Что такое такт в двигателе: Сравнение двухтактного и четырехтактного двигателей.

4 тактный двигатель: принцип работы

19.02.2017 Александр

Оставить комментарий

4 тактный двигатель является поршневым мотором внутреннего сгорания. В этих агрегатах рабочий процесс всех цилиндров занимает два кругооборота коленчатого вала. Два кругооборота коленчатого вала также можно охарактеризовать как четыре поршневых такта, от чего и произошло название четырехтактный двигатель.

Начиная с середины двадцатого века четырехтактный двигатель является самым распространенным видом поршневых моторов внутреннего сгорания.

Основные характеристики 4 тактного двигателя

1. Обмен газов происходит за счет движения рабочего поршня;
2. 4 тактный двигатель обладает газораспределительным механизмом, который позволяет переключить цилиндровую полость на впуск и выпуск;
3. Обмен газов происходит в момент отдельного полуоборота коленвала;
4. Цепная, ременная передача и шестеренчатые редукторы позволяют изменить моменты зажигания, впрыскивания бензина и привода газораспределительного механизма относительно частоты верчения коленвала.

История

Примерно 1854-1857 годов итальянцы Евгенио Барсанти и Феличче Матоци создали устройство, которое, согласно существующим сведениям, походило на 4 тактный мотор. Несмотря на это, 4 тактный мотор был запатентован только в 1861 Алфоном де Роше, поскольку изобретение итальянцев было потеряно.

В первый раз пригодный к работе 4 тактный мотор был создан немецким инженером Николаусом Отто, в честь которого четырехтактный цикл назвали циклом Отто, а применяющий свечи зажигания 4 тактный мотор – двигателем Отто.

4 тактный двигатель принцип работы

В двухтактном моторе смазывание коленвала, цилиндровых и поршневых пальцев, подшипника коленвала, поршня и компрессионных колец происходит путем заливки масла в бензин. 4 тактный мотор отличается тем, что в нем коленчатый вал расположен в масляной ванне. За счет этой особенности необходимость в добавлении масла или смешивании топлива попросту отсутствует. Все, что нужно сделать владельцу транспортного средства – это наполнить топливный бак бензином, после чего можно продолжать пользоваться транспортом.

Таким образом, автовладельцу становится незачем приобретать специальное масло, которое нужно для функционирования двухтактных моторов. Помимо этого, 4 тактный мотор отличается уменьшенным количеством нагара на стенах глушителя и поршневом зеркале. Еще одним важным отличием является то, что при двухтактном моторе совершается выплеск горючей смеси в выхлопную трубу – это обусловлено его устройством.

Стоит признать, что четырехтактные двигатели также обладают небольшими недостатками. К примеру, у таких двигателей повышенная длительность старта скутера с места. Также не особо качественными являются работы по регулированию клапанного теплового зазора. При этом следует отметить, что проблему с повышенной длительностью старта скутера можно решить оптимизацией опций центробежного сцепления и передачи.

Конструкция агрегата

Устройство 4 тактного двигателя выглядит таким образом: распредвал размещен в крышке цилиндра и приводится в действие с помощью ведущего колеса, вмонтированного на коленчатом вале. В устройстве 4 тактного двигателя распределительный вал способен открывать и закрывать впускной и выпускной клапан, но лишь один из них, а какой конкретно – зависит от расположения поршня. Помимо этого, на распределительном вале расположены кулачки, с помощью которых приводятся в действие коромысла клапанов.

После своего срабатывания коромысла начинают воздействовать на один из двух клапанов, что приводит к его открытию. Стоит отметить, что между клапаном и регулировочным винтом должен быть узкий промежуток (его еще называют тепловым зазором) – во время нагрева происходит расширение металла, поэтому в случае неимения или слишком маленького размера зазора клапаны не смогут полностью закрыть каналы впуска и выпуска. Зазор при клапане выпуска должен быть большего размера, чем у клапана впуска, поскольку газы выхлопа более горячие, нежели горючая смесь, и, соответственно, это приводит к тому, что клапан выпуска нагревается больше клапана впуска.

Вот и все описание устройства 4 тактного двигателя.

Работа 4 тактного двигателя

Как уже было сказано, работа 4 тактного двигателя состоит из двух оборотов коленвала или, еще можно сказать, четырех тактов поршня.

Работа 4 тактного двигателя происходит таким образом:

1. (впуск). Поршень продвигается в нижнюю сторону, что приводит к открытию клапана впуска. В итоге горючая смесь оказывается в цилиндре, куда она попадает из карбюратора. По достижению поршнем нижнего положения совершается закрытие клапана впуска.
2. (сжатие). Поршень передвигается в верхнюю сторону, что провоцирует сжимание горючей смеси. После того, как поршень приближается к верхней мертвой точке, совершается возгорание сжатого поршнем бензина.
3. (расширение). Происходит возгорание бензина, в результате которого он сгорает – это приводит к растяжению горючих газов и, соответственно, к движению поршня вниз (два клапана оказываются закрытыми).
4. (выпуск). По инерции коленчатый вал продолжает кругооборот вокруг своей оси, а поршень – продвигаться вверх. Вместе с этим происходит открытие клапана выпуска, откуда выхлопные газы попадают в трубу. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки, совершается закрытие клапана впуска.

По окончанию работы 4 тактного двигателя четыре такта проходят заново.

Функционирование двухтактного агрегата

Хоть и статья не об этом, однако стоит коротко описать функционирование двухтактного двигателя с целью сравнить их. Как становится понятно из наименования, функционирование такого мотора проходит только через два такта.

1. Поршень продвигается наверх, что приводит к сжатию горючей смеси, после которого (без достижения верхней мертвой точки) она воспламеняется. По достижению поршнем верхней мертвой точки открываются окна впуска в стене цилиндра, из-за чего горючая смесь перетекает в кривошипную камеру.
2. Под действием растягивающихся газов поршень продвигается в нижнюю сторону. Пребывая в нижнем положении, поршень открывает окна впуска и выпуска. Газы попадают в трубу выхлопа, а на их месте оказывается горючая смесь.

Новый двигатель оправдал себя на автомобилях Mazda – Картина дня – Коммерсантъ

&nbspНовый двигатель оправдал себя на автомобилях Mazda

       Двигатели бывают 2-тактные, 4-тактные, а в особый период — 3-тактные. Этот анекдот приписывают преподавателям военной кафедры одного из московских автомобильных вузов. А действительно, сколько тактов может быть в двигателе? Первый — впуск порции смеси в цилиндр, второй — сжатие смеси, третий — воспламенение сжатой смеси и рабочий ход, четвертый — выпуск отработавших газов. И так практически у всех двигателей, как бензиновых, так и дизельных. В немногих оставшихся двигателях тактов 2 («Автопилот» #3 1994 г.).

       Mazda, назло планете всей выпускающая автомобили с роторным двигателем Ванкеля (Felix Wankel), год назад вновь поразила всех, внедрив в серию 5-тактный двигатель американца Ральфа Миллера (Ralpf H. Miller). Он в конце 40-х годов развил принцип Отто (Nicolaus Otto), автора 4-тактного цикла. Mazda Xedos 9 (или Eunos 800 на японском рынке, или Millenia S — на американском) высшего среднего класса — стилистическое развитие моделей 626 и Xedox 6. Кстати, аэродинамический лидер в своем классе — CD=0,29.

       Как работает двигатель? При первом такте поршень движется вниз от верхней мертвой точки (ВМТ), открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливо-воздушная смесь. Второй такт. Поршень двигается к ВМТ. Если в 4-тактном двигателе в этот момент впускной клапан уже закрыт, то здесь он остается открытым еще на протяжении 1/5 хода поршня, но смесь продолжает поступать в цилиндры под небольшим давлением, которое обеспечивает спиральный нагнетатель Lysholm. Давление поршня дополнительно способствует равномерности заполнения цилиндра. Третий такт — сжатие — начинается со 2/5 хода. Впускной клапан закрыт. Дальше все обычно — поршень достигает ВМТ, сжатую смесь воспламеняют. .. Четвертый такт рабочий. Газы воздействуют на поршень на протяжении всего его хода от ВМТ к нижней мертвой точке. Пятый такт: через выпускной клапан выходят отработавшие газы, поджимаемые вновь поднимающимся поршнем. От хода поршня, как известно, зависит рабочий объем цилиндра и степень сжатия (отношение рабочего объема цилиндра к объему камеры сгорания). Чем больше степень сжатия, тем больше мощность. Но растут рабочая температура и выбросы NOx. И приходится использовать дорогое высокооктановое топливо. Словом, сложно, неэкологично, расточительно. Стоит в обычном двигателе укоротить ход поршня, как ухудшаются характеристики, поскольку газы, выделившиеся после воспламенения, действуют на поршень на меньшем расстоянии. Миллер, «растянув» цикл Отто, добился того, что ход поршня при сжатии меньше рабочего хода поршня. То есть, не проиграв в характеристике, он понизил рабочую температуру двигателя, уменьшил максимальные обороты и за счет этого увеличил ресурс. А также очистил выхлоп от NOx. И получил возможность использовать топливо с октановым числом 91.

       Двигатель V6 рабочим объемом 2255 куб. см имеет алюминиевые блок и головку цилиндров, 4 клапана на цилиндр, 2 распредвала в каждой головке, электронный многоточечный впрыск, степень сжатия 8,0, мощность 210 л. с. при 5500 об./мин., крутящий момент 194 Нм при 4500 об./мин., причем высокий момент держится в более широком диапазоне оборотов, чем у обычных двигателей. Кстати, еще один важный показатель эффективности двигателя, литровая мощность — едва ли не самая высокая среди всех Mazda: 97,6 л. с. с каждого литра. Остается ждать, что нечто подобное сделают с 2-тактным двигателем и появится… 3-тактный.

Stroke Любой двигатель — Как сделать

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

Для крутящего момента, чем больше, тем лучше

Нам нужен крутящий момент, и ничто так не помогает, как огромные кубы и большая рука. Поглаживание доставляет и то, и другое. Обычные комбинации Chevy 383 и Ford 347 принесли поглаживания в массы, но поглаживание может быть более творческим, чем просто купить комплект и собрать его вместе. Увеличьте ход коленчатого вала, и вам придется иметь дело с такими вещами, как высота сжатия поршня, и в этот момент вы могли бы также подумать о более длинных шатунах, и, пока вы это делаете, почему бы не сделать все возможное с блоком с высокой декой? В этой истории мы поделимся подробностями обо всех этих аспектах вашей вращающейся сборки, чтобы вы могли понять внутренности вашего нового двигателя из ящика с большим дюймом или чтобы вы могли построить свой собственный короткий блок дома. Благодаря сегодняшнему ассортименту шатунов, шатунов, поршней и блоков самодельный ходер наконец-то стал практичным.

Во-первых, определения

Высота колодки блока: Это расстояние от центральной линии коленчатого вала до верхней части поверхности колоды (обработанная плоская часть, к которой крепятся болтами головки цилиндров). Для размещения кривошипов с ходом и более длинных шатунов некоторые блоки двигателей вторичного рынка доступны с большей высотой деки, чем стандартные; например, стандартная высота деки Chevy 454 составляет 9 800 дюймов, хотя блоки с высотой деки 10 200 дюймов обычно доступны в таких компаниях, как World Products. Высота настила блока может быть уменьшена путем фрезерования (или «декинга») блока. Ход поршня: общее расстояние, пройденное поршнем при движении от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Он определяется диаметром окружности, которую проходят шатунные шейки коленчатого вала при вращении кривошипа. Полный ход можно рассчитать как удвоенное расстояние от центральной линии коленчатого вала до центральной линии одной шатунной шейки. Увеличение хода увеличивает рабочий объем каждого цилиндра и увеличивает рабочий объем двигателя; уменьшение хода уменьшает рабочий объем и рабочий объем двигателя. При расчете комбинаций ударников вы часто будете иметь дело с кривошипным «броском», который составляет половину хода.

Диаметр цилиндра: Хотя это и не совсем относится к теме хода поршня, при сборке двигателя всегда следует учитывать чрезмерное растачивание (увеличение цилиндров). Отверстие определяется как диаметр цилиндра; чем больше отверстие, тем больше объем цилиндра. Диаметр цилиндра и ход поршня — единственные две характеристики двигателя, влияющие на рабочий объем в кубических дюймах.

Длина шатуна: Расстояние между центром отверстия под поршневой палец (маленький конец) и отверстием в шейке шатуна (большой конец) шатуна. Шатуны на вторичном рынке доступны в нескольких нестандартных длинах. Например, 6-дюймовые шатуны являются обычной заменой оригинальных 5,7-дюймовых шатунов Chevy 350.

Высота сжатия поршня: Расстояние от центра поршневого пальца до верхней части головки поршня, не включая тарелки или купола поршня. Для более длинного хода и более длинных шатунов требуется меньшая высота сжатия поршня, чтобы удерживать поршень в пределах высоты платформы блока цилиндров; меньший ход и короткая длина штока позволяют увеличить высоту сжатия поршня.

Зазор поршневой палубы: Расстояние от головки поршня (без учета тарелок или куполов) до поверхности палубы блока цилиндров. Серийные двигатели часто имеют зазор поршневой платформы в диапазоне от 0,050 до 0,010 дюйма под декой или «в отверстии». Двигатели с высокими характеристиками часто обрабатываются так, чтобы иметь нулевой зазор на платформе, а в некоторых случаях зазор на платформе положительный, или «вне отверстия», на целых 0,010.

Что делать с этой информацией

При рассмотрении хода двигателя первое, что нужно понять, это общая комбинация хода кривошипа (половина хода), плюс длина штока, плюс высота сжатия поршня, плюс зазор на платформе поршня. должна равняться высоте платформы блока цилиндров. Исключение составляют случаи, когда двигатель имеет положительный зазор платформы поршня, и в этом случае зазор платформы поршня равен величине, превышающей высоту платформы блока цилиндров. Каждый из перечисленных элементов может варьироваться в зависимости от производительности двигателя, которую вы ищете. Вот как.

Выберите свой ход

Первым шагом обычно является определение того, каким будет ход кривошипа, и, поскольку приоритетом в этой истории является максимальный крутящий момент, мы сосредоточимся на получении максимально возможного хода. Это будет определяться объемом картерного пространства в блоке цилиндров, поскольку длинный ход может вызвать задевание противовесов кривошипа днищу цилиндров или направляющим масляного поддона. Блоки цилиндров вторичного рынка с более широкими направляющими поддона и дополнительными зубцами зазора могут быть решением, хотя в некоторых случаях тщательное шлифование может обеспечить необходимое пространство. Например, блок Chevy 350 со стандартным ходом 3,480 дюйма обычно может соответствовать ходу до 3,800 с небольшим шлифованием. Отливки из мелких блоков вторичного рынка, такие как Dart Iron Eagle, имеют разнесенные направляющие поддона (требующие уникального масляного поддона), чтобы соответствовать ходу до 4,125. Еще одна проблема с более длинным ходом во многих двигателях с V-образной конфигурацией — это взаимодействие шатунов с распределительным валом, особенно с шатунами с громоздкой большой головкой, такими как алюминиевые шатуны. Многие стальные стержни вторичного рынка имеют низкий профиль или притертые стержневые болты для зазора, или кулачок с небольшим основанием (доступный у большинства производителей для двигателей, где это требуется) может быть решением. Для любителей экстремального хода некоторые блоки цилиндров вторичного рынка доступны с приподнятым расположением распредвала для обеспечения зазора кривошипа. Стандартная высота кулачка в малом Chevy, составляющая 4,521 дюйма, может быть увеличена до 4,9 дюйма.12 дюймов; для этих блоков доступны более длинные цепи ГРМ и более короткие толкатели.

Регулировка компрессионной высоты

После выбора хода кривошипа необходимо определить комбинацию длины штока и компрессионной высоты поршня. Если вы собираетесь использовать шатуны стандартной длины, поршневой палец должен быть поднят (т. е. высота сжатия уменьшена) на ту же величину, что и половина увеличения хода. На обычном примере рассмотрим Chevy 383 с ходом поршня 3,750, оригинальными 5,7-дюймовыми шатунами, высотой блочной деки 90,025, и целевая высота сжатия поршня 0,025 дюйма ниже деки. Вот как можно определить требуемую высоту сжатия поршня.

Высота деки — (ход/2 + длина штока + зазор поршневой деки) = высота сжатия

9,025 — (3,75/2 + 5,7 + 0,025) = 1,425

требуется для этого 383 комбо. Обратите внимание, что обычно используемая высота сжатия приклада 350 составляет 1,560; новая высота 1,425 подняла поршневой палец на 0,135 дюйма, что составляет ровно половину прироста при переходе с 3,48 до 3,75 дюйма. В результате положение поршня в ВМТ идентично тому, которое было до увеличения хода поршня.

Эту же формулу можно использовать, если вы решите использовать шатуны длиннее стандартных. В этом случае поршневой палец должен быть поднят на ту же величину, на которую увеличилась длина штока. Например, если вы использовали 383, описанный выше, но заменили его на 6000-дюймовые штоки, высота сжатия поршня должна быть на 0,300 дюйма меньше, потому что 6000-дюймовые штоки на 0,300 дюйма длиннее, чем 5700-дюймовые штоки. Это означает, что компрессионная высота будет уменьшена с 1,425 (для стержней 5700 дюймов) до 1,125 (для стержней 6000 дюймов). Вы можете получить тот же ответ, используя приведенную выше формулу. В любом случае, вы можете видеть, что либо более длинный ход поршня, либо более длинные штоки, либо и то, и другое требуют уменьшения высоты сжатия поршня.

В поисках самых длинных шатунов

Другой сценарий заключается в том, что вы знаете желаемый ход поршня, высоту деки и высоту сжатия стандартных поршней, которые хотите использовать. В этом случае вы хотите найти самые длинные доступные стержни, которые подходят. Вот как.

Предположим, у вас есть блок World Products Motown с высотой платформы 9,025 дюйма. Вы будете использовать большой ход 4000 дюймов, и хотя блок может быть расточен до 4200, вы собираетесь ехать 4165, поэтому вам не нужны нестандартные поршни. (4,165×4,000 дает вам 436 ci.) В каталоге JE говорится, что обычные 4,165-дюймовые поршни доступны с высотой сжатия 1,000, 1,062, 1,100, 1,125 и 1,425 дюйма. Обычные шатуны от Eagle или Scat имеют размер 5700, 6000, 6125 или 6200 дюймов.

Во-первых, определите, сколько места у вас есть в пределах высоты платформы блока для комбинации штока и поршня; для этого вычтите половину хода из высоты настила блока. В данном случае это 9,025 дюйма минус 2 дюйма, что равно 7,025 дюйма. Таким образом, добавление высоты сжатия поршня и длины штока покажет вам зазор поршня, которого вы достигнете. Вот формула:

(высота деки — ход/2) — (высота сжатия поршня + длина штока) = зазор деки

(9,025 — 4/2) — (1 + 6) = 0,025

В этом случае единственным выбором будут 6000-дюймовые шатуны и поршни с компрессионной высотой 1 дюйм. Любая другая комбинация создает зазор между поршневой декой либо слишком малым (слишком далеко от отверстия), либо слишком большим (слишком далеко от отверстия). В других случаях не забывайте, что блок можно отшлифовать, чтобы уменьшить зазор поршневой платформы до приемлемой величины — величина, которую можно отфрезеровать, полностью зависит от используемого блока.

Использование высоты деки в ваших интересах

В приведенном выше сценарии максимальная длина штока и высота сжатия поршня были ограничены высотой деки блока. Именно поэтому на вторичном рынке для автомобилей Chevy и Mopar доступны блоки с высокими бортами. У GM есть алюминиевый смолл-блок с декой 9,525 (на полдюйма выше стандартной), а высота Dart составляет 9,325. С высотой деки 9,325 в нашем примере комбинации диаметра цилиндра и хода поршня 4,165×4,00 можно было бы использовать более длинные шатуны и поршни 6,200 с большей высотой сжатия 1,125 для зазора деки поршня 0,000. Делать математику. Это весело.

Другие вещи, которые следует учитывать

Комбинируйте и сочетайте: До сих пор мы использовали очень распространенные примеры для простоты, но настоящее удовольствие — это поиск комбинаций ударников для необычных двигателей. Путем офсетной шлифовки коленчатого вала (описанного на иллюстрации в другом месте этой статьи) вы можете увеличить ход любого двигателя. Вы также можете обработать шатунные шейки по размеру тех, что используются в более распространенных двигателях, чтобы вы могли получить шатуны вторичного рынка, и, возможно, более распространенный шатун также можно сузить, чтобы он соответствовал вашему кривошипу, если это необходимо. Заказные поршни могут быть изготовлены практически для чего угодно.

Компрессионная высота по сравнению с пакетом колец: В приведенном выше описании мы не рассматривали практичность очень малых компрессионных высот поршня. Когда эта спецификация составляет всего 1 дюйм, часто требуются узкие поршневые кольца или кольцевые кнопки над поршневым пальцем. Также может потребоваться, чтобы кольца располагались ближе к верхней части поршня, чем вам может понадобиться для закиси азота или использования на выносливость. Малая высота поршня означает меньший вес, что хорошо, но это также может привести к потере необходимой вам надежности. Иногда разумен компромисс в пользу меньшего хода или более коротких стержней.

Зазор между поршнем и кривошипом: В некоторых случаях с длинным ходом, короткими штоками и большой высотой сжатия поршня юбки поршня могут мешать противовесам кривошипа. Юбку можно урезать по размеру, но вы также можете переосмыслить комбинацию. Зазор между поршнем и головкой: при определении зазора в днище поршня не забывайте о расстоянии от днища поршня до головки цилиндра, указанном производителем шатуна.

Передаточные числа шатунов: Передаточное отношение шатунов — это длина шатуна, деленная на ход, и это показатель угловатости шатуна в двигателе. Более длинные стержни имеют более высокое передаточное отношение (1,6:1 и выше) и меньшую угловатость, чем низкое передаточное отношение (1,4:1), наблюдаемое в приложениях со сверхдлинным ходом. Влияние передаточного числа стержня на производительность — тема гораздо более глубокая, чем можно было бы охватить, даже если бы мы потратили на попытки весь журнал. Достаточно сказать, что многие производители двигателей считают самые длинные шатуны лучшими шатунами, но современное мнение таково, что более короткие шатуны могут иметь больший крутящий момент при низких оборотах. Если вы выберете передаточное отношение менее 1,6: 1, начните думать о более мощных шатунах вторичного рынка.

Степень сжатия:

Наконец, любое увеличение рабочего объема без соответствующего увеличения площади сгорания приведет к увеличению степени сжатия, и это должно быть решено путем настройки купола или тарелки поршня и камеры сгорания головки блока цилиндров для нужное вам соотношение. Так что в этом выпуске есть целая история именно об этом. Как удобно.

Trending Pages0113

Trending Pages

• Пикап Toyota Tacoma 2024 года замечен с намеками на новую гибридную трансмиссию

• Двигатели Ford Mustang 2024 года: больше мощности для EcoBoost и GT, новая Dark Horse получает 500 л.с. Самый дешевый Ford F-150 Lightning Pro видит еще одно повышение цен почти до шестидесяти Гранд

Двухтактный двигатель — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания ^[1]

Как следует из названия, двухтактный двигатель требует только двух движений поршня (один цикл) для выработки мощности. ^[2] Двигатель способен вырабатывать мощность после одного цикла, потому что выпуск и впуск газа происходят одновременно, ^[3] , как показано на рис. 1. Имеется клапан для такта впуска, который открывается и закрывается в зависимости от изменения давления. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход.

В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

1. Такт сжатия: Впускное отверстие открывается, топливно-воздушная смесь поступает в камеру, и поршень движется вверх, сжимая эту смесь. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий ход.
2. Рабочий ход: Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Тепловой КПД этих бензиновых двигателей зависит от модели и конструкции автомобиля. Однако в целом бензиновые двигатели преобразуют 20% топливной (химической) энергии в механическую энергию, из которых только 15% будут использоваться для движения колес (остальное теряется на трение и другие механические элементы). ^[4]

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели легче, эффективнее, могут использовать топливо более низкого качества и более экономичны. ^[2] Таким образом, более легкие двигатели обеспечивают более высокое отношение мощности к весу (больше мощности при меньшем весе). Однако им не хватает маневренности, возможной в четырехтактных двигателях, и они требуют большего количества смазки. Это делает двухтактные двигатели идеальными для судов (нужно перевозить много груза) ^[2] , мотоциклов и газонокосилок, тогда как четырехтактные идеально подходят для легковых и грузовых автомобилей.

Цикл Отто

Рис. 2. Реальный цикл Отто для двухтактного двигателя. ^[5]

Рис. 3. Идеальный цикл Отто для бензинового двигателя. ^[6]

Диаграмма давление-объем (диаграмма PV), которая моделирует изменения давления и объема топливно-воздушной смеси в любом бензиновом двигателе, называется циклом Отто. Изменения в них будут создавать тепло и использовать это тепло для движения транспортного средства или машины (поэтому это тип теплового двигателя). Цикл Отто можно увидеть на рисунке 2 (реальный цикл Отто) и на рисунке 3 (идеальный цикл Отто). Компонент любого двигателя, использующего этот цикл, будет иметь поршень для изменения объема и давления топливно-воздушной смеси (как показано на рисунке 1). Поршень получает движение от сгорания топлива (где это происходит, поясняется ниже) и электрического наддува при запуске двигателя.

Ниже описывается, что происходит на каждом шаге PV-диаграммы, на которой сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода), а иногда и электричества изменяет движение поршня:

Зеленая линия идеального цикла: Называемая фазой впуска двухтактный двигатель не проходит через эту фазу. Это связано с тем, что четырехтактный двигатель начинается с втягивания поршня вверх, поэтому его необходимо опустить для всасывания топливно-воздушной смеси. Тем не менее, двухтактный двигатель может сразу перейти к всасыванию топливно-воздушной смеси, как показано в процессах 1-2.

Процесс с 1 по 2: На этом этапе впускное отверстие открывается, и поршень поднимается вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, поступившую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмена не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, это происходит, когда топливо встречается со свечой зажигания для воспламенения.

Процесс со 2 по 3: Здесь происходит сгорание из-за воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, что приводит к образованию камеры с высоким давлением, в которой выделяется много тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорным процессом.

Процесс с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для выполнения работы поршнем, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как Power Stoke , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.

Фиолетовая линия (процессы с 4 по 1): В процессе с 4 по 1 все отработанное тепло удаляется из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. ^[7] Однако в двухтактном двигателе отсутствует фаза выхлопа, поэтому цикл начинается (с 1 по 2) снова, позволяя сжимать новую смесь топлива и воздуха.

Для дальнейшего чтения

• Двигатель внутреннего сгорания
• Цикл Отто
• Четырехтактный двигатель
• Термическая эффективность
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ «File:Two-Stroke Engine.