Устройство двухтактного и четырехтактного двигателей скутеров, принцип работы, сравнение

Сравнение преимуществ двухтактных и четырехтактных двигателей

Преимущества четырёхтактных двигателей

— Б́ольшая экономичность
— Более чистый выхлоп (экологически чище)
— Не требуется сложная выхлопная система
— Меньший шум, вибрация
— Отсутствие необходимости постоянного контроля уровня масла

Преимущества двухтактных двигателей

— Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения
— Б́ольшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма
— Проще и дешевле в изготовлении
— Меньший вес

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.

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.

Такт сжатия — двухтактный двигатель

Поршень двухтактного двигателя поднимается от НМТ поршня (в таком положении он находится на рис. 2) к ВМТ поршня (положение поршня на рис.3), перекрывая сначала продувочное 2, а затем выпускное 3 окна цилиндра двухтактного двигателя. После закрытия поршнем выпускного отверстия в цилиндре начинается сжатие ранее поступившего в него топливной смеси. Одновременно в кривошипной камере 1 вследствие ее герметичности и после того как пoршень перекрывает продувочные окна 2, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и открывающийся клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру двухтактного двигателя.

Такт рабочего хода — двухтактный двигатель

При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь (1 на рис. 3) воспламеняется электрической искрой от свечи, после этого температура и давление смеси резко подскакивают. Под действием теплового расширения газов поршень двухтактного двигателя опускается к НМТ, в это время расширяющиеся газы сгоревшей смеси совершают полезную работу, толкая поршень. В это же время, опускаясь, поршень создает высокое давление в кривошипной камере двухтактного двигателя (сжимая топливо-воздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор.

Когда поршень двухтактного двигателя дойдет до выпускного отверстия (1 на рис. 4), оно откроется и таким образом выйдут отработавшие газы в выпускную систему, давление в цилиндре понизится. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное (впускное) окно (1 на рис. 5) и горючая смесь, сжатая в кривошипной камере, поступает по каналу (2 на рис. 5), заполняя цилиндр и одновременно продувая его от остатков отработавших газов. Далее цикл повторяется.

Немного о принципе зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя.

У большинства скутеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты. На некоторых же скутерах, например Honda Dio ZX AF35, установлен электронный коммутатор с динамическим опережением, то есть с опережением, зависящим от оборотов коленвала. С ним расширяющаяся горючая смесь совершает работу с максимальной полезной отдачей, и двигатель развивает больше мощности.

Преимущества и недостатки двух и четырехтактных двигателей

Двухтактные преимущества
1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. Двухтактный 36 кг четырёхтактный 45 кг.
2. Цена. Четырёхтактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже двухтактников.
3. Удобство перевозки двухтактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.
4. Двухтактный двигатель живее реагирует на ручку газа. В четырёхтактных для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырёхтактный 15 л.с. бежит быстрее чем такой же двухтактный? Ответ: нет не правда. У обоих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один двигатель должен ехать быстрее второго?

Двухтактные недостатки
1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм.
2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.
3. Комфорт. Четырёхтактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.
4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит из значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики «Чем проще тем надежнее» еще никто не отменял.

Какой же двигатель выбрать?
Взвесь все за и против изложенные выше и сделай выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из двигателей лучше, вы не найдёте ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники.

Электросхема китайского скутера 4т 50сс

Современные скутеры, изготовленные в Китае, имеют похожую компоновку. Инженеры Поднебесной не стали утруждаться и собрали все ответственные узлы по единой схеме. Даже если различия имеются, они минимальны.

Данное утверждение справедливо и для электрических компонентов мопеда. Любой владелец периодически сталкивается с проблемами, связанными с данными узлами. Электрическая схема китайского скутера 4т не является сложной системой, в ней заключены только главные элементы, необходимые для полноценной работы агрегата.

Зная основные узлы электропроводки и их назначение, можно быстро найти проблему и устранить ее.

Схема проводки мопеда дельта китай

Принципиальная электрическая схема китайских скутеров изображена на рисунке:

Как и в других электрических соединениях, на мопедах любых кубов существует общий провод. На данной схеме им выступает минусовая шина, проходящая по всему кузову. Соответствующая клемма аккумулятора также соединена с рамой скутера, что обеспечивает беспрерывный контакт массы каждого электрического компонента с источником питания.

Электрика и электрооборудование скутера

Основными компонентами в схеме 4т мопеда являются:

• центральный замок;
• источник зарядки аккумулятора – генератор;
• ограничитель напряжения;
• системы образования и контроля искры;
• управляющие элементы для фар, стоп-сигнала, поворотов;
• индикатор уровня топлива в баке.

Соединение всех цепей воедино осуществляется при помощи проводки.

В зависимости от модификаций и кубов скутера, в панель приборов может включаться тахометр – прибор контроля количества оборотов двигателя.

Все перечисленные узлы общей схемы выполняют строго назначенную им роль. Выход из строя хоть одного из них ведет к прекращению работы подключенных приборов. Поэтому контроль исправности основных элементов необходимо проделывать каждый определенный период, с целью профилактики.

Замок зажигания

Данный компонент в схеме 4 -тактного мопеда 50сс или 150сс представляет переключатель. Причем он многопозиционный.

Замок выполняет задачу центрального рубильника. Он выключает питание всего скутера и включает цепь обратно при повороте ключа. Сама личинка соединена с бегунком, который замыкает соответствующие контакты.

В первом положении взаимодействуют главные провода – красный и черный. Ток от аккумуляторной батареи поступает к основным цепям скутера. С тех пор он готов к запуску.

Остальные положения замыкают черно-белый провод из модуля зажигания на массу скутера. Выполняется блокировка работы мотора путем прерывания подачи искры из катушки. В зависимости от модификации, некоторые модели в электросхеме имеют стоп-кнопку. Она выполняет ту же функцию, что и замок.

Генератор

Владельцы 50сс, которые знакомы с конструкцией скутера, сразу поймут назначение данного прибора. Он вырабатывает переменный электрический ток, которым питается мопед при заведенном двигателе. Но вторым главным заданием является зарядка аккумулятора во время работы. То есть батарея обеспечивает работу приборов при заглушенном моторе, а дальше эту задачу берет генератор.

Подключение выполняется по следующему принципу. От генератора отходят несколько проводов. Минусовая шина прикреплена к раме скутера. На белом проводе присутствует переменное напряжение, которое сразу отправляется на выпрямление и стабилизацию.

В электросхеме желтый провод питает фонарь ближнего и дальнего света. Дополнительно в корпусе генератора размещен датчик Холла. Его задача – сформировать импульсы для управления искрообразованием. Электрически он не подсоединен к генератору, с ним связаны бело-зеленый и красно-черный провод. Датчик коммутируется с блоком CDI.

Реле-регулятор

Это тот самый выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное, диапазоном 13,5-14,9 В. Ц

.

Регулятор размещен под пластмассовой крышкой скутера в передней части. Он прикреплен к металлической подложке для лучшего отвода тепла.

Основными цепями схемы реле являются:

1. Зеленый провод – общий.
2. Красный – выход преобразованного и стабилизированного напряжения в установленных пределах.
3. Белый и желтый – вход переменного тока на регулятор. За счет электроники, напряжение преобразуется в мощные импульсы. По желтому проводу питается сильная нагрузка бортовой сети – фары и подсветка панели приборов.

Ток для ламп не стабилизированный, но ограничен до допустимых значений. При больших оборотах генератора напряжение выходит за рабочие диапазоны ламп, что ведет к их перегоранию. Ситуация отлично знакома тем, кто сталкивался с неисправными реле-регуляторами.

Из-за одного узла можно в считанные секунды лишиться всех лампочек, поэтому следить за бортовым напряжением следует регулярно.

Элементы цепи зажигания

Система зажигания является важным элементом в работе всего скутера. От нее зависит формирование искры и точно рассчитанный импульс, который поджигает топливо.

В состав схемы зажигания скутера входит множество компонентов, которые отвечают за определенную работу.

Модуль зажигания CDI

Первым в списке элементов стоит модуль CDI. Эта аббревиатура означает Capacitor Discharge Ignition — зажигание от разряда конденсатора.

Модуль коммутатора выполнен в неразборной коробке, поэтому при выходе его из строя он меняется на новый. К нему подключается 5 проводов, разведенных по всей схеме зажигания скутера.

Блок запрятан внутри скутера, подобраться к нему не просто. Пластиковые накладки придется полностью демонтировать.

Катушка зажигания

Назначение этого компонента – быстрый импульс высоковольтного напряжения по сигналу коммутатора. Оно поступает прямо на свечу, где преобразуется в искру.

Находится катушка с правой стороны скутера — китайца и крепится к его несущей конструкции. Распознать ее просто – она выполнена в виде пластиковой бочки. С обратной стороны находится подключенный толстый провод. Именно он переносит разряд по схеме от трансформатора на свечу.

Для защиты от попадания грязи и пыли катушка помещена в резиновый чехол.

Свеча зажигания

Ее функция проста – образовать искру и поджечь смесь внутри цилиндра. В скутере используется свеча типа А7ТС.

Ее положение скрыто от глаз, но опытные владельцы знают, где ее искать. Пройдя по высоковольтному проводу, доходим к блоку двигателя и колпачку свечи.

Резиновый уплотнитель защищает контакт от случайного электрического пробоя. Снимается небольшим усилием по направлению к себе. Сильно дергать за провод не стоит – колпачок может оторваться.

Выкручивается свеча торцовым ключом. После извлечения нужно осмотреть цвет контактов, их состояние. Показатель хорошей работы двигателя – коричневый оттенок без следов нагара. Отклонение от нормы свидетельствует о сбоях в работе карбюратора.

Стартер

Прибор служит для облегченного запуска двигателя скутера, без использования кик-педали. Стартер размещается в средней части мопеда, возле двигателя. Чтобы его открыть, необходимо снять декоративный пластик.

Подключается стартер через пусковое реле, которое находится на раме скутера.

Датчик и индикатор топлива

Датчик измеряет количество бензина в баке и сигнализирует о необходимости заправки. Он находится в самом баке и соединен тремя проводами.

Индикатор напрямую связан с датчиком. Оба питаются стабилизированным током с выпрямителя. Если наблюдаются проблемы в работе индикатора, следует проверить подключение к схеме.

Напряжение подается только при включенном замке зажигания.

Реле поворотов

Прерыватель служит для управления фонарями поворотов. При замыкании кнопки, реле выдает импульсы тока, частотой 1 Гц.

Находится блок под панелью приборов. Чтобы поменять реле нужно снять пластмассовую защиту.

Коммутация схемы не представляет сложности. При правом повороте, напряжение течет по синему проводу, который отвечает за соответствующие лампы. Левое положение переключателязамыкает серую шину на оранжевую.

Параллельно к магистралям схемы поворотов подключены дублирующие лампы на панели приборов. Они сигнализируют о включенных лампах с конкретной стороны скутера.

Звуковой сигнал

Назначение звукового клаксона понятно всем. На скутере он расположен возле реле-ограничителя.

Питается сигнал постоянным током через замок зажигания и активируется кнопкой на руле мопеда. Компонент является неразборным, поэтому при выходе из строя его меняют полностью.

Заключение

Большинство узлов 4 — тактного китайца представляют собою нерегулируемые блоки, которые просто меняются на новые. Это значительно облегчает жизнь владельцам мотоциклов.

Базовые знания принципиальной схемы электропроводки скутера позволит самостоятельно выполнить ремонтные работы и исправить проблему. Наличие инструкции под рукой поможет легко найти нужный участок на моделях 50сс и 150сс.