Современные автомобили отличаются не только марками и используемым топливом. Существует еще разница в типе двигателя. Предлагаемая публикация подробно познакомит читателей с двухтактным и четырехтактным силовыми агрегатами.
Что необходимо знать каждому автолюбителю о работе двигателя
Следует отметить, что любое современное транспортное средство представляет собой сложнейшую систему взаимосвязанных между собой механизмов. Подобно человеческому организму, в котором работа всех органов зависит от здорового сердца, нормальное функционирование автомобиля обеспечивается исправным мотором.
Чтобы четко понять, в чем состоит отличие двухтактного двигателя от четырехтактного, для начала следует ознакомиться с принципом действия нормально функционирующего механизма. Основным его предназначением является создание определенного усилия, принуждающего коленчатый вал совершать вращательные движения.
Нормальный рабочий цикл исправного ДВС представляется несколькими этапами:
2 х или 4 х тактные лодочные моторы в сравнении
- Внутреннее пространство цилиндра заполняется горючей смесью;
- Топливо, разбавленное некоторым количеством воздуха, подвергается сжатию;
- Определенными условиями вызывается воспламенение смеси;
- Разогретые газы расширяются и покидают внутреннее пространство цилиндра.
В исправно функционирующем силовом агрегате поршень совершает поступательные движения, поднимаясь вверх и опускаясь вниз. Его действия сопровождаются полным периодом вращения коленчатого вала. Движение поршня в одном определенном направлении называется тактом.
При одном из них сгоревшие газы расширяются, выполняя полезную работу. Описываемый процесс получил название рабочего хода поршня. Отдельно необходимо отметить, что полный оборот коленчатого вала совершается на протяжении двух тактов.
Что касается непосредственно темы настоящей публикации, то двухтактным называют силовой агрегат, совершающий рабочий цикл в течение одного периода вращения коленвала, состоящего из двух тактов.
Два полных оборота коленчатого вала, выполняемые на протяжении четырех тактов, характерны для другого типа двигателя, именуемого четырехтактным. Чтобы определить, в чем заключается разница между рассматриваемыми моторами, необходимо детально изучить принцип их действия.
Подробности о работе четырехтактного силового агрегата
Рассмотрим подробнее принцип действия четырехтактного мотора. В нем каждый второй период вращения коленчатого вала сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси. Особым кулачковым валом, последовательно нажимающим на коромысла, поочередно открываются впускные и выпускные клапаны. Специальная пружина возвращает клапан в исходное положение, закрывая его.
Необходимо обеспечить достаточно плотный контакт клапанов с головкой блока цилиндров. Это позволит не допустить нежелательной потери компрессии.
Итак, принцип действия четырехтактного силового агрегата представляется четырьмя тактами:
- Сначала происходит опускание поршня из верхнего положения до нижней мертвой точки, сопровождающееся открыванием кулачковым механизмом распределительного вала впускного клапана. Внутреннее пространство цилиндра заполняется смесью топлива с воздухом;
- Поршень начинает подниматься в обратном направлении, из нижнего положения в верхнее. Процесс сопровождается сжатием горючего при значительном увеличении его температуры;
- Выполнение полезной работы осуществляется за счет горючих газов, направляющих поршень к нижней мертвой точке. Их образование происходит в результате сгорания топливной смеси, воспламененной искрой от свечи зажигания, возникающей на завершающем этапе сжатия;
- Далее следует выпуск, представленный выталкиванием поршнем выхлопных газов из внутреннего пространства цилиндра, сопровождается открыванием выпускного клапана. Его закрытие происходит в верхней мертвой точке. Затем описываемый процесс повторяется.
Принцип действия двухтактного силового агрегата
Поставка смеси воздуха с горючим в двухтактном моторе совмещается с процессом ее сжатия, а удаление отработанных газов происходит одновременно с их расширением. Иными словами, рабочий цикл представляется всего двумя тактами и осуществляется за один период вращения коленвала.
При поднимании поршня в направлении из нижней точки в верхнюю, вначале перекрывается специальное продувочное окно, поставляющее горючую смесь в цилиндр. При закрытии выпускного отверстия, способствующего выходу отработанных газов, начинается процесс сжатия топлива вперемешку с воздухом. Благодаря разрежению, возникающему в кривошипной камере, из карбюратора подается следующая порция горючей смеси.
Газы, образованные после сгорания топлива, воспламененного от искры свечи у верхней мертвой точки хода поршня, принуждают его опуститься вниз. Коленчатый вал начинает вращение, выполняя полезную работу.
Благодаря осуществлению рабочего хода повышается давление внутри кривошипной камеры. Смесь горючего с воздухом, доставленная туда на предыдущем этапе, подвергается сжатию. Поршень поднимается до выпускного отверстия, открывая его. Отработанные газы покидают камеру, попадая в глушитель. Продолжающееся движение поршня способствует открыванию продувочного окна.
Благодаря повышенному давлению воздушно-топливная смесь из кривошипной камеры заполняет внутреннее пространство цилиндра. Одновременно вытесняются остатки отработанных газов, происходит заполнение надпоршневого пространства. При достижении поршнем крайнего нижнего положения возобновляется цикличный процесс.
Конструктивные отличия
Из рассмотренного выше принципа действия двух типов двигателей можно определить, чем отличается двухтактный от четырехтактного силового агрегата. Основная разница заключается в конструктивных особенностях механизмов.
Принципиальное отличие состоит в системе газообмена, снабжающей мотор воздушно-топливной смесью и отвечающей за удаление отработанных газов из внутреннего пространства цилиндров.
Четырехтактный двигатель осуществляет процесс за счет специального газораспределительного устройства, дополненного особым клапанным механизмом. Подача и выпуск осуществляется во время отдельных тактов. Это несколько усложняет конструкцию силового агрегата.
Двухтактные двигатели устроены намного проще. В них такты сжатия и расширения совмещены с заполнением и опустошением цилиндров. Система клапанов заменена двумя специальными отверстиями в стенках, через которые в камеру поставляется топливно-воздушная смесь и удаляются отработанные газы. Отсутствие газораспределительного механизма не только значительно упрощает конструкцию силового агрегата, но и существенно снижает его вес.
Сравнительный анализ двухтактного и четырехтактного моторов
Чтобы лучше понять, чем отличаются рассматриваемые типы силовых агрегатов, следует ознакомиться с их основными характеристиками, представленными в виде таблицы.
| Четырехтактный двигатель | Двухтактный двигатель |
| Количество тактов рабочего хода поршня на полный оборот коленчатого вала | |
| 2 | 1 |
| Сбалансированность работы | |
| Компенсировать вибрации, вызванные неравномерностью распределения крутящего момента, приходится тяжелым маховиком | Мотор работает достаточно равномерно, что позволяет применять маховик гораздо меньшего веса |
| Масса двигателя | |
| Тяжелый за счет дополнительного оборудования | Намного легче |
| Конструкция | |
| Достаточно сложная из-за необходимости применения газораспределительного устройства с клапанным механизмом | Упрощенная благодаря отсутствию клапанной системы |
| Стоимость | |
| Высокая | Ниже, чем у четырехтактного |
| Механический КПД | |
| Пониженный из-за большого числа трущихся деталей | Высокий за счет уменьшения количества подвижных элементов, подвергающихся трению |
| Производительность | |
| Высокая, объясняемая полной заменой отработанных газов свежей топливно-воздушной смесью | Несколько ниже из-за перемешивания отработанных газов с новой порцией горючей смеси |
| Рабочая температура | |
| Низкая | Более высокая |
| Охлаждение | |
| Жидкостное | Воздушное |
| Расход топлива | |
| Пониженный за счет полного сгорания | Завышенный из-за перемешивания нового впрыска с остатками отработанных газов |
| Габариты | |
| Такой двигатель имеет большие размеры | Двухтактным моторам свойственны меньшие габариты |
| Система смазки | |
| Сложная | Упрощенная |
| Звуковые характеристики | |
| Сравнительно тихая работа | Более шумный |
| Потребление смазки | |
| Низкое | Повышенное |
| Тепловая эффективность | |
| Высокая | Пониженная |
| Подверженность износу | |
| Трущиеся детали изнашиваются меньше, что продлевает срок службы силового агрегата | Более быстрое изнашивание подвижных элементов способствует сокращению срока эксплуатации мотора |
Некоторые позиции приведенной таблицы требуют детального рассмотрения.
Система смазки рассматриваемых моделей двигателей
Принцип смазки является очередным существенным различием, характеризующим работу двухтактных и четырехтактных моделей силовых агрегатов. Первые из них предполагают перемешивание определенного количества моторного масла с бензином. Существуют установленные пропорции такой смеси.
Чаще всего на одну часть масла приходится от 25 до 50 частей бензина. При возгорании горючей смеси смазка, представленная в виде мельчайших распыленных частиц, сгорает вместе с топливом. Вещества, образующиеся в результате сгорания, удаляются совместно с выхлопными газами.
Существует два способа получения масляно-бензиновой смеси:
- обычное механическое перемешивание при непосредственной подаче горючего в топливный бак;
- все необходимые компоненты поставляются внутрь системы по отдельности. Для получения требуемой топливно-масляной смеси предназначен специальный патрубок. Располагается деталь в пространстве, отделяющем цилиндр от карбюратора.
Для четырехтактного мотора применяется исключительно раздельная подача бензина и масла. Топливо не перемешивается со смазкой, независимо выполняя предписанные функции. Поэтому конструкция двигателя несколько усложняется за счет необходимости существования отдельной системы, снабжающей силовой агрегат требуемым количеством масла. Дополнительным оборудованием для смазки является масляный бачок, фильтр, помпа, клапаны и трубопроводная магистраль.
Требования к маслу, применяющемуся для двухтактных двигателей, ужесточаются из-за его полного сгорания. Необходимым условием является минимальное количество продуктов горения в виде нагара и сажи.
Смазка четырехтактного двигателя обязана обеспечивать стабильные характеристики на протяжении долгого периода времени эксплуатации.
Сфера применения
Отдельно следует отметить, что с точки зрения экономичности четырехтактный двигатель несколько выгоднее двухтактного мотора. Это объясняется пониженным расходом топлива, что немаловажно при нынешней стоимости горючего. Несмотря на это, значительные габариты позволяют использовать такое оборудование только для крупной техники, наподобие грузовых и легковых автомобилей, автобусов и пр.
Небольшие размеры, дополненные пониженной массой агрегата, допускают применения двухтактных двигателей для мопедов, скутеров, мотоциклов и прочих мелкогабаритных устройств. Используется такая модель мотора и в газонокосилках, моторных лодках и т.д.
Заключение
Проведенное исследование позволило определить достоинства и недостатки двух типов двигателей. Невзирая на неоспоримые преимущества двухтактных моторов, они все же несколько проигрывают четырехтактным из-за токсичности выхлопа и чрезвычайно шумной работы.
Однако, предприимчивые производители нашли способ нивелировать эти досадные недочеты. Несколько усложнив конструкцию дополнительным оборудованием, они предлагают использовать для продувки мотора чистый воздух. Такое нововведение позволит значительно повысить экономичность двухтактного силового агрегата наряду с экологичностью.
Источник: avtodvigateli.com
Yamaha четырехтактный или двухтакный мотор?
Двухтактный или четырехтактный подвесной лодочный мотор: что лучше?
Часть шестая: Что лучше?
На предыдущих страницах мы попытались разобраться в общих принципах работы двух- и четырехтактных моторов. Сегодня попробуем подойти к главному, а именно, сравнить преимущества каждого типа мотора, разумеется, подвесного. Поэтому любителей мотоциклов и самолетов просим не волноваться, так как у водно-моторной техники – своя специфика.
Если перелистать все каталоги, соответствующую литературу и справочники, а также немного покопаться в теории, то автоматически напрашиваются следующие выводы: подвесные двухтактные моторы легче, имеют меньший рабочий объем и более приемистые. Их проще перевозить (речь в данном случае о моторах мощностью до 40 л. с.), и в ремонте они доставляют, как правило, меньше хлопот.
Четырехтактные моторы потребляют меньше топлива, во время работы выделяют меньше вредных веществ и не требуют постоянно расхода масла. Это общепринятые достоинства и недостатки. Однако, если попробовать проанализировать некоторые конкретные данные, то картина получится не столь радикальная.
Приведем таблицы, из которых становится очевидной более или менее усредненная разница между «классическими» двухтактными и четырехтактными моторами мощностью до 40 л. с., что облегчает выбор типа мотора (табл. 1–2). Попробуем тщательно во всем разобраться.
| Модель* | Количество цилиндров/рабочий объем, см³ | Вес, кг | Максимальный расход топлива, л/ч |
| «4 ACMHS» | 1/83 | 21 | 2.2 |
| «F 4 AMHS» | 1/112 | 22 | 1.6 |
| «8 CMHS» | 2/165 | 27 | 4.5 |
| «F 8 CMHS» | 2/197 | 37 | 3.3 |
| «15 FMHS» | 2/246 | 36 | 7.3 |
| «F 15 CMHS» | 2/362 | 51.7 | 5.4 |
| «25 NMHOS» | 2/395 | 49 | 12.0 |
| «25 BMHS» | 2/496 | 53 | 10.7 |
| «F 25 AMHS» | 2/498 | 62 | 9.2 |
| «40 XWS» | 2/703 | 74.6 | 20.0 |
| «40 VEOS» | 3/698 | 74.5 | 18.5 |
| «F 40 BETS» | 3/747 | 86.1 | 15.0 |
| * Марки модели с литерой F в начале относятся к четырехтактным моторам, без литеры – к двухтактным. | |||
| Модель* | Количество цилиндров/рабочий объем, см³ | Вес, кг | Максимальный расход топлива, л/ч |
| «М 3.5 B» | 1/74.6 | 13 | 1.7 |
| «MFS 3.5» | 1/85.5 | 17.5 | 1.12 |
| «M 9.8» | 2/169 | 25 | 5.1 |
| «MFS 9.8» | 2/209 | 37 | 4.9 |
| «M 18» | 2/294 | 41 | 8.5 |
| «MFS 18» | 2/328 | 52 | 5.7 |
| «M 30» | 2/429 | 52 | 15.0 |
| «MFS 30» | 2/526 | 71.5 | 10.4 |
| * М – двухтактные модели, MFS – четырехтактные модели. | |||
Расход топлива и вес. Напрямую величины максимального расхода моторов «Yamaha» и «Tohatsu» сравнивать некорректно, но тенденция прослеживается четко. Разница в рабочем объеме у некоторых современных четырехтактных моторов «Yamaha» по сравнению с аналогами из двухтактных серий сведена к минимуму. Но это вовсе не означает, что объем перестает быть преимуществом двухтактников этой марки.
Что касается веса, то четырехтактные моторы пока в любом случае тяжелее двухтактных. У «Tohatsu», конструкция которого более традиционна, эти тенденции более ярко выражены. Это же справедливо и для некоторых моторов с логотипом «Mercury», которые выпускает фирма «Tohatsu».
Что касается расхода топлива, то, несомненно, четырехтактные моторы экономичнее, чем «классические» двухтактные. Прорыв в экономии начался с появлением двухтактников «Mercury OptiMax», у которых установлены системы впрыска топлива и масла. Сегодня впрысковые двухтактники по этому показателю почти вплотную подошли к четырехтактным моторам, однако, если внимательно проанализировать результаты замеров расхода топлива, то окажется, что и моторы с системами OptiMax, и TLDI, и HPDI и даже с E-Tec экономичнее только при средних оборотах коленчатого вала. При этом общий расход топлива немного (у разных моделей поразному) превышает расход некоторых четырехтактных аналогов. Но мы отвлеклись…
По идее, расход топлива надо рассчитывать каждый раз для конкретного случая, так как один и тот же мотор, установленный на разные лодки, будет показывать разную скорость. Иными словами, заявленный максимальный часовой расход топлива, разумеется, будет неизменяемым, однако, если интересует расход в «литрах на километры», что более привычно, то он у разных комплектов «мотор–лодка–загрузка» будет разным. Те, кому необходимо преодолевать большие расстояния, по достоинству оценят четырехтактный мотор, особенно, если он эксплуатируется не «в полный газ». Правда, надо учесть, что стоимость его превышает стоимость двухтактного, и оправдать ее удастся через пять-шесть лет или более. Вот тут и подумаешь…
Надо заметить, что новые впрысковые четырехтактные моторы, оснащенные «мозгами», оказываются на треть экономичнее «классических» двухтактных, т. е. разрыв между ними и двухтактниками по расходу топлива становится еще более значительным, чем у карбюраторных версий.
Honda BF135A, BF150A service manual: описание мотора, технические характеристики, отзывы
Итак, двухтактные моторы мощностью до 40 л. с. включительно легче, имеют больший крутящий момент на сопоставимых оборотах коленчатого вала (при одинаковом рабочем объеме с четырехтактником), но менее экономичные и более «грязные», чем двухтактные. У моторов большей мощности картина примерно такая же, только все в увеличенном размере. Разница в расходе топлива «на круг» составляет примерно 15–30% в зависимости от конструкции моторов, т. е. есть более «прожорливые» и двухтактные, и четырехтактные моторы.
Если сравнить те же моторы аналогичной мощности «на разгон», то тут двухтактные моторы явно «резвее». Разница в разгоне до 30 км/ч у моторов малой и средней мощности может достигать 5–10% (в некоторых случаях и более). «Большие» моторы, особенно числящиеся в разряде «для спорта», также раскручиваются быстрее (порой более чем на 20%). В данном случае не стоит путать гонки и спорт: моторы для гонок, как правило, проходят специальную подготовку и не всегда годятся для «гражданской» эксплуатации.
Теперь о том, что же выбрать? Однозначный ответ найти трудно. Кто-то по ряду причин предпочитает только двухтактные моторы, а кто-то любит относительную тишину и редкие заезды на заправку, а значит, четырехтактные моторы.
Шум. Существует мнение, что двухтактные моторы очень шумные, но это справедливо только, когда речь идет о низких и средних оборотах. На максимальных оборотах четырехтактные моторы шумят, если и меньше, то на два-три децибела. Но это еще не повод отказываться от двухтактного мотора с хорошим крутящим моментом.
Обычно современные моторы имеют «шумовое давление» при максимальных оборотах от 88 (очень хорошо) до 94 дБ(А) (не слишком хорошо). Это шум, замеренный в метре от работающего двигателя, как правило, на достаточно тихой лодке. В действительности для человеческого уха важен не столько сам шум (суммарное давление), сколько его спектр. Звонкие шумы хуже, чем низкие.
Поэтому часто «тихий» мотор утомляет больше, чем более громкий. На малых и средних оборотах четырехтактные моторы работают обычно тише и имеют «правильный» спектр шума.
Следовательно, если человек планирует ходить в режиме «около трех четвертей газа», то четырехтактник получает преимущество по этому показателю. Если же большую часть мотор будет работать в более высоком темпе, то смысл приобретать четырехтактник теряется.
Автономность. Это – не последний фактор, влияющий на выбор мотора, особенно если ему уготована работа в удаленных от цивилизации местах. «Четыре такта» могут реже заправляться, им надо меньше масла. В выигрыше окажутся обладатели четырехтактного мотора и в тех случаях, когда он эксплуатируется в режиме «дорожки». В этом случае и расход невелик и, самое важное, – отсутствует специфический запах «горелого масла».
Вес. В большинстве случаев вес четырехтактного мотора больше веса двухтактного аналогичной мощности примерно на 20%. Очевидно, что не все лодки смогут «нести» на себе дополнительные 20% веса. При этом нарушается центровка, возникают нежелательные явления типа «дельфинирования», уменьшается уровень безопасности и т. д. Если лодка рассчитана на мотор мощностью 40 л.с. и на транец допускается нагрузка, к примеру, 60 кг, то мотор весом в 80 кг – уже перебор. Порой даже разница в 10 кг может оказать на малых лодках (длиной до 4.5 м) негативное влияние на управляемость.
Габариты. Четырехтактные моторы крупнее своих двухтактных «собратьев», и на некоторых лодках, например, с рецессом, первые будут задевать за края конструкции или вовсе не поместятся в откинутом состоянии в положенном углублении.
К чему все эти рассуждения? Это попытка донести тем, кто озадачен покупкой мотора, простую мысль: нельзя просто «зацикливаться» только на одном показателе: «Нужен мощный мотор!». Проще и в итоге окажется дешевле просчитать все возможные варианты с учетом разных показателей и только потом принимать решение о покупке того или иного мотора. Проблема выбора вообще сложна, тем более, когда речь идет о лодочном моторе. Лодка – не автомобиль, тот продается с уже «вставленным» в него мотором.
«Два такта или четыре?», Игорь Владимиров, «КиЯ» №1 (217) 2009 г.
Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:
Какой мотор лучше для лодки: двухтактный или четырехтактный?
26 Фев 2019 | 11:44
В этой статье попробуем разобраться, какой мотор — двухтактный или четырехтактный — лучше. На специализированных форумах не смолкает спор по этому поводу. Так что сегодня мы приведем несколько доводов, подкрепленных фактами и цифрами.
Источник: sudavmore.ru
Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы
Двадцать первый век, двухтактники вроде как давно сдали позиции, и всё больше друзей меняют свои дымящие мотоциклы на современные экологичные четырёхтактники. А другие друзья покупают их старые мотоциклы по дешёвке и радуются.
И главное, оба лагеря рассказывают об отличии в зацепе, торможении двигателем, характере тяги, звуке и о том, как им нравится их новая техника. Ну, что касается удовольствия от покупки чего-то незнакомого и хорошего, тут не поспоришь. А вот как насчёт остального — держака, характеристики двигателя и так далее? В чём отличия двухтактных от четырёхтактных моторов и как они работают?
Каковы плюсы и минусы каждого варианта? И какой лучше подойдёт именно вам?
Принцип работы двухтактных и четырёхтактных мотоциклов
Двухтактных дорожных мотоциклов уже почти не осталось, а оставшиеся — скорее курьёзный раритет, чем настоящий транспорт. Поэтому говорить будем о внедорожной технике. И давайте для простоты будем сравнивать современные (т.е. не архаичные) мотоциклы с одноцилиндровыми двигателями, двухтактными и четырёхтактными. Что между ними общего и какие есть отличия?
Оба варианта представляют собой двигатели внутреннего сгорания, использующие для работы энергию, выделяющуюся при сжигании смеси воздуха и топлива. При этом сгорающая смесь расширяется и толкает поршень вниз. Тот передаёт энергию движения через шатун на коленвал, который преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное. Вращение коленвала через трансмиссию передаётся на заднее колесо, а дальше вы и так знаете.
Что такое “такт”? Это движение поршня вверх или вниз в цилиндре. В четырёхтактном двигателе первый такт — это впуск, второй — сжатие, третий- вспышка (рабочий ход), а четвёртый — выпуск. На полный рабочий цикл четырёхтактного двигателя приходится два оборота коленчатого вала.
На такте впуска впускные клапана в головке цилиндра открываются, поршень движется вниз и засасывает топливо-воздушную смесь. Существуют конструкции, в которых смесь поступает в камеру сгорания принудительно, но для понимания сути это не имеет значения.
На такте сжатия и впускные, и выпускные клапана закрыты, а поршень движется вверх, сжимая содержимое камеры сгорания (т.е. топливо-воздушную смесь).
На такте вспышки, сгорания, сжигания, или, как правильнее его называть — рабочего хода, происходит основная магия: клапана закрыты, система зажигания образует искру на свече (или свечах) зажигания, которая поджигает сжатую смесь. При сгорании смесь расширяется и толкает поршень вниз, что и приводит в конечном итоге к появлению тяги на заднем колесе.
Такт выпуска очищает камеру сгорания от продуктов сжигания топлива, то есть выхлопных газов. Здесь открываются выпускные клапана, поршень движется вверх и выталкивает содержимое камеры сгорания через выхлопную систему.
А дальше всё повторяется: поршень опять движется вниз и происходит очередной первый такт, впуск.
Всё это происходит в камере сгорания. Это пустое пространство между днищем поршня (не удивляйтесь, но днище у него находится сверху) и внутренней частью (сводом) головки цилиндра, в котором находятся клапана.
Собственно, поэтому головки четырёхтактных двигателей с верхним расположением распредвала довольно массивны: в них находятся распредвал (или два), клапана, пружины, впускной и выпускной порты, свеча зажигания, привод газораспределения, декомпрессор и много другого оборудования. Ниже, под поршнем, расположен коленчатый вал. Чаще всего он находится в масляной ванне, которую “взбалтывают” его щёки, разбрызгивая масло на стенки цилиндров, сам коленвал и шейки шатуна. В большинстве моторов есть также система принудительной подачи смазки — маслонасос забирает масло из картера и под давлением подаёт по специальным каналам во все движущиеся элементы, смазывая и охлаждая пары трения.
В двухтактных двигателях такт впуска и сжатия совмещены, а также совмещены такты рабочего хода и выпуска. Так что весь рабочий процесс происходит за два такта вместо четырёх, иначе говоря за один оборот коленвала. Получается, двухтактный двигатель выдаёт полезную мощность на каждом движении поршня вниз, в то время как четырёхтактный — только каждый второй ход вниз.
В двухтактном двигателе корпус двигателя (картер) является частью впускного тракта, и забор смеси происходит из него. Поэтому коленвал не может находиться в масляной ванне, как в четырёхтактном двигателе. Вместо этого масло добавляется в топливо-воздушную смесь, из которой оно оседает на стенки цилиндра, коленвал и шейки шатуна.
Головка двухтактного двигателя представляет собой просто крышку с резьбой для свечи. В ней нет ни клапанов, ни каких-либо каналов, проходов или других отверстий. Зато каналы (называемые окнами или портами) есть в цилиндре. Поршень при движении перекрывает и открывает их, по сути работая в качестве клапана. Вся магия двухтактного двигателя — в том, как хитроумно рассчитано расположение портов относительно хода поршня:
Такт впуска-сжатия
Такт впуска-сжатия: поршень движется вверх, под поршнем создаётся разряжение, и топливо-воздушная смесь втягивается в картер. Одновременно над поршнем происходит сжатие находящейся там порции смеси. Находящийся во впускном тракте лепестковый клапан между картером и источником топлива открывается только в одну сторону — он впускает смесь в картер и не выпускает обратно во впускной тракт (т.е. в карбюратор или во впускной манифольд инжекторных двигателей).
Такт сжигания-выхлопа
Такт сжигания-выхлопа: искра поджигает сжатую топливо-воздушную смесь, находящуюся в камере сгорания, она толкает поршень вниз с усилием, трансформируемым во вращательное движение. При этом в картере создаётся избыточное давление, и новая порция смеси проталкивается во впускное окно, ведущее в камеру сгорания. К концу такта сгорания поршень открывает выпускное окно в стенке цилиндра, и вошедшая в камеру сгорания смесь выталкивает в него отработанную порцию смеси. Впускное и выпускное окно расположены так, чтобы камера сгорания “автоматически” освобождалась от отработанной смеси и наполнялась свежей только за счёт движения поршня.
Ну ладно, скажете вы, это всё интересно, но двигатель ведь просто крутит колесо, так какая разница, двухтактный он или четырёхтактный?
Плюсы и минусы
Коль скоро двухтактные двигатели до сих пор выпускаются, очевидно, что есть у них какие-то особенности, отличающие от четырёхтактных. Какие?
Плюсы четырёхтактных двигателей
Плюсы четырёхтактных: они выдают мощность только четверть всего времени, но более длинный такт рабочего хода обуславливает бОльший крутящий момент, так что четырёхтактники более тяговиты на низких оборотах и более линейны и предсказуемы во всём диапазоне. Для того, чтобы энергии, выделившейся на такте рабочего хода, хватило для двух полных оборотов коленвала (плюсом к полезной работе двигателя), четырёхтактные моторы оснащены более тяжёлым маховиком с бОльшей инерцией. Сочетание более редких тактов вспышки-толчка поршня и тяжёлого маховика обуславливает более хорошее сцепление с поверхностью за счёт менее выраженных рывков заднего колеса на каждом такте вспышки, а это очень важно в любой внедорожной дисциплине. Кроме того, у четырёхтактных моторов более выражено торможение двигателем, что многим очень по душе. Но главное — что в топливо четырёхтактных двигателей не добавляется масло, а значит, их выхлоп заведомо чище и безопаснее, чем у двухтактных.
Минусы четырёхтактных двигателей
Минусы четырёхтактных: они всегда были тяжелее двухтактных, просто потому, что в них больше движущихся частей, необходимых для работы. Впрочем, современные двигатели становятся всё более лёгкими. Тяжёлый маховик может привести к более ленивому рулению из-за гироскопического эффекта. Кроме того, четырёхтактные ДВС сложнее в обслуживании (и более требовательны к нему) из-за более сложного устройства. Впрочем, это не такой уж и минус: двухтактники устроены проще, но зато ресурс у них меньше (в гоночных режимах), поэтому обслуживать их приходится чаще.
Плюсы двухтактных двигателей
Плюсы двухтактных: как уже было сказано, они легче и проще. В них меньше движущихся частей, меньше пар трения, а провести капремонт можно прямо перед поездкой, буквально за час, а то и быстрее (речь идёт о замене цилиндро-поршневой группы, которая чаще всего производится без снятия двигателя с мотоцикла).
В них практически нечего настраивать при капремонте и при текущем обслуживании — ни клапанов с необходимостью настройки зазоров, ни ГРМ с требующей внимания цепью, ни даже маслонасоса в картере. Более того, из-за отсутствия в большинстве таких моторов системы принудительной смазки они довольно надёжны в краткосрочной перспективе (т.е. просто не способны отказать во время гонки из-за проблем с подачей масла в систему смазки), а устроены они так, что замена коренных подшипников не составляет никакой сложности, в отличие от четырёхтактных, в некоторых из которых вкладыши меняются вместе с боковыми крышками двигателя. Двухтактные моторы имеют совершенно крышесносный характер — на высоких оборотах их мощность нарастает резко, и многим это очень нравится. Впрочем, современные двигатели имеют более управляемый характер и лучше работают на низких оборотах благодаря специальным мощностным клапанам, которые частично перекрывают выпускной порт на низких оборотах и открывают его полностью на высоких.
Минусы двухтактных двигателей
Минусы двухтактных: необходимость добавлять масло в бензин — вроде бы мелочь, которая со временем начинает напрягать. Во-первых, это довольно грязное занятие — в том смысле, что бутылка с потёками двухтактного масла должна быть при себе на заправке (а значит, где-нибудь в рюкзаке, где может вытечь на его содержимое, а в конечном итоге и на спину).
Во-вторых, при долгом простое в прохладе масло запросто может осесть на дно бака, откуда попадёт в карбюратор и заполнит поплавковую камеру, что приведёт к невозможности запустить двигатель, пока он не выгонит всё масло в выхлоп. Впрочем, все эти сложности скоро канут в лету: всё более популярны становятся двухтактники с технологией TPI — впрыска в окно.
Двухтактные двигатели изнашиваются быстрее, так как смазываются по меркам четырёхтактников недостаточно. Впрочем, отсюда же и плюс — не только конструктивная простота, но и удобство ремонта, заложенное в большинство таких моторов. Ещё один минус — своеобразное устройство выпускного тракта с большими тонкостенными элементами, легко подверженными повреждениям. И, наконец, двухтактный выхлоп грязен — содержит масляный дым и изрядное количество несгоревшего бензина.
Настоящее чудо
Любой ДВС — это настоящее чудо! Будь он хоть двух-, хоть четырёхтактным, смесь в нём вспыхивает тысячи раз в минуту, и достигается это благодаря идеально выбранному моменту подачи искры, правильному составу смеси, оптимальному газораспределению и множеству других инженерных решений. Двигатель вырабатывает электричество для зарядки аккумулятора, питания катушки зажигания, светотехники и бортовой электроники. Он вращает помпу системы охлаждения, которая обеспечивает оптимальный температурный режим при помощи термостата. А уж как любят играться с моторами мальчишки всех возрастов и семейных положений, начиная с самого юного возраста и заканчивая седыми усачами, с добродушной усмешкой рассказывающими, что “на яве палец-то был бронзовый”.
А звук? Большинство из нас издали способны отличить звук выхлопа четырёхтактника от агрессивного, взрывного рёва двухтактного мотора. Звук, да и запах двухтактного выхлопа для многих из нас — это прямая дорога в детство, где все ещё живы и молоды, на дворе лето, в лесу грибы и ягоды, и дедушкин ИЖ везёт всё семейство оленьими тропами за черникой.
Мотоциклы прекрасны, хоть двух-, хоть четырёхтактные. Выбирайте по душе, по настроению и по возможностям — или просто берите первый попавшийся и решайте, чего в нём вам не хватает, и до встречи на лесных тропинках!
Источник: zarubin.mototeamrussia.com