В этой статье Вы узнаете устройство и принцип работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Многие из нас ездят на мотороллерах или выходят на воду с лодочным мотором. Но вот, как устроен и работает двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС) знает не каждый. А ведь он приводит в движение Вашу двухколесную или водную технику,
Ещё в помощь статья — Что такое двигатель внутреннего сгорания и его виды.
Зачем нужно понимать принцип работы двухтактного двигателя
- Во-первых зная все принципы работы ДВС, Вы сможете быстро и правильно диагностировать его неполадки. Да и вообще, в ознакомительных целях знание принципов работы 2-х тактного двигателя не помешает.
- Во-вторых Вы сможете легко определиться с тем, какую лучше выбрать силовую продукцию с 2-х тактным или 4-х тактным двигателем (в помощь статья — Преимущества и недостатки 4-х и 2-х тактных двигателей).
Поэтому на сайте МоторСвит был подготовлен небольшой материал по принципу работы двухтактного двигателя. Принцип работы четырёхтактного двигателя Вы узнаете здесь.
Вообще-то существует два основных типа двигателей с которой работает силовая продукция — двухтактные и четырехтактные.
Практически на каждом мотороллере, особенно до 2000 года выпуска, установлен двухтактный двигатель, а также модельный ряд многих производителей лодочных моторов.
Рабочий цикл двухтактного двигателя
В двухтактных двигателях все рабочие циклы происходят в течении одного оборота коленвала за два основных такта. Это процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки.
У двигателей такого типа отсутствуют клапаны, как в четырехтактных ДВС. Их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного. Это реализовывается за счет большего числа рабочих циклов.
Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60-70%.
Принцип работы двухтактного двигателя ДВС — Конструкция
Рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС. Смотрите на рисунок 1 ниже.
Здесь Вы видите двигатель. Он состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне.
Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра.
Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Далее, вращательное движение передается на вариатор.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла.
Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет. А если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине в двухтактном двигателе масло (обязательно масло для 2-х тактных ДВС) и добавляется в определенной пропорции с бензином. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.
Принцип работы двухтактного двигателя ДВС — Все такты
Вот теперь мы подошли к принципу работы двухтактного двигателя. Вы уже догадались из названия, что весь рабочий цикл в двух тактном двигателе осуществляется за два такта:
1 — Такт сжатия
Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится на рис. 2. Далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (положение поршня на рис.3, далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное 2. А затем выпускное 3 окна.
После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси.
Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.
2 — Такт рабочего хода
При положении поршня около ВМТ (верхней мёртвой точки) сжатая рабочая смесь (1 на рис.3) воспламеняется электрической искрой от свечи. В результате чего температура и давление газов резко возрастают.
Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу.
Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.
Когда поршень дойдет до выпускного окна (1 на рис. 4), оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно (1 на рис. 5) и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов.
Далее цикл повторяется.
Принцип зажигания двухтактного ДВС
Стоит упомянуть о принципе зажигания.
Обратите внимание, что топливной смеси нужно время для воспламенения. Поэтому искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ.
В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ.
Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.
Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением. Например Honda Dio ZX AF35. С ним двигатель развивает больше мощности.
Посмотрите наглядную картинку принципа работы двухтактного двигателя ниже. Продуктивного изучения. На этом всё.
