Двигатели
Все встречающиеся сегодня скутеры
можно разбить на две большие категории по типу двигателя - двухтактные и
четырехтактные. Характерные особенности каждой конкретной модели также
обусловлены типом двигателя.
Несмотря на то, что многие
производители сейчас экспериментируют с новыми, более экологичными и
экономичными типами двигателей и источниками питания для них (электрическими и
топливными элементами), распространения данные типы двигателей пока не
получили, поэтому выделять их в отдельную категорию еще рано.
У каждого типа двигателя есть свои
плюсы и минусы, которые обуславливают их применение на разных типах скутеров.
Так, например, в скутерах с малой кубатурой двигателя используются такие
преимущества двухтактных двигателей как простота, дешевизна в производстве,
высокая удельная мощность.
На большекубатурных моделях
применяются в основном четырехтактные двигатели, имеющие ровную мощност-ную
характеристику, большую, по сравнению с двухтактными двигателями, экономичность
и меньшую токсичность выхлопа.
Геометрические параметры и основные детали двигателя:
1 - картер; 2 - коленчатый вал; 3 - шатун; 4 - цилиндр; 5 - поршень; 6 -
головка цилиндра; 7 - свеча зажигания
Четырехтактный двигатель
получил свое название от количества тактов, необходимых для полного прохождения
рабочего цикла — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Впускной цикл начинается в
момент, когда поршень находится в верхней мертвой точке (ВМТ), при закрытых
клапанах. При повороте коленчатого вала поршень идет вниз, открывается впускной
клапан, смесь засасывается в цилиндр. В момент прохождения поршнем нижней
мертвой точки (НМТ) впускной клапан закрывается, ограничивая количество
засасываемой в цилиндр бензо-воздушной смеси. Цикл впуска завершен. Коленчатый
вал двигателя продолжает вращение, поршень снова идет вверх до ВМТ, сжимая
смесь в цилиндре, происходит второй такт — сжатие.
Смесь оказывается сжатой в небольшом
пространстве камеры сгорания, она готова к воспламенению искрой свечи
зажигания. В этот момент срабатывает свеча, поджигая смесь, что заставляет газы
расширяться с огромной силой, действуя на окружающие детали. Поскольку поршень
- это единственная часть, которая может двигаться, давление перемещает его
вплоть до нижней мертвой точки — это и есть такт рабочего хода.
Теперь необходимо удалить из цилиндра
остатки сгоревшей смеси, для этого открывается выпускной клапан, поршень снова
движется вверх до ВМТ, выталкивая отработавшие газы наружу, в выхлопную трубу
и, далее в глушитель. Когда поршень достигает ВМТ, выпускной клапан
закрывается, закончив, таким образом, такт выпуска.
Двухтактный двигатель в соответствии с
названием совершает весь свой рабочий цикл за два такта и один оборот
коленчатого вала. Первый такт — это всасывание свежей смеси в кривошипную
камеру и сжатие смеси, рабочий ход, находящейся в цилиндре, а второй такт
-поджигание смеси в камере сгорания, продувка камеры сгорания свежей смесью и
выпуск отработавших газов.
Основным конструктивным отличием
двухтактного двигателя от четырехтактного является отсутствие клапанов и
механизма их привода. Функции клапанов выполняет сам поршень, открывающий и
закрывающий соответствующие окна на зеркале цилиндра. Пространство картера под
поршнем (кривошипная камера) также используется для газообмена. Еще одно
отличие двухтактного двигателя от четырехтактного — это отсутствие смазки
деталей двигателя под давлением — масло поступает вместе с бензо-воздушной
смесью.
Рабочий процесс в четырехтактном двигателе:
1 - впускной клапан; 2 - свеча зажигания; 3 - выпускной клапан
Масло в двухтактный двигатель попадает
из отдельного бачка (раздельная смазка), либо заранее, в определенной пропорции
смешивается с топливом в бензобаке. В четырехтактном двигателе масло
присутствует в картере и циркулирует отдельно от бензо-воздушной смеси.
Главное преимущество двухтактного
двигателя в том, что в нем меньше движущихся частей, он дешевле, рабочий ход
происходит при каждом обороте коленчатого вала.
Минус же, по сравнению с «четырьмя
тактами» в меньшей экономичности и меньшем ресурсе деталей мотора, что связано
со смазкой всех деталей топливной смесью. Масло в этом случае разбавлено
бензином и его смазывающая способность гораздо ниже.
В последние годы четырехтактные
двигатели стали преобладать не только среди полноразмерной мототехники, но и на
50-кубовых скутерах. Причиной этому — новые стандарты и ограничения по шумности
и токсичности выхлопа. В будущем можно прогнозировать полный запрет на
производство классических двухтактных карбюраторных двигателей в силу их
несоответствия современным требованиям.
Возрождение интереса к двухтактным
моторам возможно лишь при использовании принципиально новых технических
решений. Например, компания Aprilia совместно с фирмой Orbital разработала
систему организации двухтактного рабочего процесса под названием DiTech.
Рабочий процесс в двухтактном двигателе:
1 - автоматический пластинчатый впускной клапан; 2 - впускной канал; 3
-кривошипная камера (картер); 4 - продувочные (или перепускные) каналы (окна);
5 - выпускной канал (окно); 6 - свеча зажигания
В этом двигателе продувка
осуществляется чистым водухом, а топливо поступает под высоким давлением через
форсунку в головке цилиндра уже после закрытия выпускных окон. Для лучшего
распыления бензин подается в струю воздуха, нагнетаемого миниатюрным
компрессором. Смазка деталей обеспечивается маслом, подаваемым «электронным»
насосом в продувочный воздух. Двигатель получается более сложным, но игра стоит
свеч — его экономичность выше, чем даже у четырехтактных конкурентов, а
токсичность отвечает всем современным нормам.
Компоновки скутерных двигателей в
основном стандартны - один наклонный или горизональный цилиндр, но иногда
встречаются и двухцилиндровые рядные, либо V-образные конструкции, как правило
объем таких двигателей выше 250 см3.
Двигатели многих современных скутеров
имеют систему впрыска, четырех-клапанные головки цилиндров с двумя
распределительными валами, для снижения токсичности выхлопа на них
устанавливают каталитические нейтрализаторы.
Мощность двигателей серийных
50-кубовых скутеров сегодня находится в пределах 2,5-7 л.с. при массе аппарата
в 75-100 кг.
|