Как смазывается коленвал на 2 тактном двигателе?

Особенности двухтактного масла — стандарт ISO

Одним из глобальных классификаторов при подборе смазочных материалов для ДВС является конструкция мотора. По количеству отдельных законченных операций, так называемых тактов, современные поршневые двигатели подразделяются на:

двухтактные;
четырехтактные.

Четырехтактными моторами оснащаются практически все мотоциклы и легковые автомобили, а также другая более тяжелая техника. Двухтактные двигатели заняли нишу среди малолитражных и кроссовых мотоциклов, различного портативного инструмента, легкого водного транспорта, а также в некоторых других отраслях.

В материале статьи рассмотрим особенности двухтактного масла, а также кратко разберем некоторые важные моменты применения и основы выбора.

Особенности работы двухтактного двигателя

Двухтактные ДВС имеют некоторые отличия в принципе работы относительно четырехтактных. Этот тип двигателей так же, как и четырехтактный, включает в себя коленчатый вал, шатун, поршень и цилиндр.

Однако механизм газораспределения здесь реализован не при помощи распределительного вала и клапанов, а набором, так называемых окон различного назначения.

В общем случае, для простейших моделей этих ДВС, три окна:

Впускное.
Выпускное.
Продувочное.

Продувочное и выпускное окно открывается и закрывается телом поршня. Поршень в двухтактных ДВС имеет однородную удлиненную юбку. Продувочное окно может закрываться специальным клапаном или так же, как и остальные окна – поршнем.

Со стороны подачи топлива расположены два окна. Впускное, которое находится ниже, и продувочное, которое расположено выше. Отработавшие газы выходят через выпускное окно, которое находится с противоположной стороны.

Топливно-воздушная смесь из карбюратора или системы впрыска попадает в камеру перед впускным окном. Впускное окно не имеет прямой связи с цилиндром. Оно открывает доступ в полое пространство под поршневой камерой, где находится коленчатый вал с шатуном.

Кривошипная камера изолирована от окружающей среды. При подъеме поршня в камере создается разряжение. И ближе к верхней мертвой точке топливно-воздушная смесь всасывается в пространство под поршнем.

В процессе движения поршня вниз, ближе к концу рабочего такта, сначала открывается выпускное окно, через которое в атмосферу выбрасываются под давлением отработавшие газы.

Далее открывается продувочное окно, через которое в камеру сгорания закачивается свежая смесь. Свежая смесь выталкивает до конца отработавшие газы. Цикл повторяется.

Существуют и другие конструкции с более сложно организацией циркуляции топливно-воздушной смеси и отработавших газов. Однако рассматриваемая конструкция базовая, и она в полной мере описывает суть работы двухтактных моторов.

Поршень, стенки цилиндра и шатунные втулки смазываются за счет масла, растворенного в топливе. То есть в картере двухтактного двигателя, именно в кривошипной камере, нет масла.

Двухтактное моторное масло добавляется только в топливо. Смазка в традиционном ее понимании есть только в коробке передач и иногда в отсеке с дисками сцепления.
Именно эти эксплуатационные особенности определяют свойства двухтактного масла.

Основные отличия двухтактного масла от четырехтактного

Из предыдущего пункта становится понятно, что двухтактные моторы довольно сильно отличаются по принципу работы от четырехтактных. Рассмотрим ниже, чем отличается двухтактное масло от четырехтактного.

Двухтактное масло должно не просто идеально смешиваться с топливом, но и быть достаточно летучим, чтобы не парализовать работу системы питания. Любая смазка без проблем растворится в бензине, так как сам по себе бензин – отличный растворитель. Но касательно двухтактного масла, при образовании топливно-воздушной смеси, оно должно легко переходить во взвешенное состояние и не выпадать быстро в осадок.

В противном случае смазка будет просто оседать на стенках впускной и кривошипной камеры.

Активные компоненты должны обладать хорошей термостойкостью и разлагаться только под воздействием вспышки бензина. В противном случае они будут деградировать еще до того, как смажут рабочие поверхности. С другой стороны, двухтактные смазочные материалы должны сгорать полностью без образования твердых отложений на поршнях и кольцах.
Двухтактные смазки должны при своем горении выделять минимальное количество дыма. Это требование экологии. Второе требование экологии распространяется отдельно на смазочные материалы для лодочных силовых агрегатов: эти масла должны быть биоразлагаемыми и в случае попадании в воду не загрязнять экосистему.

Классификация и основы подбора

Сегодня в мире применяются три основных классификатора для описания свойств и сферы применения двухтактных масел:

SAE;
JASO;
ISO.

Рассмотрим только актуальные, действующие сегодня стандарты. Устаревшие и вышедшие из оборота классификации нет смысла обозревать, так как их в продаже на сегодня найти практически невозможно.

По SAE сегодня распространены два типа моторных масел TD и TC-W3. Первый тип, TD, подходит для большинства двухтактных двигателей, эксплуатируемых сегодня. Смазочные материалы с маркировкой TC-W3 предназначены для лодочных ДВС. Главным отличием этих смазок является их высокая экологичность. По рабочим характеристикам существенных различий нет.

По JASO сегодня можно встретить масла с маркировкой FB, FC и FD. Качество и рабочие качества повышаются с отдалением второй буквы от начала алфавита. Смазки с маркировкой FB подойдут для низконагруженных двигателей без специфичных требований.

Параметры испытаний для JASO и ISO
ISO	—	EGB	EGC	EGD
JASO	FA	FB	FC	—
Смазочные свойства	90 min	95 min	95 min	95 min
Индекс крутящего момента	98 min	98 min	98 min	98 min
Моющие свойства	80 min	85 min	95 min	125 min
Отложения на юбке поршня	—	85 min	90 min	95 min
Дымность	40 min	45 min	85 min	85 min
Отложения в системе выхлопа	30 min	45 min	90 min	90 min

Категория FC обладает пониженным выделением дыма. У FD, помимо сниженной дымности, повышенные очищающие свойства.

Классификация по ISO основана на японской JASO. Однако здесь дополнительно введено несколько уровней проверки, которые обязательно должно пройти каждое сертифицируемое масло.

Аналогично JASO, здесь есть три класса:

ISO-L-EGB — аналог FB.
ISO-L-EGC — аналог FC.
ISO-L-EGD — аналог FD.

В случае с классификацией по ISO, первым двум классам дополнительно проводятся тесты на чистоту поршней после использования. Последнему классу необходимо пройти тест на моющие свойства.

Стандарты двухтактных моторных масел — видео

Важные моменты, о которых не стоит забывать

Есть несколько важных моментов при выборе и использовании двухтактного масла, о которых не следует забывать.

Использовать смазочные материалы для двухтактных двигателей необходимо обдуманно в плане дозировки. Например, для отечественной техники часто указываются пропорции 1:25 или 1:33. Но здесь важно помнить, что эта пропорция актуальна для масел российского производства, которые не всегда бывают эффективными и качественны.

И самое главное. Никогда не экономьте на двухтактных маслах. Как показала практика, этот тип двигателей гораздо чувствительнее относится к качеству смазочных материалов.

Как отличить оригинальное 2-х тактное масло штиль от подделки — видео

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.

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:

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.
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.

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.

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.

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:

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.
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.
Применение на карбюраторе вихревого диффузора, который за то же время подает большее количество топливной смеси. Вместе с ним целесообразно применение воздушного фильтра нулевого сопротивления.
Установка резонатора выпуска, расчет которого произведен под конкретный объем двигателя. Такое устройство возвращает часть топливной смеси назад в цилиндр через выпускное отверстие.
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.
Применение инжекторных систем впрыска и регулирование фазами газораспределения. Это позволяет точнее дозировать количество подаваемого топлива и уменьшить потери горючей смеси во время продувки цилиндра.
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.

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.

Какое выбрать масло для двухтактных двигателей

Существуют двигатели двухтактные и четырёхтактные. Если говорить иными словами, то один такт — это движение поршня вверх и вниз, но при этом совершается два такта за один оборот коленвала. Рабочим ходом поршня принято называть такт, при котором происходит отдача поршню энергии газов и сгорания топлива для совершения полезной работы.

Особенности двухтактных двигателей
- Система смазки
Виды масла
- Рекомендации и советы по выбору
- Применение на практике
Состав
- Основные свойства

Стоит понимать и тот факт, что при похожих принципах действия двухтактные и четырёхтактные моторы все же отличаются друг от друга.

Особенности двухтактных двигателей

Рабочий цикл любого двигателя состоит из следующих стадий.

Впуск. В этот период цилиндр заполняется топливно-воздушной смесью.
Сжатие. В цилиндре предварительно сжимается рабочая смесь.
Воспламенение топливного заряда, а также передача поршню энергии.
Выпуск из цилиндра отработавших газов.

В двухтактном двигателе такой цикл работы совершается за один оборот коленвала, а в четырёхтактном — за два. Рабочий цикл двухтактного двигателя условно состоит из совмещённого впуска смеси, сжатия и рабочего хода, которые происходят не в отдельных тактах (как в четырёхтактном).

При сжатии поршень поднимается из нижней мёртвой точки в верхнюю. В двигателе вместо привычных клапанов конструктивно реализованы специальные окна. При передвижении поршня вверх вначале перекрывается продувочное окно, через которое смесь попадает в цилиндр, а после этого происходит перекрытие выпускного окна, через которое отработавшие газы покидают цилиндр.

Сжатие рабочей смеси происходит, когда оба окна перекрыты. В кривошипной камере параллельно образуется разрежение. Благодаря этому происходит втягивание последующей порции смеси из карбюратора. После этого поршень приближается к верхней мёртвой точке, сжатую смесь воспламеняет искра свечи зажигания, и образуются газы, которые расширяются и проталкивают поршень вниз. Энергия передаётся от поршня на коленвал и начинается его вращение.

Пока рабочий ход совершается поршнем, в кривошипной камере увеличивается давление. Это приводит к сжатию рабочей смеси, оказавшейся там в период предыдущего такта. После достижения зоны выпускного окна поверхностью поршня оно открывается, и в систему выпуска выводятся отработавшие газы.

После этого поршень открывает продувочное окно аналогичным образом и смесь, находившаяся в кривошипной камере под давлением, попадает через него в цилиндр, вытесняя остаток отработавших газов. После этого пространство над поршнем заполняется этой смесью. После достижения нижней мёртвой точки поршнем цикл работы двигателя двухтактного повторяется вновь.

Система смазки

Двухтактные двигатели могут не иметь отдельного решения для систем смазки. Такие моторы смазываются благодаря смешиванию масла и бензина в необходимой пропорции (1:25 или 1:50). Подобная смесь является не только совокупностью бензина и воздуха, туда ещё и включены частицы масла.

Нужно всего лишь вспомнить, как работает двухтактный двигатель, и станет понятно, что циркуляция такой смеси в поршневой и кривошипной камерах позволит реализовать смазку нагруженных частей двигателя внутреннего сгорания (стенок цилиндра, подшипников коленчатого вала, шатунных подшипников и прочих). В тот период, когда топливная смесь сгорает, смазка выгорает одновременно с ней. После этого цилиндр продувается.

Топливо и смазочный материал смешиваются двумя способами.

Смазка и горючее находятся в отдельных баках, а во впускном патрубке образуется масляно-бензиновая смесь. Этот патрубок располагается между карбюратором и цилиндром.
В бак вместе с горючим моторное масло заливается напрямую. Это самое простое решение.

Первая схема более сложная. Она предполагает не только наличие бачка для масла и магистрали, по которой оно будет подаваться, но ещё и насоса плунжерного вида. Именно благодаря подобной конструкции масло будет подаваться дозировано и учитывать количество смеси воздуха и бензина.

Если в подробности не вдаваться, то можно отметить, что большую производительность насос будет выдавать в зависимости от того, насколько рукоятка газа выкручена. Чем газ выкручен сильнее, тем больше горючего подаётся. А это значит, что и подача смазки будет увеличенной. На двухтактном двигателе раздельная система смазки позволяет сбалансировать точнее соотношение бензина и масла. Это приводит к тому, что двигатель меньше коксуется и дымит, расход масла уменьшается.

В двигателе четырёхтактном масло поступает под давлением к нагруженным деталям, и по специальным каналам происходит его циркуляция. В камеру сгорания смазка практически не поступает. Горит в цилиндрах только топливно-воздушная смесь.

В двухтактных двигателях внутреннего сгорания сгорают не только воздух и топливо, но и сам смазочный материал. Из этого ясно, что к маслам требования будут отличаться. Масло после сгорания должно оставлять в цилиндрах минимальное количество нагара, свои свойства сохранять на протяжении долгого времени, с горючим перемешиваться хорошо.

Виды масла

Двухтактное масло является отдельной смазочной жидкостью для двигателей внутреннего сгорания. Эти смазки отличаются от остальных своими свойствами. Как уже отмечалось, к двухтактным маслам предъявляются особые требования.

Для бензиновых 2-тактных двигателей масла обязательно должны обладать следующими качествами.

Минимальное количество золы и кокса, которые образуются в цилиндре при сгорании. Смазка, в идеальном случае, должна полностью выгорать.
Оно должно легко и полностью растворяться в топливе.
Материал для смазки должен иметь смазывающие, противоизносные, защитные свойства при повышенных температурах. А ещё оно должно хорошо защищать от коррозии.

Если система смазки раздельная, то необходимо, чтобы масло оставалось текучим и хорошо прокачивалось. Если учитывать сферу применения и специфику 2-тактных двигателей, которые служат моторами для скутеров и мопедов, двигателями на газонокосилках, лодочными моторами и прочими, то предъявляются отдельные требования и к токсичности материала.

Если смазочный материал попадёт на почву, то для окружающей среды он должен быть максимально безопасным, а при попадании в воду он должен разлагаться очень быстро.

Подобные масла должны соответствовать стандартам TC-W3 и 2 Т. Очень часто от аналогов их можно отличить по цвету, так как их дополнительно окрашивают. В основном они имеют синий цвет. Даже при смешивании с бензином его видно хорошо.

Согласно стандарту 2 Т, подобные смазочные материалы применяются в двигателях с охлаждением воздушным начиная от газонокосилок и бензопил и заканчивая мотоциклами (лёгкими). А вот для применения в подвесных моторах с водяным охлаждением и гидроциклах рассчитаны масла стандарта TC-W3.

Существуют масла маловязкие для зимней эксплуатации. Смазочные материалы могут иметь такую основу:

синтетическую;
полусинтетическую;
минеральную.

Применение на практике

Из всего вышесказанного стоит отметить, что выбирать двухтактное масло необходимо ответственно. Основной задачей перед тем, как влить в мотор смазку, является изучение инструкции по эксплуатации. Если производитель разрешает применять различное масло, то можно заливать минералку или более дорогую синтетику.

Перед вливанием убедитесь, что смазочный материал соответствует рекомендуемым стандартам. На практике разница между синтетикой и минералкой будет незначительной. Но всё же на синтетике мотор может немного лучше заводиться, а на высоких оборотах меньше изнашиваться. В камере сгорания может быть меньшее количество нагара и кокса.

Но если в инструкции указано, что стоит вливать только определённую синтетику, то уже ни в коем случае нельзя применять минералку, даже если оно такого же стандарта. В такой ситуации по ряду важных параметров минеральное масло всё равно не подойдёт. А всё из-за того, что смазочная система мотора на применение масел с минеральной основой не рассчитана.

Состав

В масла добавляют разнообразные присадки, именно поэтому двухтактные и четырёхтактные отличаются друг от друга. Кроме основных компонентов в масла двухтактные входит растворитель. Именно благодаря ему возрастает смешиваемость топлива и масла, облегчается прокачка и распыление. Но при высоких температурах растворители (20%) отрицательно влияют на смазывающие свойства. Присадки увеличивают вязкость, поэтому следует выбирать продукт с большим коэффициентом вязкости — такое масло качественнее.

Кроме растворителя в двухтактном масле содержатся такие вещества:

Основа масляная — примерно 60%.
Остаток вакуумный (итог первичной дистилляции нефтепродуктов) — 5−17%.
Растворитель — 20%.
Присадки, которые используются для снижения дымления и копоти от отработанного продукта — остальное количество.

Основные свойства

Функциями смазочных материалов являются:

предотвращение на деталях механизма появления коррозии;
идеальное охлаждение (отвод тепла, которое создаётся при трении механизмов);
предотвращение появления задиров и улучшение износостойкости двигателя;
снижение между элементами двигателя трения до минимума.

При правильном выборе и использовании смазочного средства двигатель будет служить максимально долго.

Устройство и принцип работы двухтактного двигателя

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала (а не двух, как в четырёхтактных) за два (а не четыре) основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет сам пoршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому двухтактный двигатель более прост в конструкции.

Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего в 2 раза числа рабочих тактов. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60 — 70%.

Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1:

Двухтактный двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндр.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит за счёт топливной смеси, — смеси бензина и масла в определённой пропорции. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двухтактного двигателя (полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась бы топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно быть способно выдерживать высокие температуры и, сгорая вместе с топливом, оставлять минимум зольных отложений, то есть нагара.

Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двухтактных двигателях осуществляется за два такта.

1. Такт сжатия — двухтактный двигатель

Пoршень двухтактного двигателя поднимается от НМТ поршня (в таком положении он находится на рис. 2) к ВМТ поршня (положение поршня на рис.3), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна цилиндра двухтактного двигателя. После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя.

2. Такт рабочего хода — двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, пoршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении пoршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов.

Далее цикл повторяется.

Немного о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем пoршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому что пoршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda DioZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

Преимущества и недостатки двух- и четырехтактных двигателей.

1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.

2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.

3. Удобство перевозки двухтактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.

4. Двухтактный двигатель живее реагирует на ручку газа. В четырёхтактных для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырёхтактный 15 л.с. бежит быстрее чем такой же двухтактный? Ответ: нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один двигатель должен ехать быстрее второго?

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадинную силу, для четырёхтактного 200 грамм.

2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит иззначительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

Какой же двигатель выбрать?

Взвесь все за и против изложенные выше и сделай выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из двигателей лучше ты не найдешь ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники.

Устройство и принцип действия двухтактного двигателя внутреннего сгорания

В настоящее время активно используются два основных типа двигателей внутреннего сгорания: двухтактные и четырехтактные. В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска готовой топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны газораспределительного механизма, их роль выполняет пара поршень/гильза. Поршень при своем перемещении закрывает своим телом впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому такие двигаетли более просты в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах, ёмкости цилиндра и частоте вращения вала (теоретически) в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов в единицу времени. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60. 70 % по сравнению с четырехтактным ДВС.

Двигатель двухтактного рабочего цикла состоит из картера (основной его части — базы), в который на шариковых подшипниках установлен коленчатый вал. Цилиндр крепится к блоку через винты или шпильки, которые проходят через все тело гильзы. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан (чаще из алюминиевого сплава), опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне ниже жарового пояса. Во время сжатия или рабочего хода поршневые кольца не пропускают газы и запирают в промежутке между днищем поршня и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Из рисунка видно, что топливная смесь (голубой цвет) попадает и в кривошипную камеру двигателя (это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Принцип работы. Весь рабочий цикл в двигателе осуществляется за два такта

1. Такт сжатия.

2. Такт рабочего хода.

Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движется поршень, тем раньше должно быть зажигание — поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты статично.

Преимущества двухтактных двигателей:

• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения
• Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма
• Проще и дешевле в изготовлении
• Меньший вес

Ремонт двухтактных двигателей внутреннего сгорания

Ремонт двухтактных ДВС осуществляется только квалифицированными рабочими по технологическим и маршрутным картам, которые разрабатывают инженеры и проектировщики. Эти инструкции дают рабочему понять, где и когда использовать ту или иную операцию, как и каким порядком устанавливать детали, а также в какой последовательности их затягивать.

Сами «двухтактники» устанавливаются в специальные стенды-кантователи, которые позволяют с большим удобством и правильно, доступно визуально осуществить правильную сборку и протяжку.

Разработка процесса ремонта ДВС включает в себя не только визуальный осмотр и мойку всего узла в моечной машине, но и разработку карт дефектов деталей, маршрутные карты восстановления и т.д.

Именно таким образом осуществляет ремонт двухтактных ДВС в производственных условиях АТП.

Недостатки двухтактных двигателей:

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм.
2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.
3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания не так вибрируют на малых оборотах (касается только двухцилиндровых двигателей — одноцилиндровые двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.
4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.

slavarespekt › Блог › Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактным называется двигатель внутреннего сгорания, завершающий полный рабочий цикл за один оборот коленвала.

История создания двухтактного двигателя

Во многих источниках создание первого двигателя внутреннего сгорания приписывают Готтлибу Даймлеру, другие считают изобретателем Николаса Отто. Однако существует версия, что и те, и другие ошибаются. Еще в 1858 году бельгиец Жан Жозеф Этьен Ленуар создал двухтактный двигатель внутреннего сгорания на газовом топливе.

В отличии от паровой машины он был проще и экономичнее. Однако двигатель бельгийского инженера был далек от совершенства. Это доказал Николас Отто, представив свой четырехтактный мотор. Его КПД был гораздо выше, чем у мотора Ленуара, а сам двигатель имел меньшие габариты. Двухтактный двигатель резко потерял популярность, и до начала ХХ века почти полностью исчез.

В России хорошо известны мотоциклы ИЖ «Планета» и «Юпитер» с двухтактными двигателями. В Германии в период Второй мировой двухтактные двигатели активно применялись в самолетостроении. В наше время, к примеру, моторы марки Rotax, широко используются в малой авиации.

С ужесточением норм токсичности двухтактные двигатели перестали рассматриваться в качестве силовых установок для гражданского транспорта, но на скутерах, снегоходах, катерах и в авиамодельном спорте, то есть там, где требуются моторы малого объема и веса, конкурентов им по-прежнему нет.

Устройство двухтактного двигателя

Конструктивно двухтактный и четырехтактный двигатели схожи. Основное различие между ними заключено в принципе газораспределения и в том, что рабочий цикл в двухтактном двигателе совершается за один оборот коленчатого вала.

Отдельного газораспределительного механизма в двухтактном двигателе нет. Роль впускных и выпускных клапанов выполняют отверстия в стенках цилиндра, а выталкивает выхлопные газы наружу и втягивает внутрь очередную порцию рабочей смеси сам поршень. В процессе газообмена участвует и кривошипная камера.

Для наполнения цилиндра топливовоздушной смесью используется впускное окно, которое также называют продувочным. Второе, выпускное окно, служит для удаления отработавших газов из цилиндра. Оно расположено выше впускного.

В течение первого такта поршень движется вверх, перекрывая продувочное окно, а затем и выпускное. Происходит сжатие топливовоздушной смеси. В это время в кривошипной камере создается разрежение, которое используется для всасывания топливо-воздушной смеси из карбюратора в полость картера.

Далее начинается второй такт. Свеча зажигания воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь. Расширяясь, газы толкают поршень вниз. По мере движения поршня вниз открывается выпускное окно, и часть газов удаляется из цилиндра. При движении поршня вниз в кривошипной камере создается избыточное давление. Поршень продолжает двигаться вниз, к нижней мертвой точке, и открывает продувочное отверстие. Начинается наполнение цилиндра топливовоздушной смесью из кривошипной камеры. Свежая смесь выталкивает из цилиндра остатки отработавших газов.

Описанная схема работы характерна для карбюраторных моторов. Схема работы дизельных и инжекторных бензиновых двухтактных моторов отличается тем, что топливо впрыскивается в камеру сгорания через форсунку, а в полость кривошипной камеры засасывается чистый воздух.

Преимущества и недостатки двухтактных двигателей

Самое главное преимущество двухтактных двигателей – более высокая, по сравнению с четырехтактными, литровая мощность. Дело здесь в том, что при равном количестве цилиндров и количестве оборотов коленчатого вала в минуту, каждый цилиндр совершает рабочий ход вдвое чаще. При этом, за счет того, что фактический рабочий ход двухтактного двигателя короче (он укорочен за счет процессов газообмена), реально объем двигателя увеличивается на 50-60%.

Не менее важное преимущество — компактность. Благодаря этому качеству двухтактные двигатели нашли широкое применение не только в небольших транспортных средствах наподобие снегоходов, но и в садовой технике, а также инструментах (к примеру, в бензопилах). Кроме того, отсутствие газораспределительного механизма заметно делает конструкцию проще и дешевле в производстве.

Есть у двухтактных ДВС и существенные недостатки. Они расходуют больше топлива впустую, так как при открытии выпускного окна в систему выхлопа попадает часть несгоревшей смеси. Система смазки классического двухтактного мотора крайне примитивна – бензин смешивается с маслом заранее, и оба эти вещества попадают в камеру сгорания одновременно. Обусловлено это тем, что организовать масляную ванну в картере невозможно – картер участвует в процессе газообмена. В результате масло, не пошедшее на смазывания стенок цилиндра, сгорает вместе с топливом. Ресурс двухтактного двигателя также значительно меньше, главным образом, за счет высоких оборотов коленвала. По этой причине в двигателях этого типа применяется только специальное высококачественное масло, разработанное для применения в двухтактных двигателях. Экологические параметры также оставляют желать лучшего: в выхлопе, из-за особенностей газораспределения, содержится большое количество СО и СН.

Эксплуатация двухтактного двигателя

Для смазывания поршневой группы двухтактного двигателя необходимо добавлять масло непосредственно в топливо. Причем, бензин и масло, перед тем как залить в бак, нужно предварительно смешать. Правда, некоторые производители избавляют владельцев от этой проблемы установкой отдельного бачка для масла. В этом случае оно добавляется в топливо автоматически в нужной пропорции.

Не следует забывать, что картер мотора также участвует в газораспределении и должен быть герметичен. Поэтому необходимо тщательно следить за состоянием прокладок.