Двухтактный и четырехтактный двигатель: в чем разница и как работает каждый тип ДВС

Принцип работы двигателя

В основе устройства любого мотора лежит блок цилиндров. Это «оболочка», внутри которой происходит перемещение поршня, который при каждом такте движется вверх и вниз, совершая процесс вращения коленвала. Конечно, существует ряд дополнительных систем: питания, выпуска, охлаждения, смазки. Но сегодня мы изучим базовые принципы устройства обоих типов двигателей, их преимущества и недостатки.

Четырехтактный двигатель: что это такое и как он работает

Из названия легко понять, что устройство такого мотора разработано с учетом того, чтобы он мог выполнять 4 такта, а именно впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. То есть на 1 рабочий ход поршня двигатель совершает 2 оборота коленчатого вала.

Конструкция и основные этапы работы

Из названия легко понять, что в работе двигателя присутствует четыре такта. Если в цилиндр набрать топливовоздушную смесь и закрыть клапана, то при воспламенении топливной смеси искрой свечи зажигания в камере сгорания газы будут расширяться и толкать поршень. Итак, топливо сгорело, газы расширились и переместили поршень сверху вниз. Такт сжатия и рабочих ход занимают один оборот коленчатого вала. А дальше отработавшую смесь надо выпустить. Теперь продолжающий вращаться коленвал через шатун толкает поршень вверх, выталкивая содержимое цилиндра через открывшийся выпускной клапан. Поршень прошел снизу вверх и произвел «такт выпуска». Так рабочий цикл совершается раз за разом. Моторное масло длительное время находится в поддоне картера четырехтактного силового агрегата. Оно быстро засасывается масляным насосом, под давлением смазывает подшипники коленчатого и распределительного валов, разбрызгивается на стенки цилиндров и снова стекает в поддон картера.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

• высокая эффективность расхода бензина
• высокий ресурс благодаря высокой стабильности на разных оборотах
• улучшенное охлаждение и смазка за счет разделения контуров

Минусы:

• сложное строение и дорогое обслуживание
• некоторые модели обладают большими габаритами и весом

Где применяются

Четырехтактные моторы получили широкое распространение в крупной и мелкой технике, такой как автомобили, мотоциклы, снегоходы, сельскохозяйственная техника, мощные моторы для лодки, электрические генераторы и садовая техника. Их выбирают для использования в машинах, где важна высокая производительность и мощность.

Двухтактный двигатель: особенности работы

Для повышения эффективности четырехтактного бензинового двигателя были разработаны конструкции, где один цикл проходит всего за два хода поршня — двухтактные двигатели. Это позволяет сохранить компактность и мощность мотора при равном объеме, но с некоторыми компромиссами.

Устройство и рабочий процесс

В структуре двухтактного силового агрегата используются уже известные нам элементы, такие как цилиндр с каналами впуска и выпуска, поршень и коленчатый вал. Обычно, в нижней части цилиндра прорезаются два окна: впускное и выпускное. При движении поршня к нижней мертвой точке окна открываются и начинается продувка цилиндра: продукты сгорания выходят через продувочное окно, а свежая топливовоздушная смесь наполняет цилиндр через впускное отверстие. При движении поршня вверх окна перекрываются, поршень сжимает топливовоздушную смесь, а в верхней мертвой точке начинается воспламенение и движение поршня вниз под действием расширяющихся газов. Когда смесь сгорела, поршень продолжает двигаться, открывая окна и рабочий цикл повторяется. Повторение происходит каждые два хода поршня, поэтому двигатель называют двухтактным. Для подвода масла к деталям этого двигателя его необходимо смешать с горючим. Полученная смесь подается в подпоршневое пространство, обеспечивая защиту внутренних компонентов, а затем попадает в цилиндр и сгорает.

Основные преимущества и недостатки

Плюсы:

• низкий вес и компактные размеры
• простота строения
• лучшая производительность при равном объеме
• дешевле обслуживание и ремонт

Минусы:

• существенная дымность выхлопа
• меньший моторесурс
• необходимость смешивания масла и горючего
• производят больше шума

Где используются

Двухтактные бензиновые двигатели завоевали популярность среди легкой техники. Чаще всего их можно встретить на мопедах, садовой технике (газонокосилка, бензопила), навесных моторах для лодки и легких мотоциклах. Это техника, где где важна легкость, мощность и простота.

В чем отличие двухтактного и четырехтактного двигателя?

Мы успели разобраться, что мотор создан, чтобы превращать энергию сгорания топлива в энергию движения механических частей. Но почему на современной технике до и в настоящее время применяются два типа моторов? В чем преимущества двухтактных и недостатки четырехтактных моторов? Давайте разбираться!

Разница в конструкции

1. Двухтактный мотор не оснащают сложной системой очистки выхлопа, поэтому отработанные газы загрязняют воздух сильнее, чем четырехтактные моторы.
2. Сложная система смазки характерна лишь для четырехтактных двигателей. В двухтактных моторах защита подшипников и других внутренних деталей осуществляется за счет смеси масла и топлива. Это ведет к необходимости частого контроля их уровня.
3. Более простая компановка двухтактного двигателя позволяет отказаться от газораспределительного механизма, что существенно снижает габариты двигателя и его вес.
4. На многих современных двухтактных моторах до сих пор используют карбюратор для подготовки топливной смеси. Преимущество четырехтактных двигателей в том, что в них реализован прямой топливовоздушной смеси, что позволяет добиться максимальной эффективности.

Разница в мощности и крутящем моменте

Несмотря на более простое устройство двухтактный мотор не может поддерживать большой крутящий момент на низких оборотах, в отличие от «старшего» товарища. То же касается и мощности двигателя. Хотя теоретически двухтактный бензиновый двигатель должен производить больше мощность, на практике это недостижимо.

Полезная мощность и экологичность

Четырехтактные моторы эффективнее используют энергию сгорания бензина и часто оснащены эффективным механизмом очистки выхлопа, за счет чего более экологичны. В выхлопных газах 2-х тактного двигателя в большем количестве содержатся частицы несгоревшего масла и бензина, что негативно сказывается на окружающей среде и экономичности.

Ремонт и обслуживание

Четырехтактные моторы имеют более сложную компановку и, соответственно, большее количество деталей. При этом они изначально спроектированы таким образом, чтобы выдерживать весомый срок службы. Например, четырехтактные моторы автомобилей способны обеспечить пробег 100-200 тысяч километров без необходимость капитального ремонта. При этом двухтактные моторы неприхотливы в обслуживании, а замену изношенных частей можно выполнить за 1-2 часа.

Расход топлива и масла

В 4-х тактном двигателе системы смазки и питания разделены в отдельные замкнутые контуры. При нормальной работе ДВС и при отсутствии дефектов не происходит смешивание бензина и масла. Для функционирования двухтактного двигателя применяется состав, который одновременно служит горючей смесью, смазывает и охлаждает внутренние детали двигателя внутреннего сгорания.

Заключение

Автолюбители сталкиваются с выбором между двухтактным и четырехтактным двигателем очень редко. Чаще всего это возникает при выборе мото- и садовой техники. Мы разобрали основные отличия обоих типов двигателей, а дальнейший выбор уже за вами. Прогресс не стоит на месте, а значит двигатели год от года получают новые усовершенствования, повышающие эффективность, но основные принципы их работы остаются неизменными уже более ста лет. Инженеры компании Motul разработали эффективные моторные масла и другие технические жидкости, учитывающие особенности устройства и эксплуатации каждого из них. При необходимости подбора жидкостей для обслуживания вы всегда можете обратиться к нашим специалистам или воспользоваться подборщиком!