Ви повертаєте ключ. Машина заводиться. Під капотом контрольований вибух рухає металеві деталі, створюючи рух. Звучить просто. Насправді це не так.
Бензиновий двигун – це серце сучасного транспорту. Це найпоширеніший двигун внутрішнього згоряння планети. Ви знайдете його в автомобілях, вантажівках і безлічі інших машин. Але ці двигуни є універсальними. Вони сильно різняться за розміром. Вони мають різну вагу на одиницю потужності. Розташування їх деталей змінюється залежно від завдань, які вони мають виконувати.
Стандарт чотиритактного циклу
Більшість автомобілів використовують поршневі двигуни зі зворотно-поступальним рухом. Конкретніше вони спираються на чотиритактний цикл. Це домінуючий дизайн з поважних причин. Він забезпечує баланс між потужністю та ефективністю.
Кожен цикл складається із чотирьох різних етапів. Поршень рухається вгору та вниз.
1. Впуск. Циліндр засмоктує паливоповітряну суміш.
2. Стиснення. Поршень стискає суміш.
3. Робочий хід. Іскра підпалює суміш. Вибух штовхає поршень униз. Це єдиний такт, що генерує силу.
4. Випуск. Поршень виштовхує відпрацьовані гази назовні.
Ця послідовність вимагає двох повних обертів колінчастого валу. Вона повільніша. Вона складніша. Але працює плавніше та чистіше, ніж її конкурент.
Чому двотактні двигуни виживають
Не всі двигуни дотримуються правила чотирьох тактів. Деякі використовують двотактний цикл. Тут математика змінюється. Двигун виконує такти стиснення та робочого ходу за один рух вгору-вниз. Він пропускає окремі фази впуску та випуску, покладаючись натомість на вікна в стінках циліндра.
Для цього достатньо одного обороту колінчастого валу.
Такий дизайн легший. Він компактніший. Його виробництво коштує дешевше на кожну кінську силу. Саме тому ви бачите двотактні двигуни у певних нішах. Вони надають руху маленькі мотоцикли. Вони керують більшістю морських двигунів. Ви знайдете їх у портативному садовому інструменті, такому як тримери та бензопили.
Там, де домінують чотиритактні двигуни на шосе, двотактні керують на периферії. Вони грубі. Вони ефективні саме так, як це важливо для портативного обладнання.
Компроміс
Простота має власну ціну. Двотактні двигуни часто споживають більше палива та виробляють більше викидів. Вони позбавлені досконалості чотиритактних конструкцій. Тим не менш, їх переваги у вазі та компактності зберігають їхню актуальність.
Вибір між ними залежить від застосування. Потрібна висока питома потужність? Вибирайте двотактний. Потрібна довговічність та чистота роботи? Зупиніться на чотиритактному.
Усередині блоку поршні піднімаються. Гази розширюються. Метал зустрічається із металом. Цикл повторюється. Тисячі разів на хвилину. Це стара технологія. Вона все ще розвивається. Нові матеріали Поліпшені системи запалювання. Зменшені робочі обсяги.
Двигун не зникає. Він просто стає розумнішим. Або тихіше. Або і тим, і іншим.
Але основний принцип залишається незмінним. Вогонь штовхає. Метал рухається. Ми їдемо.
