Мотори для човнів принцип роботи двотактних і чотиритактних двигунів
Напевно, для багатьох є актуальним питання: чим же чотиритактний мотор краще двотактного? А так само й інші, наприклад: як взагалі вибрати човновий мотор? Для початку розглянемо внутрішнє пристрій двигунів. Такт робочого циклу ДВС (двигуна внутрішнього згоряння) являє собою хід поршня від однієї мертвої точки до іншої. Один такт відповідає 180-градусному повороту (півоберту) колінчастого вала. При чотиритактному процесі робочий цикл здійснюється за два оберти вала, при 2-тактном - за один. Отже, почнемо по порядку.
При 4-тактном процесі присутні 4 такту: впуск, стиснення, згорання і розширення, випуск. А тепер детальніше.
Протягом цього такту поршень опускається з ВМТ (тобто верхньої мертвої точки) в НМТ (тобто нижню мертву точку). При цьому кулачки розподільного вала відкривають впускний клапан, і через цей клапан в циліндр засмоктується свіжа паливно-повітряна суміш.
Поршень йде з НМТ у ВМТ, стискаючи робочу суміш. При цьому істотно зростає температура суміші. Ставлення робочого об'єму циліндра в НМТ і обсягу камери згоряння в ВМТ називається ступенем стиснення. Ступінь стиснення - є дуже важливим параметром, традиційно, чим вона більша, тим більше паливна економічність човнового мотора. Втім, для двигуна з більшим ступенем стиснення потрібно пальне з вищим октановим числом, яке кілька подорожче.
Згоряння і розширення (робочий хід поршня).
Незадовго до кінця циклу стиснення топливовоздушная суміш підпалюється іскрою від свічки запалювання. Під час шляху поршня з ВМТ в НМТ пальне згорає, і під дією тепла згорілого палива робоча суміш розширюється, при цьому, - штовхаючи поршень. Ступінь «недоворота» колінчастого вала двигуна до ВМТ при підпалюванні суміші іменується кутом випередження запалювання. Випередження запалювання необхідно для того, щоб тиск газів досягло максимальної величини, коли поршень буде перебувати в ВМТ. При цьому використання енергії згорілого палива буде максимальним. Згоряння палива займає практично фіксований час, саме тому, для підвищення продуктивності мотора необхідно збільшувати кут випередження запалювання при підвищенні оборотів. У старих човнових двигунах дана регулювання проводилася механічним пристроєм (відцентровим і вакуумним регулятором, що впливає на переривник). У більш сучасних моторах для регулювання кута випередження запалювання застосовують електроніку.
Після НМТ робочого циклу відкривається випускний клапан, і рухається вгору поршень витісняє відпрацьовані гази з циліндра двигуна. При досягненні поршнем ВМТ випускний клапан закривається, і цикл починається спочатку. Слід також пам'ятати, що наступний процес (наприклад, впуск), необов'язково повинен починатися в той момент, коли закінчиться попередній (наприклад, випуск). Такий стан, коли відкриті відразу обидва клапана (впускний і випускний), називають - перекриттям клапанів. Перекриття клапанів необхідно для більш кращого наповнення циліндрів горючою сумішшю, а також для ефективного очищення циліндрів від відпрацьованих газів.
У випадку з двотактним процесом все вже не так легко і просто.
Тут такти умовно називаються стиснення і розширення. Як видно, місця окремим тактам впуску та випуску тут не знайшлося. Це не випадково. Хоча в двотактному моторі процеси впуску і випуску все ж присутні, для їх здійснення потрібно, щоб тиск на вході в циліндр було набагато вище атмосферного. Тобто, необхідний примусовий наддув. Ті, хто знайомий з двотактними бензиновими двигунами для мотоциклів, можуть звичайно ж заперечити: на мотоциклах немає ніяких турбо- або механічних компресорів. Окремої компресора в мотоциклетному двотактники дійсно немає. Функція компресора покладено на картер двигуна. У простих мотоциклетних (так само, як і в човнових) моторах немає клапанів в головці циліндра, замість них існують впускні і випускні вікна в стінках циліндра, що перекриваються тілом поршня.
Впускні вікна пов'язані з карбюратором не безпосередньо, а через перепускні канали, що виходять в картер. Протягом ходу поршня вгору, нижній край відкриває вікно, на якому знаходиться карбюратор, робоча суміш під дією розрідження, створюваного йде вгору поршнем, спрямовується в картер. Коли поршень йде вниз, він перекриває це вікно, робоча суміш починає стискатися. Поршень йде далі вниз, відкриваючи перепускні вікна, робоча суміш під тиском подається в циліндр, де витісняє відпрацьовані гази в випускне вікно. Поршень слід знову вгору, і процеси під його днищем повторюються, а в цей час в циліндрі відбувається стиск робочої суміші. Після цього стиснута суміш запалала свічкою, і поршень йде вниз, здійснюючи пі цьому такт розширення, або робочий хід.
А зараз давайте розглянемо плюси і мінуси двотактних човнових моторів в порівнянні з їх четирехтактнимі «побратимами».
- Меншу вагу. Наприклад: 15 к.с. двотактний важить - 36 кг, а ось чотиритактний вже всі 50 кг. Здавалося б 50 кг - це легко. Все не так просто. Вага мотора розподілений дуже нерівномірно. Приблизно 80% важить голова (тобто сам двигун) 20% нога. Не потрібно також забувати і про щось більше у 4-х тактніков розмірі голови. Все це, та ще одна маленька не завжди комфортна ручка для перенесення робить цей процес ну дуже скрутним.
- Вартість. Чотиритактні мотори складніше у виробництві, складаються з більшої кількості деталей, саме тому, вони завжди будуть дорожче коштувати ніж двотактники.
- Зручність при транспортуванні. Двотактний двигун для човна можна возити в будь-якому положенні, перед початком експлуатації не вимагає отвешивания. Тобто дістав з багажника, поставив, завів і помчав по водній гладі.
- Двотактники жвавіше реагує на ручку газ. У 4-х тактнікі для здійснення повного робочого циклу поршня слід зробити 2 повних обороту в той час як в двотактних тільки один. Частий питання: А чи правда що четирехтактніков 15 к.с. біжить швидше ніж такий же, але двотактники? Відповідаємо: ні, це не так! У обох цих моторів потужність на валу 15 к.с. За логікою речей: при інших рівних умовах, чому один мотор повинен їхати швидше другого?
- Більший витрата палива. Нагадаємо, приблизний витрата можна вирахувати за формулою: для двотактного - 300 грам на 1 к.с. для чотиритактного - 200 грам на 1 к.с. в годину при повному "газі". Більший витрата пов'язаний з тим, що цикл викиду відпрацьованих газів і впуску свіжого палива у двухтактників суміщений, саме тому, частина свіжого палива викидається разом з відпрацьованими газами в вихлоп. В цьому ж і полягає екологічна проблема, тобто частина бензину, змішаного з маслом просто виливається в воду. Саме тому, двухтакние мотори (крім моторів з системою по рівневого уприскування) заборонені і в країнах ЄС, і в США.
- Високий рівень видаваного шуму. На максимальних обертах 2-х тактні мотори як правило функціонують кілька голосніше четирехтактніков.
- Зручність при експлуатації. Чотиритактні мотори не так вібрують на малих обертах (примітка: це стосується тільки двоциліндрових двигунів. Одноциліндрові і 2-х і 4-х тактнікі вібрують приблизно ідентично) і не так димлять як їхні суперники - двотактники. Дим утворюється в основному через згоряння масла, яке додається безпосередньо в бензин у двотактних моделей. Димність важливий момент, виключно в тому випадку, якщо Ви любите троль. Досить часто це неймовірно напружує особливо в тиху безвітряну погоду.
- Проблема довговічності. Досить спірне пункт. У народі побутує така думка, що двотактні човнові мотори менш довговічні. З одного боку це зрозуміло, тому як масло для змащування елементів мотора подається разом з бензином, а значить, функціонує не так результативно на відміну від 4-х тактних човнових моторів, де труться елементи буквально плавають в маслі. Однак з іншого боку четирехтактніков за своєю конструкцією набагато складніше конкурента, складається з значно більшої кількості деталей, а золоте правило механіки "чим простіше - тим надійніше" ще ніхто не відміняв!
Відгуків: 0 | Написати відгук