Четырехтактный двигатель, устройство и принцип работы. Принцип работы четырехтактного двигателя 4х тактный

Подвесные лодочные моторы

Какой лучше 2 тактный или 4 тактный?

На различных интернет площадках, время от времени разгораются дебаты по вопросу востребованности 2-х и 4-х тактных лодочных моторов. Одни оппоненты уверяют, что лучше 2-х тактника не найти, другие продолжают настаивать, о явных преимуществах 4-тактного двигателя.

Отметим, что каждый из этих агрегатов наделен своими преимуществами и недостатками, а покупать надо тот мотор, который подойдет для ваших условий эксплуатации. После прочтения данной статьи, вам останется только выбрать нужный именно вам мотор. Мы же, постараемся привести все аргументы «за» и «против» в использовании данных конструкций.

Экологическая безопасность

Несмотря на усилия конструкторов лодочных моторов, топливо, которое «обязано» полностью сгореть в камере, попадает в виде рабочей или несгоревшей до конца смеси в выхлопной газ. Двухтактник выполнен так, что масло, смазывающее коленчатый вал, малыми дозами проникает в камеру сгорания, а далее с недогоревшей смесью вылетает прямо в водоем. Вот здесь и надо подумать, выбрать лодочный мотор 2 или 4 тактный.

Законами в Америке и некоторых странах Европейского союза запрещается продажа и эксплуатация 2-х тактных моторов, так как у них превышены экологические нормы по загрязнению окружающей среды. Поэтому, если захотели походить по водам Европы, то покупайте 4-х тактный.

Что касается России, то на настоящий момент, таких законов у нас нет. Следовательно - смело можно приобретать двухтактник! Но, один момент все-таки подчеркнем, в случае если вы являетесь приверженцем людей болеющих за сохранение природы, то ответ на вопрос какой лучше двухтактный или четырехтактный мотор, вы сейчас получили.

Масса мотора

Разберемся, почему двигатели названы 2 х тактный или 4 х тактный. Объясняется это просто: у двухтактников каждый второй такт является рабочим, у четырехтактников - четвертый такт. По идее, двигатели с двумя тактами должны превосходить по мощности четырехтактовые двигатели в два раза, заметим - при равных объемах в камерах сгорания. Но, практика показала, что это не так.

Конструктивные особенности в виде недочетов (попадание несгоревшей смеси в выхлопной раструб), говорят о понижении этого показателя почти в 2 раза. Получается, что для достижения цели равномерного распределения мощности по валу, необходим 2-х тактный мотор размером, меньшим, чем 4-х тактный. Ну, а коли размер меньше, соответственно и двигатель легче. Вывод напрашивается сам за себя - хотите мотор легче по массе, покупайте двухтактный.

Мы знаем, когда важен вес мотора. Надувая каждый раз свою лодку, вы устанавливаете мотор на транец, а после выхода с водоема снимаете двигатель каждый раз, а может, даже храните его на балконе N-го этажа. Вот здесь - вес мотора играет большую роль.

Когда же мотор установлен на транце и не снимается долгое время с лодки, то в этом случае вопрос массы двигателя остро не ставится. Вес мотора играет ощутимую роль, когда лодка небольшой длины и чем она короче, тем чаще придется нагружать нос, дабы подойти к двигателю безопасно или начать ход на режиме глиссирования. Мы получаем очередной ответ на вопрос что лучше плм 2х или 4х тактный, который рассмотрен с точки зрения веса двигателя.

Экономия средств

Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют одинаковую мощность, но 4-тактные моторы стоят дороже 2-х тактных, иногда разница доходит до пятидесяти процентов. Все дело в особенностях конструкции первого, поэтому если вы хотите сэкономить средства, покупайте двухтактник.

Использование топлива

Не является секретом то, что КПД 4-тактного агрегата больше, а расход топлива и масла меньше, чем у двухтактного мотора. Обусловлено это, опять же конструктивными особенностями двигателя. В ситуации, когда вы выходите на воду раз от раза - один расход топлива, а если проводите на воде весь сезон, до самого ледостава, то расход бензина соответственно увеличивается в разы. Вот здесь и задумайтесь, какой лучше приобрести мотор 2 тактный или 4 тактный.

Некоторые утверждают, что ресурс 4-тактника выше, чем у 2-х тактного собрата. Но, это самая настоящая теория. Допустим, производитель заявил, что мотор имеет ресурс 2 тысячи м.ч. Для установления этого на практике, надо в круглосуточном режиме ходить по водоему, забыв об отдыхе и не смотря на погодные условия. И в какую сумму выльется такая проверка на истину, трудно представить.

Даже, если и проводились такие испытания, то их можно считать условными. С наибольшей вероятностью, производители лодочных моторов спонсировали эти испытания, следовательно, сложно дать объективную оценку таким данным. Поэтому рассуждать о ресурсе ПЛМ нет необходимости, скорее всего он рассчитан только теоретически. Вывод: относительно данного вопроса сложно дать ответ, какой мотор лучше, с двумя тактами или четырьмя.

Применение масла

Отметим, что двухтактники работают на бензиново-масляной смеси, а четырехтактные моторы на бензине, в его чистом виде. Иногда при выборе двигателя, многие покупатели усматривают в процессе приготовления раствора бензина и масла определенные неудобства.

Для того чтобы обкатать мотор необходимо сделать смесь 1:25, а после того, как двигатель обкатан, смесь готовят из расчета 1:50. Не надо иметь великих познаний в математике, чтобы приготовить такой раствор. Некоторые владельцы ПЛМ сразу на заправочной станции наливают нужное количество масла в емкость и доливают потом бензин, а по дороге к водоему смесь «готовится».

Что касается масел, то в настоящее время производятся и продаются масла способные самосмешиваться. Здесь, выбор за вами, какой купить лодочный мотор, 2 или 4 тактный.

Обслуживание и ремонт

Любая техника, механизмы или конструкции, которые реально эксплуатируются, по окончанию определенного отрезка времени, «затребуют» ремонта. И любому становится понятно, что чем дороже техника, тем дороже обойдется ее ремонт.

Если вы разбираетесь в двигателях и руки у вас «золотые», а обслужить и отремонтировать мотор не составит труда, то покупайте мотор 2-х тактный. Данные двигатели не сложны в устройстве, есть специалистов, способных дать совет по ремонту.

К тому же, двухтактные моторы производятся давно и не снимаются с производства, а есть даже мастера, которые могут настроить такой мотор прямо на воде. Какой мотор, 2 х тактный или 4 х тактный выбрать по данному критерию, вам наверно стало понятно.

Прочие нюансы

Немаловажная характеристика - шум мотора. Двухтактные двигатели более шумные, чем четырехтактники. Становится это ощутимым на самом малом ходу или на полном. Исходя из этого, подумайте - в случае, если вы любите троллинговать, то стоит выбрать 4-х тактный агрегат.

Очередной недостаток 2- тактника - большая дымность, обусловленная наличием масла в смеси. Если вы любите троллинговать, то в моменты попутного ветра говорить о комфорте не придется. Поэтому, что лучше ПЛМ 2х или 4х тактный в данном случае, вы разберетесь быстро.

Транспортировка

Двигатели с четырьмя тактами транспортируют в определенном положении, которое указано в руководстве по эксплуатации мотора. В это же время двухтактники перевозить можно как захочется, иногда даже винтом вверх. Объясняется такое положение вещей просто: у 4-х тактных моторов присутствует масло в картере, поэтому при неправильном положении транспортируемого агрегата, может произойти его утечка.

Приверженцы двухтактников акцентируют внимание на этом факте, хотя сам факт не оказывает влияния ни на скорость, ни на мощность двигателя. И вообще, хочется сказать, что перевозка 4-х тактного мотора в этом случае, не приносит, в принципе, ощутимых неудобств пользователю мотора. Относительно вопроса удобства транспортировки выбор только за вами - двухтактный или четырехтактный.

Финальные сравнительные характеристики

Двухтактные ПЛМ:

Экономные по цене, в чем заслуга массовости производства данных моторов;

Оптимальное соотношение цены и мощности;

Можно легко выбрать мотор из широкого модельного ряда;

Модели моторов имеют электронную начинку, что снижает вероятность неисправности двигателя и позволяет более точно настроить ПЛМ при работе на воде;

Идеальный вариант для начинающих, для отдыха с семьей, а также для лодок, не предназначенных дальних водных путешествий.

Четырехтактные ПЛМ:

Более совершенный двигатель, по стоимости немного дороже, чем 2-х тактный;

Приблизились к двухтактным моделям по характеристике соотношения цена-мощность;

Низкие параметры шумности (моторы, более подходящие для троллинга);

Постоянное увеличение модельного ряда;

Новейшие разработки в электронной начинке мотора;

Низкие выбросы продуктов сгорания в воду, двигатели экологически более безопасны;

Меньший расход топлива, чем у двухтактных двигателей, что экономит в итоге средства потребителя.

Какой бы из двух моторов вы не выбрали, каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Ориентируйтесь больше на свои запросы, и выбор ПЛМ станет для вас правильным во всех отношениях!

Выбрать наиболее подходящий именно вам лодочный мотор, мы предлагаем в интернет магазина Seamotors18, где представлен широкий выбор качественных и надежных лодочных моторов от известного бренда - компании Hangkai.

Посетите страницы сайта магазина и позвоните по телефону указанному на нем или оставьте там же заявку, мы обязательно вам перезвоним!

Наши высококвалифицированные специалисты проконсультируют вас по всем возникающим вопросам и помогут определиться с правильным выбором!

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели чаще всего работают по четырёхтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

В рабочий цикл происходит следующим образом.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя:

- Такт впуска
В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). В это время кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.

- Такт сжатия
Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия. Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.
Такт расширения, или рабочий ход

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при этом такте коленчатого вала называют рабочим ходом. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы сгорание топлива успело, полностью закончится к моменту достижения поршнем НМТ, то есть для наиболее эффективной работы двигателя. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

Гифка наглядно демонстрирует процесс работы четырехтактного двигателя

- Такт выпуска
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Полностью очистить цилиндры двигателя от продуктов сгорания практически невозможно (слишком мало времени), поэтому при последующем впуске свежей горючей смеси она перемещается с остаточными отработавшими газами и называется рабочей смесью.

Коэффициент остаточных газов характеризует степень загрязнения свежего заряда отработавшими газами и представляет собой отношение массы продуктов сгорания, оставшихся в цилиндре, к массе свежей горючей смеси. Для карбюраторных двигателей коэффициент остаточных газов находится в пределах 0,06-0,12.

По отношению к рабочему ходу такты впуска, сжатия и выпуска являются вспомогательными.

Рабочий цикл
Рабочие циклы четырёхтактного дизеля и карбюраторного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из-за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспыленное топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.

Читайте также

В четырёхтактном дизеле рабочие процессы происходят следующим образом.

- Такт впуска
При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздухоочистителя в полость цилиндра через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух.
Такт сжатия

Поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает имеющийся в цилиндре воздух. Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива.

- Такт расширения, или рабочий ход
При подходе поршня к ВМТ в цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое . Впрыснутое топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, самовоспламеняется и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Происходит рабочий ход.

- Такт выпуска
Поршень перемещается от НМТ к ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

На этом видео показана работа реального двигателя. Камера встроена в цилиндр блока.

Недостатки четырёхтактных двигателей:

Все холостые ходы (впуск, сжатие, выпуск) совершаются за счёт кинетической энергии, запасённой кривошипно шатунным механизмом и связанными с ним деталями во время рабочего хода, в процессе которого химическая энергия топлива превращается в механическую энергию движущихся частей двигателя. Поскольку сгорание происходит в доли секунд, то оно сопровождается быстрым увеличением нагрузки на крышку (головку) цилиндра, поршень и другие детали . Наличие такой нагрузки неизбежно приводит к необходимости увеличить массу движущихся деталей (для повышения прочности), что в свою очередь сопровождается ростом инерционных нагрузок на движущиеся детали.

Уступают по мощности двухтактным.

К незначительным недостаткам, которые с лихвой окупаются достоинствами, можно отнести работы по регулировке теплового зазора клапанов и время разгона с места, которое несколько больше, чем у двухтактных.
Специализированное, мощное оборудование для ремонта и обслуживания. Четырехтактные ДВС имеют большие размеры, их детали более объёмны, сложны. Для осуществления ремонта таких двигателей, необходимо использовать тяжелое гаражное оборудование: , кран-манипулятор и т.д.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

-экономичность расхода топлива;
-надежность;
-простота обслуживания;
-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.

В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтактного двигателя находится в масляной ванне. Благодаря этому нет необходимости смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок. Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей.

Так же на зеркале поршня и стенках и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией.

В 18 веке многие изобретатели работали над созданием силовых агрегатов, способных заменить паровую машину. Появление устройств, топливо в которых сгорало бы не в топке, а прямо в цилиндре мотора стало возможным после того, как французский изобретатель Филипп Лебон в 1799 году открыл светильный газ. Через два года он же сконструировал газовый силовой агрегат, где газовоздушная смесь воспламенялась в цилиндре. Он имел 1 рабочий цилиндр двойного действия (камеры сгорания находились с двух сторон поршня, и рабочая смесь в них поджигалась поочередно). И только много лет спустя появился более совершенный двигатель четырехтактный, нашедший широкое применение во многих отраслях промышленности.

Впервые такой двигатель продемонстрировал немецкий инженер Август Отто в 1877 году. Произошло это после того, как бельгийский изобретатель Жан Этьен Ленуар предложил воспламенять горючую смесь с помощью электрической искры. Способствовало его появлению и изобретение устройства, позволяющего испарять жидкое топливо и обеспечивать подготовку рабочей газовоздушной смеси (карбюратор).

К серийному производству четырехтактных бензиновых двигателей приступили в 1883 году. Тогда немецкий инженер Готлиб Даймлер предложил для воспламенения газовоздушной смеси использовать раскаленные трубки, вставленные внутрь цилиндров.

Порядок работы

4-х тактный ДВС на сегодня наиболее распространенный силовой агрегат. Функционирует он, используя так называемый цикл Отто, состоящий из четырех последовательных тактов.

Такт представляет собой один полный ход поршня, во время которого коленвал совершает два оборота в направлении вращения часовой стрелки.

Работу 4-х тактного силового агрегата проще всего описывать, обратившись к простейшей конструкции, состоящей из:

1. собственно цилиндра;
2. поршня;
3. двух клапанов (впуск и выпуск);
4. свечи зажигания;
5. коленвала;
6. шатуна.

Классический ДВС отличается от такого механизма только большим числом цилиндров, работа которых синхронизирована определенным образом.

В простейшем одноцилиндровом ДВС последовательно осуществляются:

• 1 такт: впуск или всасывание.

Все начинается с того, что поршень находится в самом верхнем положении (верхней мертвой точке). А коленвал совершает половину оборота (0-180 градусов), толкая поршень в нижнее положение (нижнюю мертвую точку).

Благодаря этому действию в верхней области цилиндра образуется разрежение и раскрывается впускной клапан. Он становится открытым полностью в то время, когда поршень достигает нижнего уровня. Благодаря возникшему разрежению в цилиндр засасывается порция горючей смеси (воздух+пары бензина). При смешивании горючей смеси с продуктами сгорания от предыдущего цикла в цилиндре образуется рабочая смесь.

Примечание: в дизельном двигателе горючая смесь образуется прямо в цилиндре. Сначала происходит всасывание порции воздуха, который в процессе сжатия нагревается до температуры воспламенения, а затем, перед тем как поршень достигнет верхнего положения, происходит впрыск каплеобразного жидкого топлива. Процесс горения происходит только во время впрыска топлива.

• 2 такт: сжатия или компрессия

Он начинается при перемещении поршня вверх от нижнего уровня к верхнему. В это время коленвал снова поворачивается на ½ оборота (180-360 градусов).

При этом впускной и выпускной клапаны закрыты, из-за чего рабочая смесь начинает сжиматься.

В этом такте давление и температура в цилиндре повышаются приблизительно до 1,8 МПа и 600 С° соответственно.

• 3 такт: расширения или рабочий ход

В момент, когда достигается максимальная величина сжатия, включается свеча зажигания, от искры которой рабочая смесь воспламеняется и сгорает. В этом такте температура и давление в цилиндре доходят до 2500 С° и 5 МПа. Увеличившиеся температура и давление заставляют двигаться поршень вниз. А шатун, связывающий поршень и коленчатый вал, сообщает последнему вращательное действие, и он совершает следующие ½ оборота.

Именно в этом такте тепловая энергия переходит в механическую, и осуществляется полезная работа. Далее открывается выпускной клапан благодаря тому, что поршень перемещается вниз, что обеспечивает отвод отработанного газа. Когда поршень доходит до самого нижнего уровня – клапан максимально открыт. Сбросу давления до 0,65 МПа сопутствует понижение температуры до 1200 С°.

• 4 такт: выпуск

Поршень находится на нижнем уровне и под влиянием поворота коленчатого вала (180-360 градусов) перемещается вверх, выталкивая отработанный газ через открытый выпускной клапан.

В итоге, температура в цилиндре снижается до 500 С°, а поршень находится в верхнем положении. Так как избавиться от отработанных газов совсем не удается, остаточное давление в цилиндре держится на уровне 0,1 МПа, а оставшийся газ принимает участие в следующем такте.

Работа двигателя происходит за счет многократного повторения 4-х тактного цикла.

Конструкция

Сегодня 4-х тактные моторы более сложны по конструкции. Так, например:

• коленвал оснащают массивным маховиком, обеспечивающим за счет инерции плавное перемещение поршней;
• блок цилиндров оснащается газораспределительным механизмом;
• запуск мотора осуществляется с помощью стартера;
• беспроблемное функционирование всех узлов обеспечивается многочисленными вспомогательными устройствами (системы управления, смазки, впрыска топлива, охлаждения и пр.).

Где применяется

4-х тактные моторы применяются в нашей повседневной жизни очень широко. Их мощность напрямую зависит от объема и количества цилиндров.
Устанавливают ДВС в автомобилях и самолетах, тракторах и тепловозах. Применяются они также на судах морского и речного флота.

На 4-х тактные силовые агрегаты обратили внимание и энергетики. Используют их для питания стационарных и аварийных электрогенераторов, установленных в местах, где линии электропередач подвести невозможно или экономически нецелесообразно. Кроме того, такие генераторы устанавливают на объектах, где отключение подачи электроэнергии невозможно (больницы, банки, воинские части и пр.).

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Рабочий цикл 4-х тактного двигателя.

В этой статье Вы узнаете как работает четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Основная часть силовой продукции представленная на сайте МотоСвит работает именно с четырёхтактными двигателями (мотопомпы, двигатели общего назначения, снегоуборочники и даже уникальные с четырёхтактными двигателями которые работают в любой плоскости и т.п.). Если эта статья будет для Вас полезна не поленитесь и поделитесь с друзьями, кнопки в конце статьи.

Рады видеть Вас друзья на сайте .
Очень часто клиенты МоторСвит задают вопрос при выборе лодочного мотора:

Какой лучше выбрать лодочный мотор двухтактный или четырёхтактный двигатель?

Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос рекомендуем Вам узнать и посмотреть рабочий цикл четырёхтактного двигателя.

Не будем затягивать, переходим к делу т.е. к этому процессу. Мы постарались дать Вам информацию максимально просто и без лишних сложных технических терминов + наглядные картинки помогут быстро понять и разобраться с принципом работы четырехтактного двигателя.

Кстати, сейчас мы рассматриваем с Вами поршневой четырёхтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания его виды и определение Вы сможете прочитать .

Как следует из названия, рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов (как показано на картинке выше). Это основное отличие 4-х тактного двигателя от . А теперь рассмотрим каждый цикл (такт) работы ДВС.

В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.

Поршень идёт из Нижней Мертвой Точки в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия.

Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с большим октановым числом, которое дороже.

Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень.

Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания.

Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда поршень будет находиться в ВМТ. При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов.

В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику.

После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Стоит также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Для наглядности ниже Вы можете видеть анимированные картинки рабочего цикла четырёхтактного бензинового двигателя.

Начнем с принципа действия. Любой двигатель внутреннего сгорания имеет поршень, который через шатун крутит коленчатый вал (и в конечном итоге колеса), движимый энергией сгорания паров топлива в смеси с воздухом (горючей смеси).

Принцип работы двухтактного двигателя

В 2Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода (когда энергия сгорания с силой движет поршень вниз, вращая коленчатый вал) и выпуска выхлопных газов происходит за два такта.

• Первый такт.

Поршень идет вверх, сжимая топливную смесь. Происходит воспламенение горючей смеси.

• Второй такт, рабочий ход.

Расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Когда он находится внизу, он открывает выпускные и впускные окна в стенках цилиндра. Выхлопные газы выходят в глушитель, их место занимает свежая топливная смесь и повторяется первый цикл.

Все это происходит за один оборот коленчатого вала.

Принцип работы четырехтактного двигателя

В 4Т двигателе процесс наполнения цилиндра свежей горючей смесью, сжатия ее, воспламенения, рабочего хода и выпуска выхлопных газов происходит за четыре такта.

• Первый такт, впуск.

Поршень идет вниз, клапан впуска открывается, и топливная смесь поступает в цилиндр. Когда поршень достигает нижнего положения, клапан впуска закрывается.

• Второй такт, сжатие.

Поршень идет вверх, оба клапана закрыты, топливная смесь сжимается. Когда поршень находится вверху, свеча воспламеняет горючую смесь.

• Третий такт, рабочий ход (расширение).

Горячие газы быстро расширяются, толкая поршень вниз (оба клапана закрыты).

• Четвертый такт, выпуск.

По инерции коленвал продолжает свое вращение (для равномерности вращения на коленвале установлены грузы - щеки коленвала), поршень идет наверх. Одновременно открывается выпускной клапан, и отработавшие газы выходят в выхлопную трубу. В верхнем положении поршня выпускной клапан закрывается.

Эти 4 такта происходят за два оборота коленчатого вала.

Видео «как работает 4х тактный двигатель»

FAQ по вопросам связанным с 2т и 4т двигателями

Говорят, двухтактный двигатель мощнее и мотоцикл с ним динамичнее. Так ли это?

Да. 2Т двигатель за два оборота коленчатого вала успевает два раза использовать энергию сгорания топлива. Многие считают, что он в два раза мощнее двигателя 4Т. Но обратите внимание, в 2Т двигателе часть цилиндра занимают впускные и выпускные окна, значит количество горючего, которое потом сгорит, меньше в объеме, чем у двигателя 4Т, где цилиндр цельный. В двигателе 2Т из-за простоты конструкции смазка коленчатого вала производится маслом, добавленным в бензин. Масло в рабочей смеси снижает выделяемую энергию (масло горит хуже). Из-за особенностей впуска-выпуска горючей смеси и выхлопных газов в двигателе 2Т больше горючей смеси «улетает в трубу», не сгорая. В 4Т двигателе этот процесс за счет более сложного механизма впуска-выпуска минимален. В результате - 2Т двигатели, действительно, мощнее (но не в два раза), но более высокая мощность у них достигается в более узком рабочем диапазоне оборотов коленчатого вала (то есть вы стартуете с места, скутер еле разгоняется, потом наступает так называемый «подхват», скутер «выстреливает», но быстро увядает) и вам для динамичной езды все время придется поддерживать определенные обороты двигателя. Как Вы понимаете, чем мощнее 2Т двигатель, тем уже диапазон оборотов, тоньше настройки и двигатель дороже. Насладиться в полной мере преимуществами 2Т двигателя могут или спортсмены (где важнее выжать все и сейчас), или обладатели бензопил и газонокосилок (которым чем проще и дешевле, тем лучше).

4Т двигатель менее мощный, значит, на таком мотоцикле неинтересно ездить?

Из предыдущего ответа следует, что даже несколько менее мощный 4Т двигатель обладает более благоприятной характеристикой - он «эластичен». Сразу с начала движения, он обеспечит мотоциклу «паровозную тягу», то есть Вы плавно и уверенно без «провалов» и «подхватов» набираете скорость, и уверенный набор скорости будет доступен Вам во всем диапазоне оборотов коленчатого вала. Недостаток мощности скажется только в верхнем рабочем диапазоне оборотов двигателя, то есть когда Вы «шпарите» на пределе. Как раз близко к этому режиму движения 2Т двигатель и выдаст максимальную мощность.

4Т двигатель более надежен?

Безусловно. Ведь в 2Т двигателе поршень, поршневые кольца и цилиндр фактически являются расходным материалом из-за особенностей конструкции - в цилиндре-то отверстия. Многие мотоциклисты укатывают поршень 2Т двигателя за сезон, а цилиндр - за два. В 4Т двигателе Вы об этом забудете. 4-5 сезонов на одном поршне 4Т двигателя - норма.
Из-за более качественной смазки (масло подается к ответственным частям не в смеси с бензином, а путем разбрызгивания или подачи под давлением), 4Т двигатель рассчитан на больший ресурс. Более сложный клапанный механизм впуска-выпуска газов четче работает, требует несложного и не частого обслуживания.

Для составления статьи были использованы материалы с сайта vd-sc.clan.su , изображения взяты с сайта