Как работает лодочный мотор
Принцип работы 2-х и 4-х тактных двигателей
Для начала рассмотрим устройство двигателей внутреннего сгорания.
Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один.
Присутствуют те же 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой или в сжатый воздух форсунка впрыскивает топливо, которое самовоспламеняется, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.
В случае с двухтактным процессом всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя.
В простых мотоциклетных моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня. Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.
По материалам сайта airbase.ru
Преимущества и недостатки двух и четырех тактных ЛОДОЧНЫХ моторов.
Двухтактные преимущества
1. Меньший вес. Пример: 15 л.с. 2х тактный 36 кг 4-х тактный 45 кг. Казалось – бы 45 кг. – легко. Все не так просто. Вес мотора распределен крайне неравномерно. Примерно 90% весит голова (сам двигатель) 10% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это + одна маленькая не всегда удобная ручка для переноски делает этот процесс крайне затруднительным.
2. Цена. 4-х тактные двигатели сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, поэтому всегда дороже 2-х тактников.
3. Удобство перевозки 2-х тактника. Можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. Т.е. достал из багажника, поставил, завел, поехал.
4. 2-х такт мотор живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню необходимо сделать 2 полных оборота в то время как в 2-х тактных только один. Частый вопрос: А правда ли что 4-х такная 15 л.с. бежит быстрее чем такая же 2-х тактная? Ответ: нет не правда. У обеих этих двигателей мощность на валу 15 л.с. При прочих равных условиях почему один мотор должен ехать быстрее второго?
Двухтактные недостатки
1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для 2х такта 300 грамм на одну лошадинную силу для 4х такта 200 грамм.
2. Шумноcть. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило работают немного громче 4х тактников.
3. Комфорт. 4-х тактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилинровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как 2-х тактники. Дымность важный момент, особенно если вы любите тролить.
4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что 2-хтактные моторы 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 4-х тактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны 4-х тактный мотор 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 лодочный мотор выбрать?
Взвесьте все за и против изложенные выше и сделайте выбор самостоятельно. Однозначного ответа на вопрос: какой из моторов лучше Вы не найдете ни в одной из книг ни на одном из форумов. И у тех и у других типов двигателей есть свои поклонники. Личное мнение автора: мотор до 40 л.с. должен быть 2-х тактным, а свыше 40 л.с. – четырехтактником.
Лодочные моторы: принцип работы двухтактных и четырехтактных двигателей
Наверное, для многих является актуальным вопрос: чем же четырехтактный мотор лучше двухтактного? А так же и другие, например: как вообще выбрать лодочный мотор? Для начала рассмотрим внутренее устройство двигателей. Такт рабочего цикла ДВС (двигателя внутреннего сгорания) представляет собой ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При четырехтактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном – за один. Итак, начнем по порядку.
При 4-тактном процессе присутствуют 4 такта: впуск, сжатие, сгорание и расширение, выпуск. А теперь поподробнее.
Впуск
В течение этого такта поршень опускается из ВМТ (т.е. верхней мёртвой точки) в НМТ (т.е. нижнюю мёртвую точку). При этом кулачки распределительного вала открывают впускной клапан, и через данный клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.
Сжатие
Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом существенно вырастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ именуется степенью сжатия. Степень сжатия – является очень важным параметром, традиционно, чем она больше, тем больше топливная экономичность лодочного мотора. Впрочем, для двигателя с большей степенью сжатия требуется горючее с более высоким октановым числом, которое несколько подороже.
Сгорание и расширение (рабочий ход поршня).
Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ горючее сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, при этом, – 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. При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, именно поэтому, для повышения производительности мотора необходимо увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых лодочных двигателях данная регулировка производилась механическим устройством (центробежным и вакуумным регулятором, воздействующим на прерыватель). В более современных моторах для регулировки угла опережения зажигания применяют электронику.
Выпуск
После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала. Следует также помнить, что следующий процесс (к примеру, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предшествующий (к примеру, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называют – перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для более лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для эффективной очистки цилиндров от отработанных газов.
В случае с двухтактным процессом всё уже не так легко и просто.
Здесь такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном моторе процессы впуска и выпуска все же присутствуют, для их осуществления нужно, чтобы давление на входе в цилиндр было намного выше атмосферного. То есть, необходим принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными бензиновыми двигателями для мотоциклов, могут конечно же возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- либо механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя. В простых мотоциклетных (так же, как и в лодочных) моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня.
Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх, нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт дальше вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень следует снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. После этого сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, осуществляя пи этом такт расширения, либо рабочий ход.
А сейчас давайте рассмотрим плюсы и минусы двухтактных лодочных моторов по сравнению с их четырехтактными «собратьями».
Начнем с преимуществ.
– Меньший вес. К примеру: 15 л.с. двухтактный весит – 36 кг, а вот четырехтактный уже все 50 кг. Казалось бы 50 кг – это легко. Все не так просто. Вес мотора распределен весьма неравномерно. Приблизительно 80% весит голова (т.е. сам двигатель) 20% нога. Не нужно также забывать и о большем у 4-х тактников размере головы. Все это, да еще одна маленькая не всегда комфортная ручка для переноски делает этот процесс ну очень затруднительным.
– Стоимость. Четырехтактные моторы сложнее в производстве, состоят из большего количества деталей, именно поэтому, они всегда будут дороже стоить чем двухтактники.
– Удобство при транспортировке. Двухтактный лодочный мотор можно возить в любом положении, перед началом эксплуатации не требует отвешивания. То есть достал из багажника, поставил, завел и помчался по водной глади.
– Двухтактник живее реагирует на ручку газ. В 4-х тактниках для совершения полного рабочего цикла поршню следует сделать 2 полных оборота в то время как в двухтактных только один. Частый вопрос: А правда ли что четырехтактник 15 л.с. бежит быстрее чем такой же, но двухтактник? Отвечаем: нет, это не правда! У обоих этих моторов мощность на валу 15 л.с. По логике вещей: при прочих равных условиях, почему один мотор должен ехать быстрее второго?
Теперь коснемся недостатков…
– Больший расход топлива. Напомним, приблизительный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного – 300 грамм на 1 л.с., для четырехтактного – 200 грамм на 1 л.с. в час при полном “газе”. Больший расход связан с тем, что цикл выброса отработанных газов и впуска свежего топлива у двухтактников совмещен, именно поэтому, часть свежего топлива выбрасывается вместе с отработанными газами в выхлоп. В этом же и заключается экологическая проблема, то есть часть бензина, смешанного с маслом просто выливается в воду. Именно поэтому, двухтакные моторы (кроме моторов с системой по уровневого впрыска) запрещены и в странах ЕС, и в США.
– Высокий уровень издаваемого шума. На максимальных оборотах 2-х тактные моторы как правило функционируют несколько громче четырехтактников.
– Удобство при эксплуатации. Четырехтактные моторы не так вибрируют на малых оборотах (примечание: это касается только двухцилиндровых двигателей. Одноцилиндровые и 2-х и 4-х тактники вибрируют примерно идентично) и не так дымят как их соперники – двухтактники. Дым образуется в основном из-за сгорания масла, которое добавляется непосредственно в бензин у двухтактных моделей. Дымность важный момент, исключительно в том случае, если Вы любите тролить. Достаточно часто это невероятно напрягает особенно в тихую безветренную погоду.
– Проблема долговечности. Достаточно спорный пункт. В народе бытует такое суждение, что двухтактные лодочные моторы менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов мотора подается вместе с бензином, а значит, функционирует не так результативно в отличие от 4-х тактных лодочных моторов, где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Однако с другой стороны четырехтактник по своей конструкции гораздо сложнее конкурента, состоит из значительно большего количества деталей, а золотое правило механики “чем проще – тем надежнее” еще никто не отменял!
Устройство лодочного мотора
Рассмотрим устройство подвесного лодочного мотора на примере четырехтактного Honda BF5, изображение которого мы взяли с официального сайта “Honda”. Мотор на картинке предстает перед нами в полураздетом состоянии и на ней наглядно можно разглядеть основные узлы ПЛМ.
Сразу скажем, что это одноцилиндровый, 4-х тактный мотор. На 2-х тактном основные узлы ничем не различаются, в нем только нет клапанной системы газораспределения (нет распредвала, клапанов, масляного картера). У двухтактников вместо этого есть специальные отверстия в стенках цилиндров, через которые в них поступает топливная смесь и выходят отработанные газы.
Что примечательно, то в этом, казалось бы маломощном, 5-ти лошадном лодочном моторе, уже есть термостат и это одноцилиндровый двигатель, на секундочку. Привод у Хонды немного другой, по сравнению с большинством аналогичных моторов. Вертикальный вал составной, части его соединяются прямо под редуктором. Так что устанавливать сапог после ремонта системы охлаждения будет не сложно.
Кроме того у Honda BF5 нет встроенного бензобака, да и вообще Хонда их не ставит на свои моторы. Ручной стартер здесь тоже не стандартного типа, как мы привыкли, с верхним расположением на маховике. Но зато у Хонды он надежнее, т.к. ваши мышечные усилия передаются на маховик не лепестковой, а зубчатой передачей с передаточным отношением. Такое конструкторское решение японских инженеров уменьшило усилие при заводке мотора, так что лодочные моторы Хонда заводить может и женщина и ребенок. Но это не уникальное решение, Evinrude и Johnson давно уже его практикуют.
Рычаг КПП здесь расположился сбоку, хотя последние мировые тренды (и мировые бренды) говорят о том, что в передней части мотора будет удобнее.
Карбюратора здесь не видно, но поверьте он есть.
У большинства маломощных лодочным моторов топливный насос крепится на паре болтов. Шток топливного насоса, через отверстия в блоке цилиндров, взаимодействует с кулачками распредвала. Аналогичные кулачки предназначены для толкателей клапанов. Все эти кулачки на распредвале расположены так, чтобы кулачки и топливный насос работал в строго определенном режиме. Распредвал напрямую связан с коленвалом лодочного мотора через зубчатую передачу. Но всё это относится исключительно к 4-х тактным моторам.
Чем Хонда 5 ничем не отличается от других ПЛМ так это системой охлаждения с крыльчаткой, редуктором и самим механизмом переключения передач. А вот выхлоп тут не через ступицу, а над гребным винтом, точно также как и у четырехтактной Ямахи 5. Многие спорят о плюсах и минусах такого решения, но на наш взгляд – все равно, и та и та система выполняет свои функции. Противники выхлопа над винтом говорят, что он громче, но как это можно замерить на фоне шума самого двигателя. Почему японцы пошли на такой шаг не известно, но явно тут не при чем влияние выхлопа на гидродинамику винта, мотор то всего 5 л.с., не те тут скорости. Да и у всех более мощных лодочных моторов выхлоп идет через ступицу винта.
Надеемся, что после такого разбора устройства типичного лодочного мотора, вопросов у вас осталось меньше. Если остались – пишите, постараемся ответить.
Особенности устройства лодочного мотора
Конструкции лодочных моторов, как стационарные, так и подвесные, сегодня крайне востребованы во всем мире. Этот агрегат в свое время произвел революцию, и до сих пор является очень востребованным в лодочной среде. Конечно, ведь лодочный мотор – это основа всей лодки, без которой судно не сможет быстро и мощно рассекать водное пространство.
Лодочный мотор Suzuki DF15
Сегодня существует огромное множество лодочных агрегатов, которые отличаются своими функциями, конфигурациями, техническими моментами, дизайном, цветами и многим другим. Наиболее популярными являются такие лодочные агрегаты, как двухтактные и четырехтактные моторы на лодки. Эти современные агрегаты отличаются совершенными характеристиками надежности, безопасности и долговечности. Также можно долго говорить о том, насколько они являются практичными.
Особенности современных лодочных моторов
Общие характеристики современных агрегатов на лодки являются весьма внушительными. Сегодня мототехника сделала огромный шаг вперед, и тем самым сделала устройство лодочного мотора очень технологичным и совершенным:
- сегодня подвесными лодочными моторами оснащают очень многие плавательные средства, такие как гидроциклы, яхты, катера и лодки, а также надувные лодки ПВХ. Можно сказать, что эти моторы являются универсальными. Порой даже, имея сразу и гидроцикл и лодку, лодочник имеет лишь 1 мотор на 2 средства передвижения;
- лодочные моторы обладают крайне надежными, практичными и долговечными характеристиками. Особенно выделяются двухтактные и четырехтактные лодочные моторы, которые завоевали популярность во всем мире. Это крайне надежные агрегаты, которые являются очень мощными. Максимальная мощность таких лодочных моторов составляет 300 лошадиных сил. Большинство подобных лодочных моторов обладают очень хорошей экономичностью, учитывая их мощность. Порой экономичность доходит до 45 процентов;
- говоря про устройство лодочного мотора, нельзя не упомянуть про картер и коленчатый вал, которые всегда присутствуют в подвесном лодочном моторе. Литой алюминиевый картер обычно состоит из трех частей, образуя 2 кривошипные камеры. Их разделяет специальное кольцо двигателя, которое называют лабиринтным. Если говорить про разъемы камер, то их плоскости имеют уплотнение специальными прокладками, а также надежными резиновыми сальниками. Кроме того, есть специальные фланцы на картере двигателя, к которым и крепятся цилиндры агрегата. А также именно сюда присоединяются такие детали, как насос и карбюратор. Кроме того, примерно в середине картера обычно есть специальный канал посредством которого через карбюратор и кривошипные камеры проходить смесь бензина. Такая важная деталь лодочных моторов, как коленчатый вал изготавливается из двух неразъемных кривошипов. Каждый из этих кривошипов, как правило, имеет 2 специальные оси, или правильнее будет сказать – полуоси. Кривошипы же в свою очередь соединяются между собой посредством торцевых шлицов;
- следует поговорить о схеме такой важной части, как система подвески лодочного мотора. Система подвески лодочного мотора- это своеобразная основа. На нее монтируются практически все детали лодочного двигателя и специальные устройства для установки этого мотора на лодку. Система подвески выполняет множество функций в лодочном агрегате. К примеру, она хорошо воспринимает усилие, которое создает гребной винт лодочного мотора. Передает этот импульс на корпус агрегата и помогает использовать весь двигатель, как руль.
Кроме того, подвеска автоматическое откидывание всего двигателя при его наезде на то или иное препятствие. В эту систему обычно входит специальная плитка управления, оснащенная двумя рукоятками, вертлюг и 2 специальные основы этого средства.
Плита, о которой было упомянуто, имеет соединение с такой деталью, как вертлюг посредством специальной трубки. Она имеет вращение. В свою очередь к данному вертлюгу опоры крепятся при помощи шарниров. Также вертлюг имеет свое соединение с амортизатором всего мотора. Нужно отметить и тот факт, что общее положение подвесного лодочного мотора относительно всей плоскости транца очень хорошо может регулироваться.
Очень важно соответствие лодочного двигателя всем возможностям той или иной маломерной лодки. Наличие мощных стационарных моторов и подвесных лодочных двигателей, а также возможность установить на транец сразу несколько моторов, ставит перед лодочником некоторый вопрос. То есть в таком случае нужно хорошо понять мощность суммы данных агрегатов.
Здесь всегда будет какая-то максимально допустимая величина. Как правило, она всегда указывается в паспорте лодочного мотора. И всегда стоит придерживаться этой цифры, не превышая суммарную мощность, если вы выбираете несколько двигателей для своего судна.
Весьма затруднительным становится управление лодочным транспортом на волнах. Ведь любое несимметричное действие волны усиливает во много раз изменение угла атаки днищ. В таком случае лодка просто-напросто начинает выпрыгивать из воды. И управление таким судном весьма затрудняется. Из-за более сильных нагрузок динамики на корпус лодки при ударе о волны может произойти даже разрушение каких-то частей лодки.
Производители лодочных моторов ограничивают мощность лодочного мотора, который устанавливается на маломерное судно. Мощность, которая допускается для маломерных глиссирующих лодок, определяется по графику, который можно найти на пространствах интернета.
