Моторные лодки, катера, яхты, проекты лодок для самостоятельной постройки, тюнинг мотолодок, лодочные моторы, надувные лодки, технические данные и описания мотолодок  

Главная>>>   Лодочные моторы>>> Двухтактный или четырехтактный подвесной лодочный мотор: что лучше?

Двухтактный или четырехтактный подвесной лодочный мотор: что лучше?

Часть первая.

Водно-моторный люд в России все чаще задумывается о покупке четырехтактного подвесного мотора, но позволит ли это решить те проблемы, которые возникают у обладателей двухтактных моторов? Попробуем разобраться.

Чтобы быть корректными и не распыляться, поговорим сначала об общей теории, т. е. об основных принципиальных отличиях двух- и четырехтактных двигателей вообще. А затем перейдем к более практическим вещам, таким как вес, расход, разгон и т. д. Так как сегодня в стане обладателей моторных лодок и катеров много людей, которые о технике имеют очень смутное представление, за что осуждать их или подвергать остракизму никто, разумеется, не собирается, попробуем максимально популяризировать ряд постулатов и выводов, заодно переведя их на «общедоступный» язык. Так что аксакалов моторного мира, просим простить нас и надеемся, что и им некоторые моменты покажутся любопытными и полезными. Попутно попытаемся развенчать некоторые слухи и домыслы, которыми сегодня полны форумы и чаты великого и могучего Интернета.

Двухтактный двигатель: устройство, принцип работы, проблемы и перспективы

Двухтактный или четырехтактный подвесной лодочный мотор: что лучше?
Простейший двухтактный двигатель

В двухтактном моторе, конструкция которого для простоты восприятия показана на рисунке, коленчатый вал и шатун позволяют преобразовать поступательное движение поршня во вращательное за счет того, что в камере сгорания происходит быстрое окисление (сгорание) топливно-воздушной смеси. Иными словами, эта смесь, поступив в камеру сгорания, сжимается поршнем до определенного давления, поджигается свечой зажигания, вспыхивает и в соответствии с законами физики (раздел термодинамика) начинает расширяться в объеме. Поршень двигается вниз и через шатун передает силу на коленчатый вал, который начинает вращаться. Как видите, теоретически ничего сложного, все это большинство из нас должно помнить со времен школы.

На практике при «общении» с двухтактными двигателями возникает несколько проблем, основными из которых являются сложность достижения стабильности работы мотора и точности управления режимами его работы. А все потому, что общая конструкция предполагает поступление топливно-воздушной смеси через кривошипную камеру двигателя. Таким образом, чтобы попасть в камеру сгорания смесь должна пройти путь от бака через карбюратор и кривошипную камеру до камеры сгорания. При этом способность к возгоранию смеси должна быть стабильной, чему активно мешают изменение температуры деталей двигателя, которые нагревают смесь, наличие масла в топливно-воздушной смеси, не всегда качественное приготовление карбюратором нужного процентного соотношения «воздух-бензин» по различным причинам (очень часто внешнего характера), а также неполное удаление из камеры сгорания продуктов горения.

Почему в классических (не впрысковых) двухтактных моторах нельзя обойти кривошипную камеру и подавать воздух и бензин непосредственно в камеру сгорания? Дело в том, что в двухтактном двигателе эта камера играет роль насоса, благодаря которому смесь подается в камеру сгорания. Так как поршень перемещается то вверх, то вниз, в кривошипной камере образуется то разряжение (поршень идет вверх), то избыточное давление (поршень идет вниз), и именно смесь то всасывается в кривошипную камеру через впускной канал, то благодаря повышенному давлению подается через продувочный канал в камеру сгорания. В данном случае поршень играет роль механизма газораспре деления, открывая и закрывая своей юбкой то впускной, то выпускной канал.

За один оборот коленчатого вала в двухтактном двигателе происходят два основных события (такта) – это получение свежего заряда (топливно-воздушной смеси) камерой сгорания, затем кривошипной камерой и выпуск отработанных газов. Это и есть весь рабочий цикл за один оборот.

Какие проблемы могут возникать во время работы двухтактного мотора? Первая – это неправильная подача смеси в камеру сгорания и вторая – недостаточно быстрая и максимально полная очистка камеры от продуктов сгорания.

Описанная конструкция двухтактного двигателя является самой простой, содержит минимум деталей, и число подвижных элементов в ней сведено к минимуму. Это плюс. Но есть и минус – КПД (эффективность) такого двигателя довольно низкий.

Низкий КПД простейшего двухтактного мотора отчасти обусловлен некачественной очисткой камеры сгорания от продуктов горения. Оставаясь в камере сгорания, отработавшие газы мешают проникновению свежей полной порции смеси, соответственно падает мощность.

Для более полной очистки камеры сгорания от отработанных газов одно время применялась «дефлекторная продувка».

Принципиальная схема дефлекторной продувки
Принципиальная схема дефлекторной продувки

Кстати, на некоторых двигателях малой мощности от известных производителей, в частности использующихся на подвесных моторах, она до сих пор применяется. Что собой представляет «дефлекторная продувка»? Дефлектор – это выступ на верхней части (зеркале) поршня, позволяющий эффективнее разделять потоки входящей свежей смеси и выходящих отработанных газов. Выступ на поршне делался (и делается до сих пор) с таким расчетом, чтобы входящая смесь шла к верхней точке камеры сгорания, «выдавливая» отработанные газы, но сама при этом не вылетала в выпускной канал – не успевала. «Дефлекторная продувка», просуществовав какое-то время в мире моторов, уступила место более совершенной, но технологически более сложной системе – «петлевой продувке Шнюрле».

Основной недостаток «дефлекторной продувки» – в том, что выступ на поршне (собственно дефлектор) утяжелял его и нарушал симметрию, а это приводило к несимметричным нагрузкам на сам поршень и поршневой палец. Но самое главное – видоизмененный поршень вследствие того, что при нагревании металл расширяется, менял свою изначальную форму, и появлялась реальная опасность заклинивания поршня. Это стало особенно актуально, когда потребовалось увеличить обороты коленчатого вала мотоциклов, при которых «дефлекторная продувка» становится не столь эффективной и вдобавок неизбежны поломки. Однако надо повторить: до сих пор некоторые производители используют дефлекторную продувку в двухтактных двигателях, предназначенных для подвесных моторов (и не только).

Большинство современных двухтактных двигателей, которые устанавливаются на подвесные лодочные моторы (не путать с другими подвесными моторами), имеют «петлевую продувку Шнюрле». А. Шнюрле – немецкий инженер, работавший в основном в области автомобилестроения, в конце 30-х гг. запатентовал «петлевую продувку» для двухтактных моторов, предназначенную в первую очередь для дизельных моторов. Сегодня «петлевая продувка Шнюрле» применяется как в двухканальной, так и в многоканальных версиях двухтактных двигателей с искровым зажиганием, используемых в авиамоделизме, на мотоциклах и подвесных лодочных моторах. (В «околотехнической» литературе сегодня встречается мнение, что возвратно-петлевая продувка Шнюрле возможна только при наличии кратного количества каналов. Это не так, количество каналов может быть нечетным. – Прим. авт.)

Принципиальная схема петлевой продувки (Шнюрле)
Принципиальная схема петлевой продувки (Шнюрле)

Рассмотрим простейший вариант «продувки Шнюрле». Она, в отличие от «дефлекторной продувки», предполагает наличие, как минимум, двух продувочных каналов (окон), через которые свежая порция топливно-воздушной смеси проникает в камеру сгорания и, завихряясь, выдавливает продукты сгорания, при этом не «убегая» из положенного объема. Сегодня есть двигатели с двумя, тремя и более (вплоть до шести) каналами.

Существуют еще некоторые способы повышения эффективности «классического» («невпрыскового» в нашем случае) двухтактного мотора. Во-первых, это установка лепестковых клапанов на впускном канале, которые сравнительно четко регулируют поступление топливно-воздушной смеси в кривошипную камеру, при этом «запирают» ее при достижении атмосферного давления в ней. То есть в тот момент, когда поршень начинает двигаться вниз и, таким образом, давит на смесь, попавшую в кривошипную камеру, создавая избыточное давление в ней, вся топливно-воздушная смесь будет оставаться во внутреннем объеме, не пытаясь выйти обратно.

Лепестковый клапан имеет довольно простую конструкцию, состоящую из корпуса, лепестков и ограничительных пластин, которые предохраняют лепестки от поломок. Как правило, эти лепестки изготавливаются из пружинной стали, однако в последнее время на смену стали приходят современные материалы на основе фенольных смол или, к примеру, стеклотекстолита. «Пластмассовые» лепестки имеют больший срок службы и качественнее перекрывают канал.

Системы впуска двухтактных двигателей
Системы впуска двухтактных двигателей

С появлением лепестковых клапанов возникли две базовые конструкции двигателей. В одной использованы лепестковые клапаны как единственная система подачи смеси, т. е. полностью ответственная за газораспределние, в другой газораспределение происходит и за счет работы поршня, и за счет лепестковых клапанов. Благодаря наличию этих клапанов удалось переместить впускной канал, что также улучшило контроль за поведением смеси и позволило упростить общую конструкцию, поскольку теперь впускной канал можно было расположить теоретически в любом месте, а не только в том, где «работает» поршень. В связи с этим топливно-воздушная смесь меньше нагревается на входе в кривошипную камеру, и ею проще управлять. Сегодня в моторостроении используются двухступенчатые лепестковые клапаны, а также клапаны, имеющие большое количество лепестков. Любопытно, что эта тема, казалось бы, уже хорошо отработана инженерами, но появляются работы по дальнейшему совершенствованию систем, в основе которых лежит лепестковый клапан.

Еще одним способом улучшения работы двухтактного мотора является установка дискового клапана – так называемого золотникового распределения.

Продолжение статьи здесь.

«Два такта или четыре?», Игорь Владимиров, «КиЯ» №2 (212) 2008 г.

вернуться в раздел

Порекомендуйте эту страницу друзьям:

в избранноедобавить страницу в избранное

Разделы сайта:
Мотолодки, катера, яхты
Мотолодки, катера, яхты. Разное, советы...
Обзор моделей лодок, катеров, яхт
Описания гребных, парусных, моторных лодок, катеров и яхт.
Проекты лодок для самостоятельной постройки
Чертежи и проекты катеров, лодок, яхт.
Тюнинг мотолодок
Тюнинг, доработка серийных лодок.
Лодочные моторы
Отечественные и зарубежные лодочные моторы.
Надувные лодки
Обзор моделей, ремонт, хранение, обслуживание.
Рыбалка
Все о рыбалке, рыбаках и рыбах.
Подводная охота
Любителям подводной охоты.
Уровень воды в реках
Уровень воды в реках РФ. Список гидропостов.
Географические карты
Вся территория бывшего СССР.

поиск по сайту
примеры запросов: проекты катеров, чертежи яхт

Подпишитесь на рассылки:
Новости сайта vodnyimir.ru
Проекты катеров, лодок, яхт для самостоятельной постройки
 

Rambler's Top100
Рейтинг - яхты и катера
Все права защищены. Копирование материалов сайта vodnyimir.ru запрещено. Все случаи нарушения будут преследоваться согласно закону об авторских правах. Предложения и пожелания отправляйте на admin@vodnyimir.ru. Размещение рекламы на сайте