ƒ–”√»≈ ј¬“ќ Ќќ¬ќ—“»

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

≈сли вы найдете ошибку в тексте, выделите еЄ мышью и нажмите Ctrl+Enter. —пасибо.

ѕросмотров: 3 563

ѕринцип работы двигател€

»зобретение двигател€ внутреннего сгорани€, а также применение его в разных сферах, в том числе и мото - и автотранспорте, позволило значительно упростить жизнь человеку.

 онечно, двигатели внутреннего сгорани€, такими какие они есть сейчас, по€вились не сразу, с момента по€влени€ он посто€нно совершенствуетс€.

’от€ на данный момент у этих двигателей лишь модернизируютс€ те или иные составл€ющие, основна€ же концепци€ их остаетс€ неизменной.

÷икл работы двигател€, рабочие такты

ѕо€вившиес€ очень давно двигател€ внутреннего сгорани€ как работающие на бензине, так и дизельном топливе, и примен€емые сейчас, дел€тс€ на два вида:

  1. ƒвухтактные;
  2. „етырехтактные.

 ак видено из названи€ сводитс€ различие принципа функционировани€ двигател€ в количестве тактов – движений поршн€, за которые он выполн€ет определенный цикл работ.

ƒл€ четырехтактного двигател€ определено 4 такта в результате которых один поршень выполн€ет полный цикл – впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

¬ каждом из этих циклов в цилиндре двигател€ выполн€ютс€ определенные процессы. ¬се они направлены на достижение одной цели – обеспечение преобразовани€ энергии сгорани€ топлива во вращение коленчатого вала.

“ак, при такте впуска в цилиндр подаетс€ горюча€ смесь, состо€ща€ из топлива и воздуха, без которого процесс горени€ невозможен. ѕричем образование и подача этой смеси у бензинового и дизельного двигател€ отличаютс€.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

ƒалее идет такт сжати€, при котором поступивша€ смесь сжимаетс€ в объеме. ƒелаетс€ это дл€ того, чтобы в меньшем объеме образовалось больше горючей смеси.

”меньшение объема позвол€ет при следующем такте обеспечить более высокое  ѕƒ при сгорании топлива.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

–абочий ход – единственный из всех тактов, при нем энерги€ отдаетс€, а не забираетс€ и дл€ него существуют все остальные такты.

ѕосле сжати€ происходит воспламенение смеси, у бензиновых двигателей – за счет искры, проскакиваемой между электродами свечи накаливани€, у дизелей – за счет высокого давлени€, при котором смесь нагреваетс€ настолько, что воспламен€етс€.

ѕри воспламенении смеси выдел€етс€ энерги€, котора€ воздействует на поршень, заставл€€ его двигатьс€ вниз, при этом выделенна€ от сгорани€ энерги€ передаетс€ поршнем на коленвал посредством шатуна.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

¬ыпуск – такт, направленный на очистку полости цилиндра от продуктов горени€. ѕосле очистки цикл повтор€етс€ вновь.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

»з всего вышесказанного выходит, что один цикл движени€ поршн€ в цилиндре направлен только на получение одного такта – рабочего хода, все остальные такты только помогают получить его, причем дл€ их выполнени€ задействуетс€ часть энергии, которую отдает такт рабочего хода.

 аждый такт двигател€ соответствует определенному движению поршн€ в цилиндре.

—уществуют две крайние точки положени€ поршн€, получивших название мертвых точек.

ќдна из них верхн€€ – выше поршень уже подн€тьс€ в цилиндре не может, а втора€ – нижн€€, при которой он ниже не опускаетс€.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

ќбеспечиваютс€ эти точки кривошипом коленчатого вала, к которому поршень присоединен шатуном.

ѕри движении поршн€ от одной точки к другой, а затем наоборот, и выполн€ютс€ такты. “о есть, при движении поршн€ от нижней точки (Ќћ“) к верхней (¬ћ“) могут выполн€тьс€ два такта – сжатие и выпуск, а при движении наоборот – впуск и рабочий ход.

»ме€ представление о тактах, можно говорить и о типах двигателей, а их два – 2-тактный и 4-тактный.

” каждого из этих двигателей цикл производитс€ по-разному, что вли€ет на их конструкцию и многие другие параметры и характеристики.

 онструкци€ и принцип работы 2-тактного двигател€

2-тактный двигатель нашел наибольшее распространение на малой технике (бензопилы, мотокосы), мотоциклах.

 огда-то существовали даже дизельные 2-х тактные двигатели, устанавливаемые на грузовики, к примеру, ћј«-200.

ћј« 200ћј« 200

»нтересно, что описанные выше такты у любого двухтактного двигател€ никуда не делись, просто они были совмещены.

¬ итоге это позвол€ет сократить полный цикл всего в один оборот колен. вала.

“ак, при движении поршн€ от Ќћ“ производитс€ сразу два такта – выпуск и сжатие, а при движении от ¬ћ“ – впуск и рабочий ход.

ƒостигнуть этого всего возможно при использовании окон в цилиндрах, через которые производитс€ засасывание и перекачивание топливной смеси, а также отвод продуктов горени€.

ќткрытие и закрытие этих окон обеспечиваетс€ самим поршнем. „тобы соблюдалась правильность работы механизма, окна располагаютс€ на разных уровн€х в стенках цилиндра.

„тобы было более пон€тно, возьмем двигатель мотоцикла «»∆ ѕланета 5».

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

ƒанный мотоцикл укомплектован одноцилиндровым двухтактным мотором.

÷илиндр располагаетс€ поверх корпуса двигател€, охлаждение его воздушное, поэтому у него по окружности располагаютс€ ребра охлаждени€.

— одной стороны, к цилиндру прикреплен патрубок, идущий от карбюратора, по нему в цилиндр поступает горюча€ смесь.

Ќапротив, этого патрубка устанавливаетс€ труба отвода отработанных газов.

¬верху цилиндр прикрывает головка, в которой размещена свеча накаливани€.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

¬нутри цилиндра располагаетс€ поршень, св€занный с кривошипом коленчатого вала через шатун. ƒалее уже он св€зан со сцеплением и трансмиссией, но это пока неважно.

ƒл€ подачи топлива в надпоршневое пространство в двухтактном двигателе задействовано и подпоршневое пространство.

ѕри движении поршн€ вверх в подпоршневом пространстве создаетс€ разр€жение, в которое засасываетс€ топливовоздушна€ смесь через впускное окно.

ѕодача же из подпоршневого пространства в надпоршневое производитс€ от избыточного давлени€, которое возникает при движении поршн€ вниз.

ѕодача топлива производитс€ через перепускное окно. ¬ыпуск продуктов горени€ проходит через выпускное окно.

“еперь как все это работает.

Ќачнем с движени€ поршн€ к ¬ћ“. Ќаход€сь в Ќћ“, поршень обеспечивает открытие перепускного и выпускного окон. »збыточное давление в подпоршневом пространстве выталкивает горючую смесь в надпоршневое пространство.

ƒвига€сь вверх, поршень перекрывает открытые окна, в результате чего камера сгорани€ становитс€ герметичной.

ƒоход€ до ¬ћ“, поршень сжимает смесь далее подаетс€ искра от свечи накаливани€, котора€ установлена в головке цилиндра.

¬ это врем€, поршень двига€сь вверх, открывает впускное окно, через которое смесь поступает в подпоршневое пространство. “о есть получаетс€, что в одном такте – движении поршн€ от Ќћ“ к ¬ћ“ происходит два действи€: вначале впуск топлива, затем – сжатие.

ѕосле воспламенени€ топлива, выделенна€ при этом энерги€ толкает поршень вниз.

ƒвига€сь вниз он от ¬ћ“, поршень открывает сначала выпускное окно. ѕри сгорании объем продуктов горени€ значительно увеличиваетс€, поэтому они сразу начинают вырыватьс€ через это окно.

ѕолучаетс€, что при движении поршн€ вниз вначале выполн€етс€ рабочий ход, а после открыти€ выпускного окна – еще и такт выпуска.

ƒальше при движении поршн€ вниз, он открывает перепускное окно и топливо начинает поступать в надпоршневое пространство – цикл начинает повтор€тьс€, при этом на выполнение всего цикла понадобилось только движение поршн€ сначала вверх, а затем вниз, что соответствует одному обороту колен. вала.

ѕринцип работы 4-тактного двигател€

“еперь о принципе работы 4-тактных двигателей. ќп€ть же возьмем одноцилиндровый двигатель мотоцикла, но на этот раз «Honda CB 125E».

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

” этого мотора тоже цилиндр расположен над картером и имеет воздушное охлаждение.

¬нутри цилиндра установлен поршень, св€занный с коленвалом посредством шатуна. —верху цилиндр закрыт головкой.

 онструктивной особенностью этого двигател€ €вл€етс€ наличие механизма, который обеспечивает подачу смеси и отвод продуктов горени€ – газораспределительный механизм.

”становлен у этого мотора он в головке блока. —уть работы этого механизма – своевременное открытие впускного и выпускного окон, которые закрыты клапанами.

–аботает все по такому принципу. ¬начале – такт впуска. „тобы обеспечить этот такт, поршень должен двигатьс€ от ¬ћ“ вниз. ѕри этом клапан открывает впускное окно, через которое разрежением засасываетс€ топливо в цилиндр.

ѕосле достижени€ Ќћ“ впускное окно клапаном закрываетс€, поршень в это врем€ начинает двигатьс€ вверх, начинаетс€ такт сжати€.

ѕри этом такте оба окна закрыты, цилиндр полностью герметичен, а поршень при движении вверх сжимает горючую смесь, поступившую ранее.

ѕри подходе поршн€ к ¬ћ“, когда смесь по максимуму сжата, производитс€ ее воспламенение от искры свечи.

»збыточное давление при сгорании заставл€ет двигатьс€ поршню вниз – происходит рабочий ход, при котором окна тоже остаютс€ закрытыми.

ѕосле достижени€ Ќћ“, поршень начинает движение вверх, в этот момент клапан открывает выпускное окно и поршень выталкивает через него продукты горени€.

¬ результате получаетс€, что дл€ выполнени€ тактов впуска и сжати€ нужен один оборот колен. вала, а дл€ рабочего хода и выпуска – еще один оборот.

Ёто были принципы работ 2-тактного и 4-тактного двигателей на примере мотоциклов.

Ёти принципы используютс€ на всех двигател€х внутреннего сгорани€ – от моторчика авиамодели до мощного 12-цилиндрового мотора танка.

 онструктивные особенности

ѕомимо различий в принципе работы у этих моторов еще и существуют конструктивные особенности.

2-тактный двигатель конструктивно проще. ћеханизм газораспределени€ – это дополнительное оснащение мотора, которое усложн€ет конструкцию.

” 2-тактного мотора этот механизм отсутствует и его роль выполн€ет поршень, открыва€ и закрыва€ те или иные окна.

ѕомимо этого, данный двигатель не нуждаетс€ в системе смазки. ќбусловлено это тем, что в процессе работы задействовано и подпоршневое пространство, где располагаетс€ колен. вал.

Ќо поскольку кривошипно-шатунный механизм требует смазки, то у этого двигател€ она производитс€ вместе с топливом, то есть моторное масло добавл€ет в топливо, и при поступлении топлива в это пространство, имеющеес€ масло смазывает механизм.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

” 4-тактных двигателей конструкци€ включает и механизм газораспределени€, и отдельную систему смазки.

Ёто значительно усложн€ет конструкцию, однако эти двигател€ €вл€ютс€ более приоритетными, чем двухтактные из-за р€да эксплуатационных недостатков последних.

ѕринцип работы двухтактного и четырехтактного двигател€

Ёксплуатационные показатели

“еперь об эксплуатационных показател€х.

Ћитрова€ мощность.

¬о многом 2-тактные двигатели по этим показател€м лучше. —казываетс€ затраченна€ и полученна€ энерги€ на осуществление одного рабочего цикла.

” 2-тактного двигател€ каждый оборот – это один полный цикл, что обеспечивает больший показатель литровой мощности – отношению объема цилиндра к выходной мощности. ¬ среднем литрова€ мощность 2-тактного мотора выше, чем у 4-тактного в 1,5 раза.

”дельна€ мощность.

≈ще один показатель, по которому 2-тактный мотор превосходит 4-тактный – это удельна€ мощность.

ƒанный показатель характеризует отношение выходной мощности к общей массе двигател€.

ѕроигрыва€ в мощностных показател€х, 4-тактный двигатель лучше по показател€м расхода топлива.

” него подача смеси происходит дозировано, через впускное окно, при этом выпускное – закрыто.

” 2-тактного же мотора существует момент, когда выпускное и перепускное окна оказываютс€ открытыми, при этом поступающее топливо частично выходит через выпускное окно вместе с продуктами горени€, то есть, часть топлива не участвует в процессе, а просто вылетает в атмосферу.

—мазка двигател€.

” 4-тактного мотора имеетс€ система смазки, обеспечивающей смазку всех узлов, но при этом масло циркулирует по закрытой системе, потери его незначительны и в основном из-за износа двигател€.

—мазка 2-тактного мотора производитс€ вместе с топливом, а значит, выполнив свою функцию масло попадает в цилиндр, где и сгорает.

Ќадежность моторов.

ѕо поводу надежности конструкции этих моторов, то здесь довольно интересна€ ситуаци€.

 онструктивно 2-тактный мотор проще, а значит и надежнее. Ќо у 4-тактного мотора есть более совершенна€ система смазки, котора€ обеспечивает больший ресурс мотору.

¬от и получаетс€, что оба мотора надежны, но каждый по-своему. ј вот по ремонтопригодности 2-тактный мотор все-таки лучше.

“а же совместна€ смазка вместе с топливом у 2-тактных двигателей сказываетс€ и на экологичности этого мотора. —горание масла в большей степени обеспечивает загр€знение атмосферы.

—овмещение рабочих тактов у 2-тактного двигател€ сказываетс€ на шумности работы установки, она несколько выше, чем у 4-тактного агрегата.

«ато отсутствие дополнительных систем и механизмов обеспечивает более легкую и менее металлоемкую конструкцию, что сказываетс€ на общей массе установки.

Ѕолее сложна€ конструкци€ 4-тактной установки играет и положительную роль.

” этих моторов существует возможность модернизации системы питани€, применение инжекторных систем с раздельной подачей топлива и воздуха в цилиндры, повышающих мощность и экономичность двигателей.

” 2-тактных моторов возможность совершенствовани€ ограничена все той же смазкой вместе с топливом. ’от€ попытки улучшить показатели этих моторов осуществл€ютс€ посто€нно.

»тог

¬ целом, применение до сих пор имеют оба этих мотора и вр€д ли когда-либо откажутс€ от использовани€ одного из них, оскольку у каждого из них имеютс€ свои преимущества, востребованные в тех или иных услови€х.

ћы надеемс€, что данный материал был дл€ вас полезен. ”дачи.

≈сли в статье есть видео и оно не проигрываетс€, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в по€вившеес€ окно введите любое слово и нажмите "ќ“ѕ–ј¬»“№". —пасибо.

ѕќƒ≈Ћ»“№—я Ќќ¬ќ—“№ё — ƒ–”«№яћ»:

 ќћћ≈Ќ“ј–»»

¬аше им€: *
¬аш e-mail: *

ѕодписатьс€ на комментарии

¬опрос: —колько будет 17 + 15
ќтвет:
 од:  ликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
¬ведите код: