Двутактов двигател: Разлика между версии

'''Двутактовият двигател''' е бутален [[двигател с вътрешно горене]]. Наименованието ''двутактов'' (на немски ''Zweitaktmotor'') е дадено навъз основание наоснова работния цикъл на двигателя. ЗаПри него отделните работни фази се извършват за два хода на [[бутало]]то, т.е. за един оборот на коляновия вал, - се извършват отделните работни фази-запълване с въздух или горивна смес, компресиране, възпламеняване и работен ход на буталото, и изхвърляне на отработените газове. Този двигател е построенизобретен, наследвайки принципааналогични с използванепринципи на четиритетези тактапри начетиритактовия двигателядвигател с вътрешно горене наричан- '''цикъла на Ото''' на името на създателя си [[Николаус Ото]] (Nikolaus August Otto) .

Двутактовият двигател е със значително по-опростена конструкция от четиритактовия, което го прави по-евтин за производство, по-лек, с по-малки габарити и по-малко движещи се части и с по-ниски експлоатационни разходи. РазликатаОсновната разликата в конструкцията между четиритактовия и двутактовия двигател с картерно продухване е, че вторият няма газоразпределителен механизъм и мазителна система.

* ФункциитеПри двигателите с картерно продухване функциите на газоразпределителен механизъм се изпълнява от буталото и подходящо направени всмукателен и изпускателен отвор в двигателния [[цилиндър]]. Има и тръбаканал(и) (наричана ощенаричан преливен канал), осъществяващаосъществяващ връзка между [[картер]]а на двигателя и надбуталното пространство. За по-добро газоразпределение в буталата на автомобилния двигател [[Вартбург (автомобил)|Вартбург]] имана отвори"полата" на буталото, под гнездото на буталния болт има отвори, с които конструктивно се подобрява пълненето на картерното пространство и продухването на изгорелите [[газове]] с прясна горивна смес. Този начин за пълнене на двигателя с прясна горивна смес чрез преливни канали се нарича още '''реверсивно продухване'''. Използва сеСъществува и конструкция с т. нар. '''въртящ се шибър''', при който пластина (шибър), монтиран на коляновия вал отвара достъпа до картерното пространство за пълнене на картера с горивна смес.

При бензиновите двигатели се използва конструктивна схема с картерно продухване, където [[гориво|горивната смес]] постъпва в картера и при движението на буталото преминава над него по направлението на цилиндъра, т.е. по '''контура''' на цилиндъра. Това решение е просто и движението на газовата смес - засмукване и изпомпване от картера посредством коляно-мотовилковия механизъм се осъществява при не особено висока степен на сгъстяване. При двутактовите дизелови двигатели има конструкции решени по този начин, като се засмуква и компресира [[въздух]]. Възпламеняването при тях става, когато буталото е близо до горна мъртва точка (ГМТ), въздухът е компресиран с високо налягане и [[температура]] и впръскването на дизеловото гориво води до експлозивно самозапалване.

Тази схема за конструиране на двутактови двигатели се използва предимно в дизеловите двутактови двигатели. Принудителното нагнетяване на повече въздух в цилиндрите на дизеловия двигател ускорява продухването на отработенатаотработените смесгазове и подобрява очистването на цилиндъра, а такасъщевременно същоповишавайки иналягането на пълнене увеличава мощността на двигателя по отношение на неговия работен обем, при това с намален разход на гориво. ТоваПринудителното пълнене се осъществява от помпа, наричана '''нагнетател на Рут''', или сот '''центробежен нагнетател'''. Последният се задвижва от турбина, която използва кинетичната енергия на изгорелите газове и с това не се отнема от създаваната от двигателя мощност.

За тежкитежкотоварни камиони, кораби, самолети, танкове и други, са конструирани двутактови двигатели, при които две бутала, поставени насрещно едно срещу друго в общ цилиндър (т.нар. опозитни двигатели), движейки се управляват съответно по една група всмукателни или изпускателни отвори. Продухването на изгорелите газове се осъществява с нагнетатели или турбокомпресор. Това позволява в картерното пространство да има масло, а коляновият вал да е цяла конструкция, значително по-здрава от разглобяемите колянови валове използвани в двигателите с картерно продухване на цилиндъра от картерното пространство.

Ходът на буталото между ''долна мъртва точка'' (ДМТ) и ''горна мъртва точка'' (ГМТ) се нарича такт. Ако буталото е в ГМТ, то картерното пространство се запълва с прясна горивна смес, поради отвореният всмукателен отвор. Сместа се образува в [[карбуратор]]а и се всмуква благодарение на полученият в картера вакуум при движението на буталото от ДМТ към ГМТ.При това състояние на буталото, изпускателния и преливния отвор за продухване на цилиндъра са затворени от буталото, горивната смес е компресирана и на свещта се подава високо напрежение за възпламеняване на сместа. В резултат на изгарянето на газовата смес, температурата рязко се увеличава, газовете се разширяват и тласкат буталото към ДМТ като резултат от създаденото от тях налягане. Движейки се надолу, буталото отваря изпускателния отвор, закрива всмукателния отвор и компресира газовата смес в картера (налягането там достига стойност от 10 до 25% по-висока от атмосферното). ПрезПри отворенияпо-нататъшното преливенси каналдвижение докъм достиганеДМТ набуталото ДМТотваря и преливния канал, при което компресираната в картера смес запълва надбуталното пространство и продухва изгорелите газове. Последното е съществен недостатък на този вид двигатели, защото пряснамалка част от прясната горивна смес излиза през изпускателния отвор без да бъде използвана.

Процесите протекли през първия такт при движение на буталото надолу обобщено са: изгаряне и разширение, изпусканенапълване на изгорелитекартера газовес ипрясна запълванегоривна насмес, двигателнияпочти цилиндързавършено сизпускане пряснана горивнаизгорелите смес.газове Поди буталотозапълване сена завършвадвигателния пълненетоцилиндър с новапрясна горивна смес.

Може да се приеме, че вторият такт започва след преминаването на буталото през ДМТ. В тази позиция всмукателния отвор е затворен,.. надбуталнотоПри пространство вече е с прясна горивна смес. Ходътдвижението на буталото към ГМТ първо се затваря отворапреливния на тръбатаканал, коятос екоето връзказавършва междупроцеса картерана ипълнене надбуталнотона пространствоцилиндъра. Буталото затваря и изпускателния отвор, отваря всмукателния отвор икато създаденото по-нискотониско налягане на газовете в картера сае предпоставка въздухаатмосферният въздухът да премине с достатъчно висока скорост през дифузьора на карбуратора, итака отче разпръсквачас подизтеклото форматаот наразпръсквача мъгла бензингориво да сеобразува смеси сгоривна въздухаемулсия. ДвижениетоСъщевременно движението на буталото към ГМТ компресира горивната смес между челото на буталото и главата. Няколко градуса преди достигане на ГМТ се подава запалителна искра. Този параметър, наричан '''изпреварване (разг. - аванс) на запалването''', '''ъгъл на изпреварване''' или още '''предверениепредварение на запалването''' е различен за различните двигатели и е пряко свързан с качествотооктановото число на използвания бензин. ОбикновеноИзмерено линейно измерено в цилиндъра, предверениетопредварението обикновено е от 2,5 до 4,5 mm от(измерени между челото на буталото дои ГМТ), а отчетено като градуси на завъртане на коляновия вал - минимум пет градуса. Това изпреварване е необходимо, поради това, че процеса на избухванеизгарянето на горивото не е моментален.моментално Процеса- процесът на горене сепродължава развива лавинообразно с продължителност отоколо 0,002 до- 0,003 s, итака че с предварителното запалване се цели той да е приключил точно в момента, когато буталото достига ГМТ. С това се постига по-пълно изгаряне и по ефективно използване на горивото.

* За единица време при еднакъв обем на цилиндрите и честота на въртене на коляновия вал, двутактовиядвутактовият двигател има два пъти повече работни цикли от четиритактовия двигател, поради което еима и по-високатависока литрова мощност на двигателя. Реално мощносттаТя обаче не е два пъти по-голяма, а достигасе движи в увеличениеграниците до 60-75% от тази на четиритактовия двигател. Причината за това е, че част от хода на буталото и цилиндровия обем се използва за процесите на изпускане и продухване на газовите смеси.

* РавномернаПо-равномерна работа на двигателя, поради двойно повече работни ходове за единица време.

* ИмаДвигателите с картерно продухване имат по-висок разход на гориво и [[двутактово масло]] за еднаква мощност сравненв сравнение с четиритактовия двигател, поради особеностите при цилиндровото продухване ина пълнене с прясна горивна смес.
* При едноцилиндровите мотоциклетни двигатели трябва да се поставяпостави резонансен ауспух с обем подобряващ работата на двигателя при определени обороти. Посредством подбраните си размери и форма в определена степен се дроселира потока от изгорелите газове.

* Когато коляно-мотовилковия механизъм работи като сгъстителна помпа, в картера не се налива масло. Мазането се осъществява от наличното в горивото масло и затова за лагеруването на коляновия вал и биелите се използват сачмени лагери. Недоброто мазане и прегряванетопо-лошото му охлаждане намаляват срока на експлоатация на двигателя.

* ПорадиЧаст изгарянето наот двутактовото масло попада в цилиндъра при пълненето и изгаря по време на работния такт,. При втова атмосферата се изхвърлят отработени газове с по-високо съдържание на отровни вещества.

* Поради два пъти повече работни ходове, отделянето на топлина е значителнопо-голямо, поради което цилиндърът, буталото и целият двигателен механизъм трябва да издържииздържат значителни температурни натоварвания. Това намалява работния ресурс на двигателя до основен ремонт.

По-високия специфичен разход на гориво на двигателите с картерно продухване е наложил тези двигателите да намерят приложение в превозни средства с относително нисък общабслолютен разход на гориво - мотопеди, мотоциклети, а от 1928 година и в малолитражни автомобили.

Двутактови дизелови двигатели се използват в тежкотоварни камиони. Известни са камионите '''ЯАЗ''', съветско производство и '''Титан''' на фирмата Крупнай-Германия. Намират приложениевече като бавноходни корабни двигатели (200-300 об/мин) - без необходимост от редуктор между тях и корабния винт, поради възможността им при необходимост бързо да се форсират, зазаради преодоляваневъзможността нада голямосе натоварване.реверсират Товаи качествониският наим двигателитеотносителен еразход наложилона използванетогориво. имТези катокачества самолетниса моториги (Юнкерс)наложили и като двигатели за железопътни мотриси. Използвани са и в тежкотоварни камиони - '''ЯАЗ -''' съветско производство и '''Титан''' на фирмата Круп-Германия и като самолетни двигатели - Юнкерс. Поради тяхната непретенциозност по отношение на използваното гориво са използвани като танкови двигатели. Двигателят 5ТДФ се влага в танк [[Т-64]], а 6ТД с мощност 1 000 hp се монтира в Т-64, Т-80УД и Т-84.