Помимо очевидных различий в впрыске топлива, зажигании и фазах газораспределения, есть ли какие-либо другие различия в конструкции двухтактных и четырехтактных двигателей?
Зависит от.
Ключевым моментом двухтактных двигателей является то, что так называемая продувка происходит с поршнем внизу: в конце рабочего цикла/начале цикла сжатия. Во время продувки застоявшийся отработанный воздух вытесняется нагнетаемым свежим воздухом. Что-то делает нагнетание . Таким образом достигается цель тактов выпуска и впуска 4-тактного двигателя за малую долю такта!
Воздух большой, поэтому требуется большой насос (с точки зрения размера, а не мощности).
Крошечная маленькая модель самолета и двухтактная бензопила — это ужасные исследования целесообразности: насколько легким и простым мы можем сделать двигатель, чтобы он все еще работал? Они используют заднюю часть поршня в качестве продувочного насоса, поэтому масло в топливе наносит ущерб всему: от плохой смазки коленчатого вала до утяжеления выхлопа маслянистым нагаром.
Более крупные двухтактные двигатели великолепны. Они часто имеют 4 клапана на цилиндр (все выпускные) - впуск осуществляется через обычные отверстия, открытые поршнем. Очевидно, что это никак не снижает сложность, но дает в два раза больше рабочих тактов для большей мощности в том же двигателе.
Поскольку многоцилиндровый* двигатель не может использовать заднюю часть поршня для продувки, в этих двигателях используется надлежащая и нормальная система смазки. Они тоже должны быть наддувными - без вариантов. Самые причудливые используют центробежный нагнетатель с турбонагнетателем — по сути, турбокомпрессор, который также приводится в движение коленчатым валом с обгонной муфтой. (С крикуном снаряжения). Он механически продувается до тех пор, пока двигатель не разовьет достаточную мощность, чтобы турбина вступила во владение.
Двигатель Fairbanks-Morse и некоторые большие морские двигатели являются лучшими из обоих миров, потому что они избавляются от клапанного механизма и добавляют второй коленчатый вал, представляющий собой оппозитный поршень (а не оппозитный цилиндр, как в оппозитном двигателе). Два поршня соприкасаются. Серьезно . Один поршень открывает впускные каналы, а другой — выпускные.
Британский Deltic добавляет третий коленчатый вал — серьезно — и теперь есть три набора цилиндров в виде треугольника. Пара противоположных поршней в каждом цилиндре, по шесть на ряд цилиндров. Действительно . Как и у Fairbanks-Morse, впускные и выпускные отверстия расположены на разных поршнях.
У Fairbanks и Deltic есть кулачки, но только для управления топливными форсунками, поскольку они дизельные.
* Ну, два возможны с продувкой поршня, но они должны срабатывать одновременно, что в значительной степени лишает смысла два цилиндра.
Для двухтактного двигателя:
Для четырехтактного двигателя:
Не уверен, что вы считаете это «помимо кажущегося» ... но IMO единственная наиболее поразительная особенность двухтактного двигателя заключается в том, что он использует обе стороны поршня для работы с объемами газа † . Вот что дает ему такую высокую мощность для данного размера: он не «тратит впустую» пространство, которое в любом случае обязательно занимает картер. С другой стороны, это означает, что коленчатый вал должен работать в условиях, далеких от идеальных: вместо того, чтобы с ним нянчились ‡при хорошем запасе свежеотфильтрованного масла, специально подобранного для этой цели, ему приходится обходиться небольшим количеством масла, подмешанного в топливо. И это масло просто создает проблемы для фактического сгорания, которое в двигателе Отто недостаточно горячо, чтобы должным образом сжечь менее летучие компоненты за доступное время. Остатки масла способствуют тому, чтобы двухтактный двигатель был настолько грязным, по сравнению с четырехтактным, который хорошо отделяет от газового потока требующие смазки детали: коленчатый вал под поршнем и распределительный вал вне камеры двигателя.
† Это не относится к большим судовым дизельным двигателям, которые также являются двухтактными, но имеют другую конструкцию . Но я не думаю, что это то, что вы имеете в виду.
‡ ...за исключением случаев, когда это не так. Стандартные четырехтактные двигатели с мокрым картером имеют недостаток, заключающийся в том, что требуется постоянная ориентация силы тяжести / ускорения вниз. Это не относится ни к высокопроизводительным гоночным автомобилям (в которых, как правило, используются сложные системы с сухим картером), ни к небольшим переносным двигателям, таким как радиоуправляемые самолеты или бензопилы (которые вряд ли могли позволить себе дополнительную сложность). Двухтактный двигатель мало обращает внимания на ориентацию, поскольку поток газа легко распределяет масло везде, где это необходимо, несмотря ни на что.
Да, количество рабочих ходов на оборот, проще: меньше движущихся частей, выбросов или уровней загрязнения. Посмотрите здесь: http://mechstuff.com/differences-advantages-disadvantages-of-4-stroke-2-stroke-engine/
Также двигатель TS3 - двухтактный, с горизонтально расположенными поршнями, используемый Rootes / Commer, и имел нагнетатель.
Важно понимать, что воздуходувка, используемая на двухтактном грузовике Detroit Diesel или промышленном двигателе, НЕ является нагнетателем. Вентилятор используется для подачи положительного потока воздуха в картер при относительно низком давлении, но выше атмосферного. Нагнетатель Рутса, когда он используется в качестве «нагнетателя», как на драгстере, используется на повышенных скоростях, чтобы обеспечить высокое давление наддува на впуске топлива. В 2-тактном Detroit Diesel воздухозаборник поступает через отверстия в цилиндре, усиленный нагнетателем. топливо поступает через форсунки в верхней части такта сжатия, а клапаны используются только для выпуска. Четыре такта работают по общему принципу 1. Всасывание, 2. Толчок, 3. Взрыв, 4. Выдувание или 1. Впуск, 2. Сжатие, 3. Мощность, 4. Выпуск..
пользователь_1818839
Михал