Funcționare motor în patru timpi
Într-un motor standard în patru timpi, amestecul este aprins la fiecare a doua rotație a arborelui cotit. Rotirea arborelui antrenează un set complex de mecanisme care asigură executarea sincronă a unei secvențe de curse. Deschiderea supapelor de admisie sau de evacuare se realizează cu ajutorul arborelui cu came, care presează alternativ culbutorii. Supapa este readusă în poziția închis cu ajutorul unui arc. Pentru a evita pierderea compresiei, este necesar ca supapele să se potrivească strâns pe chiulasa.
Funcționarea unui motor în doi timpi
Acum să vedem cum diferă un motor în doi timpi de un motor în patru timpi în ceea ce privește principiul de funcționare. La motoarele în doi timpi, toate cele patru acțiuni sunt efectuate într-o singură rotație a arborelui cotit, deoarece pistonul se mișcă din punctul mort sus în jos și apoi înapoi. Eliberarea gazelor de eșapament (purjare) și injecția de combustibil sunt integrate într-o singură cursă, la sfârșitul căreia amestecul se aprinde și energia rezultată împinge pistonul în jos. Acest design elimină necesitatea unui mecanism de supapă.
Locul supapelor este ocupat de două orificii din pereții camerei de ardere. Când pistonul se mișcă în jos din cauza energiei de ardere, canalul de evacuare se deschide, permițând gazelor de evacuare să iasă din cameră. La deplasarea în jos, se formează un vid în cilindru, datorită căruia un amestec de aer și combustibil este atras prin canalul de admisie situat dedesubt. Când se deplasează în sus, pistonul închide canalele și comprimă gazele din cilindru. În acest moment se declanșează și se repetă din nou întregul proces descris mai sus. Important este ca la aceste tipuri de motoare amestecul se aprinde la fiecare rotatie, ceea ce iti permite sa extragi mai multa putere din ele, cel putin pe termen scurt.
Raport greutate/putere
Motoarele în doi timpi sunt mai potrivite pentru aplicațiile care necesită explozii rapide și bruște de putere decât să funcționeze fără probleme pe perioade lungi de timp. De exemplu, un jet ski cu motor în doi timpi accelerează mai repede decât un camion cu motor în patru timpi, dar este conceput pentru călătorii scurte, în timp ce un camion poate parcurge sute de kilometri înainte de a avea nevoie de odihnă. Timpul scurt de funcționare al motoarelor în doi timpi este compensat de raportul lor redus greutate-putere: astfel de motoare cântăresc de obicei mult mai puțin, astfel încât pornesc și ajung mai repede. temperatura de functionare. De asemenea, au nevoie de mai puțină energie pentru a se mișca.
Care motor este mai bun
În cele mai multe cazuri, motoarele în patru timpi pot funcționa doar într-o singură poziție, în timp ce motoarele în doi timpi sunt mai puțin solicitante în acest sens. Acest lucru are mult de-a face cu complexitatea pieselor mobile, precum și cu designul baii de ulei. Această carter, care asigură lubrifierea motorului, se găsește de obicei doar la modelele în patru timpi și are o importanță deosebită pentru funcționarea acestora. Motoarele în doi timpi nu au, de obicei, o astfel de carter, deci pot fi acționate în aproape orice poziție fără riscul de stropire cu ulei sau de întrerupere a procesului de lubrifiere. Pentru dispozitive precum drujba, ferăstraie circulare si altele unelte portabile, această flexibilitate este foarte importantă.
Eficiența consumului de combustibil și impactul asupra mediului
Se constată adesea că motoarele compacte și rapide produc mai multă poluare a aerului și consumă mai mult combustibil. În punctul cel mai de jos al mișcării pistonului, când camera de ardere este umplută cu un amestec combustibil, se pierde o anumită cantitate de combustibil, intrând în canalul de evacuare. Acest lucru poate fi văzut în exemplul unui motor de barcă exterior; dacă te uiți cu atenție, vei vedea pete uleioase multicolore în jurul lui. Prin urmare, motoarele de acest fel sunt considerate ineficiente și poluante mediu. Deși modelele în patru timpi sunt oarecum mai grele și mai lente, ard combustibil complet.
Costul de achiziție și întreținere
Motoarele mai mici sunt de obicei mai puțin costisitoare, atât în ceea ce privește achiziția inițială, cât și întreţinere. Cu toate acestea, ele sunt proiectate pentru a avea o durată de viață mai scurtă. Deși există unele excepții, majoritatea nu sunt proiectate să funcționeze continuu mai mult de câteva ore și nu sunt concepute pentru a dura foarte mult. Lipsa unui sistem separat de lubrifiere duce, de asemenea, la faptul că chiar și cele mai bune motoare de acest tip se uzează relativ repede și devin inutilizabile din cauza deteriorării pieselor în mișcare.
Parțial din cauza lipsei de disponibilitate, benzina destinată utilizării într-un motor scuter în doi timpi, de exemplu, necesită adăugarea unei anumite cantități de ulei special. Acest lucru duce la costuri suplimentare și necazuri și poate provoca, de asemenea, daune (dacă uitați să adăugați ulei). Un motor în 4 timpi necesită în majoritatea cazurilor un minim de întreținere și îngrijire.
Care motor este mai bun
Acest tabel descrie pe scurt modul în care un motor în doi timpi diferă de un motor în patru timpi.
Motor în patru timpi | Motor în doi timpi |
|
O cursă de putere la fiecare două rotații ale arborelui cotit. | O cursă de putere pentru fiecare rotație a arborelui cotit. |
|
Este necesar să se folosească un volant greu pentru a compensa vibrațiile care apar în timpul funcționării motorului din cauza distribuției neuniforme a cuplului, deoarece aprinderea amestecului combustibil are loc numai la fiecare a doua rotație. | Este nevoie de un volant mult mai ușor și motorul funcționează destul de echilibrat, deoarece cuplul este distribuit mult mai uniform datorită faptului că amestecul combustibil este aprins la fiecare rotație. |
|
Greutate mare a motorului | Greutatea motorului este mult mai mică |
|
Designul motorului este complicat din cauza mecanismului supapelor. | Designul motorului este mult mai simplu datorită absenței unui mecanism de supapă. |
|
Cost ridicat. | Mai ieftin decât în patru timpi. |
|
Eficiență mecanică scăzută datorită frecării cantitate mare detalii. | Eficiență mecanică mai mare datorită frecării reduse datorită unui număr mic de piese. |
|
Productivitate mai mare datorită eliminării complete a gazelor de eșapament și injectării amestecului proaspăt. | Performanță ridicată redusă datorită amestecării gazelor de eșapament reziduale cu amestecul proaspăt. |
|
Temperatura de funcționare mai scăzută. | Temperatura de operare mai mare. |
|
Răcire cu apă. | Răcire cu aer. |
|
Consum mai mic și ardere completă a combustibilului. | Mai mult consum mare combustibil și amestecarea injecției proaspete cu reziduurile de gaze de eșapament. |
|
Ocupă mult spațiu. | Ocupă mai puțin spațiu. |
|
Sistem complex de lubrifiere. | Mult mai mult sistem simplu lubrifianți |
|
Zgomot redus. | Zgomot mai mare. |
|
Sistem de distribuție a gazelor cu mecanism de supapă. | În loc de supape, sunt folosite porturile de intrare și de evacuare. |
|
Eficiență termică ridicată. | Eficiență termică mai puțin ridicată. |
|
Consum redus de ulei. | Consum mai mare de ulei. |
|
Mai puțină uzură a pieselor în mișcare. | Uzură crescută a pieselor mobile. |
|
Instalat în mașini, autobuze, camioane etc. | Folosit la mopede, scutere, motociclete etc. |
Conține, de asemenea, pozitive și calitati negative fiecare dintre aceste două tipuri.
Motorul cu ardere internă funcționează pe principii studiate îndelung. Vom lua în considerare motoarele cu piston, deoarece unitățile rotative și alte unități exotice care convertesc energia de ardere în energie cinetică nu sunt atât de comune.
Pentru a înțelege mai bine procesul, să definim câțiva termeni tehnici:
- Ciclul de funcționare a motorului este un lanț de procese alternante, în urma cărora energia de ardere a combustibilului este transformată în rotație a roților (atunci când este utilizat într-un vehicul)
- Admisie - umplerea cilindrului cu un amestec de vapori de benzină și aer (la motoarele pe benzină) sau aer la motoarele diesel
- Compresie - comprimarea amestecului de combustibil din cilindru
- Cursa de putere - gazele în expansiune, după aprinderea amestecului combustibil, conduc rapid pistonul în jos
- Evacuare – ventilarea cavității cilindrului dintr-o porțiune de gaze de eșapament.
În timpul unui ciclu de lucru, procesele urmează o ordine strict definită. Fiecare dintre ele se numește beat. Din punct de vedere mecanic, o cursă este mișcarea pistonului de la unul centru mort până la al doilea. În funcție de designul motorului, pot exista două sau patru cicluri.
Ce este un motor în doi timpi - video
Care este diferența dintre un motor în doi timpi și un motor în patru timpi?
Pentru fiecare rotire de 180° a arborelui cotit se execută două curse (diferite în funcție de tipul de motor). Dezvoltarea procesului unui motor cu ardere internă în doi timpi se realizează într-o singură rotație, iar a unui motor în patru timpi - în două rotații ale arborelui cotit. Nu este clar? Să luăm în considerare întrebarea mai detaliat.
Important! Există bătăi pasive și active. Mai precis, există un singur ciclu activ - cursa de lucru. Mișcările rămase ale cilindrului apar datorită inerției volantului montat pe axa motorului. Acest lucru se aplică unui motor cu un singur cilindru, fiecare cilindru ulterior funcționează cu o schimbare de fază și nu mai este nevoie de un volant greu. Prin urmare, rolul său este jucat de angrenajul de care se agață starterul.
Un motor modern este destul de complex din punct de vedere ingineresc. Procesele sunt susținute de diverse mecanisme auxiliare, munca lor trebuie să fie sincronizată. În plus, componentele motorului au o anumită masă și, în consecință, există inerție.
Piesele de frecare sunt încetinite de rezistență. Acest lucru încetinește procesul și ia putere suplimentară. Toate modificările trebuie luate în considerare la proiectarea motorului.
Este dificil de programat un algoritm de control, condițiile de funcționare sunt în continuă schimbare. Dacă secvența modificărilor ciclului eșuează, va exista o pierdere de putere sau o oprire a motorului. Prin urmare, pentru o funcționare lină aveți nevoie de atâtea dispozitive în jurul perechii: piston, cilindru.
Logica dictează că, cu mai puține cicluri de ceas, controlul poate fi simplificat. De aceea, inginerii încă dezvoltă direcția motoarelor cu ardere internă în doi timpi.
Pentru a înțelege diferența dintre un motor în doi timpi și unul în patru timpi, luați în considerare organizarea acestuia din urmă.
O caracteristică de proiectare a motoarelor în patru timpi este separarea supapelor la intrare și la ieșire.
Admisie
Prin inerție, pistonul se mișcă în jos, creând un vid în camera de ardere. În acest moment, amestecul preparat aer-combustibil intră în cavitate prin supapa de admisie deschisă.
Comprimare
Pistonul (din nou prin inerție) se deplasează în punctul cel mai înalt. Ambele supape sunt sigilate, amestecul combustibil este comprimat. Aceasta este prima aplicare a unei compresii bune. Amestecul nu pătrunde în carter.
Cursa de lucru
O lumânare scânteie și are loc o explozie. Gazele cu expansiune rapidă împing pistonul în jos. Aceasta este a doua aplicare a compresiei. Cu cât este mai sus, cu atât mai multa energie de la explozie va fi transferat la arborele cotit.
Important! După ce depășește punctul mort superior, biela pistonului ia o poziție de conducere pe arborele cotit, astfel încât rotația inversă nu are loc.
Forța de presiune accelerează arborele motorului, oferind un cuplu util.
Emisiune
Pistonul (din nou prin inerție) se deplasează în punctul mort superior. Gazele de eșapament sunt forțate să iasă în supapa de evacuare deschisă. Când se atinge înălțimea maximă, pistonul este gata să aspire următoarea porțiune a amestecului de aer.
Această schemă de funcționare a motorului este tipică pentru un motor cu un singur cilindru. Cu un aranjament cu mai mulți cilindri (de fapt, practic nu există altul pe mașini), fiecare piston ulterior oferă cuplu, înlocuind inerția volantului.
Prin urmare, arborele cotit se rotește mai uniform. Și în fiecare cilindru individual, ciclul de lucru are loc exact așa.
Motorul în patru timpi este mai silentios și mai lin. Sistemul de lubrifiere este separat de sistemul de combustibil - ecologie îmbunătățită. În același timp, motorul este inferioară ca putere față de un în doi timpi de același volum, deoarece există două rotații ale arborelui cotit pe ciclu de lucru.
Designul unui astfel de motor este simplu și complex în același timp. Simplitatea constă în absență cantitate uriașă elemente suplimentare: cum ar fi un mecanism de distribuție a gazului antrenat de arborele cotit, un sistem de lubrifiere cu pompă, inele suplimentare pe piston.
Pe de altă parte, motoarele în doi timpi au o arhitectură complexă a blocului de cilindri. Complex nu din punct de vedere al asamblarii, ci din punct de vedere al designului. Sistemul de admisie/esapament trebuie proiectat cu o precizie magistrala, altfel jumatate din energia combustibilului ars va merge literalmente la scurgere.
Principiul de funcționare a unui motor în doi timpi în cicluri
De fapt, sunt doar două dintre ele, după numele designului: compresie și cursă. În realitate, funcționarea unui motor în doi timpi este mult mai complexă și este de fapt împărțită în patru procese. Cu toate acestea, în cadrul standardelor acceptate, acestea sunt combinate.
Comprimare
Timpul 1. Procesul 1 
Pistonul se deplasează în sus prin inerție. Amestecul de combustibil (încărcare nouă) care intră prin orificiul de ventilație (2) împinge gazele de evacuare rămase prin galeria de evacuare (1).
Există o anumită separare între noua încărcătură și evacuarea din camera de deasupra pistonului (I). În același timp, prin supapa de admisie (3) următoarea porțiune a amestecului de benzină este pompată în camera manivelei (II).
În același timp, vaporii de ulei se depun pe mecanisme, ungându-le (în astfel de motoare, uleiul este adăugat la combustibil).
De îndată ce partea superioara pistonul închide orificiul de evacuare (1), amestecul începe să se comprime până când pistonul ajunge la punctul mort superior.
Timpul 1. Procesul 2 
O scânteie se aprinde la bujie, amestecul aer-combustibil explodează, pistonul primește o împingere și se mișcă rapid în jos.
Important! Conceptele de „sus”, „centru mort superior”, „jos”, „centru mort inferior” sunt destul de arbitrare. Cilindrii pot fi poziționați orizontal (opus motoarelor motocicletei Porsche și Dnepr) sau chiar cu capul în jos (motor de avion de tip stea).
Presiunea gazului este menținută până când se deschide orificiul de evacuare (1).
Cursa de lucru
Beat 2. Procesul 4 
Gazele de evacuare curg în orificiul de evacuare deschis. Aerodinamica calculată corect vă permite chiar să creați un ușor vid. Cu toate acestea, o parte din evacuarea rămâne în cilindru.
Important! În acest moment, energia de ardere a amestecului nu mai acționează. Toată mișcarea are loc prin inerție.
În acest moment, pistonul comprimă încărcătura proaspătă pregătită a amestecului de combustibil, crescând presiunea în camera manivelei (II). În același timp, supapa (3) se închide.
Beat 2. Procesul 4 
Pistonul continuă să coboare. Când orificiul de purjare blocat (2) este eliberat, amestecul de combustibil sub presiune se va precipita în camera de deasupra pistonului (I). Apoi din nou dependența de aerodinamică.
Forma bine proiectată a camerei și a pistonului nu permite amestecarea gazelor proaspete și a gazelor de eșapament. Cu toate acestea, în realitate, pierderi amestec gata inevitabil. Acest proces se mai numește și purjare.
După cum se poate observa din principiul funcționării unui motor cu ardere internă în doi timpi, sistemul de purjare și furnizare a unei încărcări proaspete a amestecului de combustibil joacă rol important. Este posibil să se organizeze un sistem inteligent de deschidere a supapelor, chiar și sub control electronic.
Dar atunci sensul ciclului push-pull se pierde. Și designul va fi mai scump decât un în patru timpi.
Prin urmare, inginerii urmează calea aerodinamicii, uneori folosind mici trucuri:
Tehnologia și-a găsit aplicație în centralele de mare putere care funcționează la nivel scăzut viteza constanta. De exemplu, navele motoare diesel, în care arborele cotit are o legătură directă (fără transmisie) cu arborele elicei. Impingerea este controlată de palele elicei cu unghi variabil de atac.
Da, pe vasele cu deplasare mare se folosește un timp în doi timpi motor diesel. Principiul de funcționare este similar cu un motor în doi timpi pe benzină.
Cu excepția cazului în care se utilizează turboalimentare, sistemul de supape are design special, pentru a regla fazele in functie de viteza. Desigur, există mai mult de un cilindru, ca în exemplu.
Principiul de funcționare a unui motor în doi timpi este demonstrat clar în acest videoclip.
Concluzie:
Înțelegerea modului în care funcționează un motor în doi timpi va fi utilă atunci când alegeți un motor de barcă sau o mașină de tuns iarba. Atunci când cumpărăm o mașină, alegem doar tipul de combustibil.
În zilele noastre, puțini oameni pot fi surprinși de un astfel de dispozitiv precum un motor cu ardere internă. Cu toate acestea, în secolul al XIX-lea, oamenii nici măcar nu puteau să creadă că va exista. Atunci, în era progresului științific și tehnologic, a apărut necesitatea creării unui mecanism care să pună în mișcare diferite părți ale unei anumite unități sau ansamblu.
Motorul cu cursă a apărut chiar atunci. A fost o realizare revoluționară a gândirii umane. Opera sa a fost, și este, bazată pe legile fizice de bază. Mai mult decât atât, este de remarcat faptul că sunt destul de banale. Despre asta merită să vorbim puțin mai târziu. Motorul în doi timpi a devenit baza pentru funcționarea diferitelor echipamente. Întreaga esență a acestui dispozitiv ne spune că munca în el se desfășoară în 2 cicluri de ceas. Dacă îl comparăm cu fratele său, care este un motor cu ardere internă în 4 timpi, atunci are de aproape 2 ori mai multă putere. Acest lucru se datorează principiului său de funcționare.
Un pic despre cum funcționează
Principiul de funcționare al unui motor în doi timpi este destul de simplu. Întregul ciclu de funcționare în astfel de dispozitive este format din doar 2 cicluri, și anume compresie și expansiune. Unitatea în 4 timpi diferă de acest model prin faptul că, în el, admisia și evacuarea amestecului se realizează sub forma unui proces de lucru separat. Aici, aceste două acțiuni sunt combinate cu compresie și extindere.
Principiul de funcționare este următorul:
- În primul rând, pistonul se deplasează, îndreptat dinspre partea inferioară, așa-numitul centru mort, spre partea superioară. Acest proces este combinat cu altul, care obligă combustibilul și aerul să fie livrate în cameră prin fereastra de purjare. Tot în acest moment fereastra de evacuare se deschide ușor. Toate gazele de evacuare ies prin el. Așa începe procesul de compresie.
- Concomitent cu începerea procesului de compresie, în camera manivelei începe să se formeze un spațiu de aer rarefiat. Acest lucru asigură că o porțiune proaspătă de combustibil începe să curgă aici din carburator. Când pistonul atinge punctul mort superior, amestecul începe să se aprindă de la bujii, în consecință, muncă utilă care îl împinge în jos.
- În acest moment, excesul de presiune începe să se acumuleze în camera manivelei. Acționează asupra combustibilului, care începe să se comprime. Când partea superioară a pistonului ajunge la portul de evacuare, acesta se deschide și eliberează toate gazele de evacuare. De aici merg direct la toba de eșapament. Deplasându-se mai departe, pistonul deschide treptat fereastra de purjare. Combustibilul care se afla anterior în camera manivelei este introdus treptat în cilindru. Când corpul de lucru scade la punctul mort inferior, putem spune că munca celei de-a 2-a curse este încheiată, ceea ce înseamnă că totul începe de la bun început. De fapt, principiul de funcționare al unui motor în doi timpi este foarte diferit de ceea ce ne oferă un motor în 4 timpi.
Particularități
Întregul ciclu de funcționare al unui motor în doi timpi are loc într-o singură rotație a arborelui cotit. Acest lucru permite ca ieșirea să fie de aproximativ 1,4-1,8 ori mai mare putere, de la aceeași cilindree, având aceeași turație a motorului. Desigur, eficiența unor astfel de unități este semnificativ mai mică decât cea a acelorași modele în 4 timpi. Acesta este utilizat la crearea motoarelor de nave grele și cu viteză redusă. Aici sunt conectate direct la arborele elicei. Astfel de modele și-au găsit aplicația și în motociclete.
Acest lucru duce și la faptul că modelele care funcționează în 2 cicluri devin foarte fierbinți. Cel mare va ieși în evidență aici energie termică. În unele cazuri, este necesar să conectați o răcire suplimentară la ele, astfel încât unitatea să fie întotdeauna în stare de funcționare. Cu toate acestea, se pot evidenția avantajele unei astfel de tehnologii. Datorită faptului că munca pistonului este limitată la 2 timpi, acesta face mult mai puține mișcări pe unitatea de timp, astfel încât pierderile prin frecare sunt minime. Acest lucru afectează direct uzura părților principale de lucru ale unui motor în doi timpi.
încă unul problema reala pentru acest model este faptul că trebuie să cauți constant un compromis între pierderea încărcăturii proaspete și calitatea purjării. Da, principiul de funcționare îi face pe inginerii și tehnicienii de frunte să lucreze pentru a crea sistem universal, ceea ce ar reduce la minimum pierderile. Un motor în 4 timpi deplasează gazele de eșapament în momentul în care pistonul său se află în punctul mort superior. Aici situația se schimbă radical. Toate deșeurile zboară în țeavă în momentul în care cilindrul este aproape complet liber, adică acest proces își captează complet volumul. Calitatea fluxului de aer joacă un rol foarte important în acest sens.
Acesta este motivul pentru care nu este întotdeauna posibilă separarea amestecului de lucru proaspăt de gazele de evacuare. În orice caz, se vor amesteca. Această problemă este deosebit de pronunțată la modelele de motoare cu carburator, care furnizează direct combustibil gata de utilizare în cilindru. Desigur, în acest caz merită să vorbim despre o cantitate mai mare de aer folosită. Prin urmare, apare necesitatea folosirii complexului în structură și compoziție filtre de aer. Motorul în 4 timpi este lipsit de acest dezavantaj.
Principiul de funcționare al acestui model de motor sugerează că utilizarea sa poate fi limitată din cauza caracteristicilor de proiectare și a unui număr mare de pierderi. Cu toate acestea, nimeni nu abandonează încă 2 cicluri de ceas, creând din ce în ce mai multe dispozitive bazate pe el.
Este de remarcat faptul că astăzi există multe mecanisme diferite pe piață care utilizează atât un motor cu ardere internă în 4 timpi, cât și unul în doi timpi. Apropo, specimenul despre care am decis să vorbim astăzi poate nu numai că are cea mai simplă structură, unele mecanisme folosesc variante destul de complexe ale acestuia.
Diferența dintre un model în doi timpi și un model în patru timpi
Acest subiect a fost parțial atins în capitolul anterior, dar merită studiat mai detaliat, deoarece problema alegerii se confruntă cu mulți oameni.
Principiul de funcționare
Principala diferență dintre motoarele în 4 timpi și în doi timpi este proiectarea mecanismelor lor pentru îndepărtarea și alimentarea cu combustibil la cilindru. Unitatea în 4 timpi se bazează pe un mecanism special care deschide și închide supapele de evacuare și admisie la un anumit moment în timp. Când vorbim despre un model cu 2 timpi de lucru, atunci curățarea și umplerea cilindrului cu amestecuri au loc simultan cu procesele de comprimare și rarefacție. Pentru a face acest lucru, pe pereții cilindrului se fac două găuri de lucru. Una dintre ele este purjare, iar al doilea este admisia.
Capacitate litri
O unitate în 4 timpi efectuează două curse de piston în timpul funcționării sale. S-ar părea că puterea unui motor în doi timpi ar trebui să fie de două ori mai mare, deoarece procesul de lucru are loc într-o singură mișcare a pistonului. În practică, acest lucru nu poate fi realizat. Totul este legat de pierderi de energie și eficiență scăzută. În timpul funcționării unui model în 2 timpi, poate apărea amestecarea gazelor de eșapament și a unui amestec curat de gaz-aer. Acest lucru afectează direct putere de ieșire echipamente. În plus, cursa pistonului în acest caz este semnificativ mai mică decât cea a unui model în 4 timpi.
Consumul de combustibil
Un motor în 4 timpi are o putere mai mică decât un model în doi timpi, deci consumă mai puțin combustibil. Deși, se pare, acest parametru ar trebui să fie aproximativ același. În practică, acest lucru nu funcționează. O unitate care funcționează în 2 cicluri, datorită particularităților principiului său de funcționare, creează pierderi suplimentare. Acestea se datorează faptului că gazele de eșapament sunt parțial amestecate cu combustibil proaspăt și, prin urmare, sunt îndepărtate împreună cu o parte din acesta prin conducta de evacuare. De aici concluzia: pentru același număr de cicluri de funcționare, un model în 4 timpi va necesita mai puțin combustibil.
Lubrifiere
Ungerea în ambele modele este, de asemenea, efectuată diferit. În cazul nostru, se realizează amestecând proporțional benzină și ulei. Un motor în 4 timpi necesită utilizarea unui rezervor de expansiune special. este conectat printr-un sistem de conducte la pompa cu piston. de aici lubrifiantul cade în conducta de admisie. Mai mult, cantitatea sa este furnizată exact în volumul necesar.
Pe baza celor de mai sus, putem evidenția următoarele avantaje pe care le are un motor în doi timpi:
- Putere mai mare cu aceeași deplasare;
- Dispozitiv simplu;
- Greutatea redusă a unității.
Toate acestea obligă designerii și dezvoltatorii de tehnologie modernă să utilizeze acest modelîn noile lor proiecte. Cine știe, poate în timp sistemul de descărcare și compresie va suferi modificări, ducând eficiența echipamentelor la un nou nivel.
Există două tipuri principale de motoare: în doi timpiŞi în patru timpi. Aproape fiecare scuter, mai ales înainte de 2000, are un motor în doi timpi.
motor in doi timpi, un motor cu ardere internă în care ciclul de funcționare se încheie într-o singură rotație a arborelui cotit, adică umplerea cilindrului cu un amestec combustibil (sau aer), compresia și arderea, precum și expansiunea și eliberarea gazelor au loc în două timpi ale piston
Dezavantajele motoarelor în doi timpi:
Dezavantajul este sarcina termică mare grup de pistoane, reducând fiabilitatea motorului și dificultatea purjării.
Avantajele motoarelor în doi timpi:
La motoarele în doi timpi, toate ciclurile de funcționare (procesele de admisie a amestecului de combustibil, gaze de eșapament, purjare) au loc în timpul unei rotații a arborelui cotit în două timpi principale. Motoarele de acest tip nu au supape (ca la motoarele cu ardere internă în patru timpi, rolul lor este jucat de un piston, care, în mișcare, închide geamurile de admisie, evacuare și purjare). Prin urmare, sunt mai simple în design.
Puterea unui motor în doi timpi cu aceleași dimensiuni de cilindru și turație a arborelui este teoretic de două ori mai mare decât a unui motor în patru timpi datorită numărului mai mare de cicluri de funcționare. Cu toate acestea, utilizarea incompletă a cursei pistonului pentru expansiune, eliberarea mai slabă a cilindrului de gazele reziduale și cheltuirea unei părți din puterea generată la purjare duc la o creștere a puterii cu doar 60...70%.
Motor în patru timpi, un motor cu ardere internă al cărui ciclu de funcționare constă din patru timpi (curse pistonului) care au loc în două rotații ale arborelui cotit al motorului. În timpul primei sale revoluții, au loc admisia și compresia. Admisia amestecului de lucru (pentru un motor cu carburator sau motor cu aprindere prin scânteie) sau aer (pentru un motor diesel) are loc atunci când pistonul se deplasează de la punctul mort superior (TDC) la punctul mort inferior (BDC). Comprimarea amestecului de lucru sau a aerului se realizează atunci când pistonul se mișcă de jos. m. la v. m.t. În timpul celei de-a doua rotații a arborelui cotit are loc o cursă de putere (pistonul se mișcă în același mod ca în timpul admisiei) și o cursă de evacuare (pistonul se mișcă în același mod ca în timpul compresiei). Cursa de lucru (combustie - expansiune) se efectuează sub influența presiunii asupra pistonului produselor de ardere a combustibilului. Eliberarea este ultima bătaie; în timpul acesteia, produsele de ardere uzate sunt îndepărtate din cilindrul motorului.
Dezavantajele motoarelor în patru timpi:
Toate cursele în gol (admisie, compresie, evacuare) sunt realizate de energia cinetică stocată de arborele cotit și piesele asociate în timpul cursei de putere, în timpul căreia energia chimică a combustibilului este transformată în energie mecanică a părților în mișcare ale motorului. Deoarece arderea are loc în fracțiuni de secundă, este însoțită crestere rapida sarcini pe capacul cilindrului (chiulată), piston și alte părți ale motorului. Prezența unei astfel de sarcini duce inevitabil la necesitatea creșterii masei pieselor mobile (pentru a crește rezistența), care, la rândul său, este însoțită de o creștere a sarcinilor inerțiale asupra pieselor mobile. Sunt inferioare ca putere celor in doi timpi.
Dezavantajele minore care sunt mai mult decât compensate de avantaje includ lucrările de reglare a jocului termic al supapelor și timpul de accelerare al scuterului de la oprire, care este puțin mai lung decât cel al mopedelor în doi timpi. Ultima problema poate fi eliminat setare optimă variator si ambreiaj centrifugal.
Avantajele motoarelor în patru timpi:
- eficienta combustibilului;
-fiabilitatea;
- usurinta intretinerii;
-motorul in patru timpi este mai silentios si mai stabil.
Spre deosebire de un motor în doi timpi, în care arborele cotit, rulmenții arborelui cotit, inelele de compresie, pistonul, știftul pistonului și cilindrul sunt lubrifiate prin adăugarea de ulei în combustibil; Arborele cotit al unui motor în patru timpi este într-o baie de ulei. Datorită acestui fapt, nu trebuie să amestecați benzina cu ulei sau să adăugați ulei într-un rezervor special (la modelele de scutere în doi timpi cu un sistem de lubrifiere separat). Este suficient să turnați benzină curată în rezervorul de combustibil și sunteți gata de plecare, eliminând nevoia de a cumpăra ulei special pentru motoarele în 2 timpi.
De asemenea, se formează mult mai puține depuneri de carbon pe oglinda cu piston și pe pereții tobei de eșapament și ai țevii de evacuare. În plus, într-un motor în 2 timpi, amestecul de combustibil este eliberat în țeava de evacuare, ceea ce se explică prin designul său.
Alegerea este încă a ta!
Diferențele dintre un motor în doi timpi și un motor în patru timpi
Ciclul de funcționare al unui motor cu ardere internă (ICE) este o serie de procese care produc o porțiune de forță (putere) care acționează asupra arborelui cotit al motorului. Ciclul de lucru este format din:
- umplerea cilindrului cu amestecul de combustibil;
- compresia acestuia;
- aprinderea amestecului;
- dilatarea gazelor și curățarea cilindrului de acestea.
O cursă într-un motor cu ardere internă este mișcarea pistonului într-o direcție (în sus sau în jos). Pentru o rotație a arborelui cotit, sunt finalizate două timpi. Cel în care gazele arse se extind și se efectuează muncă utilă se numește cursa de lucru a pistonului.
Motor pe benzină în doi timpi pentru modele de avioane.
Carburatorul este atașat la stânga, iar toba de eșapament la dreapta.
Motoarele la care ciclul de funcționare se încheie în 2 timpi (o rotație a arborelui cotit) se numesc în doi timpi. Motoarele la care ciclul de funcționare se încheie în 4 timpi (două rotații ale arborelui cotit) se numesc în patru timpi. Motoarele în doi și patru timpi pot fi fie pe benzină (carburator), fie diesel. Care sunt principalele operaționale și caracteristici de proiectare motoare pe benzină în doi timpi și în patru timpi? Care este diferența dintre un timp în doi și unul în patru timpi? Pentru a înțelege mai bine acest lucru, trebuie să vă familiarizați cu modul în care funcționează.
Principiul de funcționare al unui motor pe benzină în patru timpi
Ciclul de lucru al unui motor în 4 timpi este format din patru timpi: admisie, compresie, expansiune (cursa de putere) și evacuare.
Principiul de funcționare al unui motor în patru timpi.
În timpul admisiei, pistonul se deplasează de la punctul mort superior (TDC) la punctul mort inferior (BDC). În acest caz, cu ajutorul camelor arborelui cu came se deschide supapa de admisie, prin care amestecul de combustibil este aspirat în cilindru.
În timpul cursei inverse a pistonului (de la BDC la TDC), amestecul de combustibil este comprimat, însoțit de o creștere a temperaturii acestuia.
Chiar înainte de sfârșitul compresiei, o scânteie se aprinde între electrozii bujiei, aprinzând amestecul de combustibil, care, atunci când este ars, formează gaze inflamabile care împing pistonul în jos. Are loc o cursă de lucru în timpul căreia se efectuează o muncă utilă.
După ce pistonul trece de BDC, supapa de evacuare se deschide, permițând pistonului care se mișcă în sus să împingă gazele de evacuare din cilindru. Are loc eliberarea. În punctul mort superior, supapa de evacuare se închide și ciclul se repetă.
Funcționarea unui motor în patru timpi.
Design motor pe benzină în patru timpi (Honda):
1 - filtre de combustibil, 2 - arbore cotit, 3 - filtru de aer, 4 - parte a sistemului de aprindere, 5 - cilindru, 6 - supapă, 7 - rulment arborelui cotit.
motor Honda
Principiul de funcționare al unui motor pe benzină în doi timpi
Ciclul de lucru al unui motor în 2 timpi este format din două timpi: compresie și expansiune (cursa de putere). Admisia amestecului de combustibil și eliberarea gazelor de eșapament, care la motoarele în 4 timpi au loc în curse separate, la motoarele în 2 timpi au loc în timpul compresiei și expansiunii.
Principiul de funcționare al unui motor în doi timpi.
Când este comprimat, pistonul se deplasează din punctul mort inferior în punctul mort superior. După ce se închid mai întâi fereastra de purjare (2), prin care amestecul de combustibil intră în cilindru, și apoi fereastra de evacuare (3), prin care ies gazele de eșapament, începe compresia amestecului aer-benzină. În același timp, se creează un vid în camera manivelei (1), aspirând următoarea porțiune de combustibil din carburator. Pe măsură ce pistonul se apropie de punctul mort superior, amestecul este aprins de o scânteie de la bujie, iar gazele rezultate împing pistonul în jos, rotind arborele cotit și producând muncă utilă.
În camera manivelei, în timpul cursei de lucru, presiunea crește, comprimând amestecul de combustibil care a ajuns acolo în cursa anterioară. Când suprafața superioară a pistonului (inelul său de etanșare) ajunge la fereastra de evacuare, aceasta din urmă se deschide, eliberând gaze de eșapament în toba de eșapament. Pe măsură ce pistonul se mișcă mai departe, deschide fereastra de purjare, iar amestecul de combustibil, care este sub presiune în camera manivelei, intră în cilindru, deplasând gazele de eșapament rămase (purjare) și umplând spațiul de deasupra pistonului. Când pistonul trece de punctul mort inferior, ciclul de lucru se repetă.
Funcționarea unui motor în doi timpi.
Operațional și diferențe de proiectare motoare pe benzină în doi timpi și în patru timpi
Principala diferență dintre un motor în doi timpi și un motor în patru timpi se datorează diferenței dintre mecanismele lor de schimb de gaze - adică. alimentarea amestecului aer-combustibil la cilindru și îndepărtarea gazelor de eșapament. Într-un motor în patru timpi, procesele de curățare și umplere a cilindrilor sunt efectuate folosind un mecanism special de distribuție a gazului, care deschide și închide supapele de admisie și evacuare în anumite momente ale ciclului de funcționare.
Într-un motor în doi timpi, umplerea și curățarea cilindrului au loc simultan cu cursele de compresie și expansiune - în timp ce pistonul este aproape de punctul mort inferior. Pentru a face acest lucru, există două găuri în pereții cilindrului - o admisie sau purjare și o ieșire, prin care se injectează amestecul de combustibil și se eliberează gazele de eșapament. Un motor în doi timpi nu are mecanism de distribuție a gazului cu supape, ceea ce îl face mult mai simplu și mai ușor.
Capacitate litri. Spre deosebire de un motor în patru timpi, în care are loc o cursă de putere la două rotații ale arborelui cotit, într-un motor în doi timpi, are loc o cursă de putere la fiecare rotație a arborelui cotit. Aceasta înseamnă că un motor în 2 timpi ar trebui să aibă (teoretic) de două ori mai multă capacitate de litri (raportul dintre putere și cilindreea motorului) decât un motor în 4 timpi. În practică, totuși, excesul este de numai 1,5-1,8 ori. Acest lucru se datorează utilizării incomplete a cursei pistonului în timpul expansiunii, un mecanism mai rău pentru eliberarea cilindrului din gazele de eșapament, irosirea unei părți din putere la purjare și alte fenomene asociate cu particularitățile schimbului de gaze a motoarelor în 2 timpi.
Consumul de combustibil. Depășind motorul în patru timpi în litri și densitatea de putere, motorul în doi timpi îi este inferior ca eficiență. Gazele de evacuare sunt deplasate de un amestec aer-combustibil care intră în cilindru din camera manivelei. În acest caz, o parte din amestecul de combustibil intră în canalele de evacuare, fiind îndepărtată împreună cu gazele de evacuare și neproducând muncă utilă.
Lubrifiere. Motoarele în doi timpi și în patru timpi au principiu diferit lubrifiere a motorului. La modelele în 2 timpi, se realizează amestecând ulei de motor cu benzină în anumite proporții (de obicei 1:25 - 1:50). Amestecul aer-combustibil-ulei, care circulă în camerele manivelei și pistonului, lubrifiază lagărele bielei și arborelui cotit, precum și alezajul cilindrului. Când amestecul de combustibil se aprinde, uleiul, care există sub formă de picături minuscule, arde împreună cu benzina. Produșii săi de combustie sunt îndepărtați împreună cu gazele de eșapament.
Există două metode de amestecare a uleiului cu benzină. Amestecare simplă înainte de turnarea combustibilului în rezervor și alimentare separată, în care amestecul de ulei-combustibil se formează în conducta de admisie situată între carburator și cilindru.
Sistem separat lubrifiere motor în doi timpi:
1 - rezervor de ulei; 2 - carburator; 3 - separator cablu acceleratie; 4 - maner de gaz; 5 - cablu de control al alimentării cu ulei; 6 - pompa de dozare cu piston; 7 - furtunul de alimentare cu ulei la conducta de admisie.
În acest din urmă caz, motorul are un rezervor de ulei, a cărui conductă este conectată la o pompă cu piston care furnizează ulei la conducta de admisie exact în cantitatea necesară, în funcție de cantitatea de amestec aer-benzină. Performanța pompei depinde de poziția mânerului de gaz. Cu cât se furnizează mai mult combustibil, cu atât se furnizează mai mult ulei și invers. Sistemul de lubrifiere separat al motoarelor în doi timpi este mai avansat. Cu acesta, raportul dintre ulei și benzină la sarcini mici poate ajunge la 1:200, ceea ce duce la o scădere a fumului, la reducerea formării de funingine și la consumul de ulei. Acest sistem este utilizat, de exemplu, pe scutere moderne cu motoare în doi timpi.
Într-un motor în patru timpi, uleiul nu este amestecat cu benzină, ci este furnizat separat. În acest scop, motoarele sunt echipate cu un sistem clasic de lubrifiere, constând dintr-o pompă de ulei, filtru, supape și conductă. Rolul rezervorului de ulei poate fi îndeplinit de carterul motorului (sistem de ungere cu carter umed) sau un rezervor separat (sistem de carter uscat).
Sistem de lubrifiere a motorului în patru timpi cu carter umed și uscat:
1 - tava de ulei; 2 - aportul de ulei; 3 - pompa de ulei; 4 - filtru de ulei; 5 - supapa de siguranta.
La lubrifierea cu o carteră „umedă”, pompa 3 aspiră ulei din carter, îl pompează în cavitatea de evacuare și apoi îl livrează prin canale către lagărele arborelui cotit, părți ale grupului de manivelă și mecanismul de distribuție a gazului.
Când se folosește lubrifierea cu carter uscat, uleiul este turnat într-un rezervor, de unde este alimentat la suprafețele de frecare cu ajutorul unei pompe. Acea parte a uleiului care curge în carter este pompată de o pompă suplimentară, care o returnează în rezervor.
Există un filtru pentru curățarea uleiului de produsele de uzură ale pieselor motorului. Dacă este necesar, este instalat și un radiator de răcire, deoarece în timpul funcționării temperatura uleiului poate crește la temperaturi ridicate.
Deoarece uleiul arde în motoarele în doi timpi, dar nu și în motoarele în patru timpi, cerințele pentru proprietățile sale variază foarte mult. Uleiul folosit la motoarele în doi timpi trebuie să lase un minim de depuneri de cenușă și funingine, în timp ce uleiul folosit la motoarele în patru timpi trebuie să ofere performanțe stabile cât mai mult timp posibil.
Comparația parametrilor principali ai motoarelor în doi timpi și în patru timpi:
- Capacitate litri. Pentru motoarele în 2 timpi este de 1,5-1,8 ori mai mare decât pentru motoarele în 4 timpi.
- Puterea specifică (raportul dintre putere și greutatea motorului). De asemenea, mai mare pentru 2 timpi.
- Asigurarea alimentării cu combustibil și curățarea cilindrului. Motoarele în 4 timpi sunt echipate cu un mecanism de distribuție a gazului, care este absent la motoarele în 2 timpi.
- Economic. Mai mare la motoarele în 4 timpi, al căror consum de combustibil este cu aproximativ 20-30% mai mic decât la motoarele în 2 timpi.
| Motor | Numărul de bare |
Datorită densității mari de putere, greutății ușoare și ușurinței de întreținere, motoarele în doi timpi au o gamă destul de largă de aplicații. În ceea ce privește unele echipamente pe benzină, întrebarea ce motor să folosești - în doi timpi sau în patru timpi - nici măcar nu se pune. La drujba, de exemplu, motorul în doi timpi, datorită greutății sale reduse și a densității mari de putere, este de neegalat în comparație cu motorul în patru timpi. Motoarele în 2 timpi sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în scutere, motociclete și modelarea aeronavelor. Și totuși, din cauza toxicității de evacuare și a zgomotului, motoarele în 2 timpi pierd teren față de motoarele în 4 timpi. Competitivitatea lor mai mare este posibilă atunci când se utilizează noi solutii tehnologice. Cum ar fi, de exemplu, ideea companiilor Aprilia și Orbital de a folosi pentru purjarea unui motor în doi timpi aer curat. În modelul lor, combustibilul este furnizat printr-un injector situat în capul motorului, iar uleiul este adăugat în aerul de captare. Un astfel de motor este chiar superior unui motor în patru timpi în ceea ce privește eficiența, de asemenea, respectă mediul înconjurător cerințe moderne. Dar principalul avantaj al motoarelor în 2 timpi - simplitatea designului lor - suferă oarecum de pe urma inovației. |