Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Двухтактный двигатель: устройство и принцип работы, отличия от четырехтактного

Двигатели внутреннего сгорания построены по одному принципу – энергия сгорания топлива превращается в кинетическую энергия вращения коленвала. Существуют два типа моторов – двухтактные и четырехтактные. Оба обладают своими преимуществами и недостатками, попробуем разобраться в чем отличия.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Принцип работы ДВС

Рабочий цикл двухтактного двигателя состоит из впуска и выпуска происходящего за один оборот коленчатого вала, тогда как 4-х тактный имеет следующие циклы — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. И протекают они за два оборота маховика. В двигателе с 4 тактами впуск и выпуск осуществляются в виде разных процессов, в двухтактнике они совмещены со сжатием топливной смеси и расширением рабочих газов. Принцип действия двухтактного двигателя:

  1. Первый такт – сжатие. Происходит движение поршня от нижней мертвой точки, при этом вначале закрывается продувочное окно. Отработанные выхлопные газы выводятся через выпускное отверстие. В этот момент в кривошипной камере под днищем поршня образуется область разрежения, куда поступает обогащенная топливная смесь из карбюратора (инжектора). Эта порция свежего воздуха выталкивает остатки выхлопных газов в выпускной коллектор. В момент наивысшего положения поршня происходит воспламенение смеси от свечи зажигания.
  2. Второй такт – рабочий ход или расширение. Температура и давление газов в камере сгорания резко увеличивается, под его действием поршень начинает движение к нижней мертвой точке, совершая полезную работу. Повышенное давление в кривошипной камере перекрывает впускной клапан, препятствуя попаданию отработанных газов в карбюратор. Через систему выпускных окон отработавшие газы уходят в глушитель, а через продувочное окно начинает поступать свежая горючая смесь в камеру сгорания. В самой нижней точке действие второго такта заканчивается и процесс повторяется.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Двухтактный дизельный двигатель работает по такому же принципу, только у него отсутствует свеча зажигания, а воспламенение топлива происходит от сжатия. Поэтому степень сжатия в дизельных двс намного выше бензиновых.

Особенности мотора с двумя тактами

Двухтактный двигатель совершает полный цикл за один оборот коленвала, это позволяет получить большую удельную литровую мощность чем у 4-х тактного движка при тех же оборотах двигателя. Однако, кпд двухтактника будет ниже из-за несовершенства механизма фаз газораспределения, неизбежных потерь топливной смеси в процессе продувки и неполного рабочего хода поршня.

Двухтактный двигатель сильно греется, потому что во время работы высвобождается большая тепловая энергия. Иногда может потребоваться дополнительное охлаждение. В мотоциклах редко используются двухтактные моторы с большим количеством цилиндров, чаще всего применяется одноцилиндровый мотор с воздушным охлаждением.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

При работе по двухтактному циклу поршень совершает меньше движений за один такт, а нагрузка вспомогательных газораспределительных, смазочных и охлаждающих систем на коленвал ниже или отсутствует совсем. Поэтому износ поршневой группы у них будет ниже. Если для легкой техники это не является решающим фактором, то тихоходный двухтактный дизельный двигатель может иметь в несколько раз больший ресурс, чем все остальные двс. Поэтому они нашли широкое распространение в тепловозах, генераторах, судовых двигателях.

Двухтактный бензиновый двигатель быстрее набирает обороты максимальной мощности. Этим активно пользуются мотоспортсмены, особенно в кроссовых дисциплинах, когда необходим мгновенный отклик на рукоятку газа. Кроме того, он проще в обслуживании, дешевле и легче четырехтактного.

Расход топлива у двухтактника будет выше на 25-30 %, шумность и вибрации тоже. Двигатель невозможно вписать в жесткие экологические нормы, даже если использовать инжекторные системы впуска и наддув. Большой расход воздуха требует применения специальных воздушных фильтров.

Система смазки и приготовление топлива

Работа двухтактного двигателя требует эффективной смазки движущихся узлов. Централизованная раздельная система смазки с масляным насосом, как у четырехтактных двигателей, здесь отсутствует, поэтому масло добавляется в бензин в соотношении 1:25 – 1:50. Полученный состав, находясь в поршневой и кривошипно-шатунной камере, смазывает подшипники шатуна, стенки цилиндра и поршневые кольца. При воспламенении воздушной смеси масло сгорает и удаляется вместе с выхлопными газами.

Моторное масло должно быть специальное — для двухтактного двигателя, обычно оно имеет маркировку 2Т на канистре. Использование обычного автомобильного масла недопустимо по ряду причин:

  • Масло для двухтактных двигателей обязано обладать хорошей растворимостью в бензине;
  • Обладает прекрасными смазывающими свойствами, улучшая работу двигателя и уменьшая трение;
  • Защита от коррозии трущихся деталей поршневой группы;
  • Двухтактное масло должно сгорать без остатка, не образовывая нагар и сажу. Высокая зольность обычного масла приводит к закоксовыванию поршневых колец.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Подачу смазки в двухтактный двигатель можно осуществить двумя способами. Первый и самый простой – смешивать с топливом в нужной пропорции. Второй – это раздельная система смазки двухтактного двигателя, когда состав из топлива и масла готовится непосредственно перед попаданием внутрь в специальном патрубке. В этом случае устанавливается отдельный бачок для масла, а его подача осуществляется с помощью специального плунжерного насоса.

Эта система получила широкое распространение на современных мотоциклах и скутерах. Кроме удобства использования (теперь не нужно доливать масло в бак на глаз каждую заправку), происходит серьезная экономия масла, потому что впрыск его зависит от оборотов двигателя. На холостых оборотах пропорция масла может составлять всего 1:200.

Тюнинг двухтактного двигателя

Любой двухтактный мотор имеет возможности для форсировки. Увеличение мощности при таком же объеме оправдано в спорте, а в повседневной эксплуатации двигатель становится эластичнее и экономичнее. Основные способы доработки:

  1. Увеличить диаметр выпускного отверстия и обеспечить его максимально продолжительное время открытия. Это позволяет выпустить максимальное количество газов. Таким образом повышаются тяговые возможности двигателя и его крутящий момент.
  2. Обеспечить эффективную продувку. Для этого можно увеличить диаметр впускного окна, тогда горючая смесь не будет задерживаться в картере и обеспечится своевременный впрыск в камеру сгорания.
  3. Применение на карбюраторе вихревого диффузора, который за то же время подает большее количество топливной смеси. Вместе с ним целесообразно применение воздушного фильтра нулевого сопротивления.
  4. Установка резонатора выпуска, расчет которого произведен под конкретный объем двигателя. Такое устройство возвращает часть топливной смеси назад в цилиндр через выпускное отверстие.
  5. Доработка шатунно-поршневой группы, ее облегчение и тщательная балансировка. Клапана и каналы должны быть притерты и не иметь заусенец (задиров), тормозящие и завихряющие потоки. Это уменьшает наполняемость цилиндра и снижает мощность.
  6. Применение инжекторных систем впрыска и регулирование фазами газораспределения. Это позволяет точнее дозировать количество подаваемого топлива и уменьшить потери горючей смеси во время продувки цилиндра.
  7. Установка систем наддува. Обычно это компрессорные нагнетатели, а на двухтактный дизельный двигатель может быть установлен традиционный турбокомпрессор. С его помощью увеличивается количество поступаемого в цилиндры воздуха, соответственно и количество горючего может быть увеличено.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Эксплуатация и причины поломки двигателей

Чаще всего двухтактные моторы встречаются в мототехнике, лодочных двигателях, газонокосилках, цепных пилах и прочих устройствах, где требуется применение легкого и надежного двигателя. Тем не менее, даже такой простой по конструкции движок может выйти из строя из-за нарушения правил эксплуатации.

  • Низкое качество бензина. Плохое топливо часто приводит к появлению детонации. Чаще всего это заметно на невысоких оборотах при подгазовках. Возникающие ударные нагрузки приводят к поломке перегородок поршней, чрезмерным нагрузкам на подшипники коленвала. Детонация может возникать из-за перегрева двигателя, нагара на поршне и бедной смеси.
  • Низкое качество деталей, из которых собран мотор. Особенно это актуально для китайских производителей, часто допускающих брак в производстве комплектующих. Это приводит к раннему выходу из строя поршня, коленчатого вала, цилиндра и прочих деталей, а затем и капитальному ремонту. Обычно помогает оценить состояние поршневой простой замер компрессии.
  • Низкокачественное моторное масло. Топливомасляная смесь для двухтактных двигателей имеет очень важное значение. Именно от его качества будет зависеть как мягко работает мотор, чистота выхлопа, отсутствие перегрева и лишних шумов. Плохое масло приводит к образованию слоя нагара на поршне, в коренных и шатунных подшипниках, к задирам на стенках цилиндра и юбке поршня, проходное сечение глушителя уменьшается из-за нагара. Масла для двухтактных двигателей следует применять синтетические или полусинтетические, использование минералки нежелательно.
  • Перегрев на двухтактном двигателе воздушного охлаждения не редкость. К этому приводит длительная работа с полностью открытым дросселем, или неисправность системы охлаждения. Перегрев может быть кратковременным, когда наблюдается потеря мощности и максимальных оборотов, после снижения нагрузки и охлаждения двигателя все приходит в норму. Клин возникает вследствие очень сильного перегрева, когда тепловой зазор между поршнем и цилиндром уменьшается настолько, что силы трения намертво прихватывают их между собой. После него требуется ремонт ЦПГ.
  • Карбюратор не настроен. Топливная смесь получается слишком бедной или очень богатой. Езда на переобогащенной смеси чревата высоким расходом топлива, потерей мощности и образованию нагара. Бедная смесь может вызывать детонацию и снижение максимальной мощности двигателя.

Чтобы продлить срок службы и отсрочить капремонт, следует провести правильную обкатку двухтактного лодочного или мотоциклетного мотора. Для этого пропорция масла смешиваемого с бензином должна быть немного выше установленной для нормальной эксплуатации. На такой смеси дать двигателю поработать в режиме неполной мощности несколько часов, что эквивалентно 500-1000 км пробега для скутера и мотоцикла.

Все же из-за токсичности выхлопа двухтактные двигатели постепенно вытесняются современными четырехтактными. Они продолжают использоваться только там, где требуется высокая удельная мощность при минимальной массе и простоте конструкции – мототехника, бензопилы и триммеры, модели самолетов и многое другое.

Подвесные лодочные моторы с воздушным охлаждением

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Специалист магазина Моторка.PRO Максим Остапенко объясняет устройство, достоинства и недостатки моторов с воздушным охлаждением.

Не так давно на рынке водномоторной техники появились подвесные моторы с воздушным охлаждением.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Итак, что же это такое?

Все просто! Двигатель от мотокосы, поставленный на ногу (корпус редуктора) лодочного мотора. Встречаются как двухтактные, так и четырехтактные моторы, как со стандартной ногой (Globalmarine T3.5), так и с упрощённой гребной штангой (Sea-Pro T2S, Globalmarine T2.5). По большому счёту, вариант устройства значения не имеет.

Основное преимущество таких моторов в том, что они не нуждаются в воде для охлаждения.

Потому, что с этим мотором можно ходить по самым мелководным водоёмам, погружая винт хотя бы наполовину.

Еще, большим преимуществом такого мотора является возможность поднять винт из воды не сбавляя хода. Так делают, когда винт облепливают водоросли и из-за этого теряется скорость, да и мотор с водяным охлаждением может перегреться, так как водоросли могут забить водоприёмный канал. Таким образом, при поднятом без сбавления хода моторе, винт высвобождается от водорослей, разбрасывая их в стороны.

Нельзя забывать про низкую цену таких двигателей. Благодаря простоте конструкции, они сильно выигрывают в доступности по сравнению с традиционными лодочными моторами.

Однако, у подобных моторов есть и минусы.

Первое отличие от традиционных моторов с водяным охлаждением — это шум мотора. Это плата за выхлоп газов в воздух. В народе советуют взять термостойкий шланг, надеть его на выхлопную трубу мотора, а второй конец шланга спустить под воду. В этом случае шума будет меньше, но немного снизится мощность.

Так как охлаждение воздушное, то, особенно в жару, мотор имеет свойство перегреваться и терять мощность. Как правило, такие моторы не снабжены системами защиты от перегрева, поэтому за температурный режим несёт ответственность владелец.

Но не стоит пугаться этого! Все очень просто! Достаточно лишь давать мотору регулярные перерывы для охлаждения. К примеру: полчаса непрерывного хода и 10-15 минут на охлаждение. В таком режиме мотор не будет перегреваться.

В итоге скажу,

что лодочные моторы с воздушным охлаждением — это отличное решение для использования на небольшой лодке в грязных или совсем мелких водоёмах. К тому-же, это очень лёгкий и дешёвый бензиновый лодочный мотор.

Среди всевозможных вариантов лодочных моторов, воздушники уверенно занимают собственную нишу, наравне с электрическими лодочными моторами и традиционными двигателями с водяным охлаждением.

Двухтактные моторы с воздушным охлаждением

Семь футов под килем и спокойной воды!

5 Советов как избежать перегрева «воздушного» двухтактника на СНЕГОХОДЕ

Страх перегрева «воздушника» с последующим дорогостоящим ремонтом (чаще всего при «прихвате» поршней так все и заканчивается) формирует мнение что «водянка» надежнее. Так ли это на самом деле?

Всем хороши двухтактные моторы с воздушным охлаждением. Имеют небольшой вес, простые в обслуживании, обладают низкой степенью форсировки и как следствие большим ресурсом. Но снегоходчики относятся к воздушной системе охлаждения с легким недоверием. Двигатели воздушного охлаждения, как правило, имеют небольшую мощность. Как следствие и теплоотдача у них невелика. Учитывая большую теплонагруженность поршней, в «воздушниках» изначально конструктивно большие тепловые зазоры. Эти конструкторские особенности минимизируют риск перегрева. Однако их следует дополнить простыми правилами эксплуатации и обслуживания:

1. Избегайте длительной работы двигателя на холостом ходу. Как только двигатель прогрелся и вышел на рабочий режим, работа на холостом ходу более 1 минуты грозит перегревом. Поток набегающего воздуха отсутствует, принудительный вентилятор охлаждения крутится медленно. Лучше дать двигателю остыть на короткой остановке. Лень лишний раз дернуть за ручку стартера может привести к серьезным последствиям.

2. Делайте перегазовку. По-другому этот прием называется «ванч-ванч». Режим постоянно открытого дросселя при большой длительной нагрузке ведет к повышению температуры в камере сгорания. При сбросе газа каждые 20-30 сек и прерывистом дросселировании температура в камере сгорания стабилизируется. В момент закрытия дросселя в цилиндры поступает богатая топливная смесь, что приводит к нормализации температуры в камере сгорания.

3. Содержите двигатель в чистоте. Очищайте при обслуживании ребра двигателя от грязи. Когда двигатель грязный теплообмен с воздухом затруднен. Для протирки можно использовать любые очищающие жидкости для двигателя, неагрессивные к алюминию.

4. Следите за правильной работой системы подачи топлива. При неправильном хранении техники летом, некачественной регулировке карбюраторов или рассинхронизации дроссельных заслонок в двигатель может подаваться обедненная топливо-воздушная смесь. Это приведет к тому, что двигатель при работе на бедной смеси склонен к перегреву из-за большей температуры в камере сгорания.

5. Установите датчик температуры. Для того, что бы предвидеть перегрев можно установить датчик температуры. Это позволит заранее зафиксировать рост температуры, снизить нагрузку на двигатель и избежать перегрева. Или диагностировать неисправность топливной системы.

Подведем итог. Правильное обслуживание топливной системы, консервация снегохода в летний период – это основные вещи на которые следует обратить внимание при обслуживании техники. Перегазовка («ванч-ванч») и исключение режимов работы двигателя на холостом ходу – главное, о чем должен помнить райдер при эксплуатации «воздушника».

Источник