Zašto dvotaktni motor radi svaki drugi takt? Dvotaktni motor s unutarnjim izgaranjem. Što je takt

Radni ciklus motora s unutarnjim izgaranjem (ICE) je niz procesa koji proizvode dio sile (snage) koji djeluje na koljenasto vratilo motora. Radni ciklus sastoji se od:

• punjenje cilindra mješavinom goriva;
• njegova kompresija;
• paljenje smjese;
• širenje plinova i čišćenje cilindra od njih.

Takt kod motora s unutarnjim izgaranjem je kretanje klipa u jednom smjeru (gore ili dolje). Za jedan okretaj koljenastog vratila izvrše se dva takta. Onaj u kojem se izgorjeli plinovi šire i vrši koristan rad nazivamo radnim hodom klipa.

Dvotaktni benzinski motor za modele zrakoplova. Rasplinjač je pričvršćen s lijeve strane, a prigušivač s desne strane.

Motori kod kojih se radni ciklus završava u 2 takta (jedan okretaj koljenastog vratila) nazivaju se dvotaktnim. Motori kod kojih se radni ciklus završava u 4 takta (dva okretaja koljenastog vratila) nazivaju se četverotaktnim. Dvotaktni i četverotaktni motori mogu biti benzinski (rasplinjač) ili dizelski. Koje su glavne operativne i značajke dizajna benzinski dvotaktni i četverotaktni motori? Koja je razlika između dvotaktnog i četverotaktnog motora? Da biste ovo bolje razumjeli, morate se upoznati s njihovim načinom rada.

Princip rada četverotaktnog benzinskog motora

Radni ciklus 4-taktnog motora sastoji se od četiri takta: usisa, kompresije, ekspanzije (takt snage) i ispuha.

Tijekom usisa, klip se kreće od gornje mrtve točke (GMT) do donje mrtve točke (BDC). U tom slučaju, uz pomoć bregaste osovine, otvara se usisni ventil, kroz koji se smjesa goriva usisava u cilindar.

Tijekom obrnutog hoda klipa (od BDC do GMT), smjesa goriva se komprimira, popraćeno povećanjem njezine temperature.

Neposredno prije kraja kompresije između elektroda svjećice zapali se iskra koja zapali smjesu goriva koja sagorijevanjem stvara zapaljive plinove koji guraju klip prema dolje. Nastaje radni takt tijekom kojeg se obavlja koristan rad.

Nakon što klip prođe BDC, ispušni ventil se otvara, dopuštajući klipu koji se kreće prema gore da potisne ispušne plinove iz cilindra. Dolazi do otpuštanja. U gornjoj mrtvoj točki, ispušni ventil se zatvara i ciklus se ponavlja.

Struktura četverotaktnog benzinskog motora (Honda): 1 - filteri goriva, 2 - radilica, 3 - filter zraka, 4 - dio sustava paljenja, 5 - cilindar, 6 - ventil, 7 - ležaj radilice.

Princip rada dvotaktnog benzinskog motora

Radni ciklus 2-taktnog motora sastoji se od dva takta: kompresije i ekspanzije (takt snage). Usisavanje gorive smjese i ispuštanje ispušnih plinova, koji se kod 4-taktnih motora odvijaju u zasebnim taktovima, kod 2-taktnih motora odvijaju se tijekom kompresije i ekspanzije.

Kada se stisne, klip se kreće od donje mrtve točke do gornje mrtve točke. Nakon što se zatvori najprije prozor za pročišćavanje (2) kroz koji smjesa goriva ulazi u cilindar, a zatim ispušni prozor (3) kroz koji izlaze ispušni plinovi, počinje kompresija smjese zrak-benzin. Istodobno se stvara vakuum u komori radilice (1), koji usisava sljedeći dio goriva iz karburatora. Kako se klip približava gornjoj mrtvoj točki, smjesa se zapali iskrom iz svjećice, a nastali plinovi guraju klip prema dolje, okrećući koljenasto vratilo i proizvodeći koristan rad.

U komori radilice, tijekom radnog takta, tlak se povećava, komprimirajući smjesu goriva koja je tamo dospjela u prethodnom taktu. Kada gornja površina klipa (njegov brtveni prsten) dosegne ispušni prozor, potonji se otvara, ispuštajući ispušne plinove u prigušivač. Daljnjim kretanjem klip otvara prozor za pročišćavanje, a smjesa goriva, koja je pod tlakom u komori radilice, ulazi u cilindar istiskujući zaostale ispušne plinove (pročišćavanje) i ispunjavajući prostor iznad klipa. Kada klip prođe donju mrtvu točku, radni ciklus se ponavlja.

Radne i konstrukcijske razlike između dvotaktnih i četverotaktnih benzinskih motora

Glavna razlika između dvotaktnog motora i četverotaktnog motora je razlika u njihovim mehanizmima izmjene plinova - tj. dovod smjese zrak-gorivo u cilindar i odvođenje ispušnih plinova. U četverotaktnom motoru, procesi čišćenja i punjenja cilindra provode se pomoću posebnog mehanizma za distribuciju plina, koji otvara i zatvara usisne i ispušne ventile u određenim trenucima radnog ciklusa.

U dvotaktnom motoru, punjenje i čišćenje cilindra događa se istovremeno s taktom kompresije i ekspanzije - dok je klip blizu donje mrtve točke. Da biste to učinili, postoje dvije rupe u zidovima cilindra - ulaz ili pročišćavanje i izlaz, kroz koji se ubrizgava smjesa goriva i ispušta ispušni plin. Dvotaktni motor nema mehanizam za distribuciju plina s ventilima, što ga čini znatno jednostavnijim i lakšim.

Kapacitet litara. Za razliku od četverotaktnog motora, kod kojeg se jedan takt javlja za dva okretaja koljenastog vratila, kod dvotaktnog motora se takt javlja za svaki okretaj koljenastog vratila. To znači da bi 2-taktni motor trebao imati (teoretski) dvaput veći kapacitet u litri (omjer snage i obujma motora) od 4-taktnog motora. U praksi, međutim, višak je samo 1,5-1,8 puta. To je zbog nepotpunog korištenja hoda klipa tijekom ekspanzije, lošijeg mehanizma za oslobađanje cilindra od ispušnih plinova, gubitka dijela snage na pročišćavanju i drugih pojava povezanih s osobitostima izmjene plinova 2-taktnih motora.

Potrošnja goriva. Dok je po litri i specifičnoj snazi ​​superiorniji od četverotaktnog motora, dvotaktni motor mu je inferioran u pogledu učinkovitosti. Ispušne plinove istiskuje mješavina zraka i goriva koja ulazi u cilindar iz komore radilice. U ovom slučaju, dio smjese goriva ulazi u ispušne kanale, uklanja se zajedno s ispušnim plinovima i ne proizvodi koristan rad.

Podmazivanje. Dvotaktni i četverotaktni motori imaju drugačiji princip podmazivanje motora. Kod 2-taktnih modela to se provodi miješanjem motornog ulja s benzinom u određenim omjerima (obično 1:25-1:50). Mješavina zraka, goriva i ulja, koja cirkulira u komorama radilice i klipa, podmazuje klipnjaču i ležajeve radilice, kao i provrt cilindra. Kada se smjesa goriva zapali, ulje, koje postoji u obliku sitnih kapljica, izgara zajedno s benzinom. Njegovi produkti izgaranja uklanjaju se zajedno s ispušnim plinovima.

Postoje dva načina miješanja ulja i benzina. Jednostavno miješanje prije ulijevanja goriva u spremnik i odvojeno napajanje, pri čemu se smjesa goriva i ulja formira u ulaznoj cijevi koja se nalazi između rasplinjača i cilindra.

Odvojeni sustav podmazivanja dvotaktnog motora: 1 - spremnik za ulje; 2 - rasplinjač; 3 - separator sajle gasa; 4 - plinska ručka; 5 - upravljački kabel za dovod ulja; 6 - pumpa za doziranje klipa; 7 - crijevo za dovod ulja u ulaznu cijev.

U potonjem slučaju, motor ima spremnik za ulje, čiji je cjevovod povezan s klipnom pumpom koja dovodi ulje u usisnu cijev točno u potrebnoj količini ovisno o količini mješavine zraka i benzina. Učinkovitost pumpe ovisi o položaju ručke za plin. Što je više goriva dovedeno, to je više ulja i obrnuto. Odvojeni sustav podmazivanja dvotaktnih motora je napredniji. S njim omjer ulja i benzina pri malim opterećenjima može doseći 1:200, što dovodi do smanjenja dima, smanjenog stvaranja čađe i potrošnje ulja. Ovaj se sustav koristi, primjerice, na modernim skuterima s dvotaktnim motorima.

U četverotaktnom motoru ulje se ne miješa s benzinom, već se isporučuje odvojeno. U tu svrhu motori su opremljeni klasičnim sustavom podmazivanja koji se sastoji od uljne pumpe, filtra, ventila i cjevovoda. Ulogu spremnika ulja može imati karter motora (sustav podmazivanja s mokrim karterom) ili zasebni spremnik (sustav sa suhim karterom).

Sustav podmazivanja četverotaktnog motora s mokrim i suhim koritom: 1 - korito za ulje; 2 - unos ulja; 3 - pumpa za ulje; 4 - filter ulja; 5 - sigurnosni ventil.

Kod podmazivanja s "mokrim" koritom, pumpa 3 usisava ulje iz korita, pumpa ga u izlaznu šupljinu i zatim ga isporučuje kroz kanale do ležajeva radilice, dijelova grupe radilice i mehanizma za distribuciju plina.

Kod podmazivanja sa suhim karterom, ulje se ulijeva u spremnik, odakle se pomoću pumpe dovodi do površina za trljanje. Onaj dio ulja koji istječe u karter ispumpava dodatna pumpa koja ga vraća u spremnik.

Postoji filtar za čišćenje ulja od proizvoda trošenja dijelova motora. Po potrebi se ugrađuje i radijator za hlađenje, jer tijekom rada temperatura ulja može porasti do visokih temperatura.

Budući da ulje gori u dvotaktnim motorima, ali ne iu četverotaktnim motorima, zahtjevi za njegova svojstva jako variraju. Ulje koje se koristi u dvotaktnim motorima mora ostavljati minimalne naslage pepela i čađe, dok ulje koje se koristi u četverotaktnim motorima mora pružati dosljedne performanse što je duže moguće.

Usporedba glavnih parametara dvotaktnih i četverotaktnih motora:

• Kapacitet litara. Za 2-taktne motore je 1,5-1,8 puta veća nego za 4-taktne motore.
• Specifična snaga (omjer snage i težine motora). Također veći za 2-taktni motor.
• Osiguravanje dovoda goriva i čišćenja cilindara. 4-taktni motori opremljeni su mehanizmom za distribuciju plina, koji je odsutan u 2-taktnim motorima.
• Ekonomično. Viša za 4-taktne motore, čija je potrošnja goriva približno 20-30% manja nego za 2-taktne motore.

Motor	Broj šipki	Snaga, KS	Potrošnja goriva (benzin), kg/sat
Briggs&Stratton	4	3,5	0,9
Minarelli	2	3,5	1,5
Tecumzeh	4	3,7	0,9
Briggs&Stratton	4	5,0	1,0
Tecumzeh	4	5,0	1,0
Briggs&Stratton	4	6,0	1,1
Lombardini	4	7,0	1,6
Minsel	2	7,0	2,1

• Sustav podmazivanja. Ulje za 2-taktne motore se razrjeđuje u benzinu ili (mnogo rjeđe) dovodi iz spremnika za ulje u usisnu granu i sagorijeva zajedno s gorivom u klipnoj komori. 4-taktni motori imaju kompletan sustav koji osigurava visokokvalitetno podmazivanje motora i dugotrajnu potrošnju ulja.
• Ekološka prihvatljivost. 4-taktni su viši. Ispušni plinovi dvotaktnih motora su otrovniji.
• Bučan rad. 4-taktni motori manje su bučni.
• Složenost dizajna. 2-taktni motori su puno jednostavniji od 4-taktnih motora.
• Radni resurs. Viša za 4-taktne motore zbog naprednijeg sustava podmazivanja i niže brzine radilice.
• Brzina okretaja u minuti. 2-taktni motori okreću se brže.
• Servis. Teže je za 4-taktne motore zbog prisutnosti mehanizma za distribuciju plina i više složeni sustav maziva
• Težina. 2 udarca su puno lakša.
• Cijena. 2 udarca su jeftinija.

Zbog velike gustoće snage, male težine i jednostavnosti održavanja, dvotaktni motori imaju prilično široku primjenu. Što se tiče nekih benzinskih vozila, pitanje koji motor koristiti - dvotaktni ili četverotaktni - niti se ne postavlja. Kod motornih pila, na primjer, dvotaktni motor, zbog male težine i velike gustoće snage, nema premca u usporedbi s četverotaktnim motorom. 2-taktni motori također se naširoko koriste u skuterima, motociklima i modelarstvu zrakoplova.

Pa ipak, zbog toksičnosti ispušnih plinova i buke, 2-taktni motori gube tlo u odnosu na 4-taktne motore. Njihova veća konkurentnost moguća je korištenjem novih tehnoloških rješenja. Kao što je, primjerice, ideja tvrtki Aprilia i Orbital koristiti za pročišćavanje dvotaktnog motora čist zrak. U njihovom modelu gorivo se dovodi kroz injektor koji se nalazi u glavi motora, a ulje se dodaje zraku za pročišćavanje. Ovaj motor je još ekonomičniji od četverotaktnog motora, a njegova ekološka prihvatljivost također zadovoljava suvremene zahtjeve. Ali glavna prednost 2-taktnih motora - jednostavnost njihovog dizajna - donekle pati od inovacije.

Kada koristite sadržaj ove stranice, morate staviti aktivne poveznice na ovu stranicu, vidljive korisnicima i pretraživačkim robotima.

Motor s unutarnjim izgaranjem radi na dugo proučavanim principima. Razmotrit ćemo klipne motore, budući da rotacijske i druge egzotične jedinice koje pretvaraju energiju izgaranja u kinetičku energiju nisu tako česte.

Kako bismo bolje razumjeli proces, definirajmo neke tehničke pojmove:

• Radni ciklus motora je lanac izmjeničnih procesa, zbog čega se energija izgaranja goriva pretvara u rotaciju kotača (kada se koristi u vozilu)
• Usis - punjenje cilindra mješavinom benzinskih para i zraka (kod benzinskih motora) ili zraka kod dizel motora
• Kompresija - kompresija smjese goriva u cilindru
• Snažni udar - ekspandirajući plinovi, nakon paljenja zapaljive smjese, brzo potiskuju klip prema dolje
• Ispuh - ventilacija šupljine cilindra iz dijela ispušnih plinova.

Tijekom radnog ciklusa procesi slijede strogo definiran redoslijed. Svaki od njih naziva se takt. S mehaničkog gledišta, takt je kretanje klipa od jedne mrtve točke do druge. Ovisno o dizajnu motora, mogu postojati dva ili četiri ciklusa.

Što je dvotaktni motor - video

Koja je razlika između dvotaktnog i četverotaktnog motora?

Za svaki okret koljenastog vratila od 180° izvode se dva takta (različita ovisno o vrsti motora). Razvoj procesa dvotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem odvija se u jednom okretaju, a četverotaktnog - u dva okretaja koljenastog vratila. Nije jasno? Razmotrimo pitanje detaljnije.

Važno! Postoje pasivni i aktivni otkucaji. Točnije, postoji samo jedan aktivni ciklus - radni hod. Preostala gibanja cilindra nastaju zbog inercije zamašnjaka postavljenog na osovinu motora. To se odnosi na jednocilindrični motor, svaki sljedeći cilindar radi s faznim pomakom, a teški zamašnjak više nije potreban. Stoga njegovu ulogu igra zupčanik na koji se starter drži.

Moderni motor prilično je složen s inženjerske točke gledišta. Procesi su podržani raznim pomoćnim mehanizmima; njihov rad mora biti usklađen. Osim toga, komponente motora imaju određenu masu, a prema tome postoji i inercija.

Dijelovi koji se trljaju usporavaju se otporom. To usporava proces i oduzima dodatnu snagu. Sve izmjene moraju se uzeti u obzir prilikom projektiranja motora.

Teško je programirati algoritam upravljanja; radni uvjeti se stalno mijenjaju. Ako slijed promjena ciklusa ne uspije, doći će do gubitka snage ili gašenja motora. Stoga, za nesmetan rad potrebno je toliko uređaja oko para: klip, cilindar.

Čim vrh klipa zatvori izlazni otvor (1), smjesa se počinje komprimirati sve dok klip ne dosegne gornju mrtvu točku.

Vrijeme 1. Proces 2

Iskra se zapali na svjećici, smjesa zraka i goriva eksplodira, klip primi pritisak i brzo se pomakne prema dolje.

Važno! Koncepti "gore", "gornja mrtva točka", "dolje", "donja mrtva točka" prilično su proizvoljni. Cilindri se mogu postaviti vodoravno (suprotni motori motocikla Porsche i Dnepr) ili čak okrenuti naopako (motor zrakoplova tipa zvijezda).

Tlak plina se održava dok se ne otvori izlaz (1).

Radni udar

Otkucaj 2. Proces 4

Ispušni plinovi teku u otvoreni izlaz. Ispravno izračunata aerodinamika čak vam omogućuje stvaranje laganog vakuuma. Međutim, dio ispušnih plinova ostaje u cilindru.

Važno! U ovom trenutku energija izgaranja smjese više ne djeluje. Sva kretanja odvijaju se inercijom.

U to vrijeme klip komprimira pripremljeno svježe punjenje mješavine goriva, povećavajući tlak u komori radilice (II). Istovremeno se zatvara ventil (3).
Otkucaj 2. Proces 4

Klip se nastavlja spuštati. Kada se blokirani otvor za pročišćavanje (2) oslobodi, smjesa goriva će pod pritiskom pojuriti u komoru iznad klipa (I). Onda opet ovisnost o aerodinamici.

Dobro dizajniran oblik komore i klipa ne dopušta miješanje svježeg punjenja i ispušnih plinova. Međutim, u stvarnosti su gubici gotove smjese neizbježni. Ovaj proces se također naziva pročišćavanje.

Push-pull ciklus

Iz pregleda četverotaktnog ciklusa rada proizlazi da četverotaktni motor radi kao toplinski (taktovi kompresije i ekspanzije) samo polovicu vremena provedenog u ciklusu. Drugu polovicu vremena (taktovi usisa i ispuha) motor radi poput zračne pumpe.

Vrijeme predviđeno za radni ciklus potpunije se koristi kod dvotaktnih motora, kod kojih se radni ciklus završava u dva takta, tj. u jednom okretaju koljenastog vratila.

Za razliku od četverotaktnih motora, u dvotaktnim motorima čišćenje radnog cilindra od produkata izgaranja i njegovo punjenje svježim punjenjem događa se samo kada se klip kreće blizu BDC. U ovom slučaju, cilindar se čisti od ispušnih plinova istiskivanjem ne klipom, već zrakom ili zapaljivom smjesom prethodno komprimiranom na određeni tlak. Predkompresija zraka ili smjese provodi se u posebnoj pumpi za pročišćavanje ili kompresoru, koji se izvodi kao zasebna jedinica. U malim motorima, unutrašnjost kućišta radilice (komora radilice) i klip motora ponekad se koriste kao pumpa za čišćenje.

Tijekom procesa izmjene plinova u dvotaktnim motorima dio zraka ili zapaljive smjese neizbježno se uklanja iz cilindra zajedno s ispušnim plinovima kroz ispušne organe. Ovo propuštanje zraka ili zapaljive smjese uzima se u obzir pri odabiru kapaciteta pumpe za pročišćavanje ili kompresora.

Na sl. Slika 4 prikazuje dijagram rada dvotaktnog motora s unutarnjim stvaranjem smjese i krugom izmjene plina s izravnim protokom ventila i proreza.

Radni ciklus u motoru je sljedeći.

Prvi takt. Prvi hod odgovara hodu klipa od TDC do BDC (slika 4, a). Upravo je došlo do izgaranja u cilindru (linija cz na indikatorskom dijagramu) i započeo je proces ekspanzije plina, tj. izvršen je radni takt. Ispušni ventili se malo otvaraju prije nego što se klip približi usisnim otvorima. 4 u poklopcu cilindra, a produkti izgaranja počinju istjecati iz cilindra u ispušnu cijev; u tom slučaju tlak u cilindru naglo pada (odjeljak tp na grafikonu indikatora). Ulazni prozori 8 otvaraju klip kada tlak u cilindru postane približno jednak ili malo viši od tlaka prethodno stlačenog zraka u spremniku. Zrak, koji ulazi u cilindar kroz ulazne prozore, istiskuje produkte izgaranja koji su ostali u cilindru kroz ispušne ventile i ispunjava cilindar (pročišćavanje), tj. dolazi do izmjene plinova (odjeljak godišnje na grafikonu indikatora).

Tako se tijekom prvog takta u cilindru događa izgaranje goriva, širenje plinova, ispuštanje ispušnih plinova, pročišćavanje i punjenje cilindra.

Drugi otkucaj. Drugi hod odgovara hodu klipa od BDC do GMT (Sl. 4, b). Na početku hoda klipa nastavljaju se procesi uklanjanja ispušnih plinova, pročišćavanja i punjenja cilindra svježim punjenjem. Kraj pražnjenja cilindra (ak) određena trenutkom zatvaranja ulaznih prozora i ispušnih ventila. Potonji se zatvaraju ili istodobno s ulaznim prozorima ili nešto ranije.

Riža. 4. Shema rada dvotaktnog motora s unutarnjim stvaranjem smjese i krugom izmjene plina s izravnim protokom ventila i proreza i indikatorskim dijagramima:

A- prvi takt (izgaranje, ekspanzija, ispuh, pročišćavanje i punjenje); b- drugi takt (otpuštanje, pročišćavanje i punjenje, kompresija); 1 - ulazna cijev; 2 - pumpa za pročišćavanje; 3 - klip; 4 - ispušni ventili; 5 - mlaznica; 6 - izlazna cijev; 7 - prijemnik zraka; 8 - ulazni prozori.

Tlak u cilindru na kraju izmjene plinova kod dvotaktnih motora nešto je viši od atmosferskog tlaka i ovisi o tlaku zraka u prijemniku. Od trenutka kada izmjena plinova završi i klip potpuno prekrije ulazne otvore, počinje proces kompresije zraka. Kada klip ne dosegne 10-30° duž kuta rotacije koljenastog vratila do GMT (točka S), Gorivo počinje teći u cilindar kroz injektor.

Posljedično, tijekom drugog takta u cilindru dolazi do kraja ispuha, cilindar se pročišćava i puni na početku takta klipa, a kompresija se javlja tijekom njegovog daljnjeg takta.

Za razliku od četverotaktnog motora, dvotaktni motor nema taktove usisa i ispuha kao neovisne taktove, za koje je potreban jedan okretaj koljenastog vratila. Kod dvotaktnih motora ispušni i usisni procesi provode se pomoću male površine hod klipa koji odgovara glavnom hodu ekspanzije i kompresije.

Gore razmotrena shema izmjene plina s izravnim protokom ventila i proreza (slika 4) nije jedina. Dvotaktni motori koriste različite sheme izmjene plinova.

Shema izmjene plinova u petlji značajno pojednostavljuje konstrukciju motora u usporedbi s motorom s prorezom ventila, ali u isto vrijeme pogoršava se kvaliteta izmjene plinova, a tijekom punjenja dolazi do gubitaka zraka ili smjese.

Shema izmjene plina u petlji odlikuje se širokim izborom mogućnosti dizajna. Na primjer, za prethodno komprimiranje zapaljive smjese ili zraka, kao što je gore spomenuto, u dvotaktnim motorima može se koristiti unutarnja šupljina kućišta radilice (komora radilice). Takvi se motori nazivaju motori s pročišćavanjem radilice(slika 5).

Riža. 5. Dvotaktni motor s unutarnjim izgaranjem s pročišćavanjem koljenaste komore:

1 – svjećica; 2 – obilazni kanal; 3 – ispušni kanal; 4 – komora radilice; 5 – karburator; 6 – ulazni ventil.

Imaju hermetički zatvoreno kućište radilice, koje služi kao pumpa za pročišćavanje. Kako se klip kreće od BDC do GMT, volumen prostora ispod njega se povećava, a tlak pada ispod atmosferskog tlaka, tj. stvara se vakuum u komori radilice. Kao rezultat toga, vanjski zrak ulazi u uređaj za formiranje smjese 5 a zatim u kućište radilice kroz automatski aktivan usisni ventil 6 . Kako se klip dalje pomiče sve dok se usisni prozori ne otvore, smjesa goriva i zraka komprimira se u komori radilice. Nakon otvaranja usisnih prozora, smjesa goriva i zraka prolazi kroz obilazni kanal 2 istiskuje se iz komore radilice u cilindar.

Kada se klip pomakne natrag od BDC do GMT, on uzastopno zatvara usisne i ispušne otvore, nakon čega se smjesa goriva i zraka u cilindru komprimira. Kako se klip približava TDC-u, smjesa se pali pomoću svjećice. Izgaranje i širenje plinova u cilindru tijekom kretanja klipa prema dolje određuju radni takt motora s unutarnjim izgaranjem. Zatim se ciklus ponavlja.

Prednost dvotaktnih motora sa shemom izmjene plinova radilice i komore je jednostavnost uređaja. Njihovom dizajnu nedostaje mehanizam za podešavanje ventila i njegov pogon, kao i sustav podmazivanja. Za podmazivanje dijelova koljenastog mehanizma gorivu se dodaje mala količina motornog ulja (dvotaktna smjesa). Prirodno hlađenje motora s unutarnjim izgaranjem provodi se atmosferskim zrakom zahvaljujući rashladnim rebrima smještenim na glavi i cilindru motora s unutarnjim izgaranjem.

Međutim, kod ovog načina izmjene plinova čišćenje cilindra i punjenje svježim punjenjem, u usporedbi s drugim načinima, odvija se puno lošije uz gubitak dijela punjenja kroz ispušne otvore, zbog čega se smanjuje učinkovitost goriva motor se kvari. Stoga se ovi najjednostavniji motori s unutarnjim izgaranjem male snage koriste uglavnom na jeftinim vozilima na dva kotača (lagani motocikli, mopedi itd.).

Iz razmatranja radnog ciklusa dvotaktnog motora (dijagram indikatora na slici 6.) vidi se da tijekom dijela hoda klipa S znoj Kada dođe do izmjene plinova, ne obavlja se koristan rad.

Volumen V h (znoj), koji odgovara ovom dijelu hoda klipa S znoj = S geom - S dan(Sl. 7) zove se izgubljeno:

.

Volumen koji opisuje klip kada se kreće iz točke 5 , karakterizira trenutak početka kompresije, prije TDC-a, naziva se stvarni radni volumen:

V h (dani) = V h (geom) -V h (znoj)

Gdje V h (geom)- geometrijski radni volumen cilindra:

Uzimajući u obzir gore navedeno, geometrijski omjer kompresije jednak je:

 geom = (V h (geom) + V c )/V c ,

a stvarni omjer kompresije je:

 dan = (V h (dani) + V c )/ V c

Omjer izgubljenog volumena i geometrijskog radnog volumena predstavlja udio izgubljenog volumena  o procesu izmjene plinova:

 = V h (znoj) / V h (dani .

Riža. 6. Grafikon indikatora PV za dvotaktni ciklus:

1 – trenutak otvaranja ispušnog kanala; 2 – trenutak otvaranja kanala za pročišćavanje (obilaznog kanala); 3 – BDC; 4 – trenutak zatvaranja kanala za pročišćavanje (obilaznice); 5 – trenutak zatvaranja ispušnog kanala.

Za dvotaktne motore obično  = 0,1…0,3 ili 10…30%.

S geom

S znoj

sl.7. Za određivanje udjela izgubljenog udara (volumena).

Usporedba radnih ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora pokazuje da je uz iste veličine cilindara i brzine vrtnje snaga dvotaktnog motora znatno veća. S obzirom na 2 puta veći broj radnih ciklusa, očekivalo bi se 2 puta povećanje snage. Zapravo, snaga dvotaktnog motora povećava se otprilike 1,5-1,7 puta zbog gubitka dijela radnog volumena, pogoršanja čišćenja i punjenja.

U dvotaktni motori svi radni ciklusi (procesi ubrizgavanja smjese goriva, ispuštanje ispušnih plinova, pročišćavanje) odvijaju se tijekom jednog okretaja koljenastog vratila (a ne dva, kao kod četverotaktnih motora) u dva (a ne četiri) glavna takta. Dvotaktni motori nemaju ventile (kao kod četverotaktnih motora s unutarnjim izgaranjem), njihovu ulogu ima sam klip koji u procesu kretanja zatvara ili otvara usisne, ispušne i prozračne prozore. Stoga je dvotaktni motor jednostavnijeg dizajna.

Vlast dvotaktni motor uz iste dimenzije cilindara i brzinu vrtnje vratila, teoretski je dvostruko veći od četverotaktnog zbog dvostruko većeg broja radnih taktova. Međutim, nepotpuno iskorištenje hoda klipa dvotaktnog motora za ekspanziju, slabije oslobađanje cilindra od zaostalih plinova i utrošak dijela proizvedene snage na pročišćavanje dovodi do povećanja snage samo za 60 - 70%.

Pa razmislimo dizajn dvotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem prikazano na slici 1:

Sastoji se od kućišta radilice u kojem su radilica i cilindar postavljeni na ležajeve s obje strane.

Podmazivanje svih trljajućih površina i ležajeva unutar dvotaktnih motora događa se zbog mješavine goriva - mješavine benzina i ulja u određenom omjeru. Sa slike 1 se vidi da je goriva smjesa ( žuta boja) ulazi i u komoru radilice dvotaktnog motora (šupljina u kojoj je koljenasto vratilo pričvršćeno i rotira) i u cilindar. Nema tu nigdje maziva, a da ga ima, ispralo bi se sa smjesom goriva. To je razlog zašto se ulje u određenom omjeru dodaje benzinu. Vrsta ulja koja se koristi je posebna, posebno za dvotaktne motore. Mora biti otporan na visoke temperature i pri sagorijevanju zajedno s gorivom ostaviti minimalne naslage pepela, odnosno čađe.

Sada o principu rada. Cijeli radni ciklus je dvotaktni motori provodi u dva koraka.

1. Takt kompresije - dvotaktni motor

Klip dvotaktni motor diže se od BDC-a klipa (u ovom položaju je na slici 2) do GMT-a klipa (položaj klipa na slici 3), blokirajući prvo prozore za pročišćavanje 2, a zatim ispušne 3 prozore cilindra dva -taktni motor. Nakon što klip zatvori izlazni otvor u cilindru, počinje kompresija prethodno unesene mješavine goriva. Istodobno, u komori radilice 1, zbog svoje nepropusnosti i nakon što klip zatvori prozore za pročišćavanje 2, ispod klipa se stvara vakuum, pod utjecajem kojeg zapaljiva smjesa ulazi u komoru radilice dvotaktnog motora. motora iz karburatora kroz ulazni prozor i ventil za otvaranje.

2. Snažni takt - dvotaktni motor

Kada se klip postavi blizu TDC-a, komprimirana radna smjesa (1 na slici 3) se zapali električna iskra od svjećice, nakon čega temperatura i tlak smjese naglo skoče. Pod utjecajem toplinskog širenja plinova klip dvotaktni motor spušta se do BDC-a, pri čemu ekspandirajući plinovi izgorjele smjese obavljaju koristan rad, gurajući klip. Istodobno, dok se klip spušta, stvara visoki tlak u komori radilice dvotaktnog motora (komprimirajući smjesu goriva i zraka u njoj). Pod utjecajem tlaka ventil se zatvara, čime se sprječava da zapaljiva smjesa ponovno uđe u usisnu granu, a zatim u rasplinjač.

Kada klip dvotaktni motor dođe do ispušnog otvora (1 na slici 4), on će se otvoriti i tako će ispušni plinovi izaći u ispušni sustav, tlak u cilindru će se smanjiti. Daljnjim kretanjem klip otvara prozor za pročišćavanje (1 na sl. 5) i zapaljiva smjesa, komprimirana u komori radilice, teče kroz kanal (2 na sl. 5), ispunjavajući cilindar i istovremeno ga pročišćavajući. ostataka ispušnih plinova.

Malo o principu paljenja. Budući da je mješavini goriva potrebno vrijeme da se zapali, iskra se pojavljuje na svjećici malo prije nego što klip dosegne TDC. U idealnom slučaju, što se klip brže kreće, to bi paljenje trebalo biti ranije, jer klip brže doseže TDC od trenutka iskre. Postoje mehanički i elektronički uređaji, mijenjajući kut paljenja ovisno o brzini motora.

Većina skutera proizvedena je prije 2000. Nije bilo takvih sustava i vrijeme paljenja je postavljeno na temelju optimalne brzine. Neki skuteri, primjerice Honda Dio ZX AF35, imaju elektroničku sklopku s dinamičkim napredovanjem, odnosno s napredovanjem ovisno o brzini radilice. S njim zapaljiva smjesa koja se širi radi s maksimalnom korisnom snagom, a motor razvija više snage.

Prednosti i nedostaci dvotaktnih i četverotaktnih motora.

Prednosti dvotaktnog motora

1. Manje težine. Primjer: 15 KS Dvotaktni 36 kg četverotaktni 45 kg.

2. Cijena. Četverotaktne motore je teže proizvesti i sastoje se od njih više dijelovi, dakle uvijek skuplji od dvotaktnih.

3. Jednostavnost transporta dvotaktnog motora. Može se nositi u bilo kojem položaju i nije potrebno vaganje prije upotrebe. one. izvadio ga iz prtljažnika, stavio, upalio i odvezao se.

4. Dvotaktni motor brže reagira na gas. Kod četverotaktnih motora za puni radni ciklus klip treba napraviti 2 puna okretaja, dok kod dvotaktnih motora samo jedan. Često postavljano pitanje: Je li istina da je četverotaktni 15 KS? radi brže od istog dvotaktnog? Odgovor: ne, nije istina. Oba ova motora imaju 15 KS na osovini. Ako su sve ostale stvari jednake, zašto bi jedan motor trebao ići brže od drugog?

Nedostaci dvotaktnog motora

1. Veća potrošnja goriva. Podsjetimo, okvirna potrošnja može se izračunati po formuli: za dvotaktni 300 grama po konjskoj snazi, za četverotaktni 200 grama.

2. Bučan. Pri najvećoj brzini, dvotaktni motori obično su malo glasniji od četverotaktnih motora.

3. Udobnost. Četverotaktni motori ne vibriraju toliko pri malom broju okretaja (Vrijedi samo za dvocilindrične motore. Jednocilindrični, dvotaktni i četverotaktni motori približno jednako vibriraju) i ne dime toliko kao dvotaktni motori.

4. Trajnost. Prilično kontroverzna točka. Postoji mišljenje da su dvotaktni motori manje izdržljivi. S jedne strane, to je razumljivo, jer se ulje za podmazivanje trljajućih elemenata motora isporučuje zajedno s benzinom, što znači da ne radi tako učinkovito kao kod četverotaktnih motora gdje trljajući elementi doslovno plutaju u ulju. No, s druge strane, četverotaktni motor je mnogo složenijeg dizajna od svog konkurenta; značajno više dijelova, te zlatni princip mehanike „Nego to je lakše pouzdaniji" još nije otkazan.

Koji motor izabrati?

Odvagnite sve gore navedene prednosti i nedostatke i sami napravite izbor. Ni u jednoj knjizi na forumu nećete pronaći jasan odgovor na pitanje: koji je motor bolji. Obje vrste motora imaju svoje obožavatelje.

Postoje dvije glavne vrste motora: dvotaktni i . U dvotaktnim motorima svi radni ciklusi (procesi ulaska smjese goriva, ispušnih plinova, pročišćavanja) odvijaju se unutar jednog okretaja u dva glavna takta. Motori ove vrste nemaju ventile; njihovu ulogu igra klip, koji pri kretanju zatvara usisne, ispušne i prozračne prozore. Stoga su jednostavnijeg dizajna.
Snaga dvotaktnog motora s istim dimenzijama cilindra i brzinom vrtnje vratila teoretski je dvostruko veća od četverotaktnog motora zbog većeg broja radnih ciklusa. Međutim, nepotpuno korištenje hoda klipa za ekspanziju, slabije oslobađanje cilindra od zaostalih plinova i utrošak dijela proizvedene snage na pročišćavanje dovodi do povećanja snage samo za 60...70%.

Motor se sastoji od kućišta koljenastog vratila u kojem su s obje strane na ležajevima postavljeni radilica i cilindar. Unutar cilindra kreće se klip - metalna čašica okružena opružnim prstenovima (klipnim prstenovima) umetnutim u utore na klipu. Klipni prstenovi sprječavaju prolaz plinova koji nastaju tijekom izgaranja goriva između klipa i stijenki cilindra. Klip je opremljen metalnom šipkom - osovinicom; ona povezuje klip s klipnjačom. Klipnjača prenosi linearno povratno gibanje klipa u rotacijsko gibanje koljenastog vratila.
Sve trleće površine i ležajevi unutar dvotaktnih motora podmazuju se mješavinom goriva u koju je umiješana potrebna količina ulja. Slika pokazuje da mješavina goriva (plava boja) ulazi u komoru radilice motora (ovo je šupljina u kojoj je radilica pričvršćena i rotira) i u cilindar. Nema tu nigdje maziva, a i da ga ima isprala bi ga smjesa goriva. To je razlog zašto se ulje u određenom omjeru dodaje benzinu. Vrsta ulja koja se koristi je posebna, posebno za dvotaktne motore. Mora izdržati visoke temperature i pri sagorijevanju zajedno s gorivom ostaviti minimalne naslage pepela.

Princip rada. Cijeli radni ciklus u motoru odvija se u dva takta

1. Takt kompresije. Klip se kreće od donje mrtve točke klipa (u ovom položaju klip je u donjoj mrtvoj točki, u daljnjem tekstu ovu poziciju skraćeno nazivamo BDC) do gornje mrtve točke klipa (u daljnjem tekstu TDC), blokirajući prvo pročišćavanje a zatim ispušni prozor. Nakon što klip zatvori ispušni prozor u cilindru, počinje kompresija zapaljive smjese koja je prethodno ušla u njega. Istodobno, u komori radilice, zbog svoje nepropusnosti i nakon što klip zatvori prozore za pročišćavanje, ispod klipa se stvara vakuum pod čijim utjecajem zapaljiva smjesa ulazi u komoru radilice iz rasplinjača kroz ulazni prozor. i lagano otvoren ventil.

2. Snažni udarac. Kada je klip u blizini TDC-a, komprimirana radna smjesa se zapali električnom iskrom iz svjećice, uslijed čega se temperatura i tlak plinova naglo povećavaju. Pod utjecajem toplinskog širenja plinova klip se kreće prema BDC-u, dok plinovi koji se šire vrše koristan rad. Istodobno, spuštajući se, klip stvara visoki tlak u komori radilice (komprimirajući smjesu zraka i goriva u njoj). Pod utjecajem tlaka ventil se zatvara, čime se sprječava da zapaljiva smjesa ponovno uđe u usisnu granu, a zatim u rasplinjač.
Kada klip dođe do ispušnog prozora, on se otvara i ispušni plinovi počinju izlaziti u atmosferu, tlak u cilindru se smanjuje. Daljnjim kretanjem klip otvara prozor za pročišćavanje i zapaljiva smjesa komprimirana u komori radilice teče kroz kanal, ispunjavajući cilindar i čisteći ga od ostataka ispušnih plinova.

Princip paljenja. Budući da je mješavini goriva potrebno vrijeme da se zapali, iskra se pojavljuje na svjećici malo prije nego što klip dosegne TDC. U idealnom slučaju, što se klip brže kreće, to bi paljenje trebalo biti ranije, jer klip brže doseže TDC od trenutka iskre. Postoje mehanički i elektronički uređaji koji mijenjaju kut paljenja ovisno o brzini motora. Skoro za skutere prije 2000. Nije bilo takvih sustava i vrijeme paljenja je postavljeno na temelju optimalne brzine.

Prednosti dvotaktnih motora:

Nema glomaznih sustava za podmazivanje i distribuciju plina
. Velika snaga po 1 litri radnog volumena
. Lakši i jeftiniji za proizvodnju
. Manja težina

Nedostaci dvotaktnih motora:

1. Veća potrošnja goriva. Podsjetimo, okvirna potrošnja može se izračunati po formuli: za dvotaktni 300 grama po konjskoj snazi, za četverotaktni 200 grama.
2. Bučan. Pri najvećoj brzini, dvotaktni motori obično su malo glasniji od četverotaktnih motora.
3. Udobnost. ne vibriraju toliko pri malom broju okretaja (Vrijedi samo za dvocilindrične motore. Jednocilindrični i dvotaktni i četverotaktni motori približno jednako vibriraju) i ne dime toliko kao dvotaktni motori.
4. Trajnost. Prilično kontroverzna točka. Postoji mišljenje da su dvotaktni motori manje izdržljivi. S jedne strane, to je razumljivo, jer se ulje za podmazivanje trljajućih elemenata motora isporučuje zajedno s benzinom, što znači da ne radi tako učinkovito kao kod četverotaktnih motora gdje trljajući elementi doslovno plutaju u ulju. No, s druge strane, četverotaktni motor mnogo je složenijeg dizajna od svog konkurenta, sastoji se od mnogo većeg broja dijelova, a zlatno načelo mehanike "Što jednostavnije, to pouzdanije" još nije poništeno.