0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что означает 4 тактный двигатель

Четырехтактный двигатель, устройство и принцип работы

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 карбюраторном четырёхтактном двигателе рабочий цикл происходит следующим образом.

Рабочий цикл карбюраторного двигателя:

— 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 выхлопные газы 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 дизельного двигателя
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.

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 топливным насосом высокого давления (ТНВД). 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 коленчатого вала 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 двигателя внутреннего сгорания. 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.

Преимущества четырёхтактных двигателей:

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 глушителя 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.

Описание четырёхтактного двигателя

Начинается все в работе вышеуказанных силовых агрегатов с процесса впуска готовой топливной смеси (то есть, бензина и воздуха) в цилиндр. При этом, поршень опускается в самый вниз (нижняя мертвая точка). На следующем этапе работы четырёхтактного двигателя мотоцикла, автомобиля или прочей механики происходит сжатие топливной смеси.

Читать еще:  Что такое двигатель цдти

Во время этого процесса поршень движется к крайней верхней мертвой точке. При этом, под существенным давлением закрывается клапан цилиндра. На данном отрезке времени топливная смесь уже готова к процессу воспламенения.

Четырехтактный мотор байка продолжает свою работу после того, как свеча зажигания выдала искру и зажгла топливную смесь. После такого возгорания образовавшиеся в камере внутреннего сгорания газы расширяются и толкают поршень четырехтактного мотора вниз. Таким образом последний возвращается в исходное положение.

Дальше последует цикл выпуска газов в выхлопную систему (колено, глушак). Четырехтактный двигатель мотоцикла или автомобиля, при этом, предусматривает открытие выпускного клапана. На этом этапе прослеживается активное движение поршня вверх. Именно последний и выталкивает все продукты, образованные после воспламенения топлива, прочь из цилиндра.

Особенности четырехтактного двигателя

Данный силовой агрегат обладает массой отличий от двухтактного мотора. Во-первых, даже простой одноцилиндровой конфигурации движка он способен принести немалую мощность в дополнение к еще большей экономичности. При такой-то работе силового механизма, ведь не теряется даже небольшая часть топливной смеси, что так характерно для 2 тактной работы движка мотоцикла или автомобиля.

Все же двухтактные моторы могут похвастаться гораздо большей мощностью разделяя последнюю на объём. При этом, четырехтактный двигатель байка или четырехколесной машины обладает более существенным КПД.

Установка двухтактных двигателей больше приурочена небольшому пространству. Если на вашей раме и так мало места, устанавливать четырехтактные движки на нее неразумно.
Также отметим, что 4 тактные двигатели редко устанавливают на небольшие мотоциклы, компактные моторные лодки, бензопилы или же важные для всех нас моторизованные инструменты, ведь такая техника и без того экономична.

Четырёхтактный двигатель устанавливают на все остальные крупные транспортные средства, генераторы и т.п. механику.

Охлаждаются такие 4-х тактники моторы при помощи жидкостной системы или же, используя воздушные потоки.

Перечень преимуществ силового агрегата, проходящего 4 полные такта включает в себя:
— огромный ресурс;
— заметная экономичность;
— высокая чистота выхлопа;
— отсутствие потребности в сложной выхлопной системе;
— небольшой уровень шума в работе мотора;
— отсутствие потребности в ручном подготовлении смеси масла с бензина.

Желаем всем мотоциклистам ни гвоздя ни жезла!

Масло моторное для двухтактных двигателей: характеристики, особенности, правильный выбор

На мотоциклах, снегоходах, бензопилах и другой технике устанавливаются двухтактные двигатели, требующие специальных моторных масел. Все о моторных маслах для двухтактных двигателей, их особенностях и отличиях от масел для четырехтактных моторов, а также об их выборе и применении — читайте в статье.

Что такое моторное масло для двухтактных двигателей

Моторное масло для двухтактных двигателей (two-strokeoil, two-cycleoil, 2T oil) — специализированные масло, предназначенное для смазки бензиновых двухтактных двигателей внутреннего сгорания, в которых не предусмотрена отдельная система смазки.

Масло выполняет несколько основных функций:

  • Смазка трущихся деталей;
  • Защита деталей, узлов и агрегатов от коррозии;
  • Продление ресурса узлов двигателя;
  • В меньшей степени — помощь в охлаждении двигателя за счет улучшения теплообмена между внутренними деталями двигателя и его корпусным деталями (в первую очередь — с рубашкой охлаждения).

Как нетрудно заметить, моторные масла для двухтактных двигателей решают тот же круг задач, что и смазочные материалы для четырехтактных агрегатов. Однако 2-х и 4-тактные двигатели имеют существенные конструктивные отличия, поэтому и масла для них не одинаковы. Об этом расскажем подробнее.

Отличие масел для двухтактных двигателей от масел для четырехтактных двигателей

Техника с двухтактными двигателями

Двухтактный двигатель — простой по конструкции, надежный и эффективный силовой агрегат, который сегодня имеет очень широкое распространение на маломощной технике. Двигатели объемом от 50 до 500 куб. см устанавливаются на мотороллеры и мотоциклы, снегоходы, бензопилы, газонокосилки, моторные лодки, разнообразные генераторные установки и т.д.

Большинство двухтактных двигателей с целью упрощения конструкции не имеет отдельной системы смазки, однако трущиеся детали в них должны смазываться. Решается эта задача добавкой масла непосредственно в бензин, который через карбюратор поступает в надпоршневое (в цилиндр) и подпоршневое пространство — здесь образуется бензиномасляный туман (а точнее, топливно-масляно-воздушная горючая смесь), смазывающий собой все трущиеся детали. В цилиндре данная смесь сгорает, и образующиеся газы через продувочное окно выбрасываются в атмосферу. Таким образом, двухтактный двигатель расходует не только бензин, но и масло.

Добавка масла в бензин может выполняться двумя различными способами:

  • Непосредственно в топливный бак в определенной пропорции к бензину — смесь масла и бензина поступает в карбюратор, где смешивается с воздухом и образует горючую смесь;
  • В топливно-воздушную смесь на выходе из карбюратора — в этом случае предусмотрен отдельный масляный бачок, из которого масло с помощью дозирующего насоса поступает к выходу карбюратора, где смешивается с готовой горючей смесью.

В любом случае моторное масло для двухтактного двигателя имеет ряд особенностей, отличающих данный смазочный материал от масел для 4-тактных моторов:

  • Хорошая растворимость в бензине;
  • Низкая зольность;
  • Повышенная способность образования защитной пленки;
  • Стабильность характеристик при высоких температурах.

Все эти характеристики обусловлены особенностями эксплуатации масла. Во-первых, масло должно равномерно смешиваться с бензином, в противном случае будут образовываться крупные масляные капли, которые не смогут обеспечить равномерную смазку трущихся деталей. Во-вторых, масло должно максимально полно сгорать в цилиндре, образуя минимальное количество дыма — это обеспечивается пониженным содержанием золы. Наконец, масло должно эффективно смазывать трущиеся детали, проходя по двигателю и одновременно подвергаясь высоким температурам (до 300°С) — именно поэтому оно должно быстро создавать пленку на деталях и сохранять свои характеристики при нагреве.

Читать еще:  Что значит akl двигатель

Эти требования обуславливают состав и особенности масел.

Типы, состав и особенности масел для 2-тактных двигателей

Все масла для двухтактных моторов имеют принципиально одинаковый состав:

  • Основа — базовое масло, полученное из нефти или нефтепродуктов;
  • Присадки — комплексы различных компонентов для придания маслу требуемых характеристик.

В качестве основы могут использоваться минеральные и синтетические базовые масла, первые получаются путем перегонки нефти, а вторые — при органическом синтезе и иных технологиях переработки нефтепродуктов и газов. В пакет присадок входят растворители (для повышения способности смешивания с бензином), ингибиторы коррозии, регуляторы вязкости, очищающие (моющие), антиокислительные и другие компоненты. При этом как базовое масло, так и присадки подбираются таким образом, чтобы все они не снижали качество топлива и сгорали с образованием минимального количества твердых сажевых частиц.

С целью регулирования качества и характеристик моторных масел используются различные национальные и международные стандарты. В настоящее время применяется четыре основных стандарта, разработанных Американским Нефтяным Институтом (American Petroleum Institute, API), Японской организацией по стандартизации масел (Japanese Engine Oil Standards Implementation Panel, JASO), Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) и Национальной Ассоциации Судостроителей США (National Marine Manufacturers Association, NMMA).

Большинство этих стандартов устанавливает зольность смазочных материалов, степень растворимости их в бензине, температурные диапазоны эксплуатации, моющий эффект и другие качества. Также по стандартам предусматривается окрашивание масла в синий или иной цвет для уверенной идентификации этих материалов и визуального определения их степени растворения в бензине.

В России единого стандарта на смазочные материалы для двухтактных силовых агрегатов нет, отечественные производители используют собственные ТУ, в основе которых зачастую лежат указанные выше стандарты.

Следует заметить, что многие производители техники (особенно бензопил, бензокос, газонокосилок и другой) предлагают свои фирменные масла для двухтактных двигателей, имеющие различную маркировку — HP, HD, XP и т.д. Однако все эти материалы в любом случае соответствуют одному или сразу нескольким указанным выше стандартам. Также на упаковках масла встречается маркировка «2T», что означает лишь назначение этого смазочного материала для двухтактных моторов.

Как правильно подобрать и использовать масло для 2-тактных двигателей

Применение моторных масел для двухтактных силовых агрегатов имеет свои особенности. В первую очередь, для моторов различных типов можно использовать только рекомендованные стандартами смазочные материалы. Например, для двигателей мотоциклов и снегоходов — масла по спецификации APITC, JACO или ISO, а для подвесных лодочных моторов — масла TC-W3. И следует отказаться применения масел для четырехтактных моторов — они обладают повышенной зольностью, поэтому приводят к интенсивному образованию отложений на поршне, закоксовке колец и к другим негативным последствиям.

Добавлять масло в бензин следует только в соответствии с инструкцией к агрегату и смазочному материалу. Если масло должно добавляться в бензобак, то рекомендуется изготовить смесь в отдельной канистре в следующем порядке:

  1. Налить половину от необходимого количества топлива;
  2. Добавить необходимый объем масла;
  3. Долить остатки топлива;
  4. Тщательно перемешать смесь, вылить ее в бензобак.

Если на мотороллере, мотоцикле или снегоходе предусмотрен отдельный масляный бачок, то смазочный материал просто добавляется в него.

Критически важно соблюдать пропорции масла и бензина при их смешивании. В зависимости от указаний производителя техники соотношение масла и бензина может варьироваться от 1:20 до 1:50. Для точного соблюдения пропорций рекомендуется использовать мерные стаканчики или приобретать масло в канистрах со встроенной мерной емкостью.

При грамотном подборе масла и правильном его смешивании с бензином мотор мотоцикла, снегохода, лодки, бензопилы или генератора будет работать надежно и эффективно на всех режимах.

В сфере ремонта и строительства самое широкое применение находит простой в применении и универсальный материал — монтажная пена. Все, что вы хотели узнать о монтажной пене, ее существующих типах, составе и характеристиках, а также о подборе и применении этого материала — рассказано в данной статье.

В авторемонтной практике и на различных предприятиях часто возникает необходимость розлива топлив, масел и других технических жидкостей из бочек и еврокубов в малые емкости — для этого используются бочковые насосы, о существующих типах которых, их устройстве, выборе и применении рассказано в статье.

Монтажные, слесарные, электромонтажные и другие работы сложно представить без простого, но функционального инструмента — пассатижей и плоскогубцев. О том, что такое пассатижи и плоскогубцы, какими они бывают и как устроены, а также о правильном выборе и использовании инструмента — читайте в статье.

Эксплуатация автомобиля летом сопровождается специфическими загрязнениями — битумными и смолистыми пятнами, следами насекомых и другими. Эти загрязнения не удаляются водой при мойке, решить проблему помогают специальные средства — очистители битума и следов насекомых, о которых рассказано в статье.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Читать еще:  Что такое импульсно детонационный двигатель

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Подвесные лодочные моторы 2 и 4 такта. В чем разница? Какую тактность выбрать?

Все подвесные лодочные моторы разделяются на двухтактные и четырехтактные. Учитывая то, что оба варианта обладают своими достоинствами и недостатками, выбрать между ними не так и просто и универсального совета нет – нужно тщательно учесть все нюансы и условия, в которых вы будете эксплуатировать мотор, чтобы определиться, какую тактность вам выбрать.

Система смазки

Почему-то изначально сравнивают габариты и массу двигателей с разной тактностью, но для конечного потребителя прежде всего разница заключается в более реалистичных вещах. Поэтому основным отличием 2- и 4-тактных двигателей является система смазки. В четырехтактниках она реализована так же, как и в автомобилях – масло заливается в картер и подается через систему смазки на механизмы шатунно-поршневой группы. Расход в этом случае практически такой же, как и в автомобильных моторах – того количества масла, которое требуется залить по паспорту, хватит на длительный срок – до следующего ТО.

В двухтактниках смазка реализовывается кардинально по-другому – через камеру сгорания. Масло подается непосредственно в рабочую камеру вместе с бензином и воздухом, где сгорая, смазывает основные узлы, а потом сгорает. Отсюда и повышенный расход масла – даже при пропорции 1:25 он составит порядка 1 литра масла на 25 литров бензина.

Пример: 2 тактный Suzuki DT 40 и 4-тактный Suzuki DF 50
Расход двухтактника составляет порядка литра бензина на 1 час работы. Т. е, расход масла составит 40 грамм на 1 км. Нетрудно посчитать, что при пройденных 10 км мотор израсходует около 0.4 л масла – которое достаточно дорогое.
У четырехтактника масло нужно менять через 100 часов работы или раз в полгода, причем его объем зависит от конкретной модели – в том же DF50 потребуется всего 0.61 л масла.

Габариты и масса

По массе и габаритам двухтактные лодочные моторы предпочтительнее 4-тактных. Это обусловлено все той же системой смазки, которая вынуждает добавлять дополнительное пространство, а также самим принципом работы мотора. При этом у большинства моделей 4-тактников центр массы смещен к голове, на которую приходится порядка 80% массы, поэтому не все модели лодок приспособлены для установки таких моторов.

Пример 2-тактный двигатель Yamaha 9.9 GMHS имеет массу 36 кг, а аналогичный 4-тактный лодочный мотор Yamaha F 9.9 JMHS – от 40 кг.

Моторесурс

Разница в системе смазки приводит к тому, что моторесурс 4-тактных моторов на порядок выше, так как все трущиеся детали смазываются более тщательно и риск масляного голодания сводится к минимуму. С другой стороны, 2-тактные моторы менее технологичны, а значит на порядок проще в обслуживании.

Экономичность

Еще одно основное достоинство 4-тактных моторов — это меньший, по сравнению с двухтактниками, расход топлива. Это обуславливается тем, что в них топливо сгорает полностью, в отличие от 2-тактника, где часть маслянотопливной смеси используется для смазки движущихся частей и механизмов.

Пример: В двигателях Tohatsu M 30 средний расход составляет порядка 10 л/ч или 300 грамм бензина на 1 л.с. в час. У четырехтактной версии Yanaha MFS 30 этот показатель меньше примерно на 30% и не превышает 200-220 грамм/л.с.ч. Но при этом следует учитывать, что расход – понятие достаточно относительное и зависит от целого ряда факторов, начиная от режима работы, модели лодки, загрузки, скорости и так далее.

Экологичность

В связи с тем, что в двухтактниках в рабочую смесь добавляется масло, это влияет на экологичность выхлопа. Поэтому в большинстве стран Западной Европы и в США запрещены практически все модели 2-тактников, за исключением двигателей марки Evinrude. У 4-тактных моторов такой проблемы нет, так как топливо сгорает в рабочей камере полностью.

Транспортировка

Главным минусом 4-тактных моторов является транспортировка – их требуется перевозить только в вертикальном положении, что приводит к определенным неудобствами. В некоторых современных моторах удалось справиться с этой проблемой, но все равно, порядка 80% подвесных двигателей 4-тактного типа требуют именно вертикальной перевозки, в то время как для 2-тактников положение при транспортировке абсолютно не важно.

В связи с более сложной конструкцией, цена четырехтактника несколько выше, чем у аналогичных 2-тактных моделей.

Пример: Четырехтактный подвесной мотор Nissan Marine NSF 18 B2 EP2 стоит около 165 000 рублей, в то время как аналогичная 2-тактная модель Nissan Marine NS 18 E2 S обойдется в пределах 115 тысяч.

Исходя из вышеперечисленных факторов, выбор между 2- и 4-тактными подвесными лодочными моторами сугубо индивидуален и должен рассматриваться через призму массы нюансов и факторов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector