких трассах с большим количеством поворотов преимущество будет у четырехтактного двигателя, в то время как 2Т будет более быстрым на скоростном и суглинистом треке. 

4. Максимальная мощность.

Это самая большая разница между этими двумя типами двигателей. На обоих типах максимальная мощность примерно одинакова, но достигается на разном числе оборотов. Для всех начинающих и большинства средних гонщиков показатель мощности имеет мало значения, так как мало кто из них способен использовать хотя бы половину потенциала мотора. Но можно отметить, что мощность на 4Т более удобна в использовании и более ровная, а на 2Т она взрывная и мотоцикл более резкий.

5. Крутящий момент. Существует аксиома, что главное не мощность, а крутящий момент. У четырехтактного двигателя он выше. Это позволяет реже переключать передачи, не так экстремально проходить повороты и разгоняться более плавно, исключая пробуксовки.

6. Максимальные обороты. На 4Т выше. Это позволяет дольше разгоняться на одной передаче. На 2Т – узкий рабочий диапазон.

7. Вес. Двухтактный кроссовый мотоцикл легче, чем четырехтактный. Также стоит учитывать, что на 4Т присутствует торможение двигателем, в то время как на 2Т оно полностью отсутствует.

8. Управляемость. Эта вещь иногда может казаться весьма субъективной, и то, что работает для одного гонщика, не будет одинаковым для другого. Многие проблемы, связанные с управляемостью, могут быть решены с помощью хорошей настройки подвески и различных частей тюнинга. Естественно, 4-тактный мотоцикл тяжелее, но его легче контролировать на треке.

9. Ремонт. Когда дело доходит до ремонта, 2Т имеют преимущество просто потому, что 4 такта имеют больше компонентов, требующих более частого планового технического обслуживания. Стоимость восстановления 4-тактного двигателя намного дороже, чем восстановление 2-тактного.

10. 2Т или 4Т? Выбор двухтактного или четырехтактного мотоцикла – это личное предпочтение каждого. Конечно каждый скажет, что преимущество 2-тактов против 4-х очевидно: у него более быстрое ускорение, он легче, имеет более низкую стоимость обслуживания и ремонта. Но как точно заметил Роджер Де Костер, по-настоящему ехать на двухтактном мотоцикле может только очень талантливый спортсмен, так как 2Т требует от гонщика лучшей реакции, навыков и физических сил. Поэтому выбор полностью зависит от вашей квалификации.

Отличия 2-х тактного от 4-х тактного двигателя

Это общий вопрос, который многих интересует, особенно когда стоит выбор перед покупкой бензоинструмента с разными типами двигателей. У каждого типа двигателя есть свои преимущества и недостатки, которые мы постараемся изложить в этой статье. Давайте начнем…

Основное отличие двухтактных и четырехтактных двигателей в основном сосредоточена вокруг области применения, для которой используется двигатель. Небольшие двигателя, работающие на высоких оборотах, как правило, двухтактные. Более крупные двигателя, с большим крутящим моментом при более низких оборотах, обычно имеют 4-тактные двигателя.

Принцип работы двигателя.

Совокупность периодически повторяющихся в определенной последовательности процессов, в результате которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую называется замкнутым рабочим циклом. А именно двигатель приводится в движение с помощью поршня, который движется вверх и вниз в цилиндре, за счет возгорания смеси из бензина и воздуха. Бензиновые двигатели используют электрическую искру для зажигания горючей смеси, от сгорания которой создается давление, необходимое для движение поршня. Этот процесс происходит в вакууме и изолирован в блоке цилиндра.

Рабочий цикл, включающий в себя подачу бензина и воздуха, воспламенение горючей смеси, выталкивание отработанных газов, и повторяется тысячи раз в минуту. Так для оборота коленчатого вала на 360 ° или одного оборота, поршень должен перемещаться из своей наивысшей точки, верхней мертвой точки (ВМТ), в свою нижнюю точку, в нижнюю мертвую точку (НМТ), а затем обратно в ВМТ. К примеру, при 1000 оборотах в минуту рабочий цикл происходит 1000 раз в минуту.

По этому принципу работают все двигатели внутреннего сгорания, разница между 4-тактным и 2-тактным двигателями заключается в действиях, при которых происходит подача, сжатие топлива, выхлоп газов.

Как работает двухтактный двигатель?

Двухтактный двигатель не использует впускные и выпускные клапаны, для подачи горючей смеси и вывода отработанных газов из камеры сгорания. За полный рабочий цикл, то есть за  один ход коленчатого вала выполняется два такта.

Вместо клапанов двухтактный двигатель имеет впускной и выпускной каналы – отверстия в боковой части цилиндра, которые совпадают с предварительно рассчитанным положением поршня, где поршень  используется для закрытия или открытия этих каналов.

Впускной канал расположен чуть ниже положения ВМТ (верхняя мертвая точка) и когда поршень движется вверх из НМТ, этот канал открыт и производится подача топливной смеси в камеру сгорания. Когда поршень проходит мимо впускного канала, боковая стенка поршня блокирует отверстие, а свеча зажигания зажигает топливо. Сжатие происходит из-за движения поршня к ВМТ, закрывающего впускное отверстие, в сочетании с одновременным сгоранием. Таким образом, такт сжатия и зажигания происходит как одно целое.

Выпускной канал находится на противоположной стороне цилиндра рядом с ВМТ. Когда поршень приближается к самой низкой точке (НМТ), он проходит через выпускной канал открывая его, в результате чего выходят сгоревшие газы.

Рабочий цикл двухтактного двигателя.

Такт 1: впуск и зажигание горючей смеси

Когда поршень движется вверх, топливо и воздух нагнетаются в камеру сгорания и свеча зажигания дает искру. Это происходит как раз перед тем, как поршень достигает ВМТ.

Такт 2: Сжатие и Выхлоп

В положении ВМТ поршень блокирует впускное отверстие, герметизируя камеру сгорания, и в результате воспламенения смеси температура и давление газов резко возрастают. Под этим действием поршень перемещается вниз к НМТ. В самой нижней точке выпускное отверстие больше не закрыто поршнем, и происходит выход отработанных газов.

Как работает четырехтактный двигатель?


Четырехтактный двигатель разделяет каждый этап: процесс сгорания и выпуска на четыре отдельных шага или такта.

Чтобы топливо могло попасть в камеру сгорания, непосредственно перед тем, как поршень достигнет ВМТ, открывается впускной клапан, позволяющий подавать топливно-воздушную смесь из карбюратора или системы впрыска топлива. Когда в камеру сгорания поступает достаточно топлива, клапан закрывается и создается вакуум и герметизация цилиндра. После свеча зажигания дает искру вызывающую воспламенение горючей смеси (взрыв смеси), это заставляет поршень двигаться вниз. Затем открывается выпускной клапан, позволяющий отходящим газам выходить. В это время герметизация нарушается, что вызывает декомпрессию в цилиндре, и импульс коленчатого вала толкает поршень обратно в верхнее положение ВМТ, и весь процесс начинается заново.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя.

такт 1: впуск

Во время первого такта поршень начинает движение от ВМТ и заканчивается в НМТ, в этот момент клапан впрыска находится в открытом положении и поршень втягивает топливовоздушную смесь в цилиндр, путем создания вакуума.

такт 2: сжатие

Второй такт начинается в НМТ и заканчивается в ВМТ, то есть сразу после поступления горючей смеси в цилиндр, поршень поднимаясь сжимает ее, подготавливая к возгоранию во время рабочего хода. Впускной и выпускной клапана на этом этапе закрыты.

такт 3: воспламенение

В этот момент коленвал завершил полный оборот на 360 градусов и пока поршень находится в ВМТ (конец такта сжатия), сжатый воздух и топливо воспламеняется от свечи зажигания (в бензиновом двигателе) и затем под действием силы взрыва поршень совершает рабочий ход вниз к НМТ и производит механическую работу для поворота коленвала.

такт 4: выпуск

 После возгорания горючей смеси поршень сначала опускается к НМТ и затем поднимается к ВМТ. Двигаясь (поршень) к ВМТ выталкивает из цилиндра продукты сгорания  через открытый выпускной клапан.

Механические Различия | 2-х тактного и 4-х тактного двигателей.

При рассмотрении, различия этих двигателей выходят за рамки основного процесса сгорания. Четырехтактный двигатель имеет клапана находящиеся в головке блока цилиндров, работающие  независимо друг от друга, и требующие особого контроля, чтобы открываться и закрываться точно в нужный момент. Другими словами – газораспределительный механизм, работа которого регулируется механически с помощью цепи или ремня ГРМ, которая приводит в движение распределительный вал, в тех случаях, если в двигателе больше одного цилиндра. Этому способствуют гидравлические подъемники, которые используют давление моторного масла для подъема клапанов.

Ремень ГРМ приводится в движение коленвалом в нижней части двигателя и затем ремень (цепь) приводит в движение распределительный вал (газораспределительный механизм). При вращении вала кулачки прижимаются к коромыслам или толкателям клапанов, чтобы открывать и закрывать клапаны. Распределительные валы работают с помощью клапанных кулис, которые непосредственно соприкасаются с кулачком и клапаном.

Четырехтактный двигатель имеет полностью герметичный цилиндр, клапана открываются только сверху, в камеру сгорания. Таким образом, масло, смазывающее двигатель, не попадает в камеру сгорания. В двухтактном двигателе все иначе, когда поршень проходит через впускное отверстие, камера сгорания открыта, а это означает, что масло свободно попадает в цилиндр и смешивается с топливом. Именно поэтому, в двухтактных двигателях для смазки двигателя используется масло другого типа, которое сгорает вместе с топливом. Смешивание топлива с маслом производят перед заливкой в бак.

Производительность.

Двухтактный двигатель имеет меньше компонентов и поэтому легче и компактнее, это предпочтительней для агрегатов, которые пользователю необходимо держать на весу или удерживать. Ручные инструменты, такие как бензопилы и садовые инструменты, работающие на бензине, являются хорошим примером весового преимущества двухтактных двигателей. Уменьшение веса машины облегчает управление и удержание одновременно.

Также двухтактный двигатель имеет более низкую степень сжатие и вращается более свободно. Это приводит к более быстрой реакции при увеличении подачи топлива и набирают обороты намного быстрее, чем четырехтактные.

При запуске двигателя при помощи ручного стартера более низкое сжатие означает, что для запуска двигателя требует меньших усилий. Для ручного запуска 4-тактных двигателей используют декомпрессионное устройство для открытия клапанов и снижения компрессии, а это означает, что двигатель должен иметь дополнительные механические компоненты, увеличивая вес и добавляя процедуры при техническом обслуживании и ремонте. Если 4-тактный двигатель оборудован электростартером, то декомпрессионное устройство не требуется, так как электродвигатель достаточно мощный, чтобы преодолеть сжатие и запустить двигатель.

Недостатком 2-тактных двигателей является то, что они плохо работают на низких оборотах и имеют оптимальный диапазон мощности только на высоких оборотах – когда двигатель встречает слишком большое сопротивление, обороты могут упасть, что приводит к потере мощности и возникает большая вероятность остановки двигателя.

4-тактный двигатель более устойчив при усилении сопротивления (нагрузки), пример: при увеличении нагрузки на двигатель генератора число оборотов в минуту падает и быстро восстанавливается, для поддержания постоянного количества числа оборотов, необходимых для выработки стабильного электрического тока.

Из-за этих ограничений двухтактные двигатели не используют в больших мотоциклах и других транспортных средствах, так как вес машин слишком велик для стабильной работы двигателя. Они также не всегда подходят для генераторов, поскольку генератор предполагает большие перепады нагрузки на двигатель.

В то время как 4-тактный двигатель стабилен при работе на низких оборотах, он не может ускоряться так же быстро, как 2-тактный двигатель.Время задержки является распространенным явлением, когда 4-тактный двигатель должен ускориться, так как механическая работа, связанная с работой клапанов требует времени – это и приводит к основной причине задержке ускорения.

Поскольку 4-тактным двигателям требуется больше времени для ускорения, 2-тактные двигатели являются предпочтительными для высокопроизводительных мотоциклов и моторных лодок. Хотя это можно применять только в том случае, если мотоцикл или лодка не слишком тяжелые. Облегченное транспортное средство, приводимое в действие двухтактным двигателем, имеет лучшее ускорение, если обороты остаются достаточно высокими, чтобы поддерживать оптимальную работу двигателя в диапазоне высоких оборотов.

Техническое обслуживание и ремонт

Двухтактный двигатель требует частого технического обслуживания, это вызвано тем, что моторное масло смешивается с топливом, а масло в свою очередь при сгорании с топливом оставляет черный след (диоксид и оксид углерода) на свече зажигания и требует периодичной очистки свечи. Также остатки масла накапливаются в карбюраторе, и требует своевременного обслуживания.

Топливная смесь для работы 2-тактного двигателя требует особого внимания: если в топливной смеси слишком много масла, сгорание будет не полным. Это снижает производительность двигателя и потребует более частой очистки свечи зажигания и карбюратора; если в топливной смеси слишком мало масла, это может привести к недостаточной смазке блока цилиндра, перегреву и сокращению срока службы двигателя.

Двухтактный двигатель нуждается в частом техническом обслуживании, но эти процедуры просты в исполнении и недороги. Текущее техническое обслуживание 4-тактного двигателя проводиться через определенное количество моточасов или километров. По сравнению с двухтактным двигателем, он не такой частый по времени, но более сложный и дороже. Поскольку современные 4-тактные двигатели используют гидравлические подъемники для управления клапанами, особое внимание следует уделять уровню и типу используемого масла. Так как давление масла и его вязкость напрямую влияют на работу гидравлических подъемников клапанов.

Если уровень масла слишком низкий или неисправен масляный насос, давление масла будет ниже, чем должно быть. Низкое давление масла приводит к неисправности клапанов и может легко привести к поломке двигателя или серьезному повреждению. Если давление масла слишком высокое из-за переполнения масляного картера, двигатель также будет поврежден. Ремонт клапанов двигателя – сложная и дорогостоящая процедура, поэтому крайне важно, чтобы 4-тактный двигатель всегда работал при правильном давлении масла, используя правильный тип масла.

При сравнении технического обслуживания и ремонту двухтактные двигатели проще и обойдутся дешевле. Из-за своей простоты двухтактный двигатель намного легче разобрать и собрать, это занимает меньше времени и требует меньше навыков для ремонта. Отсутствие клапанов или масляного насоса, означает – меньше проблем. В четырехтактным двигателе при длительном использовании клапана будут нуждаться во внимании. С течением времени изнашиваются уплотнения и прокладки штока клапана, а также сами клапана и отверстия клапанов в головке двигателя. Снятие и ремонт клапанов – это сложная операция и требует вмешательство специалиста.

Уровень шума

Когда дело доходит до уровня шума, 4-тактные двигатели, как правило, на холостом ходу работают тише.

Please follow and like us:

Изучаем странные двигатели, застрявшие на обочине прогресса — ДРАЙВ

Двигатели Ванкеля, Стирлинга, разного рода газотурбинные установки так и не стали автомобильным мейнстримом. Ряд известных компаний (от Мазды до GM, от Мерседеса до Volvo) работали над ними десятки лет, упорствовали маленькие фирмы и отдельные изобретатели. Увы, в конце концов выяснялось, что подводных камней в той или иной конструкции намного больше, чем казалось вначале. Но это не значит, что развитие альтернативных агрегатов невозможно. Энтузиасты перебирают идею за идеей, и мне как инженеру-двигателисту интересно поделиться с вами рядом экзотических схем.

Некоторые создатели перспективных двигателей решили, что комбинация из цилиндра, поршня, шатуна и коленвала отлично себя зарекомендовала более чем за столетие и, чтобы улучшить параметры ДВС, не надо изобретать её заново — достаточно лишь подправить кое-какие аспекты. Поэтому первый в нашем обзоре — мотор американской компании Scuderi Group, который имеет классические такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, но происходят они не в одном и том же цилиндре, а в разных. Так называемый холодный цилиндр отвечает за впуск и сжатие, а второй, горячий — за рабочий ход и выпуск.

В простейшем моторе Scuderi цилиндров два: поршень в холодном цилиндре отстаёт на 30 градусов поворота коленвала от собрата в горячем.

Пока в рабочем цилиндре идёт расширение газов, в холодном, компрессорном, — такт впуска. В рабочем — выпуск, в холодном — сжатие. В конце такта сжатия поршни приближаются к своим верхним мёртвым точкам, смесь через перепускной канал перебрасывается из холодного цилиндра в горячий и поджигается. Такой разделённый цикл (в принципе — тот же цикл Отто, пусть и модифицированный) американцы придумали в 2006 году, а в 2009-м построили опытный Scuderi Split Cycle Engine. У компрессорного и рабочего цилиндров могут быть разные диаметры и ходы поршней, что даёт гибко настраивать параметры — получается аналог цикла Миллера с дополнительным расширением газов.

Экспериментальный литровый мотор Scuderi на стенде работает плавно и относительно тихо — даже без глушителя!

По расчётам мотор Scuderi на 25% экономичнее обычного, а с турбонаддувом и теплообменником, передающим энергию выхлопных газов воздуху в перепускном канале, и того выше. В четырёхцилиндровом варианте один компрессорный цилиндр может загонять смесь в три рабочих.

Если к каналу между цилиндрами добавить ответвление с клапанами и баллоном высокого давления, можно заставить такой мотор собирать энергию при торможении и использовать её при разгоне (этот режим показан на последней минуте первого ролика). Однако на протяжении уже ряда лет деятельность компании Scuderi Group ограничивается лишь опытными образцами и участием в выставках. Похоже, реальная экономичность тут всё же не может перебить высокую сложность конструкции.

Двухтактный агрегат Paut Motor использует принцип, подобный применённому в моторах Scuderi Group, — сжатие и рабочий ход тут происходят в разных цилиндрах, между которыми устроены перепускные каналы.

К разделённому рабочему циклу обратились было и разработчики хорватской фирмы Paut Motor. Их «разнесённая» конструкция привлекла меньшим числом деталей, низким трением и сниженным шумом. А необходимость внешнего бака для системы смазки, вызванная тем, что в картере масла не предусмотрено, не испугала. Изобретатели построили несколько опытных образцов. Для рабочего объёма в семь литров их габариты (500×440×440 мм) и вес (135 кг) оказались чуть ли не вдвое ниже, чем у традиционных ДВС. А отдачу так и не выяснили. Последний прототип был собран в 2011 году, а затем проект заглох.

В агрегате Paut Motor — четыре рабочих камеры с поршнями диаметром 100 мм и четыре компрессионных (120 мм). Двухсторонние поршни передают усилия на коленвал, который, благодаря паре шестерён с внутренним зацеплением, совершает планетарное движение.

Двухтактный двигатель Bonner (по имени спонсора, фирмы Bonner Motor), изобретённый в 2006 году в США Вальтером Шмидом, устроен ещё сложнее. Как и в проекте Paut Motor, цилиндры тут расположены буквой X, а коленвал тоже совершает планетарное движение за счёт системы шестерён.

Ключевое отличие от схемы фирмы Paut Motor — роль рабочих поршней играют подвижные цилиндры, соединённые с коленвалом (показаны красным). А с внешней стороны их закрывают неподвижные поршни (отмечены серым).

За газораспределение в Боннере отвечают клапаны в донышках цилиндров и вращающиеся золотники в корпусе мотора. При этом внешние поршни могут немного смещаться под давлением масла, обеспечивая переменную степень сжатия. Запутанная схема! А всё — ради высокой мощности на единицу веса. В теории Bonner выглядит интересно, но на практике о нём уже давно нет никаких новостей — судя по всему, надежд он не оправдал.

Некий мистер Смоллбон получил американский патент на аксиальный мотор ещё в 1906 году. Но если бы такой агрегат был идеалом, через 110 лет все автомобили использовали бы его.

Другие изобретатели не меняли рабочие циклы ДВС, а сосредотачивались на расположении его частей. Таковы, например, аксиальные моторы, которым уже больше ста лет (один из ранних патентов — на рисунке выше). Все они отличаются деталями, но объединены общим принципом — цилиндры располагаются, как патроны в барабане револьвера, с соосным выходным валом. За преобразование возвратно-поступательных движений поршней во вращение вала отвечают разные системы вроде наклонённых к продольной оси двигателя штифтов, косых шайб и тому подобного.

По такому принципу сегодня работают некоторые компрессоры. Добавив продуманное газораспределение и зажигание, можно превратить подобный блок в мотор…

…такой, как американский Dina-Cam 1960-х с полувековыми корнями. Благодаря хорошему соотношению веса и мощности аксиальные агрегаты прочили на роль моторов для лёгких самолётов.

Разновидностью аксиальных агрегатов является новозеландский проект фирмы Duke Engines — пятицилиндровый четырёхтактник рабочим объёмом три литра. По сравнению с классическим ДВС того же литража этот был, по расчётам авторов, на 19% легче и на 36% компактнее. Ему сулили применение в самых разных областях, но мечты о завоевании целого мира остались мечтами.

Опытный образец мотора Duke был построен в 2012 году. Потом он мелькал на выставках, собирал призы, но вот уже несколько лет новостей о нём нет.

Ещё более сложный аксиальный пример — двигатель RadMax канадской фирмы Reg Technologies. Здесь вместо цилиндров в общем барабане с помощью тонких лопастей организована дюжина отсеков. В прорезях ротора установлены пластины, которые сдвигаются вдоль них по мере его вращения. С торцов полученные переменные объёмы ограничивают изогнутые поверхности: они задают траекторию движения лопастей и заведуют газообменом.

Основные части мотора RadMax. За один оборот вала тут происходит 24 полных рабочих цикла.

Схема RadMax позволяет создавать двигатели под разные виды топлива, хотя изначально изобретатели выбрали дизельное. В 2003 году был построен образец диаметром и длиной всего 152 мм. Он развивал 42 силы — в разы больше, чем схожий по габаритам ДВС. Позже фирма отчиталась о создании более крупных прототипов на 127 и 380 сил. Но, судя по релизам, вся её деятельность по-прежнему не выходит за рамки экспериментов.

Ещё один пример превосходства теории над практикой — тороидальный мотор Round Engine (или VGT Engine) уже исчезнувшей канадской компании VGT Technologies. Первые прототипы двигателя с тором переменной геометрии (отсюда и буквы VGT — Variable Geometry Toroidal Engine) инженеры испытывали ещё в 2005 году.

Авторы кругового двигателя избавились от возвратно-поступательных движений. Отсюда — радикальное снижение вибраций. Плюсом можно назвать минимальное число деталей и хорошую расчётную экономичность.

Тор здесь играет роль цилиндра, внутри которого вращается ротор с парой закреплённых на нём поршней. Необходимые для обеспечения рабочих тактов переменные объёмы образуются между поршнями с помощью тонкого распределительного диска с вырезом под поршни, который ремённым или иным приводом вращается поперёк тора. Этот диск ограничивает топливно-воздушную смесь в процессе сжатия и рабочего хода.

Система фирмы Garric Engines похожа на VGT, однако вместо поперечного распреддиска использовано шесть поворотных золотников.

В 2009 году свой тороидальный мотор, принципиально повторяющий канадский, разработали американцы Гарри Келли и Рик Айвас (видео выше). По их оценке, тор полуметрового диаметра обеспечивал бы 230 л.с. и около 1000 Н•м всего при 1050 об/мин. Но… На сайте их фирмы Garric Engines сейчас висит заглушка «Спасибо за интерес. В будущем страница может быть обновлена». Возможно, чуть лучшая судьба ждёт так называемый нутационный двигатель, придуманный американцем Леонардом Мейером в 2006 году — его хотя бы построили в нескольких экземплярах.

Главный принцип нутационного диска: в процессе работы он не вращается вокруг вала, а качается из стороны в сторону. Добавив перегородки, получаем отсеки, в которых газ может сжиматься и расширяться.

Нутация по-латински означает «кивать». Мейер сформировал четыре рабочие камеры переменного объёма между корпусом мотора и «кивающим» по сторонам диском, который играет роль поршня. Диск разрезан пополам вдоль своего диаметра и нанизан на Z-образный вал, с которого и снимается мощность. За газообмен отвечают каналы и клапаны в корпусе.

Рабочий диск показан в разрезе. Минимализму, уравновешенности и лёгкости нутационной конструкции позавидует даже двигатель Ванкеля.

Прототипы мотора Мейера построила компания Baker Engineering и родственная ей Kinetic BEI. С единственным диском диаметром 102 мм агрегат развивает семь сил, а с парой дисков по 203 мм — уже 120! Длина двухдискового двигателя — 500 мм, диаметр — 300, а рабочий объём — 3,8 л. На килограмм веса — 2,5−3 «лошади» против одной-двух у массовых атмосферных ДВС (из немассовых некоторые моторы Ferrari выдают больше трёх сил на килограмм, но при высоченных 9000 об/мин). Литровая мощность, правда, не впечатляет. Ныне Baker и Kinetic вроде как доводят проекты до ума, хотя особой активности на их сайтах не видно.

За один оборот вала в двухдисковом нутационном агрегате происходят те же четыре рабочих хода, что и в восьмицилиндровом поршневом «четырёхтактнике». На фото — одно- и двухдисковые рабочие прототипы. (Кстати, из двух дисков в принципе можно создать и машину с разделённым циклом, одному отдать сжатие смеси, другому рабочий ход.)

В 2010 году нутационный мотор попал в зону интереса исследовательского центра ВВС США. Гарри Смит, менеджер лаборатории, демонстрирует внутренности мотора и объясняет, что особую ценность конструкция представляет для лёгкой авиации.

Идея роторных агрегатов различного типа так часто привлекает новаторов, будто один лишь отход от знакомой схемы даёт существенное повышение характеристик. Так, Николай Школьник, выходец из СССР, давно перебравшийся в США, с сыном Александром разработал мотор, напоминающий двигатель Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор арахисовой формы также вращается в треугольной камере, но в отличие от агрегата Ванкеля уплотнители закреплены не на поршне, а на стенках камеры.

В роторе LiquidPiston есть полость, играющая свою роль в газообмене. Процесс сгорания проходит при постоянном объёме, а затем идёт расширение — это один из факторов, повышающих КПД.

Для развития конструкции Школьники основали фирму LiquidPiston, которой заинтересовалось оборонное агентство DARPA — теперь оно софинансирует эксперименты в расчёте на перспективы работы «арахисовых» агрегатов в лёгких летательных аппаратах, включая беспилотники, и в переносных генераторах. Опытный моторчик рабочим объёмом 23 см³ обладает неплохим для таких габаритов КПД в 20%. Теперь авторы нацелены на дизельный прототип весом около 13 кг и мощностью 40 л.с. для установки на гибридный автомобиль. Его КПД якобы вырастет уже до 45%.

Первый образец мотора Школьников можно положить на ладонь. Он весит 1,8 кг и может заменить вдесятеро более тяжёлый поршневой ДВС карта (показан слева). Мощность всего 3 л.с., но классический двигатель такого размера был бы ещё слабее.

Последний рассмотренный нами мотор демонстрирует, что идея плоского агрегата (ротор ведь можно сделать очень узким) заманчива. Вместе с тем для её реализации сами роторы не так обязательны — достаточно «оквадратить» традиционный поршень и, соответственно, сделать прямоугольным на виде сверху цилиндр.

Этой странной разработке фирмы Pivotal Engineering уже несколько лет, в течение которых создан ряд образцов, приводивших в движение мотоциклы и самолёты. Авторы адресуют так называемый качающийся поршень в первую очередь авиации. Помимо высоких выходных характеристик по отношению к весу и габаритам, такой двухтактный агрегат отлично поддаётся форсировке за счёт прохождения сквозь неподвижную ось поршня (рисунок ниже) жидкостного канала охлаждения. С иной схемой такой трюк затруднителен.

Задумка компании Pivotal Engineering из Новой Зеландии представляет собой мотор с качающимися прямоугольными (в плане) поршнями. Один их край закреплён на неподвижной оси, второй — связан с шатуном. Справа — четырёхцилиндровый образец на 2,1 л.

За пределами нашего обзора осталось ещё много экзотических разработок вроде 12-роторного мотора Ванкеля, двигателя Найта или агрегатов со встречными поршнями, ДВС с изменяемой степенью сжатия или с пятью тактами (есть и такие!), а ещё роторно-лопастные агрегаты, в которых составные части ротора совершают движения, будто сходящиеся и расходящиеся лезвия ножниц.

Ещё пример чудачеств — H-образный двигатель, объединяющий в себе две рядные «пятёрки». Автор патента Луи Хернс полагает, что одну половину агрегата можно адаптировать под бензин, а другую — под метан и активировать их как врозь, так и вместе.

Даже беглый экскурс за пределы классических ДВС показал, сколь большое количество идей не находит массового воплощения. Роторы часто губит проблема износа уплотнений. Роторно-лопастные варианты вдобавок страдают от высоких знакопеременных нагрузок, разрушающих механизм связи лопастей и вала. Это только одна из причин, почему мы не встречаем такие «чудеса» на серийных автомобилях.

Вторая — в том, что и традиционные ДВС не стоят на месте. У последних бензиновых образцов с циклом Миллера термический КПД доходит до 40% даже без турбонаддува. Это много. У большинства бензиновых агрегатов — 20−30%. У дизелей — 30−40% (на крупных судах — до 50). А главное — глобальная альтернатива ДВС уже найдена. Это электромоторы и силовые установки на топливных элементах. Поэтому если изобретатели диковинок не решат все технические проблемы в самое ближайшее время, вырулить с обочины прогресса перед электричками они попросту не успеют.

Как обкатать двухтактный двигатель

При покупке устройства с двухтактным двигателем, а зачастую и раньше возникает вопрос: надо или нет обкатывать двигатель, как правильно вводить в эксплуатацию новый двигатель? Естественно, что каждый владелец бензопилы или иного устройства с двухтактным двигателем заинтересован в его длительной и надежной работе. Ресурс двигателя зависит от многих факторов. На некоторые мы повлиять не можем (качество материала и обработки деталей и т.д.), но есть ряд факторов, от соблюдения которых зависит ресурс двигателя. Одним из них является обкатка двигателя.
Зачем нужно обкатывать двигатель
Термин «обкатка», в данном случае, подразумевает время приработки трущихся поверхностей деталей двигателя. Любая, даже самая качественная и дорогостоящая механическая обработка оставляет технологические неровности на рабочих поверхностях трущихся деталей, которые выглядят в виде небольших пиков и ложбинок (Рис.1А).

Рис. 1А Рабочие поверхности трущихся деталей

Цель обкатки состоит в том, что сгладить пики, которые в конечном итоге образуют ровные участки и образуют опорную поверхность (Рис.1 В)


Рис.1В Рабочие поверхности трущихся деталей

Ложбинки играют роль масляных резервуаров. При этом надо понимать, что при взаимном перемещении двух трущихся поверхностей на высоких скоростях и, особенно, под воздействием высоких нагрузок и температур возможно явление «микросваривания» поверхностей.

Если «микросварка» разрушается, то происходит перенос металла с одной трущейся поверхности на другую. Это явление называется прихватом. Если разрушения «микросварки» не происходит, то подвижность деталей теряется и происходит заклинивание двигателя. Поэтому в период обкатки не следует подвергать трущиеся детали большим нагрузкам или проводить обкатку на высоких оборотах.

Холодный и горячий способы обкатки
При холодном способе, двигатель подсоединяется к внешнему устройству, которое проворачивает коленчатый вал двигателя определенное время в заданном режиме. При таком способе исключается фактор негативных тепловых воздействий на двигатель.
Но на двухтактных двигателях холодный способ обкатки не применяется, только горячий.
Правильная «горячая» обкатка требует соблюдения определенного режима смазки двигателя и выполнения скоростных, нагрузочных и временных требований. В большинстве инструкций для пользователя о режимах обкатки написано либо очень мало, либо не написано ничего. Единственное, пожалуй, чего нет ни в одной инструкции — это требований или рекомендаций обкатывать двигатель на холостых оборотах.
Неправильная обкатка

Попробуем разобраться, почему не рекомендуется производить обкатку на холостых оборотах?

Масло, которое находится в топливной смеси, должно сгорать без образования нагара внутри двигателя. Если бензин и масло качественное, смесь приготовлена правильно, то при работе под нагрузкой, как правило, так и происходит. Но при работе двигателя на холостых оборотах, без нагрузки, масло сгорает не полностью. 

В этом можно легко убедиться, если оставить двигатель работать на холостых оборотах, без какой- либо нагрузки, длительное время. Через 10-15 минут работы, из глушителя потечет черная маслянистая жидкость, похожая на деготь. Это и есть не сгоревшее масло, которое остается в виде жирных смолистых отложений на днище поршня (Рис.2 А).

 

Рис. 2А Отложения на днище поршня

При дальнейшей работе под нагрузкой эти отложения прогорают и выносятся в выпускное окно цилиндра. Но если этих отложений очень много, то часть их может попасть между юбкой поршня и зеркалом цилиндра. Свежий (мягкий) нагар размазывается по юбке поршня и препятствует образованию масляной пленки на юбке поршня, а старый (затвердевший) нагар оставляет царапины. Процесс смазки нарушается, и двигатель выходит из строя по причине нарушения режима смазки (Рис.2 В).

  

Рис. 2В Задиры на юбке поршня

Правильная обкатка
Оптимальным вариантом обкатки двигателя будет являться, так называемый, цикличный режим работы. Вы сразу приступаете к работе, при этом примерно одну минуту работаете в режиме полного газа, затем 5-10 секунд на холостых оборотах.
В первое время не следует давать максимальную нагрузку (пилить толстые деревья или косить высокую траву триммером так, чтобы при этом значительно снижались обороты двигателя). В таком режиме достаточно выработать 3-4 полные заправки топливного бака.
В период обкатки можно использовать топливную смесь с немного большим содержанием масла, например, 1/40.

Принцип работы и рабочие циклы двигателя автомобиля (ДВС)

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу положено свойство газов расширяться при нагревании. Рассмотрим принцип работы двигателя и его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ).

Принцип работы ДВС — схематично

1. Впуск

По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

2. Сжатие

После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

3. Расширение или рабочий ход

В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 — 0.75 МПа, а температура до 950 — 1200оС.

4. Выпуск

При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.


Впуск

При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 — 0.095 МПа, а температура 40 — 60°С.

Сжатие

Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход

Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 — 9 МПа, а температура 1800 — 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ — происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 — 0.5 МПа, а температура до 700 — 900оС.

Выпуск

Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 — 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Значит после рабочего хода в первом цилиндре следующий происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Циклы 2-х тактного и 4-х тактного судового дизельного двигателя

Cycles of Diesel EngineРабочие циклы дизельного двигателя
Any internal combustion engine, regardless of principle it operates on, is said to have a four-stroke cycle or a two-stroke cycle. The engines of either type may be single or double acting, trunk-piston type, crosshead type, opposed-piston type.Считается, что любой двигатель внутреннего сгорания, независимо от принципа его работы, имеет четырехтактный или двухтактный цикл. Двигатели любого типа могут быть простого или двойного действия, тронковыми, крейцкопфными, с противоположно- движущимися поршнями.
  • internal combustion engine – двигатель внутреннего сгорания
  • regardless of … – независимо от …
  • is said – говорят, считается
  • to operate – работать, действовать, приводить в движение, запускать, управлять
  • stroke – в двигателях внутреннего сгорания: ход (поршня), такт
  • four-stroke (two-stroke ) cycle – четырехтактный (двухтактный) цикл
  • either type – любой; любой из двух
  • single (double) acting – простого (двойного) действия
  • trunk-piston type – тронковый
  • crosshead type – крейцкопфный
  • opposed-piston type – с противоположно-движущимися (расходящимися) поршнями
The four-stroke cycle consists of: the suction stroke, compression stroke, combustion and expansion stroke and exhaust stroke.Четырехтактный цикл состоит из: такта всасывания, такта сжатия, такта горения и расширения, и такта выпуска.
  • consists of … – состоит из …
  • suction stroke – ход (такт) всасывания
  • compression stroke – ход (такт) сжатия
  • combustion and expansion stroke – ход (такт) сгорания и расширения
  • exhaust stroke – ход (такт) выпуска
The piston starts a downward, suction stroke. The air inlet valve is open and air is being drawn into the cylinder through the air inlet pipe. The exhaust valve, fuel valve are all closed. As the piston reaches the end of the suction stroke the air inlet valve closes …Поршень начинает движение вниз – ход всасывания. Впускной клапан открывается, и воздух втягивается в цилиндр через впускной патрубок. Выпускной клапан, топливный клапан – все закрыты. Когда поршень достигает конца хода всасывания, впускной клапан закрывается, …
  • piston – поршень
  • downward – вниз; upward – вверх  
  • air inlet valve – впускной клапан (воздушный) (inlet – впуск, вход, впускное отверстие; valve – клапан)
  • to draw – тянуть, втягивать, затягивать, вдыхать и т.п.; being drawn – втягивается (буквально: будучи втягиваемым – это пассивная форма глагола)
  • cylinder – цилиндр
  • through – через, сквозь (произносится: сру)
  • air inlet pipe – впускной патрубок (воздушный)
  • exhaust valve – выпускной клапан
  • fuel valve – топливный клапан
  • to reach – достигнуть
… and as the piston rises on the second, or compression stroke, the air in the cylinder is compressed. At the end of this stroke the air has been compressed to about 480 pounds and its temperature has risen to about 1,000 degrees F. The fuel injection valve now opens and the fuel is sprayed into the cylinder under a pressure of 3,550 p.s.i. The high temperature of the compressed air in the cylinder ignites the fuel, and it continues to burn as long as injection is maintained. This burning raises the temperature of the gas to approximately 3,000ºF.… и пока поршень поднимается на второй ход, или ход сжатия, воздух в цилиндре сжимается. В конце этого хода воздух сжат до, примерно, 480 фунтов, и его температура поднята до, примерно, 1000 градусов по Фаренгейту. Теперь открывается форсунка, и топливо распыляется в цилиндр под давлением 3 550 фунтов на квадратный дюйм. Высокая температура сжатого воздуха в цилиндре воспламеняет топливо, и оно продолжает гореть столько, сколько продолжается впрыскивание. Это горение поднимает температуру газа до, приблизительно, 3000 градусов по Фаренгейту.
  • has been compressed – сжат (это настоящее совершенное время в пассивной форме, т.е. начали сжимать в прошлом, и это сжато к настоящему моменту)
  • about – около, приблизительно
  • pound – фунт (1 фунт = 0,454 кг; 1 кг = 2,205 фунта)
  • 1,000.00 = 1 000,00 (в английском письме разряды в цифрах разделяются запятыми, а десятичные доли точкой!!!)
  • degrees F – градусов по Фаренгейту
  • fuel – топливо
  • injection – впрыскивание
  • fuel injection valve – форсунка (дословно: топливо-впрыскивающий клапан)
  • p.s.i. (pounds per square inch) – фунтов на квадратный дюйм (1 psi = 0,07031 кгс/кв. см)
  • to ignite – зажигать, воспламенять
  • as long as – до тех пор, пока; столько, сколько …
  • to maintain – поддерживать (сохранять в том же состоянии)
  • to burn – гореть; burning – горение
  • approximately – приблизительно
In the meantime, the piston has started down on the third, or expansion stroke, with the gas expanding behind it. The injection valve closes shortly after the piston has started down on this stroke. At the end of this stroke the exhaust valve opens and the burned gases in the cylinder, now reduced to about 40 pounds pressure, and correspondingly reduced in temperature, start to flow out through the exhaust pipe.Тем временем, поршень начал движение вниз на третий ход, или ход расширения, а газ расширяется вслед за ним. Форсунка закрывается вскоре после того, как поршень начал опускаться на этот ход. В конце этого хода выпускной клапан открывается, и сгоревшие в цилиндре газы, теперь с давлением, снизившимся до, примерно, до 40 фунтов, и с соответственно понизившейся температурой, начинают выходить через выпускной патрубок.
  • in the meantime – тем временем; между тем
  • shortly after – вскоре после того, как …
  • burned gases – отработанные газы (дословно: сгоревшие газы)
  • correspondingly – соответственно
  • flow out – вытекать (наружу)
  • exhaust pipe – выпускной патрубок
Returning on the fourth, or exhaust stroke, the piston pushes the remaining gas out of the cylinder. At the end of this stroke the exhaust valve closes, the air inlet valve opens and the cycle of operations starts again.Возвращаясь на четвертый, или выпускной ход,  поршень выталкивает оставшийся газ из цилиндра. В конце этого хода выпускной клапан закрывается, открывается впускной клапан, и цикл операций начинается опять.
It is thus seen that one complete cycle requires four strokes of the piston; the four strokes comprise two complete revolutions of the crank.Таким образом, видно, что один полный цикл  требует четыре хода поршня; четыре хода составляют два полных оборота кривошипа.
  • revolution – оборот
  • crank – кривошип, колено
In the 2-cycle, single acting Diesel engine instead of an exhaust valve there is a ring of exhaust ports around the bottom of the cylinder, communicating with the exhaust pipe. The spray valve and starting valve are the same as in the 4-cycle. In place of air inlet valves there are scavenging ports, in place of exhaust valves there are exhaust ports, in uniflow scavenging engines there are exhaust valves. The scavenging ports are in communication with a passage leading to a low pressure scavenging air compressor, operated from the engine.В двухтактном дизельном двигателе простого действия вместо выпускного клапана имеется кольцо выпускных окон вокруг днища цилиндра, сообщающихся с выпускным патрубком. Форсунка и пусковой клапан такие же, как и на четырехтактном. Вместо впускных клапанов имеются продувочные окна, вместо выпускных клапанов имеются выпускные окна, в двигателях с прямоточной продувкой имеются выпускные клапана. Продувочные окна сообщаются с каналом, ведущим к компрессору продувочного воздуха низкого давления, приводимому в движение от двигателя.
  • ring – кольцо, круг
  • port – отверстие, окно, проход, порт
  • exhaust port – выпускное окно
  • communicating; in communication with … – сообщающийся, соединяющийся
  • exhaust pipe – выхлопной патрубок
  • spray valve – форсунка
  • starting valve – пусковой клапан
  • the same as – тот же, что и …; такой же, как …
  • in place of – вместо
  • exhaust valve – выпускной клапан
  • scavenging port – продувочное окно
  • uniflow scavenging – прямоточная продувка
  • passage – проход, канал
When the piston on its downward stroke uncovers the exhaust ports and the cylinder pressure drops to atmospheric, the scavenging ports open and the air, under pressure, flows into the cylinder and pushes the exhaust gases out through these ports. As the piston on its up stroke covers the scavenging ports, the exhaust ports close, leaving the cylinder full of fresh air. The piston moving upward on its compression stroke, compresses this air and at the end of compression fuel injection occurs, just as previously described for the 4-stroke cycle.Когда поршень на его ходу вниз открывает выпускные окна, и давление в цилиндре падает до атмосферного, продувочные окна открываются, и воздух под давлением заходит в цилиндр и выталкивает отработанные газы наружу через эти окна. По мере того, как поршень на его ходу вверх закрывает продувочные окна, выпускные окна закрываются, оставляя цилиндр полным свежего  воздуха. Поршень, двигаясь вверх на его ходу сжатия, сжимает этот воздух, и в конце сжатия происходит воспламенение топлива, точно также как описано ранее для четырехтактного цикла.
  • to cover – закрывать;
  • to uncover – открывать
It is thus seen that the complete series of operations, including fuel injection and combustion, expansion, exhaust, filling cylinder with fresh air and compression, occurs in two strokes of the piston, or one revolution of the crankshaft.Таким образом, видно, что полная серия операций, включая впрыск топлива и сгорание, расширение, выпуск, заполнение цилиндра свежим воздухом и его сжатие происходят за два хода поршня или один поворот коленчатого вала.
  • crankshaft – коленчатый вал

Двухтактный двигатель — Energy Education

Рис. 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания [1]

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (одного цикла) для выработки мощности. [2] Двигатель может вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выхлоп и всасывание газа происходят одновременно, [3] , как показано на рисунке 1. Существует клапан для такта впуска, который открывается и закрывается из-за к изменению давления.Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель включает два процесса:

  1. Ход сжатия: Впускное отверстие открывается, топливовоздушная смесь поступает в камеру, и поршень перемещается вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий такт.
  2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую, в которой только 15% будет использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). [4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, позволяют использовать топливо более низкого качества и более экономичны. [2] Следовательно, более легкие двигатели приводят к более высокому удельному весу (больше мощности при меньшем весе). Однако им не хватает маневренности, характерной для четырехтактных двигателей, и они требуют большей смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для судов (для перевозки большого количества грузов) [2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные двигатели идеально подходят для таких автомобилей, как легковые и грузовые автомобили.

Цикл Отто

Рисунок 2. Реальный цикл Отто для двухтактного двигателя. [5] Рисунок 3. Идеальный цикл Отто для бензинового двигателя. [6]

Диаграмма давление-объем (PV-диаграмма), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для перемещения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на Рисунке 2 (реальный цикл Отто) и Рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент в любом двигателе, который использует этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1).Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, объясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описывается, что происходит на каждом этапе фотоэлектрической диаграммы, когда сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества, изменяет движение поршня:

Идеальный цикл — зеленая линия: Обозначенный как фаза впуска , двухтактный двигатель не проходит через эту фазу.Это связано с тем, что четырехтактные двигатели начинаются с поднятого поршня, поэтому его нужно опускать, чтобы всасывать топливно-воздушную смесь. Однако двухтактный двигатель может сразу приступить к впуску топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.

Процесс с 1 по 2: Во время этой фазы впускное отверстие открывается, и поршень вытягивается вверх, так что он может сжимать топливно-воздушную смесь, попавшую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмен не происходит.С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда свеча зажигания встречает топливо, которое должно воспламениться.

Процессы 2–3: Здесь происходит возгорание из-за воспламенения топлива свечой зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением и большим количеством тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорическим процессом.

Процессы с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы с поршнем, которая толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как силовой сток , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение, приводящее в действие машину или транспортное средство.

Фиолетовая линия (процесс с 4 по 1): Из процесса с 4 по 1 все отходящее тепло отводится из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. [7] Однако в двухтактном двигателе фаза выхлопа отсутствует, поэтому цикл начинается (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ «Файл: Two-Stroke Engine.gif — Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif.[ Доступно: 17 мая 2018 г.].
  2. 2,0 2,1 2.2 Э. Алтурки, «Сравнение и применение четырехтактных и двухтактных судовых двигателей», Международный журнал инженерных исследований и приложений, вып. 07, нет. 04, с. 49-56, 2017.
  3. ↑ С. Ву, Термодинамика и тепловые циклы. Нью-Йорк: Nova Science Publishers, 2007.
  4. ↑ Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат. Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, стр. 106.
  5. ↑ http://www.citethisforme.com
  6. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
  7. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Современные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press — это отпечаток Elsevier, 2014, стр. 266.

Как смешивать двухтактное топливо

В отличие от четырехтактного двигателя, двухтактный двигатель отличается тем, что он не имеет внутреннего масляного резервуара. Вместо этого, двухтактные двигатели требуют, чтобы владелец подмешивал масло в топливо в заданном соотношении, чтобы обеспечить адекватную смазку двигателя во время работы.

Смазка двухтактного двигателя

Первые настоящие двухтактные двигатели были представлены более века назад и использовались для двигателей мотоциклов. В наши дни вы найдете двухтактные двигатели во всех видах оборудования, таких как бензопилы , триммеры для травы и кусторезы , в основном потому, что двухтактные двигатели имеют меньше движущихся частей, выделяют меньше тепла и работают намного эффективнее для своего размера.

Когда дело доходит до смазки двигателя, разница между двухтактным и четырехтактным двигателем заключается в том, что двухтактный двигатель не имеет клапанного механизма, распределительных шестерен, кулачков или толкателей, в отличие от четырехтактных двигателей.В четырехтактном двигателе масло должно циркулировать повсюду для смазки этих движущихся частей, тогда как в двухтактном двигателе необходимо смазывать только внутренние компоненты камеры сгорания, чего можно добиться, просто смешав масло с топливом, на котором он работает. .

Запуск с безопасной емкостью для хранения топлива

Основной причиной загрязненного топлива в Австралии являются грязные топливные контейнеры. По этой причине очень важно хранить топливо в чистом контейнере, специально предназначенном для перевозки топлива.

Хотя канистры с топливом великолепны, новые специальные топливные баки, представленные на рынке, такие как Husqvarna Combi Can , были разработаны, чтобы сделать хранение более безопасным, а заправку — менее беспорядочным, благодаря таким включениям, как предохранительные клапаны, бортовое место для хранения инструментов. и специальный бак для масла для двухтактных двигателей.


Выбор подходящего неэтилированного топлива

При выборе типа используемого неэтилированного топлива необходимо учитывать следующее.

В изделиях Husqvarna можно использовать только масло Husqvarna HP или LS + для двухтактных двигателей. При смешивании топлива E10 необходимо использовать масло для двухтактных двигателей Husqvarna HP. При смешивании обычного неэтилированного топлива следует использовать масло Husqvarna LS +.

Вот удобная таблица, которая помогает объяснить, какое масло для двухтактных двигателей использовать с каждым типом топлива.

Выбор подходящего масла для двухтактных двигателей

У вас есть чистая пустая канистра из-под топлива и хороший запас свежего бензина.Пришло время сделать самый важный из них: выбрать подходящее масло для двухтактной топливной смеси. Husqvarna предлагает два типа масла для двухтактных двигателей:

High Performance, HP oil: (544 0158-09, дозирующий флакон 1 литр)

Масло для двухтактных двигателей Husqvarna HP разработано для работы с низкокачественным топливом. Тщательно подобранные компоненты в этой части синтетического масла обеспечивают более чистый двигатель и меньшее количество покрытий на стенках поршня / цилиндра, выпускном отверстии и картере.

Двухтактный, LS + масло: (578 0370-02, 1 литровая коробка из 12 шт.)

Масло Low Smoke + представляет собой смесь минеральных и синтетических масел. Это масло дает очень низкий уровень дымообразования, что особенно важно при использовании в продуктах, которые часто используются в густонаселенных районах. Это также обеспечивает более низкую температуру двигателя, что продлевает срок его службы. Состав, используемый в масле Husqvarna Low Smoke +, также обеспечивает защиту от задиров, как от обедненной смеси, так и от заеданий поршней, связанных с углеродом.

В качестве общего предупреждения никогда не используйте масло для двухтактных двигателей, предназначенное для двигателей с водяным охлаждением, в двигателях без водяного охлаждения. Иногда обозначается как Outboard oil (с рейтингом TCW). А также никогда не используйте масло, предназначенное для четырехтактных двигателей.

Минеральные масла обычно стоят дешевле синтетических и отлично подходят для смазки двигателя. Хотя масла, изготовленные на основе натурального масла, неплохо справляются с очисткой и фильтрацией загрязняющих веществ в двигателе, они могут оставлять более тяжелые отложения, чем их синтетические аналоги.

Со временем на поршне может образоваться пригоревший нагар или смолистые остатки, что может привести к дополнительному техническому обслуживанию и снижению производительности. Поэтому производители часто добавляют добавки, которые помогают улучшить горючесть.

Полностью синтетические масла демонстрируют превосходные характеристики сгорания и отличную смазку. С минимальным беспорядком, который может оставить масло на нефтяной основе, или без него, оставляя вас с гораздо более чистым двигателем. Обычно они образованы на минеральной основе.Плюс такие присадки, как усилители октанового числа, детергенты и стабилизаторы, которые способствуют более чистому горению, чем другие моторные масла. И выделяют гораздо меньше дыма.

Полусинтетическое масло встречает вас посередине. В основном они состоят из высококачественного минерального масла. Но смешанный с присадками и синтетическими полимерами, чтобы обеспечить более чистый ожог, чем продукт на чисто нефтяной основе. Полусинтетические масла стоят дешевле, чем полностью синтетические масла, обладают хорошими свойствами горения и обеспечивают лучшую смазку, чем стандартное низкокачественное минеральное масло.

Объяснение соотношений топлива для двухтактных двигателей

При смешивании топлива для двухтактных двигателей важно соблюдать правильное соотношение топлива и масла. Слишком много масла, и ваш двигатель может с трудом запускаться или работать, накапливать углеродистые отложения на внутренних деталях двигателя, поднимать облака дыма и в целом плохо работать. Слишком мало масла может привести к необратимым внутренним повреждениям и перегреву вашего двигателя.

Для двухтактных двигателей

Husqvarna требуется масло для двухтактных двигателей, разработанное и разработанное для высокопроизводительных двухтактных двигателей с воздушным охлаждением.Двухтактные двигатели Husqvarna предназначены для работы на чистом, свежем неэтилированном бензине.

Правильный коэффициент смешивания для вашей Husqvarna указан в гарантийном талоне .

В качестве общего руководства для продуктов Husqvarna до 75 куб. См включительно рекомендуется соотношение топливо / масло 50: 1. В некоторых случаях интенсивного использования модели выше 75 см3 могут работать в соотношении 33: 1.

Также учтите;

● 50: 1 (2%) с маслом Husqvarna для двухтактных двигателей

● 33: 1 (3%) с маслами класса JASO FB или ISO EGB для двухтактных двигателей с воздушным охлаждением.

● Смешанное топливо необходимо использовать в течение 30 дней с момента его смешивания, чтобы топливо было стабильным и горючим.

Чтобы облегчить смешивание вашего двухтактного двигателя, эта таблица преобразования соотношения топлива к маслу для двухтактных двигателей поможет вам точно рассчитать, сколько частей топлива вам нужно для каждой части масла.

Верхние насадки для смешивания двухтактного топлива

● Избегайте хранения смешанного двухтактного топлива более одного месяца.

● Если вам действительно нужно продлить срок службы двухтактной топливной смеси, можно добавить стабилизаторы топлива, которые могут продлить срок хранения до двенадцати месяцев. Внимательно прочтите этикетку.

● Всегда очищайте крышку и окружающую среду перед наполнением, чтобы предотвратить попадание грязи и мусора в резервуар.

● Используйте чистую герметичную емкость, предназначенную для топлива. Это не только продлит срок хранения вашей топливной смеси, но также поможет предотвратить просыпание, просачивание и испарение.

● Всегда начинайте с заливки половины используемого бензина. Затем добавьте все количество масла. Перемешать (взболтать) топливную смесь. Добавьте оставшееся количество бензина.

● Не оставляйте предварительно смешанное топливо для двухтактных двигателей в любом инструменте на длительное время. Слейте воду из баков и дайте инструменту закончить топливо, прежде чем убирать его.

● Возьмите небольшую отдельную канистру для хранения двухтактного топлива. Чтобы никогда не спутать ее с обычным неэтилированным топливом, используемым в четырехтактных двигателях.

● Всегда обращайтесь к ближайшему дилеру Husqvarna, если вы не уверены в правильности использования вашего двухтактного изделия.

Смазка для 2-тактных двигателей | Бел-Рей

Говорят, что для того, чтобы приготовить отличный кофе, нужно начинать с отличной воды. Аналогичная аналогия может быть проведена для двухтактных смазочных масел. Базовое масло, используемое в масле для 2-тактных двигателей, часто является наиболее важным усилителем производительности и защитным средством для 2-тактных двигателей. Добавки важны, но если вы начнете с некачественного продукта, вы получите некачественный продукт.Так зачем использовать смазку, не обладающую необходимыми свойствами для полной защиты двигателя?

Ниже приводится объяснение типов базовых смазочных жидкостей, а также рекомендации по выбору подходящего типа смазочного материала для 2-тактного двигателя.

Для начала, существует пять основных типов базовых смазочных жидкостей, которые обычно встречаются в большинстве типов масел. Они известны под обозначениями масел от первой до пятой группы (I, II, III, IV, V).

  • Нефти группы I — наименее рафинированные и самые основные виды минеральных масел, извлекаемых из сырой нефти.Эти масла обычно содержат высокий уровень ароматических и летучих соединений, которые разбавляют истинное смазочное масло.
  • Масла группы II более очищены и содержат меньше примесей, обнаруженных в маслах группы I.
  • Масла группы III являются минеральными маслами наиболее высокой степени очистки и содержат очень мало примесей. Эти масла иногда юридически называют синтетическими базовыми маслами из-за их исключительно рафинированной природы, но технически они все еще являются минеральными базовыми маслами.
  • Масла группы IV представляют собой полиальфаолефин (ПАО), который образуется в результате химической реакции.ПАО — это тип полимера, который отличается высокой стабильностью благодаря однородным молекулам. Эта однородность помогает ему сохранять свою молекулярную структуру при огромных перепадах температур и условиях сдвига.
  • Масла группы V — это синтетические сложные эфиры, которые также образуются в результате химической реакции. Эти вещества обычно обладают очень высокой термической стабильностью, а также высокой растворимостью со многими веществами. Это свойство растворимости делает масла очень эффективными для очистки металлических поверхностей внутри двигателя, поскольку оно растворяет отложения и переносит их к масляному фильтру.

Различия между 2-тактным и 4-тактным двигателями значительны, и эти различия требуют от смазочного материала различных свойств. Для смазки двухтактной системы требуется жидкость, которая образует вязкую пленку, которая не испаряется и создает защитный слой масла по всей поверхности поршня. В отличие от 4-тактного двигателя, в 2-тактном двигателе нет погружения в масло, поэтому прочность пленки является одним из наиболее важных свойств масла для 2-тактных двигателей.Он должен выдерживать нагрев и сгорание топлива без горения, а также должен иметь возможность очищать детали, которые могут иметь нагар или липкие остатки, оставшиеся от плохого сгорания или менее эффективных смазочных материалов. Поскольку тонкая пленка смазки — единственное, что предотвращает врезание поршневых колец в стенки цилиндра, эти смазочные материалы должны обеспечивать защиту от высокого давления во время хода поршня.

Рис.1: Заедание поршня из-за примесей топлива

Некоторые смазочные материалы для 2-тактных двигателей разбавлены растворителями, чтобы обеспечить «чистое горение» и «контроль отложений».Обычно это делается для компенсации недостаточной производительности используемой базовой жидкости. Поскольку растворители легко воспламеняются, их присутствие в масле также влияет на процесс горения в камере. Эти растворители изменяют октановое число топлива и действуют как примеси, вызывая детонацию. Двигатели предназначены для сжигания топлива, а не топлива и дополнительных легковоспламеняющихся веществ, которые вы найдете в низкокачественных смазочных материалах. Дополнительное сгорание части смазочного материала может привести к плохой работе двигателя или даже к отказу двигателя.


Рис.2: Поршень с нагаром и выгоранием

Полностью синтетическое масло на основе сложного эфира, обеспечивающее наилучший баланс производительности и защиты, является лучшим выбором для современного двухтактного двигателя. Эта 100% синтетическая жидкость на основе сложного эфира обеспечивает высокий уровень моющих свойств, гарантируя удаление углеродных отложений и сдерживание образования новых отложений, ухудшающих рабочие характеристики.

Жидкости на основе эфиров выдерживают большое количество тепла и не горят в камере сгорания.Поскольку они не горят, выбросы очищены от сажи и золы, которые обычно встречаются при использовании смазочных материалов более низкого качества. Эти сложные эфиры естественным образом прилипают к металлическим поверхностям и создают очень прочную пленку, поэтому, когда смазка попадает на поршень, она образует пленку и распространяется по поверхности для защиты всего компонента. Эту пленку трудно удалить, поэтому двигатель останется смазанным даже в очень тяжелых условиях.

Присадки, входящие в состав масел для 2-тактных двигателей, также очень важны при рассмотрении защиты компонентов.Они улучшают внутренние характеристики эфиров, чтобы завершить эту защиту для оптимальной работы двигателя. Благодаря тому, что масляная пленка на деталях является такой полной и устойчивой, защита от коррозии является такой же полной и надежной. Когда пленка распространяется по сторонам поршня и покрывает внутреннюю часть цилиндра, это предотвращает износ этих поверхностей и приводит к отрицательным эффектам в работе. Итак, базовое масло так же важно, как и присадки, которые оно несет в двигатель.

Когда дело доходит до масел для 2-тактных двигателей, наиболее важным аспектом является используемое базовое масло. Для достижения максимальной производительности и защиты машины продукт из 100% синтетических эфиров является лучшим выбором среди современных технологий и обеспечивает наиболее полный пакет для смазки двухтактных двигателей. Не имеет значения, насколько хороши присадки к маслу, если они никогда не достигают компонентов или пленка не выдерживается из-за низкокачественного базового масла. Подобно тому, как вода переносит аромат кофе к вашим губам, базовое масло защищает ваш двигатель.

Двухтактный цикл — Журнал газовых двигателей

Персоналом

1/15

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

Фото любезно предоставлено Полом Харви.

2/15

2-тактный двигатель развивает мощность на каждом обороте, а 4-тактный требует двух полных оборотов коленчатого вала для достижения одного цикла мощности, с тактом впуска, тактом сжатия, тактом мощности и тактом 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 двухтактный 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, поскольку он 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 наша история 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, так как 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 прекрасном 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 был склонен вовлекаться в слишком много проектов. Скопив состояние на своем 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, создавшего 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, двухходовые они или трехходовые.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

Посмотреть 1910 4HP Fairbanks, Morse and Co.Тип T расположен в здании муниципальных работ Музея энергии Кулспринг.

Прочтите третью часть жизни пионера газовых двигателей Фрэнка М. Андервуда, рассказывающую о его патентах после Ламберта, когда он жил в Сандаски, штат Огайо.

Узнайте об интригующей истории газового двигателя Benz и его изобретателе Карле Бенце.

Различные части 2-тактного двигателя?

Двухтактный двигатель — это тип небольшого двигателя внутреннего сгорания, в котором для завершения одного рабочего цикла используются два разных хода поршня. Во время этого цикла коленчатый вал поворачивается один раз, а поршень один раз поднимается и опускается, зажигая свечу зажигания.

Что такое 2-тактный двигатель?

В двухтактном двигателе для завершения цикла сгорания требуется всего один ход поршня.Вот такт сжатия, затем взрыв сжатого топлива. На обратном пути выхлоп выталкивается из цилиндра поступающим свежим топливом. Свечи зажигания зажигаются при каждом обороте. Мощность двигателя создается за каждые два хода поршня, отсюда и название этих двигателей.

Эти двигатели имеют несколько преимуществ перед 4-тактными двигателями. Они легкие, часто на 50% меньше и обеспечивают больший крутящий момент при более высоких оборотах. Двухтактные двигатели также имеют упрощенную конструкцию, что упрощает их обслуживание.Уникальной особенностью двухтактных двигателей является то, что они требуют предварительного смешивания масла и топлива, в то время как четырехтактные двигатели этого не делают.

Перечень деталей 2-тактного двигателя

В состав 2-тактного бензинового двигателя входят:

  • Форсунка
  • Цилиндр
  • Головка блока цилиндров
  • Свеча зажигания
  • Кривошип
  • Коленчатый вал
  • Картер двигателя
  • Шатун
  • Порты впускные, передаточные и выпускные
  • Поршень
  • Кольца поршневые

Циклы двухтактного двигателя

Что касается деталей и функций двухтактного двигателя, то существует два цикла.

1. Первый ход (всасывание и сжатие)

Во время этого цикла поршень перемещается от нижнего центра к верхнему центру, и все три порта — впускное, передаточное и выпускное — закрываются. Заряд над поршнем сжимается, и свеча зажигания воспламеняет заряд и создает рабочий ход. Эта мощность передается с помощью шатуна на коленчатый вал.

Также в картере создается частичный вакуум, который открывает впускное отверстие и позволяет топливно-воздушной смеси попасть внутрь.

2. Второй такт (рабочий ход и ход выхлопа)

Во время второго цикла поршень движется вниз от верхнего центра, и входное отверстие закрывается. При движении поршня вниз происходит выталкивание топливно-воздушной смеси, и заряд из картера выходит через передаточное отверстие.

Поскольку выпускной канал открыт, большая часть выхлопных газов выходит из цилиндра. Оставшийся выхлопной газ выталкивается через выхлопное отверстие под давлением нисходящей топливно-воздушной смеси.Затем с помощью свежего заряда выхлопные газы выталкиваются наружу.

Детали двухтактного бензинового двигателя работают таким же образом, а детали двухтактного дизельного двигателя работают аналогично, за исключением того, что у него топливная форсунка вместо свечи зажигания.

Общие функции двухтактных двигателей

Размер и соотношение мощности и веса деталей и функций 2-тактного дизельного двигателя делают их идеальными для небольших применений. Обычно их можно найти по адресу:

  • Радиоуправляемые игрушки
  • Грязевые велосипеды
  • Бензопилы
  • Малое плавсредство
  • Ландшафтный инструмент

Уменьшенное количество деталей двухтактного бензинового двигателя, простая конструкция и отсутствие масляного картера делают эти двигатели более надежными при низких температурах.Эта особенность делает их также подходящими для использования в таких машинах, как снегоходы и снегоуборочные машины.

Свяжитесь с Prime Source Parts and Equipment сегодня

Если вам нужны детали для двухтактного судового дизельного двигателя или двухтактного бензинового двигателя, компания Prime Source Parts and Equipment может вам помочь. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию о наших деталях для 2-тактных двигателей и услугах по обслуживанию малых двигателей.

Загрязнение воздуха: дилемма двухтактных двигателей в Азии

Азиатские города сталкиваются с серьезной проблемой загрязнения воздуха двух- и трехколесными транспортными средствами с двухтактными двигателями.Мировые эксперты поделились своими знаниями об этих транспортных средствах на международной конференции, состоявшейся 30 марта — 1 апреля 2004 г. в Центре науки и окружающей среды (CSE) в Дели, Индия. Анумита Ройчоудхури, заместитель директора CSE, сказала, что недорогие двухколесные транспортные средства составляют ошеломляющие 75–80% трафика в большинстве азиатских городов. Она назвала их «азиатской дилеммой».

Поскольку двухтактные двигатели сжигают смесь нефти и бензина, они выделяют больше дыма, окиси углерода, углеводородов и твердых частиц, чем четырехтактные двигатели, работающие только на газе, в более новых мотоциклах.Что еще хуже, многие азиатские двухколесные автомобили превращаются в трехколесные «детские такси» путем добавления коляски. Однако «автомобиль не рассчитан на дополнительный вес, а двигатель горит еще грязнее», — сказал Майкл Уолш, независимый консультант, который консультирует страны по всему миру по вопросам загрязнения и контроля загрязнения от автомобилей.

Всемирная организация здравоохранения оценивает загрязнение атмосферного воздуха в городах тринадцатым по величине причиной бремени болезней и смертности во всем мире. Загрязнение воздуха повышает риск респираторных заболеваний; Около двух третей жителей Дели и Калькутты страдают от респираторных симптомов, таких как простуда, сухой и влажный кашель, в которых Твиша Лахири, руководитель отдела нейроэндокринологии Индийского национального онкологического института Читтаранджана, в основном винит выбросы двухтактных двигателей.

В работе, представленной на конференции, Лахири и его коллеги обследовали 2000 некурящих взрослых из Калькутты и Дели и 300 из сельского региона Сандербан, где загрязнение воздуха чрезвычайно низкое. Измерения спирометрии выявили нарушение функции легких у 46% взрослых в Дели и 56% взрослых в Калькутте, но только у 21% жителей островов Сандербан. Лахири также обнаружил ранние признаки рака легких, такие как метапластические эпителиальные клетки, у людей, подвергшихся загрязнению автомобильным транспортом. Эти результаты «требуют незамедлительных мер по снижению опасно высокого уровня загрязнения автомобильным транспортом в индийских городах», — предупредила она.

Измерения того, сколько загрязняющих веществ выбрасывают двухколесные транспортные средства, случаются редко, но одно исследование транспортных развязок в Бангкоке, Таиланд, показало, что на двухколесные автомобили приходится до 47% твердых частиц. Когда в 2000 году город ввел строгую программу инспекций и стандарты выбросов, двухколесные транспортные средства составляли 96% городского трафика; к марту 2004 г. они составляли только 40%, сообщил Супат Вангвонгватана, заместитель генерального директора Департамента по контролю за загрязнением Таиланда.

Точно так же, когда двухтактные детские такси были выведены из эксплуатации в Дакке, Бангладеш, в 2002 году, концентрация твердых частиц упала до 40%, а угарный газ и углеводороды значительно упали, сообщил С.М.А.Бари, технический директор Управления автомобильного транспорта Бангладеш. Однако, по словам Ройчоудхури, ни одна страна не установила стандарты для твердых частиц для двухколесных транспортных средств, и нет стандартизированных методов измерения выбросов твердых частиц от этих транспортных средств.

Экономические стимулы стали движущей силой перехода от двухтактных к четырехтактным трехколесным мотоциклам в городе Сан-Фернандо на Филиппинах. В 2001 году три четверти из 1600 зарегистрированных трициклов в городе работали с двухтактными двигателями.Городской совет обязал полностью отказаться от этих автомобилей к 2004 году и предлагает беспроцентные ссуды для первоначальных взносов на четырехтактные модели. По словам мэра Сан-Фернандо Мэри Джейн Ортега, 400 четырехтактных трехтактных мотоциклов заменили старые двухтактные модели по состоянию на март 2004 года.

Информация, представленная на конференции, поддерживает государственную политику, продвигаемую CSE. «Небольшие постепенные шаги не помогут нам победить быстро растущее загрязнение», — сказал Ройчоудхури. Вместо этого CSE рекомендует строгие стандарты выбросов для двухколесных транспортных средств, эффективную программу техосмотра транспортных средств, программы финансового стимулирования для замены существующих двухтактных двигателей на четырехтактные, а также разработку эффективных систем общественного транспорта.

Технология двухтактных двигателей в 1990-е годы

Это оценка текущей технологии двухтактных автомобильных двигателей, политики внедрения, видения, целей, а также стратегии разработки и коммерциализации двигателей. Он включает исторический обзор основных разработок двухтактных двигателей с циклом Отто и дизельных двигателей, а также краткое изложение спецификаций новых: бензиновых двигателей Toyota S-2 и дизельных двигателей S-2, двухтактных двигателей Suburu Super, двухтактных двигателей Orbital. серия тактных двигателей и двухтактная технология Института исследований промышленных технологий (ITRI) на Тайване.

Хотя технология двухтактных двигателей разрабатывалась с конца 19 века, в настоящее время единственными серийно производимыми автомобилями с двухтактными двигателями являются Trabant и Wartburg с двухцилиндровыми двигателями объемом 594 куб. См и трехцилиндровыми двигателями объемом 993 куб. См. соответственно, конфигурация цилиндров и расположение портов практически не изменились с 1931 года. VEB Sachsenring Autornobilwerke Zwickau-Trabant и VEB Automobilwerke Eisenach-Wartburg являются производственными предприятиями в Восточной Германии, (ГДР) (1) (2) (3) (4) 1

Годовое производство достигло пика в 1987 году и составило около 218 000 автомобилей в год, но снизилось до 146 000 двухтактных автомобилей Trabant к 1989 году, когда осенью 1988 года Wartburg перешел на четырехтактный 1.Двигатель 3L4 VW. Кроме того, Trabant перейдет на четырехтактный двигатель LOL4 VW Polo, а производство двухтактных двигателей по существу закончилось в сентябре 1990 года, поскольку двухтактные двигатели Trabant / Wartburg не соответствуют требованиям стандартов Западной Германии (ФРГ) по характеристикам и выбросам выхлопных газов. (5) (6) (7) (8) (9) (10).

С другой стороны, в Австралии, Японии, Тайване и США значительно возрос интерес к разработке двухтактных автомобильных двигателей с искровым зажиганием.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *