Що робить двотактні двигуни менш економічними, ніж чотиритактні?

Поширена думка, що двотактні двигуни є менш економічними, ніж чотиритактні двигуни, і деякі приклади BSFC підтверджують це також.

Але що це, що призводить до того, що двотактні двигуни є менш економічними?

Раніше я вважав, що це пов'язано з тим, що впускний хід відбувається раз на два оберти в чотиритактному двигуні, на відміну від одного разу за оборотом двотактного двигуна, але зараз я не такий впевнений.

Ця стаття Evinrude дозволяє припустити, що різниця у ефективності використання палива зводиться до способу подачі палива, тому відмінності в економії палива пояснюються несправедливим порівнянням старих двотактних та нові чотиритактні.

То які чинники пояснюють різницю в економії палива між двома типами двигунів?

Так що ми знаходимось на одній сторінці щодо того, як працюють два обведення, ось малюнок. Мені довелося роздивитись, бо в мене в голові була неправильна картина.

Дивлячись на те, як насправді працює цикл, потужність потужності вимикається, створюючи продукти згоряння та потужність. Починаючи натискний удар, тиск у циліндрі є високим, що дозволяє вихлопним газам виходити, і змушує закрити впускний тростинний клапан. По мірі передового удару тиск у циліндрі зараз низький, оскільки вихлопні вихлопні гази викликають малу хвилю тиску витікаючого газу, який тепер відкриває величину очерету та втягує нову паливно-повітряну суміш.

Здається, деякі ключові причини неефективності двигуна:

• Циліндри не очищаються відпрацьованими газами поршнем, вони просто виходять, тому що тиск повітря на зовнішньому повітрі нижчий за тиск у балоні після того, як іскра запалює паливо. Це призвело б до неповного викиду відпрацьованих газів. Об'єм, що споживається цими залишковими газами, запобігає поглинанню більшої кількості суміші повітря / паливо.
• У міру нападів на частину подорожі суміш повітря / паливо також виганяється. Таким чином витрачаючи паливо, як його вигнали.
  
  Можливо, ці проблеми вирішуються більш великими двома обведеннями, але маленькі приводять у рух такі речі, як різаки бур’янів, снігоприбирачі, газонокосарки тощо, невеликі двигуни для обмеженого застосування. Не їздить по пересеченій місцевості. Для цих маленьких двигунів кількість деталей набагато важливіша, тому вони дуже добре працюють для цих застосувань.

Ефективність будь-якого двигуна внутрішнього згоряння безпосередньо пов'язана з його ефективністю Карно, де ефективність дорівнює температурі вхідного повітря за мінусом температури вихлопу, поділеної на температуру на вході. На це безпосередньо впливає коефіцієнт розширення газів. Коефіцієнт розширення дизельного двигуна наближається до 30: 1, тоді як бензиновий двигун рідко може перевищувати 13: 1 через міркування детонації із середніми октановими показниками палива. У звичайному двотактному двигуні вихлоп повинен відкриватися дуже рано на ходу потужності, щоб тиск у циліндрі опустився значно нижче, ніж вхідний заряд, щоб уникнути відпрацьованих газів, що потрапляють в передавальні отвори і змішуються зі свіжим зарядом. Чим вище робочі обороти, тим більший необхідний вивід вихлопу (називається "продувка"). Взагалі, коефіцієнт розширення дорівнює коефіцієнту розширення в поршневих двотактних двигунах. У чотиритактних двигунах вихлопні отвори, як правило, відкриваються безпосередньо перед положенням нижнього мертвого центру поршня, що дає максимальний коефіцієнт розширення. У двотактному витягу випускний отвір може відкритися на 90 градусів перед нижньою мертвою точкою, тим самим витрачаючи 50% ходу потужності і різко знижуючи ефективність за рахунок великої потужності, що виходить при більшій об / хв.

Я повинен погодитися і не погодитися з вашими твердженнями у питанні та статті.

Більш високий витрата палива двотактного двигуна здебільшого пояснюється тим, що він має потужність ходу за оберт колінчастого вала.

Однак я маю не погоджуватися зі статтею, яка стверджує, що подача палива відіграє головну роль у ефективності палива старих двотактних двигунів.

Я підтримую свої твердження, беручи на приклад різницю економічності палива між карбюрованим двотактним та двотактним карбюратором. Навіть не враховуючи ІФІ, коли обидва є вуглеводами, 4-х такт все ще виконує 2 обведення на значну кількість.

• Yamaha 125cc 2stroke двигун дає близько 70mpg
• Двигун honda 125cc 4stroke дає близько 153mpg

Очевидно, що EFI може бути прямим впорскуванням або порційним впорскуванням підвищити ефективність і вихлопність будь-якого двигуна, незалежно від того, 2-х та 4-х тактний.

Технологія E-TEC, показана у відео, - це лише GDI на двотактному двигуні; вона підвищить ефективність, але чи буде вона дорівнює GDI 4-тактному двигуну тієї ж потужності? Я дуже сумніваюся в цьому, наприклад

• Версія EFI вищезгаданого двигуна 125 куб.см дає близько 166мпг

Значення, якщо двотактний двигун suzuki з GDI може отримати більше ніж удвічі, ніж ІЗ, я згоден з цією концепцією, але з моїми знаннями про те, як працює GDI, я не впевнений у цьому.

Примітка: Двигуни від Yamaha RX135, Honda Stunner та Honda stunner PGM-FI, і це реальні показники світу.

Дуже багато що залежить від конкретних 2-х та тактних двигунів. Але головна перевага двотактних - це те, що вони можуть бути виготовлені неймовірно просто та так дешево. Двигун з трьома рухомими компонентами (колінчастий вал, шатун і поршень), ймовірно, не налаштований на споживання палива.

Найбільша проблема, мабуть, полягає у тому, що випускний отвір відкритий під час введення всмоктувальної суміші. Отже, потенційно велика кількість незгорілого палива зникає прямо вниз, вихлоп не виконує жодної корисної функції (крім, можливо, трохи охолоджує двигун).

Подальше розпорошення палива, швидше за все, не допоможе подачею всмоктувальної суміші через картері та порти, що надає паливу більше шансів утворити більші краплі.

На 2-х тактній потужності вихлоп буде розроблений для відведення суміші через двигун, як спалений вихлопний газ, так і свіжа суміш. Ймовірно, більше свіжої суміші буде надходити до вихлопу, перш ніж хвилі тиску підштовхнуть цю суміш назад до двигуна . Це добре допомагає отримати додаткове паливо (а отже, і потужність), але не настільки добре для економії. Далі він працює лише в певних діапазонах обертів.

Деякі з цих проблем можна виправити за допомогою прямого вприскування палива (а також було виготовлено 2 тактні мотоцикли з двигунами з прямим впорскуванням палива, і Ford випустив партію Fiestas в 1990-х з двотактними двигунами для оцінки). Але пряме впорскування палива - дороге і складне доповнення до простого двигуна. За допомогою такої системи повітря може надходити в двигун з подачею палива лише після закриття вихлопного отвору.

Двотактний двигун має головну перевагу перед звичайним 4-тактним двигуном. Без необхідності містити клапани, камера згоряння може бути набагато легшою за формою, що відповідає цілям цього двигуна.

Погляньте, як працює чотиритактний двигун.

а) Ударний удар - всмоктує суміш у двигун

б) Ударний удар - стискає гази

в) Вогонь

г) Ударний удар - двигун працює

д) Ударний удар - використані гази викидаються

А тепер подивіться на 2 удар

вогонь

b) Двигун Downstroke працює (високий тиск у балоні) Стискає суміш у картері

c) Перехідний удар - Двигун повинен як вихлопи, так і нові суміші - всмоктує нову суміш у картер

Таким чином, у двотактному двигуні завжди буде суміш вихлопних та незагорілих газів. Раніше був час, коли для збільшення потужності двотактна передача суміші з нижнього картера перекривала випускний отвір. Це призвело до того, що незгоріле паливо пряме через двигун.

Сучасний дизайн знижує, але не може повністю знизити ці показники, які, як видається, є більш оподатковуючими, ніж 4-х тактний метод повернення двигуна вдвічі, щоб отримати один робочий хід.

Це дуже просто. У 2-х тактному паливі також є мастило та охолоджуюча рідина, а змішування масла з бензином збільшує енергетичний вміст палива, зменшуючи октан, тому двотактні двигуни повинні мати фіксований терміни займання та надзвичайно багаті паливно-повітряні суміші, які ще більше збагачуються високоенергетична, низькооктанова олія, змішана дюйма. Повітряне охолодження робить їх ще більш чутливими до часу, температури балонів та інших змінних, які їх фіксований термін і загальна система змащування та охолодження втрат не можуть компенсувати. І, звичайно, у них є величезні вбудовані витоки вакууму, які виникають у найгірший можливий час для об'ємної ефективності, а також встановлено встановлення часу роботи клапана, хоча навіть при механічній підйомній кулачці 4-х тактний вентиль двигуна просувається в міру збільшення швидкості двигуна.

Двотактні двигуни були конкурентоспроможними низькошвидкісними плоскомоторними двигунами для сезонного використання лише до того часу, коли металургійний і виробничий прогрес дозволив створити дешеві 4-тактні двигуни OHV з електронним запаленням та впорскуванням палива, тому запалювання та налаштування палива стали автоматичними та оптимальними для більш автомобільних та сезонних застосувань, таких як снігоходи, всюдиходи, підвісні двигуни, зовнішнє енергетичне обладнання, наприклад тримери для струн та нагнітання листя та інші товари народного споживання. Удосконалення системи електронного запалювання та спеціалізована карбюрація, що стосується конкретного застосування, та очікування щодо професійних класів та цінові позиції ледве підтримують конкурентоспроможність двотактних робіт у промислових / комерційних машинах, таких як портативні ріжучі інструменти. Різальні пили, бензопили тощо.