Устройство и принцип работы четырехтактного двигателя скутера
Уже давно производители устанавливают 4-тактные двигатели на мотоциклы. Новые китайские скутеры тоже оснащаются четырехтактным ДВС (двигателем Отто). Об устройстве и принципе работы этого двигателя, а так же об отличиях 4-тактного мотора от 2-тактного написана эта статья. Справка Изобретатель 4-тактного двигателя внутреннего сгорания (как впрочем, и двухтактного) немец Николаус Август Отто (1832-1891). Поэтому ДВС иногда называют двигателем Отто.
Из соображений экономичности, все больше скутеров оснащается четырехтактными двигателями. Хотя эти моторы при одинаковом объеме цилиндра уступают по мощности двухтактным, они обладают своими преимуществами:
-экономичность расхода топлива
-четырехтактный двигатель работает тише и устойчивей.
В отличие от двухтактного двигателя, в котором смазка коленвала, подшипников коленвала, компрессионных колец, поршня, пальца поршня и цилиндра осуществляется благодаря добавлению масла в топливо; коленвал четырехтакного двигателя находится в маслянной ванне. Благодаря этому Вам не надо смешивать бензин с маслом или доливать масло в специальный бачок (на моделях двухтактных скутеров с раздельной системой смазки). Достаточно залить чистый бензин в топливный бак и можно ехать, при этом отпадает необходимость покупки специального масла для 2-тактных двигателей. Так же на зеркале поршня и стенках глушителя и выхлопной трубы образуется значительно меньше нагара. К тому же, в 2-тактном двигателе происходит выброс топливной смеси в выхлопную трубу, что объясняется его конструкцией. К незначительным недостаткам, которые с лихвой окупаются достоинствами, можно отнести работы по регулировке теплового зазора клапанов и время разгона скутера с места, которое несколько больше, чем у двухтактных мопедов. Последнюю проблему можно устранить оптимальной настройкой вариатора и центробежного сцепления.
Итак, перейдем к описанию устройства и работы четырехтактного двигателя скутера.
Вот это анимированая модель двухтактного двигателя, на ней же показан принцип работы резонатора, который возвращает топливную смесь обратно в цилиндр. В четырехтакном же двигателе выпускной канал закрывается клапаном, поэтому установка тюнингового глушителя, рассчитаного на двухтакники, ничего (кроме шума) не принесет. Анимация( Нажать)
Четырёхтактный двигатель
Рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов. Поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, соединение с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Впуск — четырёхтактный двигатель
В процессе впуска поршень четырёхтактного двигателя идёт из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). Одновременно кулачком распредвала открывается впускной клапан, — в цилиндр четырёхтактного двигателя затягивается свежая топливно-воздушная смесь.
Сжатие — четырёхтактный двигатель
Поршень четырёхтактного двигателя поднимается из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую топливную смесь. Одновременно и значительно поднимается температура горючей смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степенью сжатия (не путать с компрессией). Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Но, для четырёхтактного двигателя с б́ольшей степенью сжатия требуется топливо с б́ольшим октановым числом, которое дороже.
Сгорание и расширение (рабочий ход поршня) — четырёхтактный двигатель
Незадолго до окончания такта сжатия горючая смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. Во время следования поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси именуется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы давление газов достигло максимальной величины когда поршень будет находиться в ВМТ. Тогда использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Скорость горения топлива практически не меняется, то есть занимает фиксированное время, следовательно чтобы достичь максимальной производительности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания пропорционально уровню оборотов коленвала. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель). В более современных двигателях для регулировки угла используется электронное опережение зажигания.
Выпускная система — четырёхтактный двигатель
После НМТ такта рабочего хода поршня четырёхтактного двигателя открывается выпускной клапан, и поднимающийся поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и четырёхтактный цикл начинается сначала. Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндра/-ов горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндра/-ов четырёхтактного двигателя от отработанных газов.
Четырехтактный двигатель скутера: 1 — цилиндр с головкой 2 — крышка головки цилиндра 3 — карбюратор 4 — впускной патрубок 5 — электростартер.
Для ещё большей наглядности посмотрите видеоролик, наглядно показывающий работу четырёхтактного двигателя. На этом видео демонстрируется автомобильный четырёхцилиндровый шестнадцатиклапанный (то есть, в каждом цилиндре по два впускных и выпускных клапана, для лучшей продувки) двигатель, однако сути это не меняет.
Система питания скутера. Скутер системы двигателя
Скутеры имеют большую популярность благодаря экономному расходу топлива, возможности ездить без прав на определенных моделях и великолепной маневренности в городских условиях. На нем без труда можно добраться до места учебы, работы или отдыха, приятно просто покататься с друзьями, или проехать на рыбалку. Благодаря узким габаритам водители скутеров никогда не стоят в пробках. Обслуживание малого «железного коня» обходится гораздо дешевле мотоцикла или автомобиля. Но как не запутаться в различных характеристиках этой техники и подобрать аппарат подходящий пользователю по весу, росту и предпочтениям проходимости? Развернутый ответ на этот вопрос предоставлен здесь.
Двухтактный двигатель
В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленвала (а не двух, как в четырёхтактных) за два (а не четыре) основных такта. У двухтактных двигателей отсутствуют клапаны (как в четырехтактных ДВС), их роль выполняет сам поршень, который в процессе перемещения то закрывает, то открывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому двухтактный двигатель более прост в конструкции.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего в 2 раза числа рабочих тактов. Однако неполное использование хода поршня двухтактного двигателя для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты части вырабатываемой мощности на продувку приводят практически к увеличению мощности только на 60 — 70%.
Итак, рассмотрим конструкцию двухтактного ДВС, показанную на рисунке 1: Двухтактный двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндр.
Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит за счёт топливной смеси, — смеси бензина и масла в определённой пропорции. Из рисунка 1 видно, что топливная смесь (желтый цвет) попадает и в кривошипную камеру двухтактного двигателя (полость, где закреплен и вращается коленчатый вал), и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась бы топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно быть способно выдерживать высокие температуры и, сгорая вместе с топливом, оставлять минимум зольных отложений, то есть нагара.
Теперь о принципе работы. Весь рабочий цикл в двухтактных двигателях осуществляется за два такта.
Скутер из чего состоит
Размеры ремней вариатора скутера
Размеры ремней популярных скутеров (Honda, Yamaha, Kymso и тд.)
Двигатели на Китайских скутерах
Статья-обзор двигателей, которые ставятся на китайские скутеры и мопеды, например двигатели 139QMB или 1P39QMB
Топливная система скутера
Устройство и основные узлы топливной системы 4Т скутера.
Редуктор скутера — устройство
Редуктор — механизм, передающий и преобразующий вращающий момент, с одной или более механическими передачами. Устройство редуктора скутера.
Принцип работы четырехтактного двигателя скутера
Устройство четырехтактного двигателя скутера, а также его плюсы.
Устройство карбюратора скутера
Карбюратор на первый взгляд выглядит сложным устройством, но немножко теории и Вам будет проще справиться с его настройкой. Первое, что нужно знать, это хотя бы азы принципа работы карбюратора и основные его органы управления и регулировок. Ручка газа на руле напрямую соединена с воздушной заслонкой и закрепленной в ней дозирующей иглой. Воздух, проходя через карбюратор, будет захватывать топливо из топливной камеры.
Проблема с продувкой
Чем выше обороты коленвала, тем больше мощность. Но, конструкция двухтактных двигателей имеет такую особенность — чем быстрее начинает двигаться поршень, тем хуже продувается камера сгорания цилиндра, так как окна подачи и выпуска отработавших газов остаются открытыми очень мало времени.
Камерная продувка — это удаление газов и впрыск топлива в цилиндр из картера. Топливо начинает всасываться и находиться в картере при движении поршня вверх. Затем, когда поршень идет вниз, впускной канал закрывается и открывается продувочное окно, через которое подается новая порция топлива и выгоняются газы отработавшей предыдущей смеси топлива (смотрите рисунок выше, посередине).
Такая простая конструкция двухтактного двигателя исключает необходимость устанавливать газораспределительный механизм (ГРМ), насоса продувки, клапанов и узла смазки.
Продувка во время работы двухтактного двигателя на холостом ходу (ХХ) осуществляется по-другому. Во время работы на ХХ, продувка осуществляется открыванием на маленький угол заслонки. Такая продувка не качественная, поэтому на холостом ходу, многие наверное замечали, двигатель бензопилы или газонокосилки работает не стабильно. Что касается бензопилы, например, Echo (Эхо), то там надо наполовину вытягивать подсос.
Одноцилиндровый двухтактный двигатель имеет контурную продувку, то есть щелевую. В нижней части цилиндра в стенке есть специальная щель, через которую происходит газораспределение. В такте сжатия и рабочего хода, то есть когда поршень вверх, отверстия впуска и продувки должны быть закрытыми.
Контурная продувка — это предпоршневой объем (цилиндр под поршнем) представляет собой продувочный насос. Такая конструкция позволяет делать двигатели самых малых габаритов.
Устройство скутера и его основные узлы.
Устройство скутера с точки зрения организации его основных узлов можно рассмотреть с помощью рисунков ниже.
Управление скутером осуществляется, как правило, тремя элементами: ускорение — 1) ручка газа; тормоз — 2) задний и 3) передний. Из двух рулевых ручек скутера — ручка газа правая. Тормоза с обоих сторон; задний и передний — справа или слева, каждый производитель решает сам, как устроить.
Кроме того, на рулевой панели (если можно так выразиться ) устроились датчики, управляющие кнопки и переключатели (см рисунок). Обычно так: слева — клаксон (1), поворотники (2), переключатель ближнего/дальнего света (3); справа — электростартер (4), свет вкл/габариты/выкл (5), и иногда стоп-кнопка-переключатель (ей можно заглушить двигатель не выключая зажигание, но и не заведёшь, пока не включишь обратно) (6). Цифрой 7 обозначен регулятор натяжения тросика газа. На моём скутере есть еще кнопки управления электронными часами. Из датчиков — спидометр, иногда тахометр, датчик уровня топлива, на двухтактниках почти всегда присутствует датчик уровня масла в маслобаке, индикаторы света, поворотников. Также, у скутеров с гидравлическими тормозами, обычно на руле располагается «тормозной бачок» (8), — по нему определяется уровень тормозной жидкости. Для чего в устройстве скутера двигатель, думаю объяснять не нужно. Скутер может быть оснащён двухтактным или четырёхтактным двигателем — в зависимости от этого устройство скутера может дополняться дополнительными узлами, например, маслонасос для двухтактного двигателя. (Ну, дизельные, роторные и реактивные двигатели на скутеры пока не ставят. По крайней мере, серийно
Источник
Общее устройство скутера
Любой владелец скутера должен знать, как устроено его транспортное средство, ведь без таких знаний не только нельзя узнать причину неисправности, но и устранить её. Практически вся техника, неважно в какой стране или на каком заводе она была произведена, отличается одинаковой схемой устройства скутера, поэтому изучив и починив один мопед, вы без труда сможете устранить неполадки в любом другом.
Скутеры по праву считаются одни из самых экономичных и неприхотливых средств передвижения. Простота в эксплуатации, небольшая мощность двигателя и удивительная проходимость сделали скутеры одним из самых популярных видов техники.
Если рассматривать общее устройство скутера, то, можно сказать, что этот транспорт заключает в себе двигатель, трансмиссию, подвеску, ходовую часть, пластиковые детали и системы, отвечающие за управление. Следует детально рассмотреть функции основных узлов мопедов.
- В двигателе скутера (устройство зачастую представляет собой ДВС – двигатель внутреннего сгорания) энергия, получаемая от сгорания топлива, преобразуется в механическую, которая и приводит технику в движение.
- Основная функция трансмиссии заключается в передачи крутящего момента из двигателя к ведущему колесу (в случае скутеров — это заднее колесо). Трансмиссия большинства мопедов, которые были произведены в период с начала 2000 годов по сегодняшний день, состоит из автоматического вариатора, сцепления, редуктора, а также системы ножного запуска.
На схеме представлено общее устройство мопеда: 1 – передний обтекатель; 2 – панель рулевого управления; 3 – защитный рулевой обтекатель; 4 – места для пассажира и водителя; 5 – багажник, расположенный под сиденьем; 6 – крыло; 7 – боковой обтекатель; 8 – заднее колесо; 9 – силовая передача; 10 – водительский пол; 11 – подвеска; 12 – тормозная система. |
- К ходовой части мопеда относятся оба колеса, тормозная система и подвеска. Именно благодаря подвеске, которая обеспечивает связь колёс с рамой, вибрации при езде гасятся, а торможения или набор скорости осуществляются плавно и мягко.
На фото показано устройство мопеда, а точнее, блок «двигателя и трансмиссии»: 1 – место, где двигатель крепится к раме; 2 – цилиндр двигателя; 3 – собственно, трансмиссия, в которую входит устройство вариатора скутера, а также сцепление; 4 – место, к которому крепится амортизатор; 5 – колесо. |
В основном на всех мопедах стоит либо двухтактный, либо четырёхтактный бензиновый двигатель и, в зависимости от таких особенностей, мопед или скутер может быть дополнен различными компонентами – например, маслонасосом.
Следует отметить, что устройство карбюратора скутера также относится к блоку «двигателя-трансмиссии», хоть оно и не указано на фото.
- К устройствам управления скутера относят руль, ряд кнопок зажигания, поворотников, переключатели света фар тормозные рычаги и регулятор скорости.
- Пластиковой облицовкой называют все грязевики, обтекатели, а также такой тюнинг, как спойлеры или панели, выполняющие эстетическую функцию.
Боковые зеркала, багажник, кофры и другие детали, не входящие в базовое устройство скутера, называют дополнительными компонентами или оборудованием.
Несмотря на то что многие мотолюбители привыкли к скутерам с автоматическим центробежным сцеплением, на рынке можно встретить также и двухколёсную технику с механической системой переключения передач (например, с механической четырёхступенчатой коробкой переключения передач с объёмом двигателя в 49,3 куб. см). Такие скутеры считаются редкостью и требуют от водителей больших навыков управления.