Kuo skiriasi dvitaktis variklis nuo keturtakčio variklio – lyginamoji analizė

2024 Autorius: Erin Ralphs | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-02-19 17:42

Kuo skiriasi dvitaktis variklis ir keturtaktis? Labiausiai pastebimas skirtumas yra degiojo mišinio uždegimo režimai, kuriuos iš karto galima pastebėti iš garso. Dviejų taktų variklis paprastai skleidžia šiurkštų ir labai garsų ūžesį, o 4 taktų variklis paprastai triukšmauja tyliau.

Programa

Daugeliu atvejų skiriasi ir pagrindinė įrenginio paskirtis bei degalų naudojimo efektyvumas. Dviejų taktų varikliai užsidega su kiekvienu alkūninio veleno apsisukimu, todėl jie yra dvigubai galingesni už keturių taktų variklius, kuriuose mišinys užsidega tik kiekvieną apsisukimą.

Keturtakčiai varikliai yra ekonomiškesni, bet sunkesni ir brangesni. Jie dažniausiai randami automobiliuose ir komunalinėse transporto priemonėse, o mažesni dvitakčiai modeliai dažniau naudojami tokiose srityse kaip vejapjovės, motoroleriai ir lengvos v altys. Bet, pavyzdžiui, benzininį generatorių galima rasti ir dvitaktį, ir keturtaktį. Motorolerio variklis taip pat gali būti bet kokio tipo. Šių variklių veikimo principas iš esmės tas pats, skiriasi tik energijos konversijos būdas ir efektyvumas.

Kas yra ritmas?

Degalų apdorojimas abiejų tipų varikliuose atliekamas nuosekliai vykdant keturis skirtingus procesus, vadinamus ciklais. Greitis, kuriuo variklis pereina šiuos ciklus, yra būtent tai, kuo dviejų taktų variklis skiriasi nuo keturtakčio variklio.

Pirmasis smūgis yra injekcija. Šiuo atveju stūmoklis juda žemyn cilindru, o įsiurbimo vožtuvas atsidaro, kad oro ir kuro mišinys patektų į degimo kamerą. Toliau seka suspaudimo smūgis. Šio smūgio metu įsiurbimo vožtuvas užsidaro, o stūmoklis juda cilindru aukštyn, suslegdamas ten esančias dujas. Maitinimo eiga prasideda, kai mišinys užsidega. Tokiu atveju žvakės kibirkštis uždega suslėgtas dujas, o tai sukelia sprogimą, kurio energija stumia stūmoklį žemyn. Paskutinis taktas yra išmetimas: stūmoklis pakyla cilindru aukštyn, o išmetimo vožtuvas atsidaro, todėl išmetamosios dujos gali išeiti iš degimo kameros, kad procesas prasidėtų iš naujo. Stūmoklio stūmoklio judesiai suka alkūninį veleną, kurio sukimo momentas perduodamas darbinėms įrenginio dalims. Taip kuro degimo energija paverčiama transliaciniu judesiu.

Keturių taktų variklio veikimas

Standartiniame keturtakčiame variklyje mišinys užsidegakas antras alkūninio veleno apsisukimas. Veleno sukimasis varo sudėtingą mechanizmų rinkinį, užtikrinantį sinchronišką ciklų sekos vykdymą. Įsiurbimo arba išmetimo vožtuvai atidaromi naudojant skirstomąjį veleną, kuris pakaitomis spaudžia svirties svirtis. Vožtuvas spyruokle grąžinamas į uždarytą padėtį. Siekiant išvengti suspaudimo praradimo, būtina, kad vožtuvai tvirtai priglustų prie cilindro galvutės.

Dvitakčio variklio veikimas

Dabar pažiūrėkime, kuo dvitaktis variklis skiriasi nuo keturtakčio variklio veikimo principu. Dviejų taktų varikliuose visi keturi veiksmai atliekami vienu alkūninio veleno apsisukimu, stūmoklio eigos metu nuo viršutinio negyvojo taško iki apačios, o tada atgal. Išmetamųjų dujų išleidimas (purge) ir kuro įpurškimas yra integruoti į vieną ciklą, kurio pabaigoje mišinys užsidega, o susidariusi energija stumia stūmoklį žemyn. Ši konstrukcija pašalina vožtuvo eigos poreikį.

Vožtuvų vietą užima dvi skylės degimo kameros sienelėse. Stūmokliui judant žemyn dėl degimo energijos, atsidaro išmetimo kanalas, leidžiantis išmetamosioms dujoms išeiti iš kameros. Judant žemyn, cilindre susidaro vakuumas, dėl kurio per žemiau esančią įsiurbimo angą įsiurbiamas oro ir degalų mišinys. Judant aukštyn stūmoklis uždaro kanalus ir suspaudžia cilindre esančias dujas. Šiuo metu uždegimo žvakė užsidega ir visas aukščiau aprašytas procesas kartojamas.vėl. Svarbu tai, kad tokio tipo varikliuose mišinys užsidega su kiekvienu apsisukimu, o tai leidžia išgauti daugiau galios iš jų bent jau trumpuoju laikotarpiu.

Svorio ir galios santykis

Dvitakčiai varikliai geriau tinka toms reikmėms, kurioms reikia greitų ir staigių galios pliūpsnių, o ne pastovaus veikimo ilgą laiką. Pavyzdžiui, dvitaktis vandens motociklas įsibėgėja greičiau nei keturtaktis sunkvežimis, tačiau jis skirtas trumpoms kelionėms, o sunkvežimis gali nuvažiuoti šimtus mylių, kol prireiks poilsio. Dviejų taktų varikliai savo trumpą tarnavimo laiką kompensuoja mažu svorio ir galios santykiu: paprastai jie sveria daug mažiau, todėl greičiau užveda ir greičiau pasiekia darbinę temperatūrą. Jiems taip pat reikia mažiau energijos judėti.

Kuris variklis geresnis

Daugeliu atvejų keturtakčiai varikliai gali veikti tik vienoje padėtyje, o dvitakčiai varikliai šiuo atžvilgiu yra mažiau reiklūs. Taip yra daugiausia dėl judančių dalių sudėtingumo ir alyvos bako konstrukcijos. Toks karteris, užtikrinantis variklio tepimą, dažniausiai būna tik keturtakčiuose modeliuose ir turi didelę reikšmę jų veikimui. Dviejų taktų varikliai dažniausiai neturi tokio karterio, todėl juos galima valdyti beveik bet kokioje padėtyje, nerizikuojant išsilieti alyva ar nutraukti tepimo procesą. Tokiems įrenginiams kaip grandininiai pjūklai, diskiniai pjūklai irkitų nešiojamų instrumentų, šis lankstumas yra labai svarbus.

Degalų efektyvumas ir aplinkosauginis veiksmingumas

Kompaktiški ir greiti varikliai dažnai teršia orą ir sunaudoja daugiau degalų. Stūmoklio judėjimo apačioje, kai degimo kamera užpildoma degiu mišiniu, dalis kuro prarandama į išmetimo angą. Tai matyti pakabinamo variklio pavyzdyje; gerai įsižiūrėjus, aplinkui matosi įvairiaspalvės riebios dėmės. Todėl tokio tipo varikliai laikomi neefektyviais ir aplinką teršiančiais. Nors keturtakčiai modeliai yra šiek tiek sunkesni ir lėtesni, jie visiškai sudegina degalus.

Pirkimo ir priežiūros išlaidos

Mažesni varikliai paprastai yra pigesni tiek pradinio pirkimo, tiek priežiūros požiūriu. Tačiau jie skirti trumpesniam tarnavimo laikui. Nors yra keletas išimčių, dauguma jų nėra skirti nepertraukiamam darbui ilgiau nei kelias valandas ir nėra skirti labai ilgam tarnavimo laikui. Atskiros tepimo sistemos nebuvimas taip pat reiškia, kad net geriausi tokio tipo varikliai gana greitai susidėvi ir tampa netinkami naudoti dėl judančių dalių pažeidimo.

Iš dalies dėl to, kad, pavyzdžiui, trūksta benzino tepimo sistemos, skirtos pilti į dvitaktį motorolerio variklį,būtina įpilti tam tikrą kiekį specialaus aliejaus. Tai sukelia papildomų išlaidų ir rūpesčių, taip pat gali sukelti gedimą (jei pamiršite įpilti alyvos). Keturių taktų varikliui daugeliu atvejų reikia minimalios priežiūros ir priežiūros.

Kuris variklis geresnis

Šioje lentelėje trumpai aprašoma, kuo dvitaktis variklis skiriasi nuo keturtakčio.

	Keturtaktis variklis	Dvitaktis variklis
1.	Vienas galios taktas kas du alkūninio veleno apsisukimus.	Vienas galios ciklas kiekvienam alkūninio veleno apsisukimui.
2.	Turime naudoti sunkų smagratį, kad kompensuotume vibracijas, atsirandančias variklio veikimo metu dėl netolygaus sukimo momento pasiskirstymo, nes degusis mišinys užsidega tik kas antrą apsisukimą.	Reikalingas daug lengvesnis smagratis, o variklis dirba gana subalansuotai, nes sukimo momentas pasiskirsto daug tolygiau dėl to, kad kuro mišinys užsidega su kiekvienu apsisukimu.
3.	Didelis variklio svoris	Variklio svoris daug mažesnis
4.	Variklio konstrukcija sudėtinga dėl vožtuvo mechanizmo.	Variklio konstrukcija yra daug paprastesnė, nes nėra vožtuvomechanizmas.
5.	Didelė kaina.	Pigiau nei keturtaktis.
6.	Mažas mechaninis efektyvumas dėl daugelio dalių trinties.	Didesnis mechaninis efektyvumas dėl sumažėjusios trinties dėl mažiau dalių.
7.	Didesnis našumas visiškai pašalinus išmetamąsias dujas ir įpurškus šviežią mišinį.	Sumažintas didelis našumas, nes išmetamųjų dujų likučiai sumaišomi su šviežiu mišiniu.
8.	Žemesnė darbinė temperatūra.	Didesnė darbinė temperatūra.
9.	Vandens aušinimas.	Aušinamas oru.
10.	Mažesnės degalų sąnaudos ir visiškas degimas.	Didesnės degalų sąnaudos ir šviežio įpurškimo maišymas su išmetamųjų dujų likučiais.
11.	Uima daug vietos.	Uima mažiau vietos.
12.	Sudėtinga tepimo sistema.	Daug paprastesnė tepimo sistema.
13.	Mažas triukšmas.	Daugiau triukšminga.
14.	Vožtuvo vožtuvo laiko nustatymo sistema.	Vietoj vožtuvų naudojami įleidimo ir išleidimo kanalai.
15.	Didelis šiluminis efektyvumas.	Mažiau šilumos efektyvumo.
16.	Mažai alyvos sąnaudų.	Didesnės alyvos sąnaudos.
17.	Mažiau susidėvi judančios dalys.	Padidėjęs judančių dalių susidėvėjimas.
18.	Įrengtas automobiliuose, autobusuose, sunkvežimiuose ir kt.	Naudojamas mopeduose, motoroleriuose, motocikluose ir kt.

Jame taip pat pateikiamos teigiamos ir neigiamos kiekvieno iš šių dviejų tipų savybės.