Робота двотактного двигуна

як працює двотактний двигун

Крім всім відомих чотиритактних двигунів, які використовуються в автомобілях, є ще двигуни двотактного дії, які встановлюють на технічні агрегати: бензопили, мотоцикли, газонокосарки, квадроцикли, скутери, човни і т.д. Основна відмінність двотактного від чотиритактного двигуна – це принцип роботи ДВС. Крім цього, 2-х тактні мотори менше за габаритами, здатні розвивати меншу потужність і, отже, мають менший ККД.

статті:

 

  1. Пристрій двотактного двигуна.
  2. Принцип роботи 2-х тактного ДВС.
  3. Як збільшити потужність двигуна своїми руками?
  4. Як збільшити тягу?
  5. Проблема з продувкою після збільшення потужності.
  6. .

Пристрій двотактного двигуна

Конструкція такого мотора простіше, ніж у чотиритактного. У двотактного ДВС немає газорозподільного механізму. Двигун складається з блоку циліндра, в якому розташовується колінвал на підшипниках.

Головка шатуна лягає в спеціальне для неї місце – шийка вала. Між головкою шатуна і шийкою валу – вкладиші, які фіксуються корончата гайками.

Верхня частина шатуна кріпиться з поршнем за допомогою пальця. Палець – це порожнистий циліндр, який служить сполучними елементом конструкції шатун-поршень.

На поршні в спеціальні канавки по периметру у верхній частині встановлюються компресійні кільця, від яких залежить компресія двигуна.

Рушійним елементом в двигуні внутрішнього згоряння є паливно-повітряна суміш, яка згораючи створює енергію, що штовхає поршень вниз. Від руху поршня вгору-вниз відбувається обертання колінчастого вала. На коленвале закріплюється маховик, який передає обертання далі, тобто валу коробки і так далі.

Охолодження двотактного двигуна здійснюється через ребра зовнішнього блоку. Крім зовнішнього охолодження, деяка частина охолодження йде від масла, яке міститься в бензині.

У двотактні двигуни заливається бензин, в яке додана спеціальна моторне масло. Наприклад, для газонокосарки Штиль, на 5 літрів бензину, треба додати 100 грам, тобто, співвідношення бензину до маслу 50: 1. Саме стільки кількості масла відмінно змащує тертьові поверхні циліндр з кільцями поршня.

Принцип роботи

Один оборот колінчастого вала є одним циклом робочого процесу двигуна внутрішнього згоряння.

Паливо (бензин + масло) з повітрям подається в робочу камеру згоряння циліндра, після чого за рахунок утворення іскри свічки запалювання, відбувається вибух горючої суміші, енергія якої різко відштовхує поршень вніз.Когда поршень рухається вниз, відкривається випускне вікно і трохи пізніше відкривається перехідний вікно , через яке впорскується нова порція пального.

 

У картер двигуна паливна суміш потрапляє через вікно, що відкривається за рахунок вакууму при русі поршня вгору від нижньої мертвої точки (НМТ) до верхньої (ВМТ). При цьому русі також відкривається вікно для викиду газів згорілої суміші. Через мілісекунди відкривається продувні вікно. Через продувні вікно подається нова порція палива.

Як підвищити потужність

Як і 4-х тактний двигун, 2-х тактні можна вдосконалити, зробити, так званий, чіп-тюнінг.

Для підвищення потужності ДВС можна зробити наступне:

  • Розточити випускний отвір, щоб відпрацьовані гази виходили повністю.
  • Поліпшити ефект продувки. Продування – це видалення відпрацьованих газів і наповнення робочого об’єму циліндра новою порцією паливної суміші. Зробити потрібно так, щоб через впускний вікно встигало впорскуватися паливо в камеру згоряння. Якщо паливо не буде в потрібному обсязі надходити в камеру згоряння, то в картері мотора буде накопичуватися паливо. Тому, для якісного заповнення паливом робочої частини циліндра, потрібно збільшити діаметр отвору випускного вікна (викиду відпрацьованих газів).
  • Можна застосовувати на карбюраторі вихровий дифузор. Вихровий дифузор називають також нульовий. За рахунок цього дифузора за менший період часу буде надходити в циліндр більше палива.
  • На глушник вмонтувати спеціальний резонатор, відповідний за оборотами до конкретного двигуну. Резонатор робить так, щоб не згоріла паливна суміш, поверталася назад в циліндри. Це ефективно, коли в циліндрі відбувається не повне згоряння суміші.

Щоб частина циліндра під поршнем заповнювалася повністю, треба оглянути впускні і випускні канали, можливо, на отворах є подряпини, задираки, відколи. Такі дрібні дефекти впливають на швидкість руху палива і газів.

Для кращого ефекту підвищення потужності можна відфрезерувати і потім відшліфувати головка блоку циліндрів (ГБЦ).

Не рекомендується зменшувати вагу деталей двигуна, так як через збільшення різниці противаги, порушення центру ваги, може збільшитися торцеве биття маховика і коленвала.

Як збільшити тягу

Тяга двотактних моторів залежить від відкриття дросельної заслінки. З різким зростання оборотів двигуна, зростає тяга. Звідси випливає, що, для того, щоб зменшити час розгону ДВС, треба збільшити робочий об’єм циліндра.

 

Коли двигун працює на низьких оборотах, якісна тяга підвищує прийомистість, збільшує швидкість розгону – прискорення.

Тягу також можна збільшити шляхом заміни клапанів на спеціальні і налаштувати їх так, щоб вони трималися в відкритому положенні довше, ніж звичайні.

Проблема з продувкою

Чим вище обороти коленвала, тим більше потужність. Але, конструкція двотактних двигунів має таку особливість – чим швидше починає рухатися поршень, тим гірше продувається камера згоряння циліндра, так як вікна подачі і випуску відпрацьованих газів залишаються відкритими дуже мало часу.

Камерна продування – це видалення газів і впорскування палива в циліндр з картера. Паливо починає всмоктуватися і перебувати в картері при русі поршня вгору. Потім, коли поршень йде вниз, впускний канал закривається і відкривається продувні вікно, через яке подається нова порція палива і виганяються гази відпрацювала попередньої суміші палива (дивіться малюнок вище, посередині).

Така проста конструкція двотактного двигуна виключає необхідність встановлювати газорозподільний механізм (ГРМ), насоса продувки, клапанів і вузла мастила.

Продування під час роботи двотактного двигуна на холостому ходу (ХХ) здійснюється по-іншому. Під час роботи на ХХ, продування здійснюється відкриванням на маленький кут заслінки. Така продування неякісна, тому на холостому ходу, багато напевно помічали, двигун бензопили або газонокосарки працює не стабільно. Що стосується бензопили, наприклад, Echo (Ехо), то там треба наполовину витягати підсмоктування.

Одноциліндровий двотактний двигун має контурну продування, тобто щелевую. У нижній частині циліндра в стінці є спеціальна щілина, через яку відбувається газорозподіл. У такті стиснення і робочого ходу, тобто коли поршень вгору, отвори впуску та продувки повинні бути закритими.

 

Контурна продування – це предпоршневой обсяг (циліндр під поршнем) являє собою продувочний насос. Така конструкція дозволяє робити двигуни найменших габаритів.

На скутери встановлюються двотактні двигуни 2Т або 4 Т. Який краще?

Анімація роботи двотактного двигуна.

Двотактний двигун Stihl (Штиль) в розрізі.

У цьому відео – робота двухтакного двигуна.

Пристрій двигуна двухтактного

як працює двотактний двигун

На сьогоднішній день існують два типи двигунів:

  • чотиритактні;
  • двотактні.

Розглянемо принцип роботи двотактного двигуна. Всі робочі цикли в двотактному (процес впуску палива і випуск вихлопних газів, продування) здійснюються за два основних такту за один оборот коленвала. У даного типу двигунів відсутні впускний і випускний клапани. Цю роль виконує поршень, який при своїх рухах по черзі закриває продувальні, випускні та впускні вікна. Це робить даний тип двигунів конструктивно більш простими.

Можливості та переваги двотактних

Теоретично потужність двигуна даного типу, при однакових розмірах циліндра і швидкості обертання валу, в два рази вище, ніж у 4х-тактний завдяки збільшенню числа робочих циклів. Але в зв’язку з неповним використанням ходу поршня при розширенні, найгірше звільнення циліндра від вихлопних газів і часткової витрати потужності на продувку призводять до збільшення потужності двигуна лише на 60-70 відсотків.

Як він влаштований

Пристрій двигуна складається з картера, в якому з двох сторін на підшипниках встановлено колінвал і циліндр.

У циліндрі переміщується поршень, який представляє з себе металевий стакан, на якому в канавки вкладені пружинні поршневі кільця. Ці кільця не пропускають гази між стінкою циліндра і поршнем.

 

У поршні є металевий стрижень – палець, який з’єднує його з шатуном. Шатун передає зворотно-поступальні рухи поршня під обертові рухи клонували.

Для змащення підшипників і поверхонь, що труться двотактного двигуна використовується паливна суміш, в яку підмішують трохи масла. Суміш палива з маслом потрапляє як в кривошипну камеру, так і в циліндр. У цих вузлах мастила ніде немає, так як вона б все одно змилася паливною сумішшю.

Саме тому масло додають до бензину в певній пропорції. Для цього використовується спеціальний тип масла, призначений спеціально для двотактних двигунів.

Таке масло здатне витримувати високу температуру, а при згорянні з паливом залишати після себе найменшу кількість зольних відкладень.

Як він працює

Розглянемо принцип роботи. Повний робочий цикл в двотактному двигуні внутрішнього згоряння відбувається за два такту:

такт перший

Стиснення. Поршень рухається з положення нижньої мертвої точки в положення до верхньої, при цьому закриває спочатку продувні, а потім випускне вікно. Після цього в циліндрі відбувається стиск надійшла в нього раннє паливної суміші. Разом з цим в кривошипно камері під поршнем, після перекривання продувочного вікна, створюється розрядження простір. Під дією цього розрядження через впускний вікно в кривошипну камеру з карбюратора потрапляє горюча суміш.

такт другий

Робочий хід. Коли поршень встановлений в положенні верхньої точки, стисла паливна суміш підпалюється від свічки електричним розрядом, в результаті чого тиск і температура газів різко збільшується.

Під дією цього розширення поршень рухається в положення нижньої мертвої точки – розширився газ здійснює корисну роботу. При цьому, опускаючись вниз, він утворює великий тиск в кривошипно камері, що закриває клапан.

Після закриття клапана гази не можуть повторно потрапити у впускний колектор і карбюратор.

При досягненні поршнем випускного вікна, воно відкриється і починається випуск вихлопних газів, тиск їх в циліндрі знижується. Рухаючись далі, поршень відкриває продувні вікно, і стислі горючі гази в кривошипно камері проходить по каналу в циліндр, що можуть провітрювати його від залишку газів. Після цього цикл повторюється заново.

 

висновок

Варто сказати пару слів про запалюванні. У зв’язку з тим, що паливу для займання необхідно час, розряд на свічці запалювання повинен з’явитися раніше, ніж поршень дійде до верхньої точки, тому, чим швидше рухається поршень, то раніше повинна бути іскра. Бувають електронні і механічні пристрої, здатні змінювати кут запалювання, що змінюється при різних частотах обертання.

Принцип роботи двотактного двигуна: його плюси і мінуси

як працює двотактний двигун

Всім доброго часу доби, шановні читачі! Незважаючи на те, що більшість з Вас є власниками чотириколісних транспортних засобів, є серед передплатників і цінителі мотоциклів, мопедів, скутерів. Якщо Ви ще не знаєте принцип роботи двотактного двигуна, то саме час ознайомитися з цією цікавою темою.

   Особливості та пристрій

Подібний тип силового агрегату став базовим для різних типів пристроїв і техніки завдяки своїй простоті і надійності. У робочому циклі такого мотора всього два такту, на відміну від 4-х тактних, які встановлюються на більшості автомобілів. Ця пара тактів – стиснення і розширення. Читач може цілком справедливо поцікавитися: а куди діваються впуск і випуск робочої суміші. Справа в тому, що вони об’єднані з зазначеними вище стисненням і розширенням.

На відміну від мотора на 4 такти, в 2-хтактного всього за один оборот колінчастого вала відбувається весь робочий цикл. Це дозволяє підвищити показники потужності якості двигуна в 1,5 і більше разів при еквівалентному робочому обсязі.

Однак це призводить до зниження коефіцієнта корисної дії, інакше такими силовими агрегатами оснащувалися б все без винятку самохідні механізми. Зате в суднобудуванні вони знайшли найширше застосування.

Одноциліндровий двотактний мотор – також невід’ємна складова кожного скутера з малим об’ємом двигуна, які щосили колесять по наших дорогах.

Ще однією важливою особливістю таких механізмів є їх схильність до перегріву. Це пов’язано з виділенням великих обсягів тепла під час роботи. Для вирішення даної проблеми може знадобитися підведення примусового охолодження. Зате є і переваги у такого моторчика: робота поршня обмежується 2-ма тактами, а це значить, що він робить вдвічі менше переміщень. За рахунок цього, скорочується знос ключових деталей силового агрегату.

 

   принцип функціонування

Розглянемо, як на практиці відбувається робота такого движка (див. Відео):

  1. Поршень починає рухатися від нижньої точки, яка ще називається «мертвої», вгору. Одночасно з цим процесом відбувається доставка палива разом з повітрям. Відкривається випускне вікно, і через нього назовні безперешкодно йдуть вихлопні гази. При цьому, відбувається момент стиснення робочої суміші.
  2. Як тільки починає здійснюватися стиснення, в кривошипно камері формується простір на основі розрідженого повітря. Вивільняється місце для надходження свіжої порції палива. При досягненні верхньої точки руху поршнем свічки запалювання видають іскру, яка запалює робочу суміш.
  3. Внаслідок загоряння робочої суміші виникає енергія, яка змушує поршень рухатися вже вниз. Надмірний тиск, що створюється в кривошипно камері, змушує стискуватися пальне. У верхній точці руху поршня випускне вікно відкривається, звільняючи вихід відпрацьованих газів, звідки вони направляються прямо в глушник.
  4. Подальший рух поршня призводить до відкриття продувочного вікна. Паливо з кривошипно камери переміщується в робочий циліндр. Як тільки поршень опуститься в нижню точку, це означає, що повний цикл роботи двигуна відбувся. І все починається знову, але це буде вже початок нового циклу.

Оскільки потужність рівноцінного мотора на два такту більше, ніж у 4-тактного побратима, він, по ідеї, повинен бути більш економічним. На практиці цього не відбувається через що виникають додаткових втрат. Відбувається часткове змішування відпрацьованих газів з знову надходять паливом, і вся ця суміш благополучно йде через вихлопну трубу. Поетом на ту ж саму кількість циклів карбюратор двотактники вимагає більше пального.

Існують відмінності і в системі мастила. У випадку з мотором на 2 такту вона здійснюється за рахунок змішування моторного масла і бензину. У 4-тактном передбачена система мастила з шестерінчастим насосом. Мастило потрапляє у впускний патрубок системи, і її поставляється саме стільки, скільки необхідно.

У таких двигунах немає клапанів, які притаманні чотиритактним моторів внутрішнього згоряння. За них ту ж саму роботу робить поршень, який при послідовному русі вгору і вниз відкриває і закриває продувальні, впускні і випускні вікна. Завдяки цьому вони вважаються більш конструктивно простими і легкими в обслуговуванні. Вважається, що показник потужності у них приблизно в 2 рази вище, ніж у тих, що розраховані на 4 такти, за рахунок більшої кількості минулих циклів.

Але через недостатньо повного використання ходу поршня, залишків в циліндрі газів, і часткової втрати виробленої потужності для продувки, фактичне збільшення корисної потужності буде не більше, ніж на 60-70 відсотків.

Іскра на таких двигунах з’являється на частки секунди раніше, ніж поршень досягає верхньої мертвої точки, а для зміни кута запалювання оснащено різними пристосуваннями для механічного та електронного типу дії.

На колишніх моделях момент займання встановлювався, виходячи з оптимального числа обертів.

Отже, підсумуємо основні переваги даного силового агрегату:

  • відрізняється малими габаритами;
  • володіє простим пристроєм;
  • видає велику потужність при тому ж робочому обсязі.

При цьому, його застосування обмежується через особливості конструкції і значних втрат.

Однак на сьогоднішній день саме таким типом двигуна і раніше оснащується велике число різноманітних механізмів, які можуть використовувати як одно-, так і двоциліндровий двигун внутрішнього згоряння на 2 такту.

 

Ви також можете насолодитися:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *