Двотактен мотор во автомобил

Светот на автомобили забележа голем развој на погонскиот систем. Некои од нив останаа замрзнати на време, поради фактот што дизајнерот немаше средства за понатамошно развивање на неговото мозочно дете. Другите се покажаа како неефикасни, па таквите случувања немаа ветувачка иднина.

Покрај класичниот мотор во форма на V или V, производителите произведоа и автомобили со други дизајни на енергетски единици. Под хаубата на некои модели можеше да се види Ванкел мотор, боксер (или боксер), водороден мотор. Некои производители на автомобили сè уште можат да користат такви егзотични погонски единици во своите модели. Покрај овие модификации, историјата знае уште неколку успешни нестандардни мотори (некои од нив се и такви посебен напис).

Сега да разговараме за таков мотор, со кој скоро никој од возачите не наидува, ако не и за потребата да се коси тревата со косилка или да се сече дрво со моторна пила. Ова е двотактна единица за напојување. Во основа, овој тип на мотор со внатрешно согорување се користи во моторни возила, во тенкови, клипни авиони итн., Но исклучително ретко во автомобилите.

Исто така, двотактните мотори се многу популарни во мото-спортот, бидејќи овие единици имаат значителни предности. Прво, тие имаат огромна моќ за мало поместување. Второ, поради нивниот поедноставен дизајн, овие мотори се лесни. Овие фактори се многу важни за спортските две тркала.

Разгледајте ги карактеристиките на уредот на таквите модификации, како и дали е можно да се користат во автомобили.

Што е двотактен мотор?

За прв пат, патент за создавање двотактен мотор со внатрешно согорување се појави во раните 1880-ти. Развојот беше презентиран од инженерот Даглад Клерк. Уредот на неговото замисла вклучувал два цилиндри. Едниот беше работник, а другиот пумпаше нова група на воено-техничка соработка.

По 10 години, се појави модификација со удар на комората, во која веќе немаше клип за празнење. Овој мотор е дизајниран од Josephозеф Деј.

Паралелно со овие случувања, Карл Бенц создаде своја гасна единица, чиј патент за производство се појави во 1880 година.

Двотактниот двигун, како што кажува и неговото име, во еден свиок на коленестото вратило ги извршува сите потези потребни за напојување и согорување на смесата воздух-гориво, како и за отстранување на производите од согорување во издувниот систем на возилото . Оваа способност е обезбедена од дизајнерската карактеристика на единицата.

При еден удар на клипот, се вршат два удари во цилиндерот:

1. Кога клипот е на дното од мртвиот центар, цилиндерот се прочистува, односно се отстрануваат производите од согорувањето. Овој удар е обезбеден со внесување на нов дел од БТК, што го поместува издувот во издувниот тракт. Во истиот момент, постои циклус на полнење на комората со нов дел од ВТС.
2. Подигнувајќи се до горниот мртов центар, клипот ги затвора влезот и излезот, што обезбедува компресија на БТК во горниот клипен простор (без овој процес, ефикасно согорување на смесата и потребниот излез на енергетската единица се невозможни). Во исто време, дополнителен дел од мешавината на воздух и гориво се вшмукува во шуплината под клипот. На TDC на клипот, се создава искра што ја запали мешавината воздух-гориво. Започнува работниот удар.

Ова го повторува моторниот циклус. Излегува дека во двотактен режим, сите потези се изведуваат со два потеза на клипот: додека тој се движи нагоре и надолу.

Уредот на двотактен мотор?

Класичниот двотактен мотор со внатрешно согорување се состои од:

• Картер. Ова е главниот дел од конструкцијата, во која коленестото вратило е фиксирано со топчести лежишта. Во зависност од големината на групата цилиндар-клип, на коленестото вратило ќе има соодветен број на коленеви.
• Клипот. Ова е парче во форма на стакло, кое е прицврстено на приклучната шипка, слично на она што се користи во четиритактните мотори. Има жлебови за прстените за компресија. Ефикасноста на единицата за време на согорувањето на МТВ зависи од густината на клипот, како и кај другите типови мотори.
• Влез и излез. Направени се во самото куќиште на моторот со внатрешно согорување, каде што се поврзани колекциите за влез и издувни гасови. Во таков мотор не постои механизам за дистрибуција на гас, поради што двотактниот систем е лесен.
• Вентил. Овој дел спречува мешавината на воздухот и горивото да се фрлаат назад во влезниот тракт на единицата. Кога клипот се крева, се создава вакуум под него, придвижувајќи го преклопот, преку кој свеж дел од БТК влегува во шуплината. Веднаш штом ќе дојде до удар на работниот удар (искра беше активирана и смесата се запали, поместувајќи го клипот до долниот мртов центар), овој вентил се затвора.
• Компресивни прстени. Овие се истите делови како и во кој било друг мотор со внатрешно согорување. Нивните димензии се избираат строго според димензиите на одреден клип.

Двотактен дизајн на Хофбауер

Поради многуте инженерски пречки, идејата за користење двотактни модификации во патничките автомобили не беше можна до неодамна. Во 2010 година, беше направен чекор напред во оваа насока. ЕкоМоторс доби пристојна инвестиција од Бил Гејтс и Хосла Венчрс. Причината за ваквиот отпад беше презентирање на оригиналниот боксерски мотор.

Иако таквата модификација постои веќе подолго време, Питер Хофбауер го создаде концептот на двотактен режим кој работеше на принципот на класичен боксер. Компанијата ја нарече својата работа ОРОС (преведено како спротивни цилиндри и спротивни клипови). Таквата единица може да работи не само на бензин, туку и на дизел, но инвеститорот досега се населуваше на цврсто гориво.

Ако го земеме предвид класичниот дизајн на двотактен во овој капацитет, тогаш во теорија може да се користи во слична модификација и да се инсталира на патничко возило со 4 тркала. Beе беше можно ако не беа еколошките стандарди и високата цена на горивото. За време на работата на конвенционалниот двотактен мотор со внатрешно согорување, дел од смесата воздух-гориво се отстранува преку издувната порта за време на процесот на прочистување. Исто така, во процесот на согорување на БТК, се гори и масло.

И покрај големата скептицизам кај инженерите од водечките производители на автомобили, моторот Хофбауер отвори можност двотапните да стапат под хаубата на луксузните автомобили. Ако го споредиме неговиот развој со класичниот боксер, тогаш новиот производ е полесен за 30 проценти, бидејќи неговиот дизајн има помалку делови. Единицата, исто така, покажува поефикасно производство на енергија за време на работата во споредба со четири-тактниот боксер (зголемување на ефикасноста во рок од 15-50 проценти).

Првиот работен модел ја доби ознаката EM100. Според инвеститорот, тежината на моторот е 134 кг. Неговата моќност е 325 КС, а вртежниот момент е 900 Nm.

Дизајнерската карактеристика на новиот боксер е тоа што два клипа се наоѓаат во еден цилиндар. Тие се поставени на истата коленеста осовина. Согорувањето на VTS се јавува меѓу нив, поради што ослободената енергија истовремено влијае на двата клипа. Ова го објаснува толку огромниот вртежен момент.

Спротивниот цилиндар е конфигуриран да дејствува асинхроно со соседниот. Ова обезбедува непречено вртење на коленестото вратило без да трепери со стабилен вртежен момент.

На следното видео, самиот Питер Хофбауер демонстрира како работи неговиот мотор:

како работи моторот opoc.mp4

Да ја разгледаме подетално нејзината внатрешна структура и општата шема на работа.

Турбо-полнење

Турбо-полнењето се обезбедува од работно коло на кое вратило е инсталиран електричен мотор. Иако ќе работи делумно од потокот на издувни гасови, електронското полнење на работното коло му овозможува на работното коло да забрза побрзо и да генерира притисок на воздухот. За да се компензира потрошувачката на енергија при вртење на работното коло, уредот произведува електрична енергија кога сечилата се подложени на издувен притисок. Електрониката исто така го контролира протокот на издувни гасови за да го намали загадувањето на животната средина.

Овој елемент во иновативниот двотактен удар е прилично контроверзен. За брзо создавање на потребниот притисок на воздухот, електричниот мотор ќе троши пристојна количина на енергија. За да го направите ова, идниот автомобил, кој ќе ја користи оваа технологија, ќе мора да биде опремен со поефикасен генератор и батерии со зголемен капацитет.

Од денес, ефикасноста на електричното напојување се уште е на хартија. Производителот тврди дека овој систем ја подобрува чистењето на цилиндрите истовремено зголемувајќи ги придобивките од двотактниот циклус. Во теорија, оваа инсталација ви овозможува да го удвоите литарскиот капацитет на единицата во споредба со четири-тактните колеги.

Воведувањето на ваква опрема дефинитивно ќе ја направи електраната поскапа, поради што сè уште е поевтино да се користи моќен и лаком класичен мотор со внатрешно согорување отколку нов лесен боксер.

Челични прачки за поврзување

По својот дизајн, единицата личи на мотори TDF. Само во оваа модификација, спротивните клипови придвижуваат не два коленести вратила, туку еден поради долгите сврзувачки прачки на надворешните клипови.

Надворешните клипови во моторот се поставени на долги челични приклучни шипки кои се поврзани со коленестото вратило. Не се наоѓа на рабовите, како во класичната модификација на боксери, која се користи во воена опрема, туку меѓу цилиндрите.

Внатрешните елементи се исто така поврзани со механизмот за чудак. Таквиот уред ви овозможува да извлечете повеќе енергија од процесот на согорување на смесата воздух-гориво. Моторот се однесува како да има копчиња што овозможуваат зголемен удар на клипот, но вратилото е компактно и лесно.

Коленесто вратило

Моторот Хофбауер има модуларен дизајн. Електрониката е во состојба да исклучи некои цилиндри, така што автомобилот може да биде поекономичен кога ICE е со минимално оптоварување (на пример, кога крстари по рамен пат).

Во 4-тактни мотори со директно вбризгување (за детали за видовите на системи за вбризгување, прочитајте во друг преглед) исклучувањето на цилиндрите се обезбедува со запирање на снабдувањето со гориво. Во овој случај, клиповите сè уште се движат во цилиндрите поради вртењето на коленестото вратило. Тие едноставно не горат гориво.

Што се однесува до иновативниот развој на Hofbauer, исклучувањето на пар цилиндри се обезбедува со специјална спојка поставена на коленестото вратило помеѓу соодветните парови цилиндар-клип. Кога модулот е исклучен, спојката едноставно го исклучува делот од коленестото вратило што е одговорен за овој дел.

Бидејќи движечките клипови во класичен двотактен мотор со внатрешно согорување со брзина на мирување сепак ќе цицаат нов дел од VTS, во оваа измена овој модул престанува да работи целосно (клиповите остануваат имобилизирани). Веднаш штом товарот на енергетската единица се зголемува, во одреден момент спојката го поврзува неработениот дел од коленестото вратило, а моторот ја зголемува моќноста.

Цилиндер

Во процесот на цилиндарско проветрување, класичните 2-тактни вентили испуштаат дел од неизгорената смеса во атмосферата. Поради ова, возилата опремени со ваква енергетска единица не се во состојба да ги исполнуваат еколошките стандарди.

За да се поправи овој недостаток, развивачот на двотактниот спротивен мотор дизајнираше посебен дизајн на цилиндрите. Тие исто така имаат влезови и излези, но нивното позиционирање ги намалува штетните емисии.

Како работи двотактниот мотор со внатрешно согорување

Особеноста на класичната двотактна модификација е тоа што коленестото вратило и клипот се наоѓаат во празнина исполнета со мешавина од воздух и гориво. Влезниот вентил е инсталиран на влезот. Неговото присуство ви овозможува да создадете притисок во шуплината под клипот кога ќе почне да се движи надолу. Оваа глава го забрзува чистењето на цилиндрите и евакуацијата на издувните гасови.

Како што клипот се движи внатре во цилиндерот, тој наизменично ги отвора / затвора влезот и излезот. Поради оваа причина, дизајнерските карактеристики на единицата овозможуваат да не се користи механизмот за дистрибуција на гас.

Така што елементите за триење не се истрошат претерано, им треба висококвалитетно подмачкување. Бидејќи овие мотори имаат едноставна структура, тие се лишени од комплексен систем за подмачкување кој би доставувал масло до секој дел од моторот со внатрешно согорување. Поради оваа причина, на горивото се додава малку моторно масло. За ова, специјална марка се користи за двотактни единици. Овој материјал мора да ја задржи подмачкувањето на високи температури, и кога ќе гори заедно со гориво, не смее да остава јаглеродни наслаги.

Иако двотактните мотори не најдоа широка примена во автомобилите, историјата знае периоди кога таквите мотори се наоѓале под хаубата на некои камиони (!). Пример за тоа е дизел енергетската единица YaAZ.

Во 1947 година, на 7-тонскиот камион YaAZ-200 и YaAZ-205 беше инсталиран реден 4-цилиндричен дизел мотор од овој дизајн. И покрај големата тежина (околу 800 кг.), Агрегатот имаше помали вибрации од многу мотори со внатрешно согорување на домашни патнички автомобили. Причината е што уредот на оваа модификација вклучува две вратило кои ротираат синхроно. Овој механизам за балансирање ги влоши повеќето вибрации во моторот, што брзо ќе го распадне куќиштето на дрвениот камион.

Повеќе детали за работата на двотактните мотори се опишани на следното видео:

2 ТАКТ. Ајде да се обидеме да разбереме ...

Каде е потребен двотактен мотор?

Уредот на двотактен мотор е поедноставен од 2-тактниот аналог, поради што тие се користат во оние индустрии каде тежината и волуменот се поважни од потрошувачката на гориво и другите параметри.

На пример, овие мотори се инсталираат на лесни косилки за тркала и тркалачки рачни машини за градинари. Држејќи тежок мотор во ваши раце го отежнува работењето во градината. Истиот концепт може да се проследи во производството на моторни пили.

Неговата ефикасност зависи и од тежината на транспортот на вода и воздух, така што производителите прават компромиси при голема потрошувачка на гориво со цел да создадат полесни структури.

Сепак, 2-татниците се користат не само во земјоделски и некои видови авиони. Во авто / мото спортот, тежината е исто толку важна како кај едрилици или косилки. Со цел автомобил или мотор да развива голема брзина, дизајнерите, создавајќи такви возила, користат лесни материјали. Опишани се детали за материјалите од кои се направени каросерии за автомобили тука... Поради оваа причина, овие мотори имаат предност во однос на тешките и технички сложените 4-тактни колеги.

Еве еден мал пример за ефикасноста на двотактна модификација на моторот со внатрешно согорување во спортот. Од 1992 година, некои мотоцикли користеа јапонски Honda NSR4 500-цилиндричен V-двоен мотор во трките со мотоцикли MottoGP. Со волумен од 0.5 литри, оваа единица разви 200 коњски сили, а коленестото вратило вртеше до 14 илјади вртежи во минута.

Вртежниот момент е 106 Nm. достигна веќе на 11.5 илјади. Максималната брзина што такво дете можеше да ја развие беше повеќе од 320 километри на час (во зависност од тежината на возачот). Тежината на самиот мотор беше само 45 кг. Еден килограм тежина на возилото претставува скоро еден и пол коњски сили. Повеќето спортски автомобили ќе му завидуваат на овој однос моќ-тежина.

Споредба на двотактен и четиритактен мотор

Прашањето е зошто тогаш машината не може да има толкава продуктивна единица? Прво, класичниот двотактен удар е најпотребната единица од сите што се користат во возилата. Причината за ова се особеностите на прочистувањето и полнењето на цилиндерот. Второ, што се однесува до тркачките модификации како Honda NSR500, поради високите вртежи, работниот век на единицата е многу мал.

Предностите на двотактната единица во однос на 2-тактниот аналог вклучуваат:

• Способноста да се отстрани моќноста од една вртење на коленестото вратило е 1.7-XNUMX пати поголема од онаа генерирана од класичен мотор со механизам за дистрибуција на гас. Овој параметар е од поголемо значење за малата брзина на морската технологија и клипните модели на авиони.
• Поради дизајнерските карактеристики на моторот со внатрешно согорување, тој има помали димензии и тежина. Овој параметар е многу важен за лесните возила како што се скутерите. Претходно, таквите енергетски единици (обично нивниот волумен не надминуваше 1.7 литри) беа инсталирани во мали автомобили. Во ваквите модификации беше предвидено дување со картер-комора. Некои модели на камиони исто така беа опремени со двотактни мотори. Обично волуменот на таквите мотори со внатрешно согорување беше најмалку 4.0 литри. Дувањето во такви модификации беше извршено од типот на директен проток.
• Нивните делови се трошат помалку, бидејќи подвижните елементи, за да го постигнат истиот ефект како кај 4-тактните аналози, вршат двојно помалку движења (два удара се комбинираат во еден клипен удар).

4-тактен мотор

И покрај овие предности, двотактната модификација на моторот има значителни недостатоци, поради што сè уште не е практично да се користи во автомобилите. Еве неколку од овие минуси:

• Моделите на карбураторот работат со губење на ново полнење на VTS при чистење на комората за цилиндри.
• Во 4-тактната верзија, издувните гасови се отстрануваат во поголема мера отколку во разгледуваниот аналог. Причината е што во двотактен клип, клипот не достигнува врв на мртвиот центар за време на чистењето, а овој процес се обезбедува само за време на неговиот мал удар. Поради ова, дел од смесата воздух-гориво влегува во издувниот тракт, а повеќе издувни гасови остануваат во самиот цилиндар. За да се намали количината на неизгорено гориво во издувните гасови, современите производители развија модификации со систем за вбризгување, но дури и во овој случај е невозможно целосно да се отстранат остатоците од согорувањето од цилиндерот.
• Овие мотори се гладни за поголема моќност во споредба со 4-тактните верзии со идентично поместување.
• Турбо полначи со високи перформанси се користат за чистење на цилиндрите во моторите со вбризгување. Во таквите мотори, воздухот се троши еден и пол до два пати повеќе. Поради оваа причина, потребна е инсталација на специјални филтри за воздух.
• Кога достигнувате максимални вртежи во минута, двотактната единица генерира поголем шум.
• Пушат посилно.
• При ниски вртежи, тие генерираат силни вибрации. Во овој поглед нема разлика во едноцилиндричните мотори со четири и два удари.

Што се однесува до издржливоста на двотактните мотори, се верува дека поради лошо подмачкување, тие побрзо откажуваат. Но, ако не ги земете предвид единиците за спортски мотоцикли (високите вртежи брзо оневозможуваат делови), тогаш во механиката работи клучно правило: колку е поедноставен дизајнот на механизмот, толку подолго ќе трае.

4-тактните мотори имаат поголем број на мали делови, особено во механизмот за дистрибуција на гас (за тоа како работи времето на вентилот, прочитајте тука), што може да се скрши во секое време.

Како што можете да видите, развојот на моторите со внатрешно согорување не запре до сега, па кој знае каков чекор напред во оваа област ќе направат инженерите. Појавата на нов развој на двотактниот мотор дава надеж дека во блиска иднина, автомобилите ќе бидат опремени со полесни и поефикасни погонски единици.

Како заклучок, предлагаме да разгледаме друга модификација на двотактен мотор со клипови кои се движат едни кон други. Точно, оваа технологија не може да се нарече иновативна, како во верзијата Хофбауер, бидејќи таквите мотори со внатрешно согорување започнаа да се користат уште во 1930-тите во воена опрема. Сепак, за лесни возила, такви двотактни мотори сè уште не се користат:

Зачудувачки мотор на бројач на сообраќај 2018 година

Прашања и одговори:

Што значи 2-тактен мотор? За разлика од 4-тактен мотор, сите потези се изведуваат во едно вртење на коленестото вратило (два потези се изведуваат во еден удар на клипот). Во него се комбинираат процесите на полнење на цилиндерот и негово проветрување.

Како се подмачкува двотактен мотор? Сите триење внатрешни површини на моторот се подмачкани со масло во горивото. Затоа, маслото во таков мотор мора постојано да се дополнува.

Како работи 2-тактен мотор? Во овој мотор со внатрешно согорување, јасно се изразени два удари: компресија (клипот се движи кон TDC и постепено го затвора прво прочистувањето, а потоа отворот за издувни гасови) и работниот удар (по палењето на BTC, клипот се движи кон BDC, отворање на истите порти за прочистување).