В чём разница между двухтактным и четырёхтактным двигателем?

Я просто хотел узнать, в чём основные различия между 4-тактным и 2-тактным двигателями.

Различия зависят от типа двигателя. Речь может идти о небольших бензиновых двигателях. Или, например, о больших судовых дизельных двигателях.

Для небольших бензиновых двигателей двухтактный двигатель — это способ сэкономить на стоимости и весе. Поскольку в двухтактном двигателе цикл сгорания происходит в два раза чаще, при том же рабочем объёме он имеет в два раза большую мощность. Следовательно, двигатель с заданной мощностью стоит дешевле и весит меньше. Кроме того, сокращение количества движущихся частей позволяет ещё больше сэкономить. Например, двухтактный бензиновый двигатель может работать без системы жидкостной смазки, поскольку в нём используется специальный вид топлива со смешанным с ним маслом. Клапаны тоже не нужны, поскольку в двигателе есть два отверстия, которые перекрываются поршнем и работают как клапаны. Вам нужен только один лепестковый клапан.

Таким образом, двухтактный двигатель выглядит очень перспективным: большая мощность при небольшом весе и низкой стоимости. Однако для него требуется особый вид топлива со смесью масла, что увеличивает стоимость, а масло просачивается наружу, загрязняя окружающую среду. Кроме того, расход топлива очень неэффективен, поскольку топливно-воздушная смесь может проходить через двигатель, не сгорая полностью в цилиндре. Таким образом, двигатель загрязняет окружающую среду и расходует топливо очень неэффективно. Система смазки, вероятно, далека от идеала, поэтому двухтактный бензиновый двигатель не прослужит так долго, как хороший четырёхтактный.

Двухтактные двигатели в основном используются в триммерах (хотя сегодня электрический триммер — лучший выбор) и бензопилах (сегодня электрический триммер становится всё более конкурентоспособным и в этой сфере). В более тяжёлых двигателях, таких как генераторы, газонокосилки или мопеды/мотоциклы, сегодня почти всегда используются четырёхтактные двигатели.

Однако в случае с большими двигателями ситуация может быть совсем иной. Если у вас есть деньги, вы можете установить систему непосредственного впрыска в двухтактный двигатель. Тогда топливо будет впрыскиваться только тогда, когда отверстия/клапаны закрыты, то есть топливо больше не будет просачиваться. Это также освобождает картер от насоса для подачи топливно-воздушной смеси в систему смазки. Таким образом, в качестве смазки можно использовать обычное жидкое масло, которое больше не нужно смешивать с топливно-воздушной смесью.

В больших судовых дизельных двигателях иногда используется двухтактный цикл. Здесь такты совершаются в два раза чаще, поэтому при тех же потерях на трение вырабатывается в два раза больше энергии. Здесь важно минимизировать трение, чтобы повысить топливную экономичность.

Для меня остаётся загадкой, почему в автомобилях не используются двухтактные двигатели с прямым впрыском. Это возможно, и, вероятно, такой двигатель работал бы очень хорошо. Он позволил бы увеличить мощность при том же размере/стоимости двигателя или сохранить мощность при более дешёвом и компактном двигателе.

Единственное отличие, которое я знаю, заключается в том, что четырёхтактный двигатель совершает четыре такта, или два полных оборота, для выполнения одного рабочего хода. Двухтактный двигатель совершает два такта, или один полный оборот, для выполнения одного рабочего хода.

В этом заключается основное отличие. Однако это приводит к возникновению ряда конструктивных проблем, которые необходимо решать, и они решаются по-разному в небольших бензиновых двигателях и в больших судовых дизельных двигателях.

Я бы сказал, что, хотя малолитражные бензиновые двухтактные двигатели и большие судовые двухтактные двигатели являются двухтактными, это совершенно разные устройства. Их нельзя сравнивать друг с другом. Малолитражные бензиновые двухтактные двигатели предназначены для снижения стоимости и веса, но при этом они загрязняют окружающую среду, расходуют много топлива, имеют короткий срок службы и т. д. Большие судовые двухтактные двигатели предназначены для повышения топливной эффективности.

Если говорить о практической пользе двигателя, то крутящий момент и частота вращения — это два важных показателя, по которым можно сравнить двухтактные и четырёхтактные двигатели.

Как правило, двигатели рассчитаны на обеспечение определённого крутящего момента при заданных оборотах. В большинстве случаев двухтактные двигатели обеспечивают меньший крутящий момент и более высокие обороты, чем четырёхтактные.

Четырёхтактный двигатель пройдёт тест на смог. Лол.

Двигатели берут определённое количество воздуха, смешивают его с топливом, помещают в цилиндр, а затем совершают два такта: такт сжатия и такт расширения. Теперь цилиндр заполнен бесполезными выхлопными газами (CO2, H2O и другими вредными веществами). Таким образом, возникает проблема, называемая «вытеснением». Вытеснение — это удаление бесполезных выхлопных газов из цилиндра и наполнение его свежим воздухом.

В четырёхтактном двигателе мы добавляем ещё два такта: такт выпуска, в котором происходит выброс, и такт впуска, в котором происходит наполнение, при этом они хорошо разделены. Это настолько просто, что люди, привыкшие к четырёхтактным двигателям, даже не задумываются об этом и не дают этому явлению названия.

В двухтактном двигателе для очистки от продуктов сгорания необходимо выполнить ??? действия. Как правило, одновременно открываются выпускное и впускное отверстия или клапаны, и ??? втягивает свежий воздух, одновременно выталкивая выхлопные газы.

Как правило, это довольно неэффективно, то есть либо вы не можете полностью вытолкнуть выхлопные газы, либо пропускаете часть свежего воздуха (или, что ещё хуже, воздуха с топливом) через двигатель прямо в выхлопную систему. Или и то, и другое, в зависимости от положения дроссельной заслонки и частоты вращения.

• В самых маленьких бензопилах, картинге и подобных двигателях картер используется в качестве компрессора: поскольку поршень находится внизу, в картере остаётся наименьший объём воздуха, поэтому он немного сжимается и поступает в цилиндр, выталкивая выхлопные газы. Как правило, оба отверстия находятся в нижней части цилиндра, а на поршне есть воздушный дефлектор, который направляет свежий воздух вдоль цилиндра, выталкивая выхлопные газы с другой стороны. Однако из-за продувки картера воздухом смазка двигателя становится «довольно интересной». Поэтому во многих таких двигателях приходится смешивать топливо и масло для двухтактных двигателей.


• Двигатели GMC и Electro-Motive имеют впускные отверстия в нижней части цилиндра и четыре выпускных клапана, как в обычном 4-клапанном двигателе, за исключением того, что ВСЕ они являются выпускными клапанами. Внешний «нагнетатель» (буквально то, что установлено на машине Безумного Макса; он взят от обычного двигателя автобуса GMC 6-71) сжимает свежий воздух и принудительно прогоняет его через цилиндр, когда открываются отверстия и клапаны. Некоторые двигатели с турбонаддувом работают на низких оборотах за счёт передачи крутящего момента на турбокомпрессор через понижающую передачу и обгонную муфту, которая позволяет выхлопным газам вращать турбокомпрессор ещё быстрее, когда это возможно.


• В оппозитных двигателях Фэрбенкса-Морса и Делтика используется тот же принцип, но впускные отверстия расположены в нижней части одного поршня, а выпускные — в нижней части другого. Это позволяет обойтись без клапанов, но требует наличия двух коленчатых валов с сложной системой зубчатых передач для их синхронизации.