Поршневі двигунизайняли провідні позиції у господарській діяльності людини. Спроба змусити 4-х тактний двигун працювати більш ефективно, призводило до розробки всіляких можливих та неймовірних конструкторських схем двигуна та процесу їхньої роботи. Одна з цього розмаїття поршневих схем із зміненим процесом роботи виявилася життєздатною та широко впровадилася у техніку.
Залежно від кількості тактів робітника циклу ДВЗділяться на дві основні групи: двотактні та чотиритактні двигуни. У двотактних моторах їх є лише два: такт стиснення та такт розширення чи робочий хід. У чотиритактних їх чотири: впуск, стиснення, розширення або робочий хід та випуск. На перший погляд може здатися, що перший варіант виграшніший, адже робочий цикл повторюється при кожному обороті. колінчастого валуі енергія виробляється вдвічі інтенсивніше, але насправді це не зовсім так, про що свідчить обмежене застосування двох тактних двигунівособливо в великих машинах, установках та агрегатах з високим рівнемспоживання палива. Щоб зрозуміти причини втрати енергії під час робочого циклу, слід розглянути роботу двигуна.
Процес роботи двигуна
Робочий цикл 2-хтактного двигуна включає наступну послідовність дій:
- На такті стиснення поршень в циліндрі переміщається з нижньої мертвої точки (НМТ) до верхньої (ВМТ). Через продувне вікно паливний заряд потрапляє у надпоршневий простір – камеру згоряння, після чого поршень перекриває собою це вікно. Піднімаючись вище, він поступово перекриває випускне вікно, через яке видаляються продукти згоряння. При цьому в просторі під поршнем (кривошипною камерою) утворюється розрідження, і він заповнюється новою порцією палива. При досягненні поршнем ВМТ стиснений паливний заряд спалахує;
- на такті розширення гази, що утворилися при згорянні палива, тиснуть на поршень, він опускається вниз, відкриваючи спочатку випускне вікно, а потім продувне. Через перше вікно розширені гази потрапляють у глушник та виводяться назовні. Одночасно під час руху поршня вниз у кривошипній камері, заповненій паливом, підвищується тиск. Паливо виштовхується вгору в циліндр, заповнюючи надпоршневий простір та виштовхуючи залишки відпрацьованих газів. Після цього цикл повторюється.
Такий принцип роботи дозволяє двотактним двигунам обійтися без газорозподільної системи, характерної для чотиритактних моторів, яка керує впускним та випускним клапанами. З одного боку це спрощує конструкцію та зменшує вагу, але з іншого газообмін у камері згоряння далеко не ідеальний. При двотактному режимі роботи при продуванні циліндра разом з відпрацьованими газами в глушник потрапляє і певна кількість палива, що незгорів, що тягне за собою його перевитрату і підвищує токсичність вихлопних газів.
Види газорозподільної системи
Так як продувні вікна в циліндрі часом розташовуються на одному рівні, то газообмін усередині циліндра утруднений, не весь об'єм циліндра продувається свіжою порцією повітряної сумішіі частина відпрацьованих газів залишається в циліндрі. Для того, щоб змінити відпрацьовані гази на свіжу порцію повітря більш ефективно та швидко, існує конструктивні особливості поршня та розташування продувних вікон у циліндрі. Розрізняють кілька варіантів здійснення продування циліндрів:
Контурне продування
Контурна продування у свою чергу ділиться на зворотно-петльову, дефлекторну та висотну. У всіх цих видах є один істотний недолік: перевитрата палива через видалення пального заряду під час продування.
П-або Л-подібне продування
П- або Л-подібне продування більш ефективне в плані економії палива, але при цьому температура біля випускного вікна значно підвищується. Конструктивна особливість у тому, що для її здійснення необхідні двоциліндрове виконання двигуна. Одна пара циліндр - поршень виступає в ролі газів, що впускають, а інша пара в ролі випускає гази.
Клапанна або клапанно-щілинна продування
Клапанна або клапанно-щілинна продування на відміну від інших видів вимагає наявності ГРМ, який керується клапанами. Клапан може використовуватися і для подачі заряду, і видалення продуктів згоряння. При клапанно-щілинному продуванні через клапан в головці циліндра видаляються відпрацьовані гази, а через вікна (щілини) надходить свіжий заряд. Це зменшує витрату палива та знижує токсичність відпрацьованих газів, але ускладнює конструкцію двигуна та може порушити нормальний режимзгоряння заряду через підвищену температуру.
Прямоточне продування
Прямоточне продування використовується в двигунах з двома поршнями, розташованими навпроти один одного в горизонтальному положенні. У цьому випадку кожен поршень по ходу свого руху відкриває та закриває «свій» клапан: один поршень відповідає за впуск заряду, а другий – за видалення газів. Камерою згоряння у разі є простір між поршнями. Цей варіант передбачає наявність складнішого КШМ, а висока температураусередині циліндрів вимагає додаткового охолодженнята більш міцних елементів. У той же час, це найбільш ефективний спосібпродування, що забезпечує повне видалення відпрацьованих газів з мінімальними втратами паливного заряду.
Особливості двотактних двигунів
Особливість двотактних двигунів – відсутність системи змащення. Масло для змащування робочих поверхонь деталей, що труться, доставляється до них прямо з паливною сумішшю. Є два варіанти отримання такої суміші: спочатку заливати в бак заздалегідь приготовлений коктейль з палива і моторної оліїабо змішувати їх у впускному патрубку, куди вони надходять окремо. Співвідношення палива та олії знаходиться в межах від 1:25 до 1:50. Моторне масло, як і паливо, згоряє під час робочого такту, а продукти його згоряння виводяться разом із відпрацьованими газами.
Що стосується потужності, двотактні двигуни дійсно потужніші за своїх чотиритактних конкурентів. В ідеалі їхня потужність при однаковому літражі повинна становити 2:1 відповідно, але насправді через неякісний газообмін у циліндрах це співвідношення становить 1,5:1. Питома потужність або співвідношення потужності та маси двигуна теж вища у двотактних моторів, адже їхня вага набагато легша, та й конструкція простіше.
А ось витрата палива у двотактних двигунах вища, ніж у чотиритактних. Через недосконалу систему продування циліндрів частина паливної суміші в прямому розумінні слова вилітає в трубу. З цієї причини такі двигуни практично не використовуються в автомобілях, важкій техніці чи потужних силових установках, споживаних велика кількістьпалива.
Ще один момент, що відрізняється двотактним двигуном від чотиритактного - процес спалювання палива. Оскільки випускне вікно відкривається практично відразу після запалення заряду, необхідно забезпечити достатній час для його повного згоряння. У чотиритактний двигун на процес згоряння відводиться цілий робочий цикл, а тут - всього частки секунди. Щоб досягти максимальної ефективності, у бензинових моторах потрібно точно визначати кути випередження запалення, а в дизельних – контролювати час подачі палива. У сучасних моделяхце досягається шляхом використання електроніки.
Двотактні двигуни можуть бути бензиновими (карбюраторними або інжекторними), так і дизельними. Різниця в принципі їх роботи полягає в тому, що в першому випадку в циліндри відразу подається паливний заряд (суміш повітря з паливом), а в другому спочатку повітря, а в кінці першого такту паливо, яке займається при контакті з гарячим повітрям. Бензинові двигуни широко використовуються в мотоциклах, малолітражних автомобілях, а також у газонокосарках, бензопилах та інших агрегатах з ДВС. Дизельні мотори знайшли застосування в суднобудуванні, раніше вони також використовувалися на тепловозах, танках і успішно застосовувалися в авіації на бомбардувальниках Юнкерс. Нині ж суднобудування – чи не єдина сфера їх застосування, де припала до речі їхня тихохідність і потужність, що не перевищує 100 тис. к.с. На відміну від чотиритактних двотактні дизеліне мають розділених камер згоряння, що додатково ускладнило б їхню конструкцію, так що дизельне паливоподається та змішується з повітрям прямо в камері згоряння.
Отже, двотактні двигуни мають низку переваг:
— просту конструкцію;
- Невелика вага;
- менші навантаження на елементи конструкції;
- відсутність системи мастила та ГРМ;
- велику літрову потужність порівняно з чотиритактними.
У той же час у двотактних моторів є і недоліки:
— підвищена витратапалива;
- токсичність вихлопних газів;
- менший ресурс порівняно з чотиритактним;
- шум під час роботи;
— необхідність приготування паливо-масляної суміші, що не тільки ускладнює систему подачі палива, а й підвищує витрату олії.
Висновки
Зі сказаного вище можна зробити висновок, що двотактні двигуни можна використовувати в тих випадках, коли витрата палива не має значення, а важливі такі характеристики, як невелика маса і простота конструкції. Це ідеальні варіанти для переносних агрегатів, невеликих автомобілів, а також мотоциклів та мопедів. Компактні розміридвотактних двигунів дозволило їм ґрунтовно зайняти місце у сфері, здавалося б зовсім далекій від тієї сфери, для якої було створено ДВС – у моделюванні.
Останнім часом двотактні двигуни стають все популярнішими за рахунок використання в їх конструкції електронних систем. Це дозволяє знизити токсичність вихлопних газів, регулювати процеси подачі та згоряння палива, що робить мотори екологічнішими. Тож у найближчому майбутньому їх сфера застосування може значно розширитися. Ще на початку 20 століття розпочалися розробка дизельних двотактних двигунів. Одну з найбільш вдалих схем розробив Хуго Юнкерс, а в 60-х роках 20 століття і радянські моторобудівники видали зразок інженерного дива - опозитний 2ух тактний дизельний мотор 5ТДФ з потужністю 700 л.с.
У конструкції двотактних двигунів закладено величезні резерви потужності та економічності. Але через конструктивні особливості їх не вдавалося реалізувати в механічному вигляді. Цілком можливо електронні системидопоможуть «двотактникам» зайняти лідируючу позицію серед двигунів внутрішнього згоряннянайближчим часом.
Сучасні автомобілівідрізняються не тільки марками та використовуваним паливом. Існує ще різниця у типі двигуна. Запропонована публікація докладно познайомить читачів із двотактним та чотиритактним силовими агрегатами.
Що необхідно знати кожному автолюбителю про роботу двигуна
Слід зазначити, що будь-який сучасний транспортний засіб є складною системою взаємопов'язаних між собою механізмів. Подібно до людського організму, в якому робота всіх органів залежить від здорового серця, нормальне функціонування автомобіля забезпечується справним мотором.
Щоб чітко зрозуміти, у чому полягає відмінність двотактного двигунавід чотиритактного, спочатку слід ознайомитися з принципом дії нормально функціонуючого механізму. Основним його призначенням є створення певного зусилля, що примушує колінчастий вал здійснювати обертальні рухи.
Нормальний робочий цикл справного ДВЗ представляється кількома етапами:
- Внутрішній простір циліндра заповнюється горючою сумішшю;
- Паливо, розбавлене деякою кількістю повітря, піддається стиску;
- Певними умовами викликається займання суміші;
- Розігріті гази розширюються і залишають внутрішній простір циліндра.
У силовому агрегаті, що справно функціонує, поршень здійснює поступальні рухи, піднімаючись і спускаючись вниз. Його дії супроводжуються повним періодом обертання колінчастого валу. Рух поршня в одному напрямі називається тактом.
При одному з них згорілі гази розширюються, виконуючи корисну роботу. Описуваний процес отримав назву робочого ходу поршня. Окремо слід зазначити, що повний оборот колінчастого валу відбувається протягом двох тактів.
Що стосується безпосередньо теми справжньої публікації, двотактним називають силовий агрегат, який здійснює робочий цикл протягом одного періоду обертання коленвала, що складається з двох тактів.
Два повні обороти колінчастого валу, що виконуються протягом чотирьох тактів, характерні для іншого типу двигуна, що називається чотиритактним. Щоб визначити, в чому полягає різниця між моторами, необхідно детально вивчити принцип їх дії.
Подробиці про роботу чотиритактного силового агрегату
Розглянемо докладніше принцип дії чотиритактного двигуна. У ньому кожен другий період обертання колінчастого валу супроводжується займанням паливно-повітряної суміші. Особливим кулачковим валом, що послідовно натискає на коромисла, по черзі відкриваються впускні та випускні клапани. Спеціальна пружина повертає клапан у вихідне положення, закриваючи його.
Необхідно забезпечити досить щільний контакт клапанів із головкою блоку циліндрів. Це дозволить не допустити небажаної втрати компресії.
Отже, принцип дії чотиритактної силового агрегатупредставляється чотирма тактами:
- Спочатку відбувається опускання поршня з верхнього положення до нижньої мертвої точки, що супроводжується відкриванням кулачковим механізмом розподільчого валу впускного клапана. Внутрішнє місце циліндра заповнюється сумішшю палива з повітрям;
- Поршень починає підніматися у зворотному напрямку, з нижнього положення у верхнє. Процес супроводжується стиском пального при значному збільшенні його температури;
- Виконання корисної роботи здійснюється за рахунок горючих газів, що направляють поршень до нижньої мертвої точки. Їх освіта відбувається в результаті згоряння паливної суміші, запаленої іскрою від свічки запалювання, що виникає на завершальному етапі стиснення;
- Далі слідує випуск, представлений виштовхуванням поршнем вихлопних газів з внутрішнього просторуциліндра, що супроводжується відкриванням випускного клапана. Його закриття відбувається в верхньої мертвоїточці. Потім описуваний процес повторюється.
Принцип дії двотактного силового агрегату
Постачання суміші повітря з пальним у двотактному моторі поєднується з процесом її стиснення, а видалення відпрацьованих газів відбувається одночасно з їх розширенням. Інакше кажучи, робочий цикл представляється лише двома тактами і здійснюється за період обертання коленвала.
При підніманні поршня в напрямку з нижньої точки у верхню спочатку перекривається спеціальне продувне вікно, що поставляє горючу суміш в циліндр. При закритті випускного отвору, що сприяє виходу відпрацьованих газів, починається процес стиснення палива впереміш з повітрям. Завдяки розрідженню, що виникає в кривошипній камері, з карбюратора подається наступна порція горючої суміші.
Гази, утворені після згоряння палива, запаленого від іскри свічки у верхній мертвій точці ходу поршня, змушують його опуститися вниз. Колінчастий вал починає обертання, виконуючи корисну роботу.
Завдяки здійсненню робочого ходу підвищується тиск усередині кривошипної камери. Суміш палива з повітрям, доставлена туди попередньому етапі, піддається стиску. Поршень піднімається до випускного отвору, відчиняючи його. Відпрацьовані гази залишають камеру, потрапляючи у глушник. Рух поршня, що продовжується, сприяє відкриванню продувного вікна.
Завдяки підвищеному тискуповітряно- паливна сумішіз кривошипної камери заповнює внутрішній простір циліндра. Одночасно витісняються залишки відпрацьованих газів, відбувається заповнення надпоршневого простору. При досягненні поршнем крайнього нижнього положення відновлюється циклічний процес.
Конструктивні відмінності
З розглянутого вище принципу дії двох типів двигунів можна визначити чим відрізняється двотактний від чотиритактного силового агрегату. Основна різниця полягає у конструктивних особливостях механізмів.
Принципова відмінність полягає в системі газообміну, що забезпечує двигун повітряно-паливною сумішшюі відповідає за видалення відпрацьованих газів із внутрішнього простору циліндрів.
Здійснює процес за рахунок спеціального газорозподільного пристрою, доповненого спеціальним клапанним механізмом. Подання та випуск здійснюється під час окремих тактів. Це дещо ускладнює конструкцію силового агрегату.
Двотактні двигуни влаштовані набагато простіше. У них такти стиснення та розширення поєднані із заповненням та спустошенням циліндрів. Система клапанів замінена двома спеціальними отворами в стінках, через які в камеру поставляється паливно-повітряна суміш та видаляються відпрацьовані гази. Відсутність газорозподільного механізму значно спрощує конструкцію силового агрегату, а й істотно знижує його вагу.
Порівняльний аналіз двотактного та чотиритактного моторів
Щоб краще зрозуміти, чим відрізняються типи силових агрегатів, слід ознайомитися з їх основними характеристиками, представленими у вигляді таблиці.
| Чотирьохтактний двигун | Двотактний двигун |
| Кількість тактів робочого ходу поршня на повний оборот колінчастого валу | |
| 2 | 1 |
| Збалансованість роботи | |
| Компенсувати вібрації, спричинені нерівномірністю розподілу моменту, що крутить, доводиться важким маховиком | Мотор працює досить рівномірно, що дозволяє застосовувати маховик набагато меншої ваги. |
| Маса двигуна | |
| Тяжкий за рахунок додаткового обладнання | Набагато легше |
| Конструкція | |
| Досить складна через необхідність застосування газорозподільного пристрою з клапанним механізмом | Спрощена завдяки відсутності клапанної системи |
| Вартість | |
| Висока | Нижче, ніж у чотиритактного |
| Механічний ККД | |
| Знижений через велику кількість деталей, що труться. | Високий за рахунок зменшення кількості рухомих елементів, що піддаються тертю |
| Продуктивність | |
| Висока, що пояснюється повною заміною відпрацьованих газів свіжою паливно-повітряною сумішшю | Дещо нижче через перемішування відпрацьованих газів з новою порцією горючої суміші |
| Робоча температура | |
| Низька | Вища |
| Охолодження | |
| Рідина | Повітряне |
| Витрати палива | |
| Знижений за рахунок повного згоряння | Завищений через перемішування нового упорскування із залишками відпрацьованих газів |
| Габарити | |
| Такий двигун має великі розміри | Двотактним моторам властиві менші габарити. |
| Система змазки | |
| Складна | Спрощена |
| Звукові характеристики | |
| Порівняно тиха робота | Шумніший |
| Споживання мастила | |
| Низьке | Підвищене |
| Теплова ефективність | |
| Висока | Знижена |
| Схильність до зносу | |
| Делі, що труться, зношуються менше, що продовжує термін служби силового агрегату. | Більш швидке зношування рухомих елементів сприяє скороченню терміну експлуатації двигуна |
Деякі позиції таблиці вимагають детального розгляду.
Система змащення моделей двигунів, що розглядаються.
Принцип мастила є черговою істотною відмінністю, що характеризує роботу двотактних та чотиритактних моделей силових агрегатів. Перші з них передбачають перемішування певної кількості моторної олії з бензином. Існують встановлені пропорції такої суміші.
Найчастіше на одну частину олії припадає від 25 до 50 частин бензину. При загорянні горючої суміші мастило, представлене у вигляді дрібних розпилених частинок, згоряє разом із паливом. Речовини, що утворюються в результаті згоряння, видаляються разом із вихлопними газами.
Існує два способи отримання масляно-бензинової суміші:
- звичайне механічне перемішування при безпосередній подачі пального в паливний бак;
- Усе необхідні компонентипоставляються всередину системи окремо. Для отримання необхідної паливно-масляної суміші призначений спеціальний патрубок. Розташовується деталь у просторі, що відокремлює циліндр від карбюратора.
Для чотиритактного мотора застосовується виключно роздільна подача бензину та олії. Паливо не перемішується зі змащенням, незалежно виконуючи встановлені функції. Тому конструкція двигуна дещо ускладнюється за рахунок необхідності існування окремої системи, що забезпечує силовий агрегат необхідною кількістю олії. Додатковим обладнанням для мастила є масляний бачок, фільтр, помпа, клапани та трубопровідна магістраль.
Вимоги до масла, що застосовується для двотактних двигунів, посилюються через його повне згоряння. Необхідною умовою є мінімальна кількість продуктів горіння у вигляді нагару та сажі.
Мастило чотиритактного двигуна має забезпечувати стабільні показники протягом тривалого часу експлуатації.
Сфера використання
Окремо слід зазначити, що з точки зору економічності чотиритактний двигун дещо вигідніший за двотактний мотор. Це пояснюється зниженою витратою палива, що важливо за нинішньої вартості пального. Незважаючи на це, значні габарити дозволяють використовувати таке обладнання тільки для великої техніки, на кшталт вантажних і легкових автомобілів, автобусів та ін.
Невеликі розміри, доповнені зниженою масою агрегату, допускають застосування двотактних двигунів для мопедів, скутерів, мотоциклів та інших дрібногабаритних пристроїв. Використовується така модель двигуна і в газонокосарках, моторних човнахі т.д.
Висновок
Проведене дослідження дозволило визначити переваги та недоліки двох типів двигунів. Незважаючи на незаперечні переваги двотактних моторів, вони все ж таки дещо програють чотиритактним через токсичність вихлопу та надзвичайно галасливу роботу.
Однак, заповзятливі виробники знайшли спосіб нівелювати ці прикрі недоліки. Дещо ускладнивши конструкцію додатковим обладнанням, вони пропонують використовувати для продування мотора чисте повітря. Таке нововведення дозволить значно підвищити економічність двотактного силового агрегату поряд із екологічністю.
Існує два основних типи двигунів: двотактніі чотиритактні. Практично на кожному моторолері, особливо до 2000 року випуску, встановлено двотактний двигун.
Двотактний двигун,двигун внутрішнього згоряння, в якому робочий цикл здійснюється за один оборот колінчастого валу, тобто наповнення циліндра горючою сумішшю (або повітрям), стиснення та згоряння, а також розширення та випуск газів відбуваються за два ходи поршня
Недоліки двотактних двигунів:
Недоліком є висока термічна навантаженість поршневої групи, що знижує надійність двигуна і складність здійснення продування.
Переваги двотактних двигунів:
У двотактних двигунах всі робочі цикли (процеси впуску паливної суміші, випуску відпрацьованих газів, продування) відбуваються протягом одного обороту коленвала за два основні такти. У двигунів такого типу відсутні клапани (як у чотиритактні ДВС), їх роль виконує поршень, який при своєму переміщенні закриває впускні, випускні та продувні вікна. Тому вони простіші у конструкції.
Потужність двотактного двигуна при однакових розмірахциліндра та частоті обертання валу теоретично вдвічі більше чотиритактного за рахунок більшої кількості робочих циклів. Однак неповне використання ходу поршня для розширення, найгірше звільнення циліндра від залишкових газів і витрати частини потужності, що виробляється, на продування приводять практично до збільшення потужності тільки на 60...70%.
Чотирьохтактний двигун,двигун внутрішнього згоряння, цикл роботи якого складається з чотирьох тактів (ходів поршня), що відбуваються за два обороти колінчастого валу двигуна. При його першому обороті здійснюється впуск та стиск. Впуск робочої суміші(у карбюраторного двигуна, або двигуна із запаленням від іскри) або повітря (у дизеля) відбувається при русі поршня від верхньої мертвої точки(ст. м. т.) до нижньої мертвої точки (н. м. т.). Стиснення робочої суміші або повітря здійснюється при русі поршня від н. м. т. до ст. м. т. При другому обороті колінчастого валу відбувається робочий хід (поршень рухається так само, як при впуску) і випуск (поршень рухається так само, як при стисканні). Робочий хід (згоряння - розширення) здійснюється під впливом тиску поршень продуктів згоряння палива. Випуск – останній такт; під час нього продукти згоряння, що відпрацювали, видаляються з циліндра двигуна.
Недоліки чотиритактних двигунів:
Усе неодружені ходи(впуск, стиснення, випуск) відбуваються рахунок кінетичної енергії, запасеной колінчастим валомі пов'язаними з ним деталями під час робочого ходу, в процесі якого хімічна енергія палива перетворюється на механічну енергію рухомих частин двигуна. Оскільки згоряння відбувається в частки сік, воно супроводжується швидким збільшенням навантаження на кришку (головку) циліндра, поршень та інші деталі двигуна. Наявність такого навантаження неминуче призводить до необхідності збільшити масу деталей, що рухаються (для підвищення міцності), що в свою чергу супроводжується зростанням інерційних навантажень на деталі, що рухаються. Поступаються за потужністю двотактним.
До незначних недоліків, які з лишком окупаються перевагами, можна віднести роботи з регулювання теплового зазоруклапанів та час розгону скутера з місця, яке дещо більше, ніж у двотактних мопедів. Останню проблему можна усунути оптимальним налаштуванням варіатора та відцентрового зчеплення.
Переваги чотиритактних двигунів:
-Економічність витрати палива;
-Надійність;
-Простота обслуговування;
-чотиритактний двигун працює тихіше і стійкіше.
На відміну від двотактного двигуна, в якому мастило колінвала, підшипників колінвала, компресійних кілець, поршня, пальця поршня та циліндра здійснюється завдяки доданню олії в паливо; колінвал чотиритакого двигуна знаходиться у масляній ванні. Завдяки цьому Вам не треба змішувати бензин з олією або доливати олію в спеціальний бачок (на моделях двотактних скутерів із роздільною системою мастила). Достатньо залити чистий бензин у паливний бак і можна їхати, при цьому відпадає необхідність покупки спеціальної оліїдля 2-тактних двигунів.
Так само на дзеркалі поршня та стінках глушника та вихлопної труби утворюється значно менше нагару. До того ж, у 2-тактному двигуні відбувається викид паливної суміші вихлопну трубущо пояснюється його конструкцією.
Вибір все одно залишається за вами!
Підвісні човнові мотори
Який краще 2 тактний чи 4 тактний?
На різних інтернет майданчиках, іноді розгоряються дебати з питання затребуваності 2-х і 4-х тактних моторів човнів. Одні опоненти запевняють, що краще 2-х тактника не знайти, інші продовжують наполягати, явних перевагах 4-тактний двигун.
Зазначимо, що кожен із цих агрегатів наділений своїми перевагами та недоліками, а купувати треба той мотор, який підійде для ваших умов експлуатації. Після прочитання цієї статті, вам залишиться тільки вибрати потрібний саме вам двигун. Ми ж намагатимемося навести всі аргументи «за» і «проти» у використанні даних конструкцій.
Екологічна безпека
Незважаючи на зусилля конструкторів човнових моторів, паливо, яке «зобов'язане» повністю згоріти в камері, потрапляє у вигляді робочої або незгорілої до кінця суміші у вихлопний газ. Двотактник виконаний так, що масло, що змащує колінчастий вал, малими дозами проникає в камеру згоряння, а далі з недогорілою сумішшю вилітає прямо у водойму. Ось тут і треба подумати, вибрати Мотор для човна 2 чи 4 тактний.
Законами в Америці та деяких країнах Європейського союзу забороняється продаж та експлуатація 2-х тактних моторів, оскільки у них перевищено екологічні нормиіз забруднення навколишнього середовища. Тому, якщо захотіли походити водами Європи, то купуйте 4-х тактний.
Що стосується Росії, то зараз таких законів у нас немає. Отже - сміливо можна купувати двотактник! Але, один момент все-таки підкреслимо, якщо ви є прихильником людей, які хворіють за збереження природи, то відповідь на питання який краще двотактний або чотирьох тактний мотор, Ви зараз отримали.
Маса двигуна
Розберемося, чому двигуни названі 2-х тактний або 4-х тактний. Пояснюється це просто: у двотактників кожен другий такт є робітником, у чотиритактників – четвертий такт. За ідеєю, двигуни з двома тактами повинні перевищувати за потужністю чотиритактові двигуни вдвічі, зауважимо - при рівних об'ємах у камерах згоряння. Але практика показала, що це не так.
Конструктивні особливості у вигляді недоліків (попадання незгорілої суміші у вихлопний розтруб), говорять про зниження цього показника майже в 2 рази. Виходить, що для досягнення мети рівномірного розподілу потужності по валу, необхідний 2-тактний мотор розміром, меншим, ніж 4-х тактний. Ну, а коли розмір менший, відповідно і двигун легший. Висновок напрошується сам за себе - хочете двигун легше по масі, купуйте двотактний.
Ми знаємо, коли важлива вага двигуна. Надуваючи кожен раз свій човен, ви встановлюєте мотор на транець, а після виходу з водоймища знімаєте двигун щоразу, а може навіть зберігаєте його на балконі N-го поверху. Ось тут - вага двигуна грає велику роль.
Коли ж двигун встановлений на транці і не знімається довгий часз човна, то цьому випадку питання маси двигуна гостро не ставиться. Вага двигуна відіграє відчутну роль, коли човен невеликої довжини і чим він коротший, тим частіше доведеться навантажувати ніс, щоб підійти до двигуна безпечно або почати хід на режимі гліссування. Ми отримуємо чергову відповідь на питання що краще плм 2х або 4х тактний, який розглянутий з погляду ваги двигуна.
Економія коштів
Двотактні і чотиритактні двигуни мають однакову потужність, але 4-тактні мотори коштують дорожче за 2 тактні, іноді різниця доходить до п'ятдесяти відсотків. Вся справа в особливостях конструкції першого, тому якщо ви хочете заощадити кошти, купуйте двотактник.
Використання палива
Не секрет, що ККД 4-тактного агрегату більше, а витрата палива і масла менше, ніж у двотактного мотора. Зумовлено це, знову ж таки конструктивними особливостямидвигуна. У ситуації, коли ви виходите на воду раз-по-раз - одна витрата палива, а якщо проводите на воді весь сезон, до самого льодоставу, то витрата бензину відповідно збільшується в рази. Ось тут і подумайте, який краще придбати двигун 2 тактний або 4 тактний.
Деякі стверджують, що ресурс 4-тактника вищий, ніж у 2-х тактного побратима. Але, це справжнісінька теорія. Припустимо, виробник заявив, що двигун має ресурс 2 тисячі м.ч. Для встановлення цього на практиці, треба в цілодобовому режимі ходити водоймою, забувши про відпочинок і не дивлячись на погодні умови. І в яку суму виллється така перевірка на істину, важко уявити.
Навіть, якщо й проводилися такі випробування, їх можна вважати умовними. З найбільшою ймовірністю, виробники моторів човнів спонсорували ці випробування, отже, складно дати об'єктивну оцінку таким даним. Тому міркувати про ресурс ПЛМ немає необхідності, швидше за все він розрахований лише теоретично. Висновок: щодо цього питання складно дати відповідь, який двигун краще, з двома тактами або чотирма.
Застосування олії
Зазначимо, що двотактники працюють на бензиново-масляній суміші, а чотиритактні моторина бензині, у його чистому вигляді. Іноді при виборі двигуна багато покупців вбачають у процесі приготування розчину бензину і масла певні незручності.
Для того, щоб обкатати мотор необхідно зробити суміш 1:25, а після того, як двигун обкатаний, суміш готують з розрахунку 1:50. Не треба мати великих знань у математиці, щоб приготувати такий розчин. Деякі власники ПЛМ одразу на заправної станціїналивають потрібну кількість олії в ємність і доливають потім бензин, а дорогою до водойми суміш «готується».
Що стосується масел, то в даний час виробляються і продаються олії здатні самозмішуватися. Тут, вибір за вами, який купити мотор, 2 або 4 тактний.
Обслуговування та ремонт
Будь-яка техніка, механізми чи конструкції, які реально експлуатуються, після закінчення певного відрізка часу, «зажадають» ремонту. І будь-кому стає зрозуміло, що чим дорожча технікатим дорожче обійдеться її ремонт.
Якщо ви розумієтеся на двигунах і руки у вас «золоті», а обслужити і відремонтувати мотор не складе труднощів, то купуйте мотор 2-х тактний. Дані двигуни не складні у пристрої, є фахівців, здатних дати пораду з ремонту.
До того ж двотактні мотори виробляються давно і не знімаються з виробництва, а є навіть майстри, які можуть налаштувати такий мотор прямо на воді. Який мотор, 2-х тактний або 4-х тактний вибрати за даним критерієм, вам напевно стало зрозуміло.
Інші нюанси
Важлива характеристика – шум мотора. Двотактні двигуни більш галасливі, ніж чотиритактники. Стає це відчутним на найменшому ходу чи повному. Виходячи з цього, подумайте - якщо ви любите тролінгувати, то варто вибрати 4-х тактний агрегат.
Черговий недолік 2-тактника - велика димність, обумовлена наявністю олії в суміші. Якщо ви любите тролінгувати, то в моменти попутного вітру говорити про комфорт не доведеться. Тому, що краще ПЛМ 2х або 4х тактний даному випадку, Ви розберетеся швидко.
Транспортування
Двигуни з чотирма тактами транспортують у певному положенні, що вказано в посібнику з експлуатації двигуна. У цей час двотактники перевозити можна як захочеться, іноді навіть гвинтом вгору. Пояснюється такий стан речей просто: у 4-х тактних моторів є масло в картері, тому при неправильному положенні агрегату, що транспортується, може статися його витік.
Прихильники двотактників акцентують увагу на цьому факті, хоча сам факт не впливає ні на швидкість, ні на потужність двигуна. І взагалі, хочеться сказати, що перевезення 4-х тактного двигуна в цьому випадку, не приносить, в принципі, відчутних незручностей користувачеві двигуна. Щодо питання зручності транспортування вибір тільки за вами – двотактний або чотиритактний.
Фінальні порівняльні характеристики
Двотактні ПЛМ:
Економні за ціною, у чому заслуга масовості виробництва цих двигунів;
Оптимальне співвідношення ціни та потужності;
Можна легко вибрати мотор із широкого модельного ряду;
Моделі моторів мають електронну начинку, що знижує ймовірність несправності двигуна та дозволяє більш точно налаштувати ПЛМ під час роботи на воді;
Ідеальний варіант для початківців, для відпочинку з родиною, а також для човнів, не призначених для далеких водних подорожей.
Чотирьохтактні ПЛМ:
Більш досконалий двигун, за вартістю трохи дорожчий, ніж 2-х тактний;
Наблизилися до двотактним моделямза характеристикою співвідношення ціна-потужність;
Низькі параметри шумності (мотори, більш підходящі для тролінгу);
Постійне збільшення модельного ряду;
Нові розробки в електронній начинці двигуна;
Низькі викиди продуктів згоряння у воду, двигуни екологічно безпечніші;
Найменша витрата палива, ніж у двотактних двигунів, що економить у результаті кошти споживача.
Який би з двох моторів ви не вибрали, кожен із них має свої плюси та мінуси. Орієнтуйтеся більше на свої запити, і вибір ПЛМ стане для вас правильним у всіх відношеннях!
Вибрати найбільш підходящий саме вам човен, ми пропонуємо в інтернет магазину Seamotors18, де представлений широкий вибірякісних та надійних човнових моторів від відомого бренду- компанії Hangkai.
Завітайте на сторінки сайту магазину та зателефонуйте вказаному на ньому або залиште там же заявку, ми обов'язково вам передзвонимо!
Наші висококваліфіковані фахівці проконсультують вас з усіх питань і допоможуть визначитися з правильним вибором!
Принцип роботи 2-х та 4-х тактних двигунів
Перш ніж говорити, який двигун краще розглянемо пристрій двигунів.
Тактом робочого циклу ДВЗ є хід поршня від однієї мертвої точки до іншої. Один такт відповідає 180-градусному повороту (напівобороту) колінчастого валу. При 4-тактному процесі робочий цикл здійснюється за два обороти валу, при 2-тактному - за один.
Є ті ж 4 такти: впуск - стиск - розширення - випуск. Спочатку відкривається впускний клапан, поршень йде вниз, під дією розрідження, що створюється в циліндр надходить свіжа паливоповітряна сумішабо повітря – це такт впуску. Потім клапан закривається, поршень йде нагору - відбувається стиск. Наступний такт: стисла суміш загоряється іскрою, поршень під дією цього йде вниз - це розширення, або робочий хід поршня. Двигун здійснює корисну роботу саме протягом такту розширення. Потім поршень йде нагору, відкривається випускний клапан, Через який продукти згоряння палива виходять в атмосферу - це такт випуску.
У випадку з двотактним процесомвсе вже не так просто. Такти умовно називаються стиск та розширення. Як видно, місця окремим тактам впуску та випуску тут не знайшлося. Це не випадково. Хоча у двотактному двигуні процеси впуску і випуску присутні, для їх здійснення необхідно, щоб тиск на вході в циліндр був вищим за атмосферний. Тобто потрібний примусовий наддув. Ті, хто знайомий із двотактними мотоциклетними бензиновими двигунами, можуть заперечити: на мотоциклах немає жодних турбо- або механічних компресорів. Окремого компресора у мотоциклетному двотактнику справді немає. Функцію компресора покладено на картер двигуна.
У простих мотоциклетних моторах немає клапанів у голівці циліндра, замість них існують впускні та випускні вікна в стінках циліндра, що перекриваються тілом поршня. Впускні вікна пов'язані з карбюратором не безпосередньо, а через канали перепуску, що виходять в картер. Протягом ходу поршня вгору нижній край відкриває вікно, на якому знаходиться карбюратор, робоча суміш під дією розрідження, створюваного поршнем, що йде вгору, спрямовується в картер. Коли поршень йде вниз, він перекриває це вікно, робоча суміш починає стискатись. Поршень йде далі, відкриваючи перепускні вікна, робоча суміш під тиском подається в циліндр, де витісняє відпрацьовані гази у випускне вікно. Поршень йде знову вгору, і процеси під його днищем повторюються, тоді як у циліндрі відбувається стиск робочої суміші. Потім стисла суміш запалюється свічкою, і поршень йде вниз, здійснюючи такт розширення, або робочий хід.
2-х такт двигун швидше реагує на ручку газ. У 4-х тактника для здійснення повного робочого циклу поршню необхідно зробити 2 повних обороту в той час як у 2-х тактних тільки один.
Двотактні недоліки
1. Більша витрата палива. Нагадаємо, зразкову витрату можна вирахувати за формулою: для 2х такту 300 грам на одну кінську силу для 4х такту 200 грам.
2. Гучність. на максимальних оборотах 2-х тактні мотори зазвичай працюють трохи голосніше 4х тактників.
3. Комфорт. 4-х тактні мотори не так вібрують на малих оборотах (стосується тільки двоциліндрових двигунів. Одноциліндрові і 2-х і 4-х тактники вібрують приблизно однаково) і не так димлять як 2-х тактники. Димність важливий момент, особливо якщо ви любите тролити.
4. Довговічність. Досить спірний пункт. Існує думка, що 2-тактні мотори менш довговічні. З одного боку це зрозуміло, тому як масло для змащення елементів двигуна, що труться, подається разом з бензином, а значить працює не так ефективно на відміну від 4-х тактних двигунів де тертьові елементи буквально плавають в маслі. Але з іншого боку 4-х тактний мотор по конструкції набагато складніший за конкурента, складається з значно більшої кількості деталей, а золотий принцип механіки. простіше тимнадійніше ще ніхто не скасовував.
І ще раз, але детальніше:
У чому різниця між 2Т та 4Т двигунами?
Почнемо із принципу дії. Будь-який двигун внутрішнього згоряння має поршень, який через шатун крутить колінчастий вал (і в кінцевому підсумку колеса), що рухається енергією згоряння парів палива в суміші з повітрям (паливної суміші).
У 2Т двигуні процес наповнення циліндра свіжою горючою сумішшю, стиснення її, займання, робочого ходу (коли енергія згоряння з силою рухає поршень вниз, обертаючи колінчастий вал) і випуску вихлопних газів відбувається за два такти.
Перший такт. Поршень йде нагору, стискаючи паливну суміш. Відбувається займання горючої суміші. Другий такт, робочий хід. Гази, що розширюються, штовхають поршень вниз. Коли він знаходиться внизу, він відкриває випускні та впускні вікна у стінках циліндра. Вихлопні газивиходять у глушник, їхнє місце займає свіжа паливна суміш і повторюється перший цикл. Все це відбувається за один оборот колінчастого валу.
У 4Т двигуні процес наповнення циліндра свіжою горючою сумішшю, стиснення її, займання, робочого ходу та випуску вихлопних газів відбувається за чотири такти.
Перший такт, впуск. Поршень йде вниз, клапан впуску відкривається, і паливна суміш надходить у циліндр. Коли поршень досягає нижнього положення, клапан впуску закривається.
Другий такт, стиск. Поршень йде вгору, обидва клапани закриті, паливна суміш стискається. Коли поршень знаходиться вгорі, свічка спалахує горючу суміш.
Третій такт, робочий хід (розширення). Гарячі гази швидко розширюються, штовхаючи поршень вниз (обидва клапани закриті).
Четвертий такт випуску. По інерції колінвал продовжує своє обертання (для рівномірності обертання на колінвалі встановлені вантажі – щоки колінвала), поршень йде нагору. Одночасно відкривається випускний клапан, і гази, що відпрацювали, виходять у вихлопну трубу. У верхньому положенні поршня випускний клапан закривається. Ці 4 такти відбуваються за два обороти колінчастого валу.
Кажуть, двотактний двигун потужніший і скутер із ним динамічніший. Це вірно?
Так. 2Т двигун за два обороти колінчастого валу встигає двічі використовувати енергію згоряння палива. Багато хто вважає, що він вдвічі потужніший за двигун 4Т. Але зверніть увагу, у 2Т двигуні частину циліндра займають впускні та випускні вікна, значить кількість пального, яке потім згорить, менше в об'ємі, ніж у двигуна 4Т, де цілільний циліндр. У двигуні 2Т через простоту конструкції мастило колінчастого валу виробляється маслом, доданим у бензин. Олія в робочій суміші знижує енергію, що виділяється (масло горить гірше). Через особливості впуску-випуску горючої суміші та вихлопних газів у двигуні 2Т більше горючої суміші «відлітає в трубу», не згоряючи. У 4Т двигуні цей процес за рахунок складнішого механізму впуску-випуску мінімальний. В результаті - 2Т двигуни, дійсно, потужніше (але не вдвічі), але більше висока потужністьу них досягається у вужчому робочому діапазоні обертів колінчастого валу (тобто ви стартуєте з місця, скутер ледве розганяється, потім настає так званий «підхоплення», скутер «вистрілює», але швидко в'яне) і вам для динамічної їзди весь час доведеться підтримувати певні оберти двигуна. Як Ви розумієте, чим потужніший 2Т двигун, тим вже діапазон обертів, тонше налаштування та двигун дорожчий. Насолодитися повною мірою перевагами 2Т двигуна можуть або спортсмени (де важливіше вичавити все і зараз), або володарі бензопил та газонокосарок (яким чим простіше і дешевше, тим краще). Якщо Вам хочеться покращити динамічні характеристикиВашого скутера можна встановити комплект для збільшення робочого об'єму двигуна до 70 куб.с.м. Після переробки Ваш скутер не поступиться 2Т моделями і задоволення від їзди буде більше.
4Т двигун менш потужний, отже, на такому скутері нецікаво їздити?
З попередньої відповіді випливає, що навіть дещо менш потужний 4Т двигун має більш сприятливу характеристику - він «еластичний». Відразу з початку руху, він забезпечить скутеру "паровозну тягу", тобто Ви плавно і впевнено без "провалів" і "підхватів" набираєте швидкість, і впевнений набір швидкості буде доступний Вам у всьому діапазоні обертів колінчастого валу. Недолік потужності позначиться лише у верхньому робочому діапазоні оборотів двигуна, тобто коли Ви "шпарите" на межі. Якраз близько до цього режиму руху 2Т двигун і видасть максимальну потужність. Скажіть, чи довго прослужить техніка, яка експлуатується на межі можливостей? Вам не шкода грошей на позаплановий ремонт?
4Т двигун більш надійний?
Безперечно.
У 2Т двигуні поршень, поршневі кільцяі циліндр фактично є витратним матеріалом через особливості конструкції - в циліндрі отвори. Багато скутеристи закочують поршень 2Т двигуна за сезон, а циліндр – за два. У 4Т двигуні Ви про це забудете. 4-5 сезонів на одному поршні 4Т двигуна – норма.
Через більш якісне мастило (масло подається до відповідальних частин не в суміші з бензином, а шляхом розбризкування або подачі під тиском), 4Т двигун розрахований на більший ресурс. Більш важкий клапанний механізмвпуску-випуску газів чіткіше працює, вимагає нескладного та не частого обслуговування.
4Т двигун економічніший?
Звичайно. 50-кубова 2Т модель із пристойними характеристиками (потужність 4-5 л.с), споживає 3.5 л бензину на 100 км. Плюс олія. А 4Т двигун потужністю 3 л. "з'їсть" 2.2 л. бензину. Олія не витрачається взагалі.
Від цього залежить не тільки швидкість спустошення Вашого гаманця, а й пробіг на одній заправці. Так як баки у скутерів приблизно однакові, то 6 літрового бака Вам вистачить, щоби проїхати на 100 км більше на 4Т скутері без зупинок.
Кому Ви порадите купити такий скутер?
Насамперед тим, хто їздитиме на дачі, до лісу та по полях для прогулянок та на рибалку, у місті на роботу в годину пік. Скутер дозволить відчути себе вільним. Для підлітка це іграшка, яка є першим кроком у освоєнні світу двоколісних. транспортних засобіві тих насолод, які це обіцяє. Почати в будь-якому випадку краще з надійної, економічної та недорогої техніки, щоб радість володіння скутером не затьмарилася високою ціною, частими ремонтами, високими витратамина бензин.
