Содержание
Однотактный ДВС | REAA
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#1
Выношу на суд уважаемого сообщества вариант улучшения КПД и литровой мощности ДВС…
Описание_однотакт.doc
35,5 КБ
Просмотры: 195Однотактный фиг.1.doc
52 КБ
Просмотры: 178
Сергей Луганский
Небо=любовь
#2
Так работает поршень в паровозах !
L270767
Я люблю строить самолеты!
#3
Реально работоспособный?! (Я спрашиваю у специалистов. ) Клапана не прорисованы, привод их вообще на гифке отсутствует. А он не простой, в отличие от двс. Оба клапана КС (камеры сгорания) для сохранения энергии сгорающего топлива по моему должны открываться в КС. Но сколько надо приложить силы для открытия клапана в рабочий цилиндр? Вообщем, мне, так красиво, а значит хорошо! Но тарельчатые клапана хотя и надежны, но сильно усложняют.
Файл «Однотактный фиг.1» у меня не открывается.
Описание явно для подачи заявки на изобретение. Подавал? Или кто-то опередил?
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
#4
Двусторонний рабочий процесс в двигателе Скудери?
Varan
Старейший участник
#5
по терминологии-
1 цикл карно здесь совершенно ни при чем,
2 двигатель 2-х тактный с двухсторонним рабочим процессом (1 такт- рабочий ход, 2такт- выхлоп)
кпд будет ниже чем у обычных двухтактников за счет потерь при перетекании горящих газов в цилиндр и потерь на привод нагнетателя, привод клапанов
технически данный двигатель при имеющихся материалах неосуществим- клапан через который течет горящая смесь работать не будет (известно что частым дефектом обычных двс является прогорание выпускных клапанов- а ведь через них выводится уже расширившийся и остывший газ) ну и встает вопрос уплотнения стержня такого клапана, на который действует максимальное давление и температура в камере сгорания, как и на стержень впускного клапана в камеру сгорания, так клапана не работают ,в имеющихся двс горячие газы и давление при закрытых клапанах действуют только на стороны их тарелок находящихся в цилиндре
преимуществ перед двухтактным и тем более четырехтактным нет никаких
так что всего лишь пустые фантазии, патент дадут если нужен он конечно, если докажете что такого до вас никто не предлагал
Небожитель
Старейший участник
#6
Такой поршень работает на паровозах. Сегодня с утра думал, как днем раскручивать маховик от жаркого солнца и солнечного концентратора.
Последнее редактирование:
Андрей Миллер
Я люблю строить самолеты!
#7
Сергей Луганский сказал(а):
Так работает поршень в паровозах !
Нажмите, чтобы раскрыть. ..
Оттуда и стянуто ….
Рабочего процесса нет. Обсуждать нечего, рисунок красивый. Но не хватает голых девушек — так было бы еще красивее и интереснее…
«патент дадут если нужен он конечно, если докажете что такого до вас никто не предлагал»
Никто не предлагал, потому что предложения нет. Патент дадут, если деньги заплатят…
Varan
Старейший участник
#8
да и чтобы хоть какой то кпд был давление то в камере сгорания должно быть не меньше чем в конце сжатия в обычном двс- то есть хотя бы 10-15 атмосфер , это какой компрессор должен быть чтобы такое давление создать да еще в худой камере в которую смотрят втулки со стержнями клапанов и продувка камеры от такого давления веселая будет. …
Небожитель
Старейший участник
#9
Прикольный дырчик.
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#10
Благодарю от души всех откликнувшихся за уделенное внимание и критику. Поздравляю вас с наступившими и наступающими праздниками! Всем — здоровья мира и любви…!
К сожалению, не имею много времени, посему сразу отвечу не на все замечания…
Определимся с названием … и принципами работы.
Varan сказал(а):
1 цикл карно здесь совершенно ни при чем,
2 двигатель 2-х тактный с двухсторонним рабочим процессом (1 такт- рабочий ход, 2такт- выхлоп)Нажмите, чтобы раскрыть…
1. Цикл Карно здесь действительно совершенно ни причем….
2. Двигатель, вообще 4-х тактный… (это же заметил и эксперт в Роспатенте).
Ответ эксперту: -«…Считаю, что при определении названия предлагаемого устройства имел право на существование такой подход, при котором совокупность протекающих за один такт в разных сторонах рабочего цилиндра процессов, рассматривается как один сложный процесс воздействия на связывающий эти противоположные стороны рабочего цилиндра элемент, — поршень двустороннего действия. При таком подходе, все пять процессов полного цикла работы ДВС протекают за время каждого прохода такого поршня из одной МТ в другую (такт).
Полагаю, что протекание всех процессов за один такт, позволит считать заявленное название устройства относительно корректным и не вносить изменения в документы заявки в этой связи….»
Varan
Старейший участник
#11
Vladimirыч сказал(а):
считать заявленное название устройства относительно корректным
Нажмите, чтобы раскрыть. ..
нужно правильно называть- это просто использование цилиндров двухстороннего действия, посмотрите такие же есть например у того же Баландина
поэтому название либо верное либо нет и нужно посмотреть определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую — у вас 2 таких объема, у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем
поэтому изменения нужны, правда нужно подумать — а вам такой патент то нужен, чтобы не тратится можно открытый патент получить, все равно практической ценности не видно
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#12
Varan сказал(а):
кпд будет ниже чем у обычных двухтактников за счет потерь при перетекании горящих газов в цилиндр и потерь на привод нагнетателя, привод клапанов
Нажмите, чтобы раскрыть. ..
Абсолютно не не нахожу потерь больше чем у обычного двигателя ибо при перетекании газов в замкнутых объемах чему теряться?? , а остальные указанные потери несет и традиционный ДВС), при этом, за счет передачи циклов впуска и сжатия (например) винтовому компрессору существенно сократятся потери на совершение этих циклов (насосные, тепловые, трение… сравните кпд поршневых и винтовых компрессоров).
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#13
Varan сказал(а):
у 8-ми цилиндрового двигателя — 8 , но никто же не называет 8-цилиндровый четырехтактный полутактным двигателем
Нажмите, чтобы раскрыть. ..
Правильно… У 8 цилиндрового цилиндров восемь, а у рассматриваемого цилиндр один… и такт в нем один, а объема действительно два.
Varan сказал(а):
определение такта- это процесс происходящий в рабочем объеме при перемещении поршня из одной мертвой точки в другую
Нажмите, чтобы раскрыть…
К сожалению, Ваше определение такта не единственное и не единственно верное… Посему и возникают подобные разногласия, спор по поводу которых я не нахожу нужным продолжать…
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#14
Главное . .. т.е. основное, для чего пришлось рожать данную конструкцию — это более полное использование теплоты расширяющихся газов. Ибо при данном устройстве можно реализовать сжатие как у бензинового двигателя (и даже меньше) а расширение как у дизеля… Вот отсюда и КПД. А все проблемы с нагревом клапанов и проч… при нынешнем уровне техники не являются проблемами как таковыми… Или все не так?
Varan
Старейший участник
#15
все не так, известно что потери больше даже у форкамерных двигателей, а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами больше
двигатели в которых используются объемы с двух сторон от поршня не считаются меньше тактными, у вас по сути 2 поршня, как у бесшатунника баландина, которые так же движутся строго по прямой на штоке, так что действительно спорить не о чем- эксперт вам верно указал
проблемы с подобной конструкцией клапанов, штоки которых проходят через камеру сгорания при современном уровне техники никто и решать не будет, одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен
меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд- посмотрите теорию двс там есть длинная формула зависимости кпд от многих факторов , в том числе и степени сжатия, и на практике это доказано- здесь есть обсуждение двигателей со сверхвысокой степенью сжатия
расширение не следует увеличивать до максимума, так как при слишком большой степени расширения механические потери начинают превышать дополнительную работу от газов полученную при большем расширении, так что все хорошо в меру, более того, следует учитывать что большинство двигателей работают в основном на частичных режимах, а там это дополнительное расширение приведет только к уменьшению полезной работы, так как газы начнут расширяться до давления ниже атмосферного
поэтому все что вы заявляете это всего лишь ваши ничем не обоснованные мечты, это распространенное явление- когда создатель видит только плюсы своего детища и в упор не хочет замечать его недостатков
L270767
Я люблю строить самолеты!
#16
Файл «Однотактный фиг. 1″ одной прогой на теле не открывался, но открылся другой. Для тех, как у меня возникли проблемы с просмотром, выложу скан с экрана телефона.
Впускной клапан в цилиндр открывается внутрь цилиндра. Под него объем в цилиндре. А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#17
Varan сказал(а):
а про отдельную камеру(да еще худую) и с клапаном речь молчит
будут дополнительные потери тепла в стенку, так как площадь омываемая горячими газами большеНажмите, чтобы раскрыть. ..
Площадь омываемая горячими газами меньше площади стенок камеры сгорания традиционного ДВС. В остальном все такое же.
Varan сказал(а):
одно уплотнение штока как организовать и мгновенный перегрев с заклиниванием обеспечен
Нажмите, чтобы раскрыть…
Не обязательно организовывать уплотнение… Достаточно организовать сопротивление…
В реальности такой большой перепускной клапан как на рисунке не нужен, так как объем сгорающего, но еще не расширившегося, газа небольшой и его скорость перетекания в рабочий объем тоже. Так как процессы дольно быстротечны, приемлемого уровня потерь можно добиться увеличением длинны штока клапана и (например) использованием канавок…
Varan сказал(а):
меньшее сжатие приводит к уменьшению кпд, наоборот чем выше степень сжатия чем выше кпд
Нажмите, чтобы раскрыть…
Оч. справедливо… но — только при условии равности степеней сжатия и расширения. Для понимания — достаточно вспомнить диаграмму индикаторного давления. Формулы так же не учитывают этого нюанса. При этом, высокая степень сжатия увеличивает потери на сжатие, но при этом увеличивает давление рабочего хода, которое за счет большей работы газов при большем расширении компенсирует эти потери впоследствии (см. диаграмму индикаторного давления). В рассматриваем ДВС нет необходимости в организации сверхвысокого сжатия, хотя такая возможность существует и реализуется простым увеличением давления на впуске.
Varan сказал(а):
большинство двигателей работают в основном на частичных режимах
Нажмите, чтобы раскрыть…
Поэтому, в предлагаемом ДВС имеется возможность уменьшения насосных потерь в циклах впуск-сжатие, за счет выполнения данных процессов отдельным устройством…
Со всем остальным не спорю… А для лучшего понимания проблемы прошу погуглить тему «ДВС с изменяемой степенью сжатия».
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#18
L270767 сказал(а):
А самое плохое, что рабочие газы из КС на такте выхлопа будут выходить без совершения работы в цилиндр.
Нажмите, чтобы раскрыть…
..рабочие газы из КС на такте сгорания будут выходить в цилиндр и давить на днище поршня… совершая работу…
на мой взгляд так лучше…
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
#19
В ДВС работа сжатия возвращается в цикл на такте расширения за вычетом потерь(механических, тепловых и пр. ) Возьмите шприц,.велосипедный насос, заткните пальцем «выхлоп» и сожмите воздух в «цилиндре» надавливая рукой на поршень, Затем, не открывая «выхлоп», отпустите .Вы увидите, что поршень вернулся почти в первоначальное положение. Это наглядная демонстрация Вашего заблуждения.
ИМХУ
Vladimirыч
Я люблю строить самолеты!
#20
При наполнении КС, перепускному клапану (5) достаточно удерживать давление нагнетания (10 -15 атм.), что учитывая возможность его исполнения с небольшим проходным сечением (при желании можно еще уменьшить сечение и увеличить количество клапанов) не должно вызвать каких либо проблем. … Далее, после зажигания смеси, самопроизвольное открытие клапана давлением сгорающих газов так же не будет мешать работе двигателя. ибо именно в этот момент ему и нужно быть открытым…
Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного и что такое 4mix и 2mix – Мои инструменты
Содержание
- 1 Что такое ДВС на бензоинструментах
- 2 Что называют тактом в ДВС
- 3 Двухтактный ДВС его конструктивные особенности и описание принципа работы
- 4 Четырехтактный двигатель его устройство и как он работает
- 5 Основные отличия между двухтактным и четырехтактным ДВС
- 6 Плюсы и минусы ДВС
- 7 Что такое ДВС 4-mix и для чего он предназначен
- 8 Что такое двигатели внутреннего сгорания 2-MIX и X-torq
Практически у каждого владельца частного дома имеются бензиновые помощники, облегчающие выполнение разных работ — укос травы, распиливание деревьев, уборка снега. Во главе рассматриваемых агрегатов лежат двигатели внутреннего сгорания, созданные Этьеном Ленуаром в 1860 году. В современных бензоинструментах устанавливаются ДВС, которые делятся на два основных вида — двухтактные и четырехтактные. Какое отличие двухтактного двигателя от четырехтактного, и какие еще есть виды бензомоторов, узнаем подробно из материала.
Что такое ДВС на бензоинструментах
Двигателем внутреннего сгорания именуется агрегат, осуществляющий трансформацию топлива в механическую энергию. Сегодня ДВС применяется везде — от инструментов до автомобилей и прочих видов техники. Принцип работы ДВС обусловлен тем, что в конструкцию подается горючая смесь, основывающаяся на бензине с воздухом. За создание нужной консистенции горючей смеси отвечает карбюратор.
Горючая смесь подается в цилиндр, где осуществляется ее воспламенение. Сгорание смеси способствует тому, что создается полезная энергия, снимаемая с коленчатого вала в виде вращательных движений. Главное достоинство ДВС в том, что он обладает высокой мощностью, если сопоставить с электродвигателями. Большинство бензоинструментов — триммеры, мотокосы, мотоблоки, бензопилы и т.п., оснащаются двигателями внутреннего сгорания двухтактного типа. Более мощные бензоинструменты оснащаются ДВС четырехтактного типа. Чем же отличаются двухтактные и четырехтактные двигатели, какой принцип работы они имеют, а также их плюсы и минусы описаны в материале.
Что называют тактом в ДВС
Тактом на ДВС называется действие, которое совершается внутри механизма. Перемещение поршня в верхнем или нижнем направлении — это и есть такты. Причем один такт — когда поршень движется вверх, выполняя соответствующую работу. Движение поршня вниз, который возвращается от силы, возникающей при сгорании топлива, называется рабочим ходом.
Первый такт, с которого начинается работа мотора — это заполнение цилиндра топливной смесью. Следующий этап — это сжатие поступившей смеси в двигатель. Далее происходит воспламенение, и в завершении отвод сгоревших газов. Это четыре такта, которые выполняются в двигателях четырехтактного типа. Коленвал в четырехтактных агрегатах совершает два оборота при одном воспламенении топлива.
Двухтактные моторы функционируют в два цикла — транспортировка топливной смеси в цилиндр с последующим ее воспламенением, и отведение выхлопных газов из цилиндра. В двухтактных агрегатах коленвал совершает один оборот при сжигании одной порции топливной смеси. Это главное отличие рассматриваемых агрегатов друг от друга.
ДВС 2-х и 4-х тактного типа по виду топлива бывают бензиновыми и дизельными. Чтобы выяснить подробно, какие достоинства и недостатки имеются в рассматриваемых двигателях 2-х и 4-х тактного типа, рассмотрим их конструкцию и принцип работы.
Двухтактный ДВС его конструктивные особенности и описание принципа работы
Большинство бензопил и бензокос оснащаются приводными устройствами двухтактного типа. Два такта — это этап сжатия топливной смеси и рабочий ход поршня (когда он опускается вниз). Чтобы понять, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, рассмотрим изначально строение мотора. Основные детали двигателя — это цилиндр, поршень, коленчатый вал и шатун. За сжигание топлива отвечает свеча зажигания, а транспортировка смеси и отвод газов происходит посредством впускного и выпускного каналов. Конструктивная схема двухтактного двигателя отображена на фото ниже.
Двигатель двухтактного типа имеет упрощенное строение в отличие от четырехтактного. Принцип работы у него простой, и начинается с того, что осуществляется перемещение поршня из нижней мертвой точки в верхнюю. В стенках цилиндра присутствует три отверстия — впускной, выпускной и продувочный канал. Впускной расположен ниже, чем выпускной, а продувочный находится между ними, как показано на фото выше. Впускной и продувочный канал соединяется с кривошипно-шатунной камерой. Далее подробное описание принципа работа ДВС.
Первый такт. Первоначально топливо из карбюратора транспортируется в камеру КШМ. Через продувочное отверстие в цилиндр из камеры КШМ засасывается предварительно-поступившая топливно-воздушная смесь. Прекращается подача смеси тогда, когда поршень перекрывает отверстие продувочного канала. Далее движение поршня осуществляет перекрытие выпускного канала. Часть топливно-воздушной смеси при этом уходит в выпускной канал. После перекрытия выпускного канала начинается процесс сжатия горючей смеси. Эта смесь состоит из бензина, масла и воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки, происходит воспламенение смеси за счет создания искры свечей зажигания.
В тот момент, когда в верхней части цилиндра осуществляется сжатие, в нижней части камеры КШМ создается разрежение. Это разрежение позволяет засосать очередную порцию топлива из карбюратора для следующего воспламенения. Засасываемое топливо в камеру кривошипно-шатунного механизма одновременно выполняет смазывание коленчатого вала и шатуна. Именно поэтому в состав горючей смеси добавляется специальное масло для двухтактного мотора. Двухтактные двигатели не имеют масляного картера, что является одним из главных их отличий от четырехтактных. Все эти процессы совершаются в один такт.
Второй такт. Сгоревшие газы толкают поршень вниз, тем самым осуществляется рабочий ход. Когда открывается выпускное отверстие, в него выходят выхлопные газы, поступающие по каналу в глушитель. Опускающийся вниз поршень создает давление в камере КШМ. За счет этого давления осуществляется выдавливание топливно-воздушной смеси ТПС из камеры КШМ в продувочный канал. В цилиндр следующая порция ТПС выталкивается сразу при открытии доступа к продувочному отверстию. При заполнении рабочей камеры цилиндра порцией топливной смеси происходит одновременное вытеснение оставшихся отработанных газов. Заканчивается второй такт при достижении поршнем нижней мертвой точки.
Визуальный процесс работы двухтактного двигателя представлен на анимированном изображении ниже.
У такого типа ДВС есть свои достоинства и недостатки, которые описаны ниже. Зная строение и принцип работы двухтактного двигателя, разберемся с четырехтактными моторами.
Четырехтактный двигатель его устройство и как он работает
Агрегаты четырехтактного типа имеют более сложное строение, но при этом они отличаются высокой производительностью и большим сроком службы. Их работа состоит из 4 циклов, о чем упоминалось выше. Это такт впуска топливной смеси, ее сжатие, рабочий ход и выпуск сгоревших газов. В отличие от двухтактных, на 4-х тактных моторах имеется масляный картер, посредством которого осуществляется смазывание вращающихся и трущихся деталей. Чтобы понимать, о чем идет речь, ниже представлена схема устройства четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
На схеме выше обозначены основные конструктивные элементы двигателя внутреннего сгорания 4-тактного типа:
- Цилиндр — основание, в котором осуществляется перемещение поршня
- Поршень — главный рабочий элемент всех двигателей внутреннего сгорания. Поршень имеет кольца, посредством которых обеспечивается сжатие топливной смеси
- Шатун — соединительный элемент между коленчатым валом и поршнем
- Коленчатый вал — находится в кривошипно-шатунной камере
- Палец шатуна — соединительный элемент между коленчатым валом и шатуном
- Камера сгорания — в этой камере происходит сжатие топлива и его воспламенение
- Впускной клапан — при его открытии в камеру сгорания поступает топливная смесь из карбюратора
- Выпускной клапан — открывается для выведения выхлопных газов из камеры сгорания
- Свеча зажигания — воспламеняет топливную смесь
Принцип работы аналогичен с двухтактными моторами, но есть некоторые отличительные особенности. Рассмотрим далее принцип работы четырехтактного мотора по циклам.
Первый такт. Транспортировка воздушно-топливной смеси в камеру сгорания выполняется при открытии впускного клапана. Поршень при этом находится в верхней мертвой точке. Открытие клапана выполняется посредством кулачков газораспределительного механизма. Засасывание топливной смеси происходит до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. Коленчатый вал при этом совершает пол оборота.
Второй такт. Начинается он с того, что поршень движется с нижней мертвой точки в верх. При этом осуществляется сжатие поступившей на предыдущем этапе топливно-воздушной смеси. Как только поршень достигает верхней мертвой точки, возникает искра, создаваемая свечой зажигания. Вместе с первым тактом, коленчатый вал совершает один оборот.
Третий такт. От силы давления, сформировавшегося от сжигания смеси, обеспечивается перемещение поршня из верхней мертвой точки в нижнюю. Такое перемещение поршня после сгорания газов называется рабочим ходом. Выхлопные газы на третьем этапе находятся в камере до момента, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки. После этого начинается завершающий этап.
Четвертый такт. Поршень перемещается с нижней мертвой точки в верхнюю, тем самым осуществляя высвобождение камеры сгорания от находящихся в ней выхлопных газов. Для этого происходит открытие выпускного клапана, который также при помощи кулачка соединен с газораспределительным механизмом. После этого цикл повторяется.
Анимированное изображение принципа работы четырехтактного двигателя показано на схеме ниже.
Четырехтактные моторы являются более совершенными, выносливыми и надежными по сравнению с двухтактными.
Основные отличия между двухтактным и четырехтактным ДВС
Одно из основных отличий рассматриваемых агрегатов в наличии газораспределительного механизма на 4-тактном моторе. На 2-тактных устройствах газораспределительного механизма нет. Вместо него имеются отверстия в стенках цилиндра, через которые и происходит подача готовой топливно-воздушной смеси, а также отвод выхлопных газов.
ГРМ не только увеличивает вес и размер двигателя, но еще и существенно влияет на его стоимость. Отсутствие ГРМ приводит к тому, что двигатель имеет только два цикла работы. Наличие каналов в стенках цилиндра приводит к увеличенному износу колец и поршня двигателя. Именно поэтому двухтактные двигатели имеют небольшой ресурс работы. Далее рассмотрим конструктивные отличия между 2-тактным и 4-тактным моторами.
- Потребление топлива — несмотря на то, что двухтактный агрегат имеет простое строение, в плане потребления бензина он проигрывает четырехтактному. Связано это с количеством тактов. В то время, как 4-цикловый агрегат совершает 2 оборота коленчатого вала, потребляя при этом одну порцию топлива, двухтактный двигатель при этом делает только один оборот. Увеличение расхода топлива составляет примерно 1,5 раза. Кроме того, не стоит забывать, что 2-тактный агрегат имеет несовершенную систему, и в процессе работы наблюдается потеря топливной смеси, выбрасываемой в глушитель. Это часть смеси, которая «вылетает в трубу» при движении поршня вверх в момент сжатия
- Тип топлива — моторы 4-тактного типа работают на чистом бензине, который в карбюраторе смешивается с воздухом. Агрегаты 2-тактного типа работают на смеси масла с бензином. Использование чистого бензина недопустимо, что повлечет за собой быстрый выход из строя цилиндропоршневой группы
- Система смазки — многие знают, что именно по этому принципу рассматриваемые агрегаты отличаются. В 4-тактном моторе имеется отдельная система смазки, состоящая не только из емкости, но еще и масляного насоса, фильтров и трубопроводной магистрали. Система смазки не взаимосвязана с механизмом подачи топлива, что говорит не только об эффективности, но и продолжительном сроке службы. Двухтактные моторы работают на бензине с маслом. Пропорции смешивания бензина с маслом для бензопилы и бензокосы описаны на сайте. Бензин вместе с малом подается в двигатель, где осуществляется смазка механизма. Стоит отметить, что далеко не все двухтактные моторы имеют общую систему смазки, но встречаются еще и агрегаты с раздельным механизмом, где смешивание происходит автоматически в зависимости от количества оборотов
- Тип смазывающих веществ или отличие масла для двухтактного мотора от 4-тактного. Для двухтактных двигателей используются специальные масла «сгорающего» типа. Это масло смешивается с бензином, и попадают в систему КШМ, обеспечивая смазку движущихся деталей. После этого масло в составе с бензином поступает в цилиндр, где воспламеняется и сгорает. Это масло называется двухтактным, и выпускается оно красного или зеленого цвета. Цвет не играет большой роли, и говорит о применении присадок в составе. Четырехтактные моторы работают на чистом бензине, так как они имеют отдельный механизм, отвечающий за смазку КШМ. В таких моторах используется обычное моторное масло, которое нельзя смешивать с бензином, и заливать в двухтактные агрегаты. Это приведет к быстрому засорению электродов свечи и выходу из строя ДВС. Получается, что отличие масла для двухтактных двигателей от четырехтактных заключается в консистенции и составе. На 2-цикловых ДВС используются сгораемые типы масел, которые перед тем, как сгореть, смазывают всю систему
По системе смазки четырехтактных двигателей нужно отметить, что они бывают двух типов — с сухим и мокрым картером. Различаются они по способу смазки. В мокром типе происходит подача масла из картера на КШМ. Насос перекачивает масло из картера, являющегося частью двигателя.
На ДВС с сухим картером используется отдельный бак с маслом. Из него масло насосом перекачивается в систему КШМ, обеспечивая смазку деталей. Скапливающееся масло обратно транспортируется в бак при помощи дополнительного насоса.
Зная основные конструктивные и принципиальные отличия рассматриваемых механизмов, следует разобраться с их достоинствами и недостатками, которые имеются у обоих вариантов.
Плюсы и минусы ДВС
Для начала рассмотрим все имеющиеся достоинства и недостатки двухтактных моторов, которые несмотря на свою конструкцию, пользуются большой популярностью. К их преимуществам относятся:
- Простота конструкции
- Высокая скорость набора оборотов
- Невысокая стоимость, что делает инструменты, оснащенные такими агрегатами очень популярными
- Простота обслуживания, что обусловлено отсутствием ГРМ и отдельной системы смазки
- Малый вес и габариты, что делает инструменты с такими ДВС удобными и практичными
Теперь разберемся со всеми недостатками, которые имеются у двухтактных двигателей:
- Шумность работы
- Низкая экологичность, что обусловлено выделением в атмосферу не сгоревшего топлива
- Низкий ресурс работы
- Необходимость смешивания бензина с маслом при каждой дозаправке. Кроме того, нельзя долго хранить разведенное топливо, иначе происходит его порча
- Большой расход топлива
- Небольшая мощность в сравнении с четырехтактными
У 4-тактных агрегатов достоинств намного больше, однако такие недостатки, как сложность конструкции, большой вес и цена оставляют негативный отпечаток. Далеко не каждый может позволить себе покупку, к примеру, снегоуборщика с 4-тактным мотором, который стоит в 2 раза больше, чем аналог с более примитивным агрегатом. Все недостатки 2-тактных моторов — это есть преимущества четырехтактных.
В силу большого количества недостатков обоих видов двигателей, производители запатентовали выпуск модернизированных моделей ДВС, которые получили название 4-MIX и 2-MIX. Наверняка вы сталкивались с тем, что при ремонте или замене деталей двигателя бензопилы или бензокосы, обнаруживалось наличие механизма ГРМ, но при этом инструмент заправляется разведенным бензином с маслом, как указывает производитель. Все верно, это говорит о том, что ваш инструмент оснащен двигателем 4-mix. Более подробно об этих типах двигателей узнаем далее.
Что такое ДВС 4-mix и для чего он предназначен
Если вы задаетесь вопросом, что такое двигатель 4-mix или почему бензокоса Штиль заправляется бензино-масляной смесью, а в инструкции указано, что она четырехтактная, то именно здесь вы найдете ответ. Компания Stihl запатентовала новый тип двигателя, который получил название 4-MIX. Его особенность в том, что он совмещает в себе достоинства двухтактного и четырехтактного моторов. Как же устроен такой тип двигателя, и самое интересное, как обеспечивается смазка КШМ, узнаем в деталях. Ниже представлена схема ДВС 4-mix.
На схеме видно, что такой двигатель оснащен ГРМ, и работает агрегат в 4 такта. При этом, чтобы сэкономить на стоимости бензоинструмента, производители не используют отдельную систему смазки. Смазка КШМ осуществляется вместе с топливом, как это свойственно для двухтактных моторов. Поступление бензина с маслом в камеру КШМ осуществляется из емкости, где располагаются коромысла впускного и выпускного клапанов.
Эта емкость соединяется с камерой КШМ при помощи каналов, в которых располагаются направляющие клапанов, соединенные одной частью с коромыслом, а второй с кулачком на распредвале.
В герметичную камеру клапанов засасывается топливно-воздушная смесь из карбюратора, которая направляется по каналам к кривошипно-шатунному механизму. Чтобы иметь представление, как работает ДВС 4-mix, рассмотрим пошаговую работу каждого такта.
- Первый такт начинается с того, что поршень из верхней мертвой точки движется вниз, одновременно всасывая через открывающийся впускной клапан порцию топливно-воздушной смеси. Эта смесь всасывается из карбюратора и камеры клапанов. Двигающийся поршень вниз создает давление в камере КШМ, что позволяет выдавливать скопившуюся топливно-воздушную смесь через каналы направляющих клапанов. В итоге цилиндр заполняется смесью бензина с маслом и воздухом
- Когда поршень достигает нижней точки, начинается процесс сжатия топлива. Смесь воспламеняется от искры, создаваемой свечой зажигания, как только поршень достигает верхней мертвой точки. В то время, как в цилиндре сжимается смесь, под поршнем создается разрежение или вакуум. За счет вакуума происходит засасывание очередной порции топлива из карбюратора в камеру КШМ через емкость клапанов. Поступившая смесь в камеру КШМ осуществляет смазку рабочих деталей
- После сгорания топлива, поршень движется вниз — происходит рабочий ход. В это время под поршнем возрастает давление, которое выталкивает засосавшую смесь обратно в камеру клапанов. Смесь заполнить рабочую часть цилиндра не может, так как впускной клапан закрыт. От избытка давления смесь в некотором количестве выталкивается обратно в карбюратор. Это приводит к тому, что часто на двигателях 4-mix воздушные фильтры влажные. Это вовсе не проблема с карбюратором, а нормальное явление. Количество выбрасываемой смеси не такое большое, как на двухтактных двигателях, где выталкивание смеси происходит через выпускной канал. Кроме того, оседающее топливо на фильтре не выбрасывается в атмосферу, а конденсируясь, снова всасывается в двигатель. Рабочий ход или третий такт заканчивается когда поршень достигает нижней мертвой точки
- Завершающий этап — открытие выпускного клапана. Через клапан выдавливается сгоревшее топливо в виде выхлопных газов. Под поршнем снова создается разрежение, вследствие которого происходит засасывание очередной порции топливно-воздушной смеси из карбюратора, поступающего в камеру КШМ
Так происходит работа ДВС 4-микс, которые получили большую популярность. Среди преимуществ таких моторов следует выделить следующие факторы:
- Практически полное сгорание топлива, что положительно влияет на норму токсичности
- Простая система смазки, исключающая необходимость использования масляного картера и насоса
- Сниженный вес, который немного больше, чем весит двухтактный агрегат
- Пониженный уровень шума по сравнению с двухтактными моторами
- Высокая мощность
- Низкое потребление топлива
- Хорошее ускорение и тяговое усилие
Это интересно! Бензоинструменты от компании Stihl, оснащенные ДВС 4-mix, имеют улучшенную систему запуска за счет применения механизма декомпрессии. Эта система реализуется за счет приоткрытия впускного клапана во время старта. Обеспечивается приоткрытие клапана при помощи металлического выступа на кулачке механизма ГРМ. Работает система декомпрессии только при запуске мотора, а когда он уже запущен, то язычок за счет центробежной силы скрывается в кулачке.
В итоге компании Stihl удалось совместить все достоинства 4-х и 2-х тактных двигателей, создав при этом агрегат под названием 4-mix. Простота конструкции, неприхотливость, доступная стоимость, высокая мощность и прочие достоинства присущи для этого современного типа двигателей внутреннего сгорания.
Что такое двигатели внутреннего сгорания 2-MIX и X-torq
Компания Stihl предлагает также бензиновые инструменты с двухтактным двигателем модернизированной версии. Этот двигатель получил название 2-mix – двухтактная модель усовершенствованного типа. Аналогичную модель двигателя выпустила компания Husqvarna, и назвала его X-torq. Принцип работы двигателей одинаков, а отличия присутствуют только в конструкции. Схема работы ДВС 2-MIX представлена ниже.
На схеме видно, что топливно-воздушная смесь, поступающая от карбюратора, разделяется на два потока. Зеленой стрелкой показана смесь, которая всасывается в камеру КШМ, осуществляя тем самым смазку деталей. Ее всасывание происходит во время движения поршня вверх, когда создается разрежение. Поток смеси, указанный стрелкой синего цвета, подается непосредственно в камеру цилиндра, где происходит его сжатие и воспламенение. Всасывание топливно-воздушной смеси в цилиндр происходит при движении поршня вниз. Что примечательного в такой схеме работы двигателя?
Разделение потока позволило снизить выбросы топливной смеси в атмосферу, выходящей вместе с выхлопными газами. Это достигается за счет того, что рабочая область цилиндра заполняется смесью, обогащенной воздухом. Этот воздух выталкивает выхлопные газы, и в некотором количестве также выводится из камеры сгорания. Более насыщенный топливом поток поступает в камеру КШМ, обеспечивая эффективную смазку деталей.
В итоге модернизация двухтактного мотора способствовала тому, что снились потери топлива, а значит и уменьшился расход. Кроме того, выхлоп стал более чистым, так как в составе смеси отсутствует бензин с маслом, а система КШМ получила более эффективную систему смазки. При этом стоимость такого двигателя не сильно отличается от обычного двухтактного. Схема работы такого типа агрегата показана на видео.
Есть ли особые требования к качеству топлива для обычного двухтактного мотора и 2-mix? Разницы нет никакой, кроме того, на таких двигателях применяются одинаковые типы карбюраторов. Отличие карбюратора только в наличии дополнительной проставки, посредством которой происходит разделение потока топливной смеси на 2-MIX моторах.
Подводя итог, надо отметить, что отличия между рассматриваемыми типами двигателей имеются, и они достаточно существенные. Однако менее надежные 2-тактные агрегаты продолжают активно пользоваться популярностью за счет своей простой конструкции и невысокой стоимости. Зная конструкцию и принцип работы, не составит большого труда произвести ремонт двигателя таких инструментов, как бензопилы, мотокосы, мотоблоки, снегоуборщики, лодочные моторы и прочие.
Публикации по теме
Принципы работы четырехтактного бензинового двигателя
Четырехтактный двигатель (также известный как четырехтактный ) представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором поршень совершает четыре отдельных хода, составляющих единый термодинамический цикл. Под ходом понимается полный ход поршня по цилиндру в любом направлении. Четыре отдельных хода называются:
- ВПУСК : этот ход поршня начинается в верхней мертвой точке. Поршень опускается от верхней части цилиндра к нижней части цилиндра, увеличивая объем цилиндра. Смесь топлива и воздуха нагнетается атмосферным (или более высоким) давлением в цилиндр через впускное отверстие.
- СЖАТИЕ : при закрытых впускном и выпускном клапанах поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, сжимая воздух или топливно-воздушную смесь в головке цилиндра.
- МОЩНОСТЬ : это начало второго оборота цикла. Пока поршень находится близко к верхней мертвой точке (ВМТ), смесь сжатого воздуха и топлива в бензиновом двигателе воспламеняется от свечи зажигания в бензиновых двигателях или воспламеняется за счет тепла, выделяемого при сжатии в дизельном двигателе. Возникающее в результате сгорания сжатой топливно-воздушной смеси давление заставляет поршень вернуться к нижней мертвой точке (НМТ).
- ВЫПУСК : во время такта выпуска поршень снова возвращается в верхнюю мертвую точку, в то время как выпускной клапан открыт. Это действие вытесняет отработанную топливно-воздушную смесь через выпускной клапан (клапаны).
Принципы проектирования и проектирования
Ограничения выходной мощности
Четырехтактный цикл
A: Впуск
B: Сжатие 90 30903 B: Сжатие
4
D: Выхлоп
1=ВМТ
2=НМТ
Максимальная мощность, вырабатываемая двигателем, определяется максимальным количеством всасываемого воздуха. Количество энергии, вырабатываемой поршневым двигателем, связано с его размером (объемом цилиндра), будь то двухтактная или четырехтактная конструкция, объемным КПД, потерями, соотношением воздух-топливо, теплотворной способностью топлива. , содержание кислорода в воздухе и скорость (об/мин). Скорость в конечном итоге ограничивается прочностью материала и смазкой. Клапаны, поршни и шатуны испытывают большие силы ускорения. На высоких оборотах двигателя может произойти физическая поломка и вибрация поршневых колец, что приведет к потере мощности или даже разрушению двигателя. Флаттер поршневых колец возникает, когда кольца колеблются вертикально внутри поршневых канавок, в которых они находятся. Флаттер колец нарушает герметичность между кольцом и стенкой цилиндра, что вызывает потерю давления и мощности в цилиндре. Если двигатель вращается слишком быстро, пружины клапанов не могут сработать достаточно быстро, чтобы закрыть клапаны. Это обычно называют «поплавком клапана», и это может привести к контакту поршня с клапаном, что серьезно повредит двигатель. При высоких скоростях смазка поверхности контакта поршень-цилиндр имеет тенденцию к нарушению. Это ограничивает скорость поршня промышленных двигателей примерно до 10 м/с.
Поток впускных/выпускных отверстий
Выходная мощность двигателя зависит от способности впускного (воздушно-топливной смеси) и выхлопных газов быстро проходить через отверстия клапанов, обычно расположенные в головке цилиндров. Для увеличения выходной мощности двигателя можно устранить неровности во впускных и выпускных трактах, такие как дефекты литья, а также с помощью стенда воздушного потока можно изменить радиусы поворотов портов клапанов и конфигурацию седла клапана, чтобы уменьшить сопротивление. Этот процесс называется портированием, и его можно выполнить вручную или на станке с ЧПУ.
Наддув
Одним из способов увеличения мощности двигателя является нагнетание большего количества воздуха в цилиндр, чтобы можно было производить больше мощности при каждом рабочем такте. Это можно сделать с помощью устройства сжатия воздуха, известного как нагнетатель, который может приводиться в действие коленчатым валом двигателя.
Наддув увеличивает пределы выходной мощности двигателя внутреннего сгорания относительно его рабочего объема. Чаще всего нагнетатель работает всегда, но существуют конструкции, которые позволяют отключать его или запускать на различных скоростях (относительно частоты вращения двигателя). У наддува с механическим приводом есть недостаток, заключающийся в том, что часть выходной мощности используется для привода нагнетателя, в то время как мощность тратится впустую на выхлоп высокого давления, поскольку воздух сжимается дважды, а затем получает больший потенциальный объем при сгорании, но только расширяется. в один этап.
Турбокомпрессор
Турбокомпрессор — это нагнетатель, приводимый в действие выхлопными газами двигателя посредством турбины. Он состоит из двух частей высокоскоростного узла турбины, одна сторона которого сжимает всасываемый воздух, а другая сторона приводится в действие отходящим потоком выхлопных газов.
На холостом ходу и на низких и средних оборотах турбина вырабатывает небольшую мощность из-за небольшого объема выхлопных газов, турбонагнетатель малоэффективен, и двигатель работает почти как без наддува. Когда требуется гораздо большая выходная мощность, скорость двигателя и открытие дроссельной заслонки увеличиваются до тех пор, пока выхлопных газов не станет достаточно, чтобы «раскрутить» турбину турбонагнетателя, чтобы начать сжимать во впускном коллекторе гораздо больше воздуха, чем обычно.
Турбонаддув обеспечивает более эффективную работу двигателя, поскольку он приводится в действие давлением выхлопных газов, которое в противном случае (в основном) было бы потрачено впустую, но существует конструктивное ограничение, известное как турбозадержка. Повышенная мощность двигателя доступна не сразу из-за необходимости резко увеличить обороты двигателя, создать давление и раскрутить турбо, прежде чем турбо начнет выполнять какое-либо полезное сжатие воздуха. Увеличенный объем впуска вызывает увеличение выхлопа и ускорение вращения турбонагнетателя и т. д., пока не будет достигнута устойчивая работа с высокой мощностью. Другая трудность заключается в том, что более высокое давление выхлопных газов заставляет выхлопные газы отдавать больше своего тепла механическим частям двигателя.
Отношение штока и поршня к ходу
Отношение штока к ходу — это отношение длины шатуна к длине хода поршня. Более длинный шток снижает боковое давление поршня на стенку цилиндра и силы напряжения, увеличивая срок службы двигателя. Это также увеличивает стоимость и высоту двигателя и вес.
«Квадратный двигатель» представляет собой двигатель с диаметром цилиндра, равным его длине хода. Двигатель, у которого диаметр цилиндра больше, чем длина его хода, является двигателем с квадратным сечением, и наоборот, двигатель с диаметром цилиндра, который меньше длины его хода, является двигателем с квадратным сечением.
Клапанный механизм
Клапаны обычно приводятся в действие распределительным валом, вращающимся со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала. Он имеет ряд кулачков по всей длине, каждый из которых предназначен для открытия клапана во время соответствующей части такта впуска или выпуска. Толкатель между клапаном и кулачком представляет собой контактную поверхность, по которой кулачок скользит, открывая клапан. Во многих двигателях используется один или несколько распределительных валов «над» рядом (или каждым рядом) цилиндров, как показано на рисунке, где каждый кулачок напрямую приводит в действие клапан через плоский толкатель. В других конструкциях двигателей распределительный вал находится в картере, и в этом случае каждый кулачок контактирует с толкателем, который контактирует с коромыслом, открывающим клапан. Конструкция верхнего кулачка обычно допускает более высокие обороты двигателя, поскольку обеспечивает наиболее прямой путь между кулачком и клапаном.
Клапанный зазор
Клапанный зазор представляет собой небольшой зазор между толкателем клапана и штоком клапана, обеспечивающий полное закрытие клапана. На двигателях с механической регулировкой клапанов чрезмерный зазор вызывает шум в клапанном механизме. Слишком маленький зазор клапана может привести к тому, что клапаны не будут закрываться должным образом, что приведет к снижению производительности и возможному перегреву выпускных клапанов. Как правило, зазор необходимо регулировать каждые 20 000 миль (32 000 км) с помощью щупа.
В большинстве современных серийных двигателей используются гидравлические подъемники для автоматической компенсации износа компонентов клапанного механизма. Грязное моторное масло может привести к поломке подъемника.
Энергетический баланс
Двигатели Отто имеют КПД около 30%; другими словами, 30% энергии, вырабатываемой при сгорании, преобразуется в полезную энергию вращения на выходном валу двигателя, а остальная часть представляет собой потери из-за отходящего тепла, трения и агрегатов двигателя. Существует несколько способов восстановить часть энергии, потерянной в результате сброса тепла. Использование турбокомпрессора в дизельных двигателях очень эффективно за счет повышения давления входящего воздуха и, по сути, обеспечивает такое же увеличение производительности, как и увеличение рабочего объема. Компания Mack Truck несколько десятилетий назад разработала турбинную систему, которая преобразовывала отработанное тепло в кинетическую энергию, возвращаемую обратно в трансмиссию двигателя. В 2005 году BMW объявила о разработке турбопарогенератора, двухступенчатой системы рекуперации тепла, аналогичной системе Mack, которая рекуперирует 80% энергии выхлопных газов и повышает эффективность двигателя Отто на 15%. Напротив, шеститактный двигатель может снизить расход топлива на целых 40%.
Современные двигатели часто специально разрабатываются так, чтобы они были немного менее эффективными, чем могли бы быть в противном случае. Это необходимо для контроля выбросов, таких как рециркуляция отработавших газов и каталитические нейтрализаторы, которые уменьшают смог и другие атмосферные загрязнители. Снижение эффективности можно компенсировать с помощью блока управления двигателем, использующего методы сжигания обедненной смеси.
В Соединенных Штатах корпоративная средняя экономия топлива предписывает, чтобы транспортные средства проезжали в среднем 35,5 миль на галлон (миль на галлон) по сравнению с текущим стандартом в 25 миль на галлон. Поскольку автопроизводители стремятся соответствовать этим стандартам к 2016 году, возможно, придется рассмотреть новые способы проектирования традиционных двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Некоторые потенциальные решения для повышения эффективности использования топлива в соответствии с новыми требованиями включают в себя зажигание после того, как поршень находится на максимальном расстоянии от коленчатого вала, известного как верхняя мертвая точка (ВМТ), и применение цикла Миллера. Вместе эта модернизация может значительно снизить расход топлива и выбросы NOx.
Начальное положение, такт впуска и такт сжатия.
Зажигание топлива, такт рабочего хода и такт выпуска.
Ссылки: Википедия
Однотактные двигатели | AMPERe Inc.
Наша технология способна снизить загрязнение парниковыми газами (CO2) на треть, используя сегодняшнюю глобально доступную встроенную инфраструктуру, при этом стоимость составляет менее половины существующих сопоставимых двигателей (4-тактных)
Характеристики однотактного двигателя :
По сравнению с современными автомобильными бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.
Single-Stroke Engine Operation Animation
Innovative approach of the Internal Combustion with a few revolutionary solutions
Efficiency
Is 70% more efficient
– reduced fuel usage
Light and Powerful
Same мощность при уменьшении веса на 80 % – улучшение на 500 %
Выбросы
производит на 80% меньше загрязняющих веществ и на 33% меньше
ГГ — чистый двигатель
Простой
имеет на 90% меньше деталей
— сниженная сложность и повышенная надежность
Стоимость
имеет 50% меньше. ,
и на 33% меньше эксплуатационных расходов
– по конкурентоспособной цене
Альтернативные виды топлива
Разработаны для работы на водороде и другом биотопливе
– переходная технология
ДВОЙНАЯ КАМЕРА
firing in a single cylinder
– every stroke is the power stroke
QUIETER PERFORMANCE
2 Cylinder Boxer
– very good NVH
SIMPLY ASPIRATED
Direct injection
– no valves and no camshaft
РЕКУПЕРАЦИОННАЯ ТЕПЛОПОТЕРЯ
Генерируемое тепло отводится и преобразуется в СИЛУ ДВИЖЕНИЯ
ОСЕВОЕ ДЕЙСТВИЕ
Отсутствие внецентренной нагрузки на боковую стенку цилиндра
INNOVATIVE CRANKSHAFT
Innovative OPPOSINGLY ROTATING CRANK-SHAFT
Our Single-Stroke Engine Prototypes
SS-GEN1 Mk3
AMP SS-2B 200 CC A
Our latest build of the Single- Stroke Engine GEN1 имеет меньший рабочий объем и сверхлегкий вес для применения в беспилотных летательных аппаратах и других небольших кораблях специального назначения.
Двигатель входит в стадию оптимизации.
SS-GEN1 Mk2 DCRC
AMP SS-2B 560 CC A DCRC
Эта версия однотактного двигателя имеет уникальную конструкцию с двумя коленчатыми валами с двойным встречным вращением (DRDC) на противоположных сторонах и цилиндрами, расположенными в центре двигателя.
Специальная конструкция для использования в БПЛА и вертикальном взлете и посадке.
SS-GEN1 Mk2
AMP SS-2B 460 CC A
Наш однотактный двигатель Mk2 GEN1 с модернизированным коленчатым валом, оснащенным внутренними и внешними шарикоподшипниками, позволяющими работать на гораздо более высоких оборотах (до 16000 об/мин).
Двигатель входит в стадию оптимизации.
SS-GEN2 Mk2
AMP SS-2B 3600 куб. см W
Наш самый большой из когда-либо созданных однотактных двигателей с гораздо большим рабочим объемом и увеличенным ходом, оптимизированной конструкцией и структурой материалов. Двойные форсунки и двойные искры.