Регистрация Войти
Вопрос

Что происходит, когда двухтактный двигатель называют «четырёхтактным»?

Много лет назад я увлекался моделированием и запуском моделей самолётов. В самолётах использовались двухтактные двигатели, работающие на спирте, с зажиганием от свечей накаливания. Когда эти двигатели работали на обогащённой смеси (и всегда на холостом ходу), звук, который они издавали, отличался от звука, который они издавали при полностью или почти полностью открытой дроссельной заслонке и обогащённой смеси, обеспечивающей максимальные обороты. Это различие в звуке неофициально называют «четырёхтактным». Я слышал о подобном эффекте и в более крупных двухтактных двигателях — триммерах для травы и мотоциклах, — так что, похоже, это характерно для двухтактных двигателей в целом, а не только для небольших моделей самолётов.



У меня такой вопрос: что происходит в этих двигателях, когда они «четырёхтактные»? Кажется, что сгорание происходит только при каждом втором такте сжатия/рабочем ходе. Так ли это? Если да, то почему? Что мешает воспламенению заряда при одном такте и позволяет ему произойти при следующем, повторяя чередующийся цикл? В случае с двигателем с свечами накаливания, как получается, что свеча накаливания не воспламеняет заряд в одном цикле, но при этом остаётся достаточно горячей, чтобы воспламениться в следующем цикле?


Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/7041/what-is-happening-when-a-two-stroke-engine-is-said-to-be-four-stroking
2
+ Читать

6 Комментариев

  1. Это соответствует моему базовому пониманию этого термина. С другой стороны, нам советуют настраивать карбюратор бензопилы на мощность, а не на скорость, при этом под мощностью подразумевается максимальная производительность при распиловке древесины под нагрузкой. Настройка на скорость может привести к слишком бедной смеси.

  1. Википедия описывает четырёхтактный двигатель как:




    Четырёхтактный режим — это нежелательный режим работы двухтактных
    двигателей, при котором они начинают работать каждые четыре такта, а не
    каждые два такта. Такой режим работы неравномерный, шумный и может даже
    привести к поломке двигателя, если не принять меры. Четырёхтактный режим
    часто был причиной плохой работы двухтактных двигателей на холостом ходу.




    Затем он описывает, что происходит:




    Для правильной работы
    двухтактных двигателей необходима эффективная продувка. Она позволяет удалить выхлопные газы, оставшиеся после
    предыдущего цикла, и заполнить камеру сгорания чистой смесью воздуха и топлива.
    Если продувка не выполняется, то смесь несгоревших выхлопных газов с
    новой смесью может привести к тому, что заряд не воспламенится
    должным образом. Только когда этот заряд дополнительно разбавляется за счёт прокачки
    через второй объём чистой смеси, он снова становится воспламеняемым
    Таким образом, двигатель начинает «выстреливать и промахиваться» через каждые два такта
    (через каждые четыре хода поршня), а не через каждый такт, как должно быть.




    Так что да, это правда, что зажигание происходит только при каждом втором рабочем такте. В худшем случае двигатель может работать в режиме шести или восьми тактов, при котором зажигание происходит при каждом третьем или четвёртом рабочем такте.



    Причина, по-видимому, в том, что выхлопные газы удаляются не полностью и обедняют смесь при следующем такте и не обеспечивают достаточного обогащения для воспламенения оставляют смесь, которая не может воспламениться до следующего такта, при котором образуются выхлопные газы, которые снова удаляются не полностью. Чем больше выхлопных газов остаётся в цилиндре, тем больше пропусков зажигания.



    На модельные двигатели это влияет по-разному из-за их небольшого размера:




    Четырёхтактный режим — обычное и ожидаемое поведение для модельных двигателей,
    как на свечах накаливания, так и на дизельном топливе. Эти небольшие двигатели работают на чрезвычайно высоких
    частотах вращения, и их продувка зависит от этого. При запуске
    они работают в четырёхтактном режиме с инерционной продувкой и заметно
    меняют звук двигателя, когда ускоряются до точки,
    в которой они начинают работать в двухтактном режиме. Из-за законов масштабирования
    таких маленьких двигателей четырёхтактный цикл является неизбежным следствием
    ограничений в их продувке на низких оборотах. Однако те же
    законы масштабирования делают последствия четырёхтактного цикла менее серьёзными, и поэтому
    двигатели могут спокойно работать в таком режиме без повреждений.




    Я полагаю, что свеча накаливания в этих двигателях остаётся достаточно горячей, чтобы воспламенять топливо, но при каждом втором такте смесь просто слишком бедная для воспламенения не воспламеняется. Если бы двигатель работал в режиме шести или восьми тактов, возможно, он бы остыл настолько, что больше не мог бы воспламенять топливо при тактах с подходящей горючей смесью.
  1. «Невоспламеняющаяся смесь»
  1. @mac Думаю, ты прав. «Худой» — это, наверное, не совсем правильный термин. В Википедии автор просто использует слово «несгораемый» (не думаю, что «несгораемый» — это вообще слово).
  1. ...С другой стороны, выхлопные газы могут быть полностью инертными, и тогда соотношение воздуха и топлива в неинертном новом заряде будет правильным (не переобогащённым и не бедным), как и в случае с карбюратором. Просто может не хватить свежего воздуха и топлива для полноценного рабочего хода.
  1. Это фантастический ответ, и я определённо узнал что-то новое. Однако я чувствую, что ваша догадка о том, что пропуск зажигания происходит из-за того, что смесь «слишком бедная для воспламенения», может быть неверной. Наличие выхлопных газов вместо свежего воздуха/топлива означает недостаток кислорода, то есть обогащённую, а не бедную смесь.
Вы уже ответили на этот вопрос