Какая температура выхлопных газов двухтактного двигателя
Обновлено: 18.05.2024
Какое выбрать масло для двухтактных двигателей
Помимо всем известных четырехтактных двигателей, которые используются в автомобилях, есть еще двигатели двухтактного действия, которые устанавливают на технические агрегаты: бензопилы, мотоциклы, газонокосилки, квадроциклы, скутеры, моторные лодки и т.д. Основное отличие двухтактного от четырехтактного двигателя — это принцип работы ДВС. Кроме этого, 2-х тактные моторы меньше по габаритам, способны развивать меньшую мощность и, следовательно, имеют меньший КПД.
Устройство двухтактного двигателя
Конструкция такого мотора проще, чем у четырехтактного. В двухтактного ДВС нет газораспределительного механизма. Двигатель состоит из блока цилиндра, в котором располагается коленвал на подшипниках.
Головка шатуна ложится в специальное для нее место — шейка вала. Между головкой шатуна и шейкой вала — вкладыши, которые фиксируются корончатыми гайками.
Верхняя часть шатуна крепится с поршнем посредством пальца. Палец — это пустотелый цилиндр, который служит соединительными элементом конструкции шатун-поршень.
На поршне в специальные канавки по периметру в верхней части устанавливаются компрессионные кольца, от которых зависит компрессия двигателя.
Движущим элементом в двигателе внутреннего сгорания является топливно-воздушная смесь, которая сгорая создает энергию, толкающая поршень вниз. От движения поршня вверх-вниз происходит вращения коленчатого вала. На коленвале закрепляется маховик, который передает вращение дальше, то есть валу коробки и так далее.
Охлаждение двухтактного двигателя осуществляется через ребра наружного блока. Кроме внешнего охлаждения, некоторая часть охлаждения идет от масла, которое содержится в бензине.
В двухтактные двигатели заливается бензин, в которое добавлено специальное моторное масло. Например, для газонокосилки Штиль, на 5 литров бензина, надо добавить 100 грамм, то есть, соотношение бензина к маслу 50:1. Именно столько количества масла отлично смазывает трущиеся поверхности цилиндр с кольцами поршня.
Устройство
Двухтактный двигатель отличается простотой конструкции, отсутствием газораспределительного механизма, малыми габаритами. Конструктивно схема представляет собой блок цилиндра, внутри которого на подшипниках размещен коленчатый вал. На шейку вала ложится головка шатуна с вкладышами и фиксируется корончатыми гайками. Верхняя же головка шатуна соединяется с поршнем посредством металлической полой втулки (пальца). Поршень с расположенными на нем компрессионными кольцами исключает проникновение сгоревших газов в камеру сгорания.
За счет перемещения поршня вверх-вниз происходит вращение вала. Далее вращение передается к главной передаче того или иного агрегата.
Двухтактный двигатель охлаждается через наружные ребра блока.
Охлаждение происходит и за счет топлива, содержащего определенное количество масла. То есть смазка сочленений поршень–цилиндр и коленвал – шатун осуществляется смесью, которая заранее разбавлена специальным маслом. Оно, сгорая с топливом не должно оставлять выхлопных отложений под поршнем.
Принцип работы
Один оборот коленчатого вала является одним циклом рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания.
Топливо (бензин+масло) с воздухом подается в рабочую камеру сгорания цилиндра, после чего за счет образования искры свечи зажигания, происходит взрыв горючей смеси, энергия которой резко отталкивает поршень вниз.
Когда поршень движется вниз, открывается выпускное окно и немного позже открывается переходное окно, через которое впрыскивается новая порция горючего.
В картер двигателя топливная смесь попадает через окно, открывающееся за счет вакуума при движении поршня вверх от нижней мертвой точки (НМТ) к верхней (ВМТ). При этом движении также открывается окно для выброса газов сгоревшей смеси. Через милисекунды открывается продувочное окно. Через продувочное окно подается новая порция топлива.
Замена масла в авто
смазка коленвала в двухтактном двигателе
Stihl (штиль) Наглядный пример работы 2-х тактного двигателя. На макете принцип работы обычного 2-х тактного двигателя.
Принцип работы двухтактного двигателя / The principle of a two-stroke engine
Ресурс двухтактного мотора BRP Центр Юг Москва
2 ТАКТА. Попробуем понять… Видео построено исключительно на ответах на конкретные вопросы, поэтому кому не нужно о маслах в 4Т и 2Т…
Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в 3D. Как работает? В обучающем видео мы узнаем принцип работы и устройство системы смазки автомобиля — одной из подсистем…
Отверстия для смазки подшипников КВ. Видео о доработке каналов и пропиле отверстий в коренных подшипниках коленчатого вала двухтактных мотоцик…
Познавательное с FCT «Устройство 2 тактного двигателя» 2 тактный двигатель работает на смеси бензина и масла! Это необходимо для смазывания подшипников коленчато…
Скутер .Маслонасос-гарант долговечности двигателя 2Т. Скутер.Двигатель 2Т.Система смазки,масло насос- устройство,проверка,работа,сравнение систем. Нормальная…
масляный насос скутера 2Т двигатель 1Е40QMB ремонт подробно замена сальника на масляном насосе скутера (стелс скиф, ямаха джог) 2Т двигатель 1Е40QMB, какой размер…
Убитые маслом двигатели бензокос и бензопилы. Что происходит с двигателем, если использовать топливную смесь с маслом-подделкой.https://vesyolyikarandashik.ru/ubityj-dvigate…
Масляный насос на двухтактном двигателе, обзор проверка и ремонт
Stels Vortex 50 разборка двигателя На 6:47 ошибка, не статор,а ротор. В генераторе ротор — крутится, а статор — статично закреплен.
Признаки по которым надо менять шатун в двигателе или нет Постарался дать понимание в выявлении дефектации шатуна двигателя. И рассуждаю про чистку коленвала и…
Как проверить работу маслонасоса Honda Dio/Tact
Система смазки ДВС Данный 3D ролик наглядно показывает строение и основные процессы системы смазки ДВС.
Как повысить мощность
Как и 4-х тактные двигатели, 2-х тактные можно усовершенствовать, сделать, так называемый, чип-тюнинг.
Для повышения мощности ДВС можно сделать следующее:
- Расточить выпускное отверстие, чтобы отработавшие газы выходили полностью.
- Улучшить эффект продувки. Продувка — это удаление отработавших газов и наполнение рабочего объема цилиндра новой порцией топливной смеси. Сделать нужно так, чтобы через впускное окно успевало впрыскиваться топливо в камеру сгорания. Если топливо не будет в нужном объеме поступать в камеру сгорания, то в картере мотора будет скапливаться топливо. Поэтому, для качественного заполнения топливом рабочей части цилиндра, требуется увеличить диаметр отверстия выпускного окна (выброса отработавших газов).
- Можно применять на карбюраторе вихревой диффузор. Вихревой диффузор называют также нулевой. За счет этого диффузора за меньший период времени будет поступать в цилиндр больше топлива.
- На глушитель вмонтировать специальный резонатор, подходящий по оборотам к конкретному двигателю. Резонатор делает так, чтобы не сгоревшая топливная смесь, возвращалась обратно в цилиндры. Это эффективно, когда в цилиндре происходит не полное сгорание смеси.
Чтобы часть цилиндра под поршнем заполнялась полностью, надо осмотреть впускные и выпускные каналы, возможно, на отверстиях есть царапины, задиры, сколы. Такие мелкие дефекты влияют на скорость движения топлива и газов.
Для лучшего эффекта повышения мощности можно отфрезеровать и затем отшлифовать головка блока цилиндров (ГБЦ).
Не рекомендуется уменьшать вес деталей двигателя, так как из-за увеличения разности противовеса, нарушения центра тяжести, может увеличиться торцевое биение маховика и коленвала.
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.
Как увеличить тягу
Тяга двухтактных моторов зависит от открытия дроссельной заслонки. С резким возрастание оборотов двигателя, возрастает тяга. Отсюда следует, что, для того, чтобы уменьшить время разгона ДВС, надо увеличить рабочий объем цилиндра.
Когда двигатель работает на низких оборотах, качественная тяга повышает приемистость, увеличивает скорость разгона — ускорение.
Тягу также можно увеличить путем замены клапанов на специальные и настроить их так, чтобы они держались в открытом положении дольше, чем обычные.
Моторное масло для скутеров ROLF MOTO 2T
И ROLF Moto 2T – универсальное полусинтетическое моторное масло для скутеров, мопедов, мотоциклов и снегоходов. Это масло полностью совместимо со всеми типами смазки.
- При смазке готовой смесью оно удобно за счет высокой смешиваемости с бензином и отсутствия расслоения при хранении.
- В системах раздельной смазки его высокие антифрикционные и противозадирные свойства позволяют экономно расходовать масло.
- В двигателях с электронным впрыском топлива масло нормально дозируется насосами, не засоряет масляные форсунки отложениями.
Поскольку это масло может использоваться и в моторах большого рабочего объема, оно прекрасно защищает и малокубатурные двигатели, где удельные нагрузки в парах трения ниже.
Технические характеристики
Масло ROLF Moto 2T имеет низкую температуру вспышки (158 °С). Благодаря этому оно легко воспламеняется в камере сгорания и удаляется через выхлоп, не накапливаясь и не загрязняя свечу зажигания. По дымности выхлопа оно соответствует наиболее жесткому стандарту JASO FD, дополнительно выдержаны требования ISO-L-EGD по нагарообразованию.
Это позволяет использовать масло ROLF Moto 2T в двухтактных моторах скутеров и мопедов любого типа, включая наиболее современные модели с впрыском топлива и катализаторами в выпускной системе.
Проблема с продувкой
Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.
Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).
Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.
Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.
Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.
Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.
Особенности двухтактных двигателей и система смазки на моторах данного типа
Прежде всего, рабочий цикл любого ДВС состоит из:
- впуска, когда цилиндр наполняется топливно-воздушной смесью;
- сжатия (рабочая смесь предварительно сжимается в цилиндре);
- воспламенения топливного заряда и передачи энергии поршню;
- выпуска отработавших газов из цилиндра;
Если в 4-х тактном моторе такой рабочий цикл совершается за 2 оборота коленвала, то в 2-хтактном за один. Другими словами, рабочий цикл 2-х тактного двигателя условно представляет собой «совмещенный» впуск смеси, сжатие и рабочий ход, которые происходят не в отельных тактах (как в 4-х тактных ДВС).
Во время сжатия поршень поднимается из НМТ в ВМТ (верхняя и нижняя мертвая точка). При этом в двигателе конструктивно реализованы специальные «окна» вместо более привычных клапанов. По мере движения поршня вверх сначала перекрывается так называемое продувочное окно (через него в цилиндр попадает смесь), затем происходит перекрытие выпускного окна (через него из цилиндра выходят отработавшие газы).
Соответственно, когда окна перекрыты, происходит сжатие рабочей смеси. Параллельно с этим в кривошипной камере образуется разрежение, благодаря чему из карбюратора происходит «затягивание» следующей порции смеси. Далее поршень приближается к ВМТ, искра свечи зажигания воспламеняет сжатую смесь, появляются газы, которые расширяются и толкают поршень вниз. Эта энергия от поршня передается на коленвал и происходит его вращение.
Пока поршень совершает рабочий ход, в кривошипной камере происходит увеличение давления, что приводит к сжатию рабочей смеси, которая оказалась там во время предыдущего такта. После того, как поверхность поршня достигнет зоны выпускного окна, происходит его открытие, что позволяет вывести отработавшие газы в систему выпуска.
Затем поршень аналогичным образом открывает и продувочное окно, через которое смесь, которая уже находится под давлением в кривошипной камере, попадает в цилиндр и вытесняет остатки отработавших газов. Далее смесь заполняет пространство над поршнем. После того, как поршень достигнет НМТ, весь цикл работы двухтактного двигателя повторяется снова.
Статья в тему: Профиль шины – изучаем «обувь» нашего автомобиля!
Если говорить о системе смазки, двухтактные двигатели могут и вовсе не иметь для этих целей отдельного решения. Если просто, эти моторы смазываются благодаря тому, что бензин и масло смешиваются в нужной пропорции (например, 1/25 или 1/50). При этом такая смесь является смесью не только воздуха и бензина, но и включает в себя частицы масла.
Достаточно вспомнить принцип работы двухтактного двигателя, после чего становится понятно, что циркуляция подобной смеси в кривошипной и поршневой камерах позволяет реализовать смазку нагруженных элементов ДВС (шатунные подшипники, подшипники коленчатого вала, стенки цилиндра и т.д.) В тот момент, когда топливная смесь сгорает, одновременно выгорает и смазка, после чего происходит продувка цилиндра.
Что касается способов смешивания масла с топливом, их два:
- вместе с горючим в бак напрямую заливается моторное масло. Это простейшее решение.
- горючее и смазка находятся в отдельных баках, а бензо-масляная смесь образуется во впускном патрубке, который расположен между самим цилиндром и карбюратором.
Вторая схема более сложная и предполагает наличие не только бачка для масла и магистрали для его подачи, но и насоса плунжерного типа. Благодаря такой конструкции масло подается дозировано, а также с учетом количества смеси бензина и воздуха.
Не вдаваясь в подробности, насос выдает большую производительность в зависимости от того, насколько выкручена рукоятка «газа». Чем сильнее выкручен газ, те больше подается горючего, что означает и увеличение подачи смазки. Раздельная система смазки на двухтактном двигателе позволяет точнее сбалансировать соотношение масла к количеству бензина, двигатель меньше дымит и коксуется, уменьшается расход масла и т.д.
Итак, сравнение систем смазки двухтактного мотора и 4-х тактного двигателя наглядно демонстрирует, что эти двигатели сильно отличаются. В четырехтактных ДВС масло подается к нагруженным деталям под давлением и циркулирует по специальным каналам. При этом смазка практически не попадает в камеру сгорания, то есть в цилиндрах горит только топливно-воздушная смесь.
В 2-хтактных ДВС предполагается сгорание не только топлива и воздуха, но и самого смазочного материала. С учетом вышесказанного становится понятно, что и требования к маслам для 2-х тактных двигателей сильно отличаются.
Статья в тему: Как долго можно стоять на холостом ходу, чтобы не навредить автомобилю
Масло для двухтактных двигателей с воздушным охлаждением и других похожих ДВС должно после сгорания оставлять минимальное количество нагара в цилиндрах, хорошо перемешиваться с горючим, сохранять свои свойства как можно дольше и лучше и т.д.
Если нет 80-го бензина, можно ли использовать 92-й в двухтактных двигателях?
В последнее время данный вопрос волнует - не сказать, что многих, но, все-таки, достаточное количество владельцев техники. В самом деле, когда-то, годы назад, люди (или организации) честно, законно приобрели технику. Работающую на 80-м бензине (АИ-80). Законно и добросовестно пользовались этой техникой, заботились о ней, ремонтировали. И, вдруг получили, что называется, «под занавес»: прекращен выпуск 80-го бензина …
Почему, как это.
А вот так. Взяли, да и прекратили. ЕСТЕСТВЕННО, не спросив граждан страны – владельцев техники об этом. Вам, мол, и так пойдет. Покупайте тот бензин, который есть в продажи, да и все. А ежели техника ваша там не работает – так это, якобы, «ваши» проблемы.
Строго говоря, конечно, это – проблемы отнюдь не владельцев техники, для которой более не выпускают топлива, на который она рассчитана. Это – проблемы даже не нефтяных компаний, хотя и в отношении них можно было бы вспомнить об антимонопольном законодательстве, по крайней мере… Ведь прекращение выпуска 80-го бензина весьма похоже на картельный сговор. Это – проблема государства, в частности, его законодательной власти (т.е. той власти, которая утверждает/подписывает законы), а также гарантирующей (т.е. той, которая, вроде как, что-то там обязана гарантировать – что-то из серии соблюдения законности, в первую очередь, Конституции России, конечно). Но, так как этот, как его, «гарант»-то, нынче занимается достаточно увлекательными и «интересными» делами, нередко – далекими от государственного управления, то… то приходится решать вопрос иными путями. Конечно, правовым аспектам прекращения выпуска 80-го бензина можно было бы посвятить отдельную статью.
Можно ли использовать какие-то другие виды топлива в технике, рассчитанной на 80-й бензин?
Так что давайте поговорим именно об этом, о чисто технической стороне вопроса. Для ответа на этот вопрос есть два направления:
Рабочие циклы у этих двигателей – разные, характеристики, технические особенности – тоже. Поэтому, разумеется, нельзя бездумно применять одно и то же к обоим типам таких двигателей. В этой статье мы сосредоточимся именно на двухтактных двигателях. Если более конкретно – рассмотрим, можно ли использовать 92-й бензин в двухтактных двигателях, конкретно – в бензопиле «Урал Электрон». Поэтому ниже речь, в основном, пойдет именно о ней. Эта бензопила имеет сравнительно малую степень сжатия топливной смеси в двигателе, по сравнению с современными бензопилами.
Вообще, двухтактные двигатели имеют не только бензопилы, но и некоторые мотоблоки, лодочные моторы, мотопомпы, мотокосы, газонокосилки и т.д. Там, где требуется малая масса двигателя, где важна максимальная мощность на единицу массы – там, как правило, и применяют двухтактные бензиновые двигатели.
Критерии
Вначале следует обозначить критерии, на основе которых мы с Вами будем делать выводы, можно ли использовать бензопилу на 92-м бензине. Это:
Первые два критерия – очевидны. Понятно, что если мы не сможем запустить двигатель без серьезных ухищрений, если не сможем более-менее полноценно работать бензопилой, то, естественно, 92-й бензин явно не будет подходить.
Под надежностью будем понимать сохранение рабочих параметров двигателя бензопилы, в частности, его температуры. Точнее, не слишком сильное превышение температуры в процессе работы двигателя, при работе на 92-м бензине, по сравнению с 80-м.
Конечно, существуют еще и другие факторы надежности, например, состав бензина (не разъест ли он прокладку карбюратора, к примеру), скорость горения, максимальное давление в камере сгорания, склонность к детонации и др. Но, первые два…три из них являются взаимосвязанными с температурой. Что касается последнего – так в отношении этого 92-й бензин даже лучше, чем 80-й.
Возможен ли запуск и работа бензопилы «Урал» на 92-м бензине?
Как ни странно, да. Естественно, бензин должен быть с добавлением масла в пропорции примерно 1:20. Впрочем, забегая вперед, мы увидим, что добавлять можно… не только масло. Но, об этом – чуть позже.
Итак, третьим по важности критерием является температура. Именно она определяет, с одной стороны, способность полноценной работы двигателя. А, с другой стороны, она влияет и на надежность. А именно, если температура в процессе работы двигателя будет излишне высокой, это будет способствовать его преждевременному выходу из строя. В конце концов, ведь поршень, а также сам цилиндр сделаны – из алюминиевого сплава. Температура плавления которого находится в диапазоне 600…700 0 С. Поэтому при излишне высокой температуре детали двигателя могут, банально, начать плавиться и прогореть.
А какая температура.
Вот мы все говорим – температура, температура. А какая? Температура – ЧЕГО? Как минимум, это – температура выхлопных газов. Однако, есть еще температура головки блока. Есть еще температура рабочей смеси в процессе ее сгорания – средняя и максимальная.
Действительно, что понимать под «температурой» в данном случае? КАКАЯ температура наиболее актуальна в целях определения надежности двигателя?
Конечно, в идеале, следовало бы измерять ВСЕ возможные виды температур, так или иначе имеющие отношение к работающему двигателю. Проблема, однако, в том, что для этого придется использовать специальные лабораторные обстановки. Так как, скажем, достаточно затруднительно измерять, скажем, максимальную температуру обычной среднестатистической бензопилы «Урал». Ведь для этого в головку блока придется каким-то образом поместить высокочувствительный и, главное, скоростной датчик температуры. Сделать-то это, конечно, можно. Но. Сложно. Особенно, к примеру, в гаражно-домашних условиях. Ибо потребуется сверлить головку блока, пользоваться аргоновой сваркой и т.д. И не факт, что после подобных манипуляций пила прослужит долго…
В одной статье, а также во многих учебниках по автомобильному делу идет речь, как минимум, о ДВУХ видах температур двигателя:
Надо отметить, что это – в общем случае – не связанные друг с другом параметры . Вполне может быть так, что температура головки блока слишком высокая, но, напротив, температура выхлопных газов – нормальная. И, наоборот.
В ряде же других публикаций, в том числе и в интернете, на форумах, увы, зачастую речь идет либо только о температуре выхлопных газов, либо только о температуре головки блока. Видимо, это следствие – то ли нежелания разобраться в вопросе, то ли – недостатка возможностей для поиска и анализа информации.
Итак, в качестве критерия температуры примем обе из только что перечисленных. Примем, в качестве догмы, что если обе эти температуры не выходят за допустимые пределы, то и остальные температуры и, следовательно, и надежность двухтактного бензинового двигателя будут тоже в оговоренных пределах, т.е. в норме.
Как измерять температуру головки блока и температуру выхлопных газов?
Вот как это может выглядеть:
Измерять будем, очевидно, термопарами. Двумя. Одна из которых должна присутствовать внутри глушителя, а другая должна быть прижата к головке блока в той точке, которая, наиболее вероятно, будет иметь самую высокую температуру среди других мест головки.
Провода от термопар подключены к витой паре (серый провод на рисунках; витые пары применяются для соединения компьютеров друг с другом, а также с модемами, принтерами и т.п.), а она, в свою очередь, к двум цифровым мультиметрам.
Для надежности измерений, для термопары – датчика температуры выхлопных газов – в глушителе было просверлено отверстие, чтобы измерялась температура газов, непосредственно выходящих из цилиндра двигателя, а не газов, прошедших систему глушителя и частично охладившихся.
А теперь – покрупнее:
Свеча тестируемой бензопилы «Урал» представляла собой, вообще говоря, ужасное зрелище:
Заросшая нагаром, в состав которого, в том числе, видимо, входили и присадки из масла. М-да… Тем не менее, пила вполне сносно выполняла свою работу, т.е. пилила. Заводилась с 1…4 рывков (подробнее об этом – ниже). Свечу специально не меняли для того, чтобы протестировать возможность пуска двигателя и работы бензопилы в несколько ухудшенных технических условиях.
Конечно, по ходу экспериментов надо было бы измерять полезную мощность, а также состав горючей смеси… но, увы, без специального лабораторного оборудования это не представляется возможным. Поэтому мощность определялась «на глазок» - в зависимости от нагрузки на бензопилу и диаметра распиливаемой древесины. А состав горючей смеси - возможностью пилить более-менее полноценно (т.е. когда пила не глохнет, не перегревается излишне и сильно не дымит).
Экспериментальные результаты
Теперь, наконец, рассмотрим самое интересное – экспериментальные результаты. Бензопила «Урал» тестировалась при пилении древесины (диаметром от 10 до 30 см и, иногда, более), топливом служили следующие смеси:
Перед очередным испытанием из бензобака тщательно сливались остатки топлива, после чего заливалась смесь с новым составом и испытания продолжались. Испытания проводились в перечисленной выше последовательности. Всего испытания заняли около трех дней в течение периода 5…15 июля 2019 г. Масло применялось вот такое, простоявшее в пластмассовой емкости примерно 1,5 года.
Дизельное топливо было куплено на АЗС «Башнефть» в июле 2019 г.
Примечание . А для чего делались добавки керосина, дизельного топлива (или солярки)? Для снижения октанового числа. Дело в том, что масло, керосин, дизельное топливо снижают октановое число. Об этом поговорим ниже.
Результаты
Что получилось? Если честно, то ожидалось, что смеси на 92-м бензине проявят себя с гораздо более «высокотемпературной» стороны по сравнению с 80-м. Но, как ни странно, ничего подобного не произошло. Пила вполне терпимо пилила на всех указанных смесях. Особых повышений температур зафиксировать не удалось.
Впрочем, возможно, это вызвано, в основном, относительно невысокими нагрузками при пилении. Ведь для «Урала» древесина диаметром до 30 см, даже дуб, - это так, разминка. Особенно, если цепь – хорошего качества и заточена. По-настоящему его возможности проявляются, когда пилится древесина диаметром от 70…80 см. Когда древесина – сырая и вязкая, и цепь буквально увязает в ней (например, старые тополя, древесина которых перевита многочисленными сучьями). Однако, некоторые изменения все-таки были зафиксированы.
В таблице ниже приведены результаты экспериментов:
| Топливная смесь | Температура головки цилиндра (милливольт/ 0 С) | Температура выхлопных газов (вольт/ 0 С) | Режим работы | Примечание |
| 1. Смесь 80-го бензина («Нормаль») с маслом в пропорции 1:20; смесь находилась в пластмассовой канистре в течение примерно 6…12 месяцев (остатки) | 2,4 / 91 | 0,59 / 206 | Холостой ход | |
| 3,1 / 116 | 0,8 / 270 | |||
| 2,8 / 105 | 1,5 / 483 | Средняя нагрузка | ||
| 2,9 / 108 | 1,3 / 422 | |||
| 3 / 112 | 1,6 / 513 | |||
| 3,1 / 116 | 1,2 / 392 | |||
| 3,0…5,3 / 112…254 | 0,87…1,30 / 291…422 | Высокая нагрузка | ||
| 2. Смесь 92-го бензина («Регуляр»), проездившего в автомобиле около 7 тыс. км в герметичной металлической канистре в течение примерно 6…12 месяцев, с маслом в пропорции 1:20 | 2,4 / 91 | 0,8 / 270 | Холостой ход | |
| 3,4 / 129 | 0,94 / 313 | |||
| 3,8 / 149 | 0,82 / 276 | |||
| 3,9 / 155 | 0,9 / 301 | Средняя нагрузка | Субъективно, разницы между 80-м бензином незаметно | |
| 4,5 / 191 | 1,13 / 370 | |||
| 4,1 / 166 | 1,25 / 407 | |||
| 3,0…4,5 / 112…191 | 0,88…1,23 / 294…401 | Высокая нагрузка | ||
| 3. Смесь 92-го бензина, купленного на АЗС «Башнефть» 11.07.2019, с маслом в пропорции 1:20 | 2,5 / 94 | 0,7 / 240 | Холостой ход | Пила стала сильнее откликаться на нажатие ручки газа, даже как-то непривычно. Много сизоватого дыма. |
| 3,7 / 144 | 0,88 / 294 | |||
| 3,4 / 129 | 0,98 / 325 | Средняя нагрузка | ||
| 4,2 / 172 | 1,02 / 337 | |||
| 4,1 / 166 | 1,11 / 364 | |||
| 4. Смесь 92-го бензина («Регуляр»), находившегося в герметичной металлической канистре в течение примерно 6…12 месяцев, с маслом в пропорции 1:20 + керосин в пропорции 1:8 | 3,5 / 134 | 0,92 / 307 | Средняя нагрузка | Субъективно, пилить стало как-то приятнее, чем вообще без керосина |
| 4,7 / 205 | 1,17 / 383 | |||
| 4,1 / 166 | 1,08 / 355 | |||
| 4,6 / 198 | 1,32 / 428 | Высокая нагрузка | Не хватает мощности | |
| 5. Смесь 92-го бензина («Регуляр»), находившегося в герметичной металлической канистре в течение примерно 6…12 месяцев, с маслом в пропорции 1:20 + керосин в пропорции 1:4 | 3,3…3,5 / 125…134 | 0,50…0,86 / 179…288 | Холостой ход | Стало меньше дыма, чем при добавлении керосина 1:8; но при этом - жестковатая работа двигателя |
| 4,2 / 172 | 1,18 / 386 | |||
| 4,5 / 191 | 1,14 / 373 | Средняя нагрузка | ||
| 6. Смесь 92-го бензина, купленного на АЗС «Башнефть» 11.07.2019, с маслом в пропорции 1:20 + дизельное топливо в пропорции 1:10 | 2,8 / 105 | 1 / 331 | Холостой ход | Много голубоватого дыма. Однако, пила заводится ОЧЕНЬ легко, с 1 рывка. Больше склонность к перегреву головки цилиндра. |
| 5 / 228 | 1,51 / 486 | Средняя нагрузка | ||
| 5,2…7,0 / 245…463 | 1,23 / 401 |
Примечание 1 . В этой таблице взяты не последовательные (хронологические), а наиболее типичные значения. Как видно, практически одним и тем же значениям температуры головки цилиндра могут соответствовать существенно различающиеся температуры выхлопных газов и, наоборот.
Примечание 2 . Значения температур приведены в «сырых» данных (по показаниям вольтметров), а через слеш – в градусах Цельсия. Перевод данных в градусы осуществлялся после соответствующей градуировки термопар. Термопара, контролирующая температуру выхлопных газов, подключалась к мультиметру через усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления, равным приблизительно 120.
Примечание 3 . Бензопила «Урал» склонна к неконтролируемому изменению частоты оборотов холостого хода. Поэтому, в процессе экспериментов периодически проводилась их регулировка.
Влияние качества топливной смеси на температуры головки цилиндра и выхлопных газов
Также проводились исследования, в какой мере на обе температуры влияет изменение качества (обогащения/обеднения) топливной смеси. Как правило, обеднение приводило к увеличению оборотов холостого хода; но, даже после их регулировки (снижения) достаточно существенно увеличивалась температура головки цилиндра (на 50% и более). Особенно сильно это было заметно для последней по счету смеси (с дизельным топливом). При обогащении смеси температура головки на холостом ходу снижалась.
Тогда как температура выхлопных газов, как ни странно, была не слишком подвержена изменениям в зависимости от изменений качества смеси.
Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы
Двадцать первый век, двухтактники вроде как давно сдали позиции, и всё больше друзей меняют свои дымящие мотоциклы на современные экологичные четырёхтактники. А другие друзья покупают их старые мотоциклы по дешёвке и радуются.
И главное, оба лагеря рассказывают об отличии в зацепе, торможении двигателем, характере тяги, звуке и о том, как им нравится их новая техника. Ну, что касается удовольствия от покупки чего-то незнакомого и хорошего, тут не поспоришь. А вот как насчёт остального - держака, характеристики двигателя и так далее? В чём отличия двухтактных от четырёхтактных моторов и как они работают? Каковы плюсы и минусы каждого варианта? И какой лучше подойдёт именно вам?
Принцип работы двухтактных и четырёхтактных мотоциклов
Двухтактных дорожных мотоциклов уже почти не осталось, а оставшиеся - скорее курьёзный раритет, чем настоящий транспорт. Поэтому говорить будем о внедорожной технике. И давайте для простоты будем сравнивать современные (т.е. не архаичные) мотоциклы с одноцилиндровыми двигателями, двухтактными и четырёхтактными. Что между ними общего и какие есть отличия?
Оба варианта представляют собой двигатели внутреннего сгорания, использующие для работы энергию, выделяющуюся при сжигании смеси воздуха и топлива. При этом сгорающая смесь расширяется и толкает поршень вниз. Тот передаёт энергию движения через шатун на коленвал, который преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное. Вращение коленвала через трансмиссию передаётся на заднее колесо, а дальше вы и так знаете.
Что такое “такт”? Это движение поршня вверх или вниз в цилиндре. В четырёхтактном двигателе первый такт - это впуск, второй - сжатие, третий- вспышка (рабочий ход), а четвёртый - выпуск. На полный рабочий цикл четырёхтактного двигателя приходится два оборота коленчатого вала.
На такте впуска впускные клапана в головке цилиндра открываются, поршень движется вниз и засасывает топливо-воздушную смесь. Существуют конструкции, в которых смесь поступает в камеру сгорания принудительно, но для понимания сути это не имеет значения.
На такте сжатия и впускные, и выпускные клапана закрыты, а поршень движется вверх, сжимая содержимое камеры сгорания (т.е. топливо-воздушную смесь).
На такте вспышки, сгорания, сжигания, или, как правильнее его называть - рабочего хода, происходит основная магия: клапана закрыты, система зажигания образует искру на свече (или свечах) зажигания, которая поджигает сжатую смесь. При сгорании смесь расширяется и толкает поршень вниз, что и приводит в конечном итоге к появлению тяги на заднем колесе.
Такт выпуска очищает камеру сгорания от продуктов сжигания топлива, то есть выхлопных газов. Здесь открываются выпускные клапана, поршень движется вверх и выталкивает содержимое камеры сгорания через выхлопную систему.
А дальше всё повторяется: поршень опять движется вниз и происходит очередной первый такт, впуск.
Всё это происходит в камере сгорания. Это пустое пространство между днищем поршня (не удивляйтесь, но днище у него находится сверху) и внутренней частью (сводом) головки цилиндра, в котором находятся клапана. Собственно, поэтому головки четырёхтактных двигателей с верхним расположением распредвала довольно массивны: в них находятся распредвал (или два), клапана, пружины, впускной и выпускной порты, свеча зажигания, привод газораспределения, декомпрессор и много другого оборудования. Ниже, под поршнем, расположен коленчатый вал. Чаще всего он находится в масляной ванне, которую “взбалтывают” его щёки, разбрызгивая масло на стенки цилиндров, сам коленвал и шейки шатуна. В большинстве моторов есть также система принудительной подачи смазки - маслонасос забирает масло из картера и под давлением подаёт по специальным каналам во все движущиеся элементы, смазывая и охлаждая пары трения.
В двухтактных двигателях такт впуска и сжатия совмещены, а также совмещены такты рабочего хода и выпуска. Так что весь рабочий процесс происходит за два такта вместо четырёх, иначе говоря за один оборот коленвала. Получается, двухтактный двигатель выдаёт полезную мощность на каждом движении поршня вниз, в то время как четырёхтактный - только каждый второй ход вниз.
В двухтактном двигателе корпус двигателя (картер) является частью впускного тракта, и забор смеси происходит из него. Поэтому коленвал не может находиться в масляной ванне, как в четырёхтактном двигателе. Вместо этого масло добавляется в топливо-воздушную смесь, из которой оно оседает на стенки цилиндра, коленвал и шейки шатуна.
Головка двухтактного двигателя представляет собой просто крышку с резьбой для свечи. В ней нет ни клапанов, ни каких-либо каналов, проходов или других отверстий. Зато каналы (называемые окнами или портами) есть в цилиндре. Поршень при движении перекрывает и открывает их, по сути работая в качестве клапана. Вся магия двухтактного двигателя - в том, как хитроумно рассчитано расположение портов относительно хода поршня:
Такт впуска-сжатия
Такт впуска-сжатия: поршень движется вверх, под поршнем создаётся разряжение, и топливо-воздушная смесь втягивается в картер. Одновременно над поршнем происходит сжатие находящейся там порции смеси. Находящийся во впускном тракте лепестковый клапан между картером и источником топлива открывается только в одну сторону - он впускает смесь в картер и не выпускает обратно во впускной тракт (т.е. в карбюратор или во впускной манифольд инжекторных двигателей).
Такт сжигания-выхлопа
Такт сжигания-выхлопа: искра поджигает сжатую топливо-воздушную смесь, находящуюся в камере сгорания, она толкает поршень вниз с усилием, трансформируемым во вращательное движение. При этом в картере создаётся избыточное давление, и новая порция смеси проталкивается во впускное окно, ведущее в камеру сгорания. К концу такта сгорания поршень открывает выпускное окно в стенке цилиндра, и вошедшая в камеру сгорания смесь выталкивает в него отработанную порцию смеси. Впускное и выпускное окно расположены так, чтобы камера сгорания “автоматически” освобождалась от отработанной смеси и наполнялась свежей только за счёт движения поршня.
Ну ладно, скажете вы, это всё интересно, но двигатель ведь просто крутит колесо, так какая разница, двухтактный он или четырёхтактный?
Плюсы и минусы
Коль скоро двухтактные двигатели до сих пор выпускаются, очевидно, что есть у них какие-то особенности, отличающие от четырёхтактных. Какие?
Плюсы четырёхтактных двигателей
Плюсы четырёхтактных: они выдают мощность только четверть всего времени, но более длинный такт рабочего хода обуславливает бОльший крутящий момент, так что четырёхтактники более тяговиты на низких оборотах и более линейны и предсказуемы во всём диапазоне. Для того, чтобы энергии, выделившейся на такте рабочего хода, хватило для двух полных оборотов коленвала (плюсом к полезной работе двигателя), четырёхтактные моторы оснащены более тяжёлым маховиком с бОльшей инерцией. Сочетание более редких тактов вспышки-толчка поршня и тяжёлого маховика обуславливает более хорошее сцепление с поверхностью за счёт менее выраженных рывков заднего колеса на каждом такте вспышки, а это очень важно в любой внедорожной дисциплине. Кроме того, у четырёхтактных моторов более выражено торможение двигателем, что многим очень по душе. Но главное - что в топливо четырёхтактных двигателей не добавляется масло, а значит, их выхлоп заведомо чище и безопаснее, чем у двухтактных.
Минусы четырёхтактных двигателей
Минусы четырёхтактных: они всегда были тяжелее двухтактных, просто потому, что в них больше движущихся частей, необходимых для работы. Впрочем, современные двигатели становятся всё более лёгкими. Тяжёлый маховик может привести к более ленивому рулению из-за гироскопического эффекта. Кроме того, четырёхтактные ДВС сложнее в обслуживании (и более требовательны к нему) из-за более сложного устройства. Впрочем, это не такой уж и минус: двухтактники устроены проще, но зато ресурс у них меньше (в гоночных режимах), поэтому обслуживать их приходится чаще.
Плюсы двухтактных двигателей
Плюсы двухтактных: как уже было сказано, они легче и проще. В них меньше движущихся частей, меньше пар трения, а провести капремонт можно прямо перед поездкой, буквально за час, а то и быстрее (речь идёт о замене цилиндро-поршневой группы, которая чаще всего производится без снятия двигателя с мотоцикла). В них практически нечего настраивать при капремонте и при текущем обслуживании - ни клапанов с необходимостью настройки зазоров, ни ГРМ с требующей внимания цепью, ни даже маслонасоса в картере. Более того, из-за отсутствия в большинстве таких моторов системы принудительной смазки они довольно надёжны в краткосрочной перспективе (т.е. просто не способны отказать во время гонки из-за проблем с подачей масла в систему смазки), а устроены они так, что замена коренных подшипников не составляет никакой сложности, в отличие от четырёхтактных, в некоторых из которых вкладыши меняются вместе с боковыми крышками двигателя. Двухтактные моторы имеют совершенно крышесносный характер - на высоких оборотах их мощность нарастает резко, и многим это очень нравится. Впрочем, современные двигатели имеют более управляемый характер и лучше работают на низких оборотах благодаря специальным мощностным клапанам, которые частично перекрывают выпускной порт на низких оборотах и открывают его полностью на высоких.
Минусы двухтактных двигателей
Минусы двухтактных: необходимость добавлять масло в бензин - вроде бы мелочь, которая со временем начинает напрягать. Во-первых, это довольно грязное занятие - в том смысле, что бутылка с потёками двухтактного масла должна быть при себе на заправке (а значит, где-нибудь в рюкзаке, где может вытечь на его содержимое, а в конечном итоге и на спину). Во-вторых, при долгом простое в прохладе масло запросто может осесть на дно бака, откуда попадёт в карбюратор и заполнит поплавковую камеру, что приведёт к невозможности запустить двигатель, пока он не выгонит всё масло в выхлоп. Впрочем, все эти сложности скоро канут в лету: всё более популярны становятся двухтактники с технологией TPI - впрыска в окно. Двухтактные двигатели изнашиваются быстрее, так как смазываются по меркам четырёхтактников недостаточно. Впрочем, отсюда же и плюс - не только конструктивная простота, но и удобство ремонта, заложенное в большинство таких моторов. Ещё один минус - своеобразное устройство выпускного тракта с большими тонкостенными элементами, легко подверженными повреждениям. И, наконец, двухтактный выхлоп грязен - содержит масляный дым и изрядное количество несгоревшего бензина.
Настоящее чудо
Любой ДВС - это настоящее чудо! Будь он хоть двух-, хоть четырёхтактным, смесь в нём вспыхивает тысячи раз в минуту, и достигается это благодаря идеально выбранному моменту подачи искры, правильному составу смеси, оптимальному газораспределению и множеству других инженерных решений. Двигатель вырабатывает электричество для зарядки аккумулятора, питания катушки зажигания, светотехники и бортовой электроники. Он вращает помпу системы охлаждения, которая обеспечивает оптимальный температурный режим при помощи термостата. А уж как любят играться с моторами мальчишки всех возрастов и семейных положений, начиная с самого юного возраста и заканчивая седыми усачами, с добродушной усмешкой рассказывающими, что “на яве палец-то был бронзовый”.
А звук? Большинство из нас издали способны отличить звук выхлопа четырёхтактника от агрессивного, взрывного рёва двухтактного мотора. Звук, да и запах двухтактного выхлопа для многих из нас - это прямая дорога в детство, где все ещё живы и молоды, на дворе лето, в лесу грибы и ягоды, и дедушкин ИЖ везёт всё семейство оленьими тропами за черникой.
Мотоциклы прекрасны, хоть двух-, хоть четырёхтактные. Выбирайте по душе, по настроению и по возможностям - или просто берите первый попавшийся и решайте, чего в нём вам не хватает, и до встречи на лесных тропинках!
Читайте также: