zarubin
Тула
zarubin
Был(-а) на сайте 12 часов назад

Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы


07.05.2021 [13:02],

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?

Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы

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.

Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы

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.

Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы

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!

Фотогалерея "Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы"

(смотреть все 2 фото)
Материалы по теме
24.05.2022

MV Agusta Brutale 1000 RS 2022. Отзыв

Говорят, мощность - это хорошо, мощность - это надёжно, её много не бывает… Но представьте-ка себе дорожник, выдающий больше 500 лошадей при вполне стандартном весе. Вот была бы лютая зажигалка, да?

21.05.2022

CFMoto 150NK 2023. Про обновления

Бренд CFMoto обновил свою модель начального уровня 150NK на 2023 модельный год, сделав её безопаснее и проще в управлении, а также придав более спортивную молодёжную эстетику.

21.05.2022

Husqvarna 2023. Подробности про кроссовые и кросс-кантрийные модели

Новое поколение кроссовых и кросс-кантрийных моделей Husqvarna 2023 года стало ещё надёжнее и долговечнее, сохранив при этом готовность к участию в гонках в стоковом состоянии. Осторожно много текста.

5.0/2
Поделиться
Комментарии "Двухтактные мотоциклы и четырёхтактные мотоциклы"