Производители уже много лет устанавливают на скутеры четырехтактные двигатели, и за эти годы у этих движков появились как свои сторонники, так и противники. На сегодняшний день, вряд ли найдется китайский скутер, оснащенный каким либо движком кроме четырехтактника. Мопеды «Альфа» и им подобные тоже оснащены четырехтактным двигателем.
Изобретателем четырехтактного двигателя (как собственно и двухтактного) считают немца Николауса Августа Отто. По имени этого изобретателя двигатели внутреннего сгорания часто называют двигателями Отто.
Принцип работы двухтактного двигателя
В двухтактных двигателях процесс проходит в два такта.
Первый такт – поршень подымается вверх при этом сжимает топливную смесь, она воспламеняется. При движении поршня вверх выхлопные газы выталкиваются через специальные окна в стенках цилиндра. Вместе с ними выбрасывается часть свежей топливной смеси.
Второй такт – расширившиеся газы толкают поршень вниз, выхлопные газы выходят, а их место занимает свежая топливная смесь. Топливная смесь выталкивается из картера двигателя за счет движения поршня вниз.
Весь цикл работы происходит за один оборот коленчатого вала.
Иногда для упрощения понимания работы двухтактного мотора, его изображают в упрощенном виде. Например в школьных учебниках по физике были такие картинки.
Поэтому многие полагают, что топливная смесь из карбюратора поступает напрямую в цилиндр. Но глядя на эту картинку, мне непонятно за счет чего топливная смесь будет «затянута» в цилиндр. На самом деле смесь в цилиндр выталкивается из картера за счёт движения поршня вниз.
Принцип работы четырехтактного двигателя
В четырехтактных двигателях процесс происходит немного иначе.
Первый такт – поршень опускается вниз, открывается впускной клапан подавая топливную смесь в цилиндр. В нижнем положении поршня клапан закрывается.
Второй такт – поршень поднимается вверх сжимая смесь, при этом оба клапана закрыты. Смесь воспламеняется при помощи свечи зажигания в самом конце второго такта.
Третий такт – газы быстро расширяются, двигая поршень вниз, при этом оба клапана снова закрыты.
Четвертый такт — выпуск отработанных газов. Поршень двигается вверх, выпускной клапан открывается, отработанные газы выходят в выхлопную трубу. Когда поршень достигает верхнего положения – клапан закрывается.
За эти четыре такта происходят два полных оборота коленвала.
Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей
Можно смело сказать, что устройство четырехтактных двигателей сложнее чем двухтактных. Для управления топливной смесью и выхлопными газами здесь используются клапаны, которые необходимо вовремя закрывать и открывать. Также необходимо грамотно обслуживать механизм газораспределения: регулировать тепловой зазор клапанов, следить за состоянием цепи (или ремня), приводящей в движение распредвал. При этом четырехтактники оказываются более надежными и экономичными. «Характер» их более ровный и спокойный.
Еще один недостаток двухтактников заключается в том, что на их работу влияет конфигурация впускного и выпускного тракта. Например, если отсоединить глушитель у двухтактника, или заменить его на другой, не подходящий по характеристикам — мощность двигателя упадет.
Поскольку картер двухтактника тоже участвует в процессе движения топливной смеси — его герметичность имеет большое значение в работе двигателя. Двухтактник, например, может не завестись из-за плохого состояния сальников коленвала.
В последнее время в мотостроении четко наметилась тенденция оснащать новые модели скутеров четырехтактными двигателями. Этому есть несколько причин. Например, неэкологичность и высокий расход топлива у двухтактных двигателей. Однако на сегодняшний день так же существуют производители, которые занимаются разработкой нового поколения двухтактных двигателей.
Если сравнивать мощность двухтактного и четырехтактного двигателей , то здесь пальма первенства конечно будет за двухтактником. К тому же, время разгона скутера оснащенного четырехтактным двигателем несколько больше чем двухтактного.
Однако,если к двигателю предъявляют требования по экономичности, надежности — то здесь четырехтактные моторы вне конкуренции. К тому, же эти двигатели отличаются негромкой работой.
В четырехтактном двигателе смазка коленвала с подшипниками, поршня, компрессионных колец, цилиндра, поршня и его пальца осуществляется посредством подачи масла при помощи маслонасоса, а также разбрызгиванием. Коленчатый вал такого двигателя постоянно находится в масляной ванне. Это позволяет не смешивать топливо с маслом или добавлять его в специальный бачок. А значит отпадает необходимость приобретать специальное масло, как для двухтактников. Заливаем в топливный бак чистый бензин и едем.
Но с другой стороны — система смазки, это слабое место четырехтактного двигателя. Дело в том, что для нормальной работы системы смазки двигатель всегда должен находиться в вертикальном положении, или близок к этому. Чтобы маслонасос постоянно подавал смазку — необходимо чтобы в картере двигателя был определенный объем масла, и чтобы заборная трубка маслонасоса постоянно была погружена в масло. Именно по этой причине все ручные бензоинструменты (бензопилы, триммеры, бензорезы, мотобуры) имеют двухтактный двигатель. Двухтактный двигатель может работать в любом положении, достаточно обеспечить подачу топливной смеси в карбюратор, а вместе со смесью приходит смазка.
Подводим итоги
Четырехтактные двигатели являются более надёжной, экономичной и экологичной моделью тепловых двигателей. Всё чаще их устанавливают на малую бензотехнику (бензогенераторы, мотоблоки, мотопомпы) и мототранспорт (мотоциклы и мопеды).
Но двухтактным двигателям пока не придумали достойной замены там, где возможны сильные наклоны мотора при работе, например это бензопилы, бензотриммеры и т.п. К тому же двухтактники обычно легче, проще и дешевле своих четырёхтактных собратьев.