Что такое двух и четырехтактные двигатели

Чем отличается двухтактный двигатель от четырёхтактного

В наше время невозможно представить повседневную жизнь без двигателей внутреннего сгорания. Они используются повсеместно, от транспорта до вашей газонокосилки. Поршневые агрегаты, не зависимо от того, что есть аналоги, признаны и среди создателей, и среди потребителей. Они, пропорционально числу тактов, необходимых для рабочего оборота коленчатого вала, делятся на двухтактные и четырёхтактные. Два оборота равны одному обороту коленвала. Если говорить о топливе, то есть как бензиновые, так и дизельные модели.

Что касается четырёхтактного варианта, то он устанавливается в средства передвижения, а двухтактный встречается в конструкциях, где главную роль играют вес и габариты.

Чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного

Однозначно сказать, какой двигатель лучше невозможно: все зависит от того, что именно ожидает владелец ТС или рабочей техники от силового агрегата, а также от условий использования мотора. Поскольку достоинства одного типа ДВС являются недостатками другого (и наоборот), рассмотрим плюсы и минусы движков по отдельным категориям.

Четырехтактный двигатель можно отличить от двухтактного по звуку его работы: первый отличается ровным и монотонным урчанием, в то время как второй издает громкий и пронзительный гул.

Мощность

Многих интересует вопрос, какой двигатель мощнее 2 тактный или 4 тактный. Установки первого типа могут выдавать в 1,5 раза большую мощность из-за того, что энергия не расходуется на два «лишних» хода поршня, но они не способны работать продолжительное время по причине более простой конструкции и опасности перегрева.

Благодаря большей номинальной мощности, 2Т движок на старте способен обогнать 4Т, но на продолжении дистанции он сдаст позиции.

Экономичность и экологичность

По экономичности лидируют 4Т агрегаты: из-за того, что в двухтактниках нет отдельного ГРМ и клапанов, перекрывающих впускное и выпускное отверстие, система подачи топлива настроена менее точно, к тому же, часть горючего просто уходит в отработку. По этой же причине 2Т на данный момент не способны соответствовать экологическим нормам для авто (в их выхлопе слишком много продуктов горения).

При анализе экономичности двухтактного ДВС обычно обращают внимание только на цену и расход бензина, однако качественное моторное масло стоит дороже, чем топливо и также ощутимо влияет на затраты при эксплуатации.

Тип используемого масла

Из-за разного принципа смазки движущихся деталей масло для 4Т и 2Т моторов отличается:

• У четырехтактников масло циркулирует в системе — оно должно обеспечивать продолжительную и стабильную работу ДВС.
• В двухтактниках смазка сгорает, поэтому составы для таких движков не оптимизированы для длительного использования, главная их особенность — минимальное остаточное количество продуктов горения.

Использование неподходящего масла может вывести силовой агрегат из строя.

Простота обслуживания

В спорах, чем отличается двухтактный двигатель от четырехтактного, часто приводятся аргументы, что 2Т моторы имеют менее сложную конструкцию, и поэтому их легче обслуживать, однако, если копнуть глубже это не совсем верно. Двухтактные ДВС действительно проще устроены, и их легче ремонтировать, но при нормальной эксплуатации агрегата обслуживать четырехтактные установки во многом удобнее:

• не нужно готовить топливную смесь;
• нет необходимости сливать излишки горючего из бака перед простоем (в баке техники с 2Т моторами бензин и масло расслаиваются, а работа на таком составе плохо влияет на состояние силового агрегата);
• благодаря автоматической системе охлаждения, не приходится постоянно отслеживать состояние установки.

Простота обслуживания — вопрос спорный, здесь все зависит от владельца устройства: одному не сложно перебрать 8-цилиндровый движок автомобиля, а другой — даже примерно не знает, как функционирует мотор его триммера или газонокосилки.

Надежность и ресурс

Изначально больший ресурс заложен у 4-тактных силовых агрегатов: они имеют отдельные системы смазки и охлаждения, а также менее подверженную износу конструкцию. Но 2-тактные ДВС устроены проще, следовательно в них меньше узлов, которые могут выйти из строя.

Ресурс любого двигателя внутреннего сгорания во многом зависит от особенностей его использования. Можно встретить как 30-летние мотоциклы с двухтактными моторами, которые еще на ходу, так и полностью «убитые» 10–15 летние четырехтактники.

Вес и транспортировка

Если рассматривать силовые агрегаты с точки зрения удобства транспортировки, то здесь явное преимущество у двухтактных:

• Они имеют меньший вес (в сравнении с четырехтактными аналогами).
• Габариты силовой установки также значительно меньше (при равном объеме и назначении агрегата).
• Благодаря отсутствию масляного контура перевозить установку можно в любом положении, в то время, как при перевороте или сильном наклоне 4Т двигателей масло может залить внутренности агрегата, после чего потребуется его долгая и сложная чистка.

Автомобильные 4-тактные двигатели, конечно, очень тяжелые, но их практически не требуется переносить вручную (особенно в собранном виде).

Принцип действия двухтактного силового агрегата

Поставка смеси воздуха с горючим в двухтактном моторе совмещается с процессом ее сжатия, а удаление отработанных газов происходит одновременно с их расширением. Иными словами, рабочий цикл представляется всего двумя тактами и осуществляется за один период вращения коленвала.

При поднимании поршня в направлении из нижней точки в верхнюю, вначале перекрывается специальное продувочное окно, поставляющее горючую смесь в цилиндр. При закрытии выпускного отверстия, способствующего выходу отработанных газов, начинается процесс сжатия топлива вперемешку с воздухом. Благодаря разрежению, возникающему в кривошипной камере, из карбюратора подается следующая порция горючей смеси.

Газы, образованные после сгорания топлива, воспламененного от искры свечи у верхней мертвой точки хода поршня, принуждают его опуститься вниз. Коленчатый вал начинает вращение, выполняя полезную работу.

Благодаря осуществлению рабочего хода повышается давление внутри кривошипной камеры. Смесь горючего с воздухом, доставленная туда на предыдущем этапе, подвергается сжатию. Поршень поднимается до выпускного отверстия, открывая его. Отработанные газы покидают камеру, попадая в глушитель. Продолжающееся движение поршня способствует открыванию продувочного окна.

Благодаря повышенному давлению воздушно-топливная смесь из кривошипной камеры заполняет внутреннее пространство цилиндра. Одновременно вытесняются остатки отработанных газов, происходит заполнение надпоршневого пространства. При достижении поршнем крайнего нижнего положения возобновляется цикличный процесс.

Сравнение

Различие в количестве тактов – очень важное, но далеко не единственное отличие между двухтактными и четырехтактными моторами. Существует еще целый ряд отличий, которые исходят из преимуществ и недостатков того или другого двигателя.

Вот основные признаки отличия:

• Двухтактные двигатели весят на порядок меньше, даже при условии, что количество лошадиных сил одинаково. Яркий пример: при пятнадцати лошадиных силах двухтактный двигатель будет весить 36 килограмм, а четырехтактный – почти на десять килограмм больше.
• Конструкция четырехтактных двигателей заметно сложнее, и процесс производства дольше. Все эти факторы оказывают прямое влияние на цену – четырехтактные моторы стоят дороже.
• Перевозка и эксплуатация двухтактного двигателя заметно проще. Его можно перевозить практически в любом положении, а чтобы использовать, достаточно достать, установить и завести.
• Расход топлива двухтактного двигателя примерно в полтора раза больше (при одинаковых лошадиных силах).
• Четырехтактные моторы, если завести их на полную мощность, работают чуть тише, нежели двухтактный вариант. Разница в шуме незначительна, однако она существует, и здесь преимущество у четырехтактных двигателей.
• Еще одно преимущество четырехтактников – меньшая вибрация и дым. Причем второе отличие крайне важно именно для двигателей, потому большинство людей выбирает мотор, при работе которого образуется меньше дыма (не так вредно для здоровья человека и меньшее загрязнение для окружающей среды).

к содержанию ↑

Итог соревнования лодочных моторов

Итак, что получается? Плюсы 4-т мотора — низкий уровень шума и экономичный расход топлива. Рассмотрим подробнее первый пункт. Да, 2-т двигатель на малых оборотах и на холостом ходу звучит гораздо громче, но при оборотах около 4 тыс. разница практически не заметна опытному уху рыболова. Да и мотор шумит только до тех пор, пока вы не выплывете на середину водоема, где сразу же его заглушите. Так что этот довод не является веским настолько, что необходимость переплаты становится очевидной.

Что же насчет экономичности — это факт, с которым бессмысленно спорить. Действительно четырехтактник поглощает гораздо меньше топлива. Это значит, что загрузка лодки также будет меньше, и стоимость выезда снизится.
Но стоит учесть, что цена на него значительно выше, а вес больше. Так что, чтобы уверенно заявлять об экономии, необходимо узнать: покрывает ли экономия на топливе разницу цен, и весит ли мотор меньше, чем его более легкий аналог с запасом топлива.

На официальный сайте Ямаха, публикуются замеры производительности моторов. Для сравнения были взяты 2 ПЛМ средней мощности:
представитель лагеря двухтактных двигателей — Yamaha 50TLR;
его оппонент — Yamaha F50TLR.
Yamaha 50TLR проходил испытания на лодке Sundance FX 17 Flicker (полный вес во время поездки 710 кг). Yamaha F50TLR испытывали на лодке Key West 166 SK (полный вес 623 кг).
Как вы видите, условия не идеальные — разный вес и параметры лодок. Просто учтем, что 4-т двигатель немного впереди уже на старте.

Данные по результатам сравнения мы свели в таблицу:

Большинство владельцев судов предпочитают движение на оборотах от перехода на глиссер до 5 000. Это оптимальный диапазон, чтобы развить хорошую скорость, но при этом не расходовать слишком много топлива. Из таблицы видно, что на этом отрезке 4-т мотор экономит примерно 20,27%. Перейдем в абсолютную величину и получим разницу расхода в 2,65 л/ч.
Теперь переведем результаты в денежный эквивалент. Актуальная цена на сегодняшний день для Yamaha 50TLR 356 400 руб., Yamaha F50TLR — 436 000 руб. Значит, 4-т двигатель дороже на 79 600 руб., зато расходует меньше бензина.

Теперь подсчитаем, когда же мотор окупится. Итак, ежечасно экономия составляет 2,65 л бензина. Сегодня стоимость 92 составляет примерно 42,40 руб/л. Считаем экономию в рублях:
42,4 * 2,65 = 112,36 руб.
Теперь рассчитаем, за сколько моточасов окупится переплата за 4-т ПЛМ:
79 600 / 112,36 = 708 часов.
То есть Yamaha F50TLR должен продержаться 708 часов только чтобы экономия на топливо покрыла разницу в ценах!
В среднем за сезон заядлый рыболов может проехать 50 моточасов, так что возьмем немного усредненное значение: 40 часов. Таким образом, двигатель вернет потраченный излишек за:
708 / 40 = 17,7 сезона.
То есть должно пройти 18 лет, чтобы покупка 4-т ПЛМ стала оправданной. Это можно назвать экономией? Ну это естетсвенно по фактору «Экономии топлива».

Какой двигатель мощнее 2 тактный или 4 тактный

Теперь давайте разберем, какой из этих движков мощнее. По мощности двухтактный не превосходит первый вдвое, как может показаться вначале. Разница в мощи составляет всего 1,5 раза, вместо двух как казалось бы.

Двухтактный двигатель плохо сжигает топливную смесь, поэтому у него не получается преодолеть ту силу, на которую способен в работе четырехтактный движок. Не выработанная смесь забирает вместе с собой мощь мотора. Поэтому двухтактный проигрывает перед четырех тактным.

Опытные механики говорят, что сейчас во всех машинах стоит в основном четырехтактный движок. А двухтактные используют в мотопилах и других механических инструментах для сада и огорода.

Что лучше, двухтактный или четырехтактный двигатель

Выбор мотора производится исходя из целей его применения. Для легкого оборудования хорошо подходит двухтактный мотор с небольшими габаритами и маленьким весом. Для более высоких нагрузок используется четырёхтактный силовой агрегат. Он неприхотлив к температуре окружающей среды и имеет большой моторесурс.

Из вышеперечисленного следует, что двухтактный силовой агрегат имеет как преимущества, так и недостатки. Главными достоинствами являются небольшие габаритно массовые параметры, простота конструкции и низкая стоимость. Благодаря своим конструктивным особенностям силовые агрегаты с двумя тактами используются на скутерах, гидроциклах, лодках, сельскохозяйственном оборудовании и т.д.