Масла для двухтактных бензиновых двигателей

Особенности двухтактных двигателей

Рабочий цикл любого двигателя состоит из следующих стадий.

  1. Впуск. В этот период цилиндр заполняется топливно-воздушной смесью.
  2. Сжатие. В цилиндре предварительно сжимается рабочая смесь.
  3. Воспламенение топливного заряда, а также передача поршню энергии.
  4. Выпуск из цилиндра отработавших газов.

В двухтактном двигателе такой цикл работы совершается за один оборот коленвала, а в четырёхтактном — за два. Рабочий цикл двухтактного двигателя условно состоит из совмещённого впуска смеси, сжатия и рабочего хода, которые происходят не в отдельных тактах (как в четырёхтактном).

При сжатии поршень поднимается из нижней мёртвой точки в верхнюю. В двигателе вместо привычных клапанов конструктивно реализованы специальные окна. При передвижении поршня вверх вначале перекрывается продувочное окно, через которое смесь попадает в цилиндр, а после этого происходит перекрытие выпускного окна, через которое отработавшие газы покидают цилиндр.

Сжатие рабочей смеси происходит, когда оба окна перекрыты. В кривошипной камере параллельно образуется разрежение. Благодаря этому происходит втягивание последующей порции смеси из карбюратора. После этого поршень приближается к верхней мёртвой точке, сжатую смесь воспламеняет искра свечи зажигания, и образуются газы, которые расширяются и проталкивают поршень вниз. Энергия передаётся от поршня на коленвал и начинается его вращение.

Пока рабочий ход совершается поршнем, в кривошипной камере увеличивается давление. Это приводит к сжатию рабочей смеси, оказавшейся там в период предыдущего такта. После достижения зоны выпускного окна поверхностью поршня оно открывается, и в систему выпуска выводятся отработавшие газы.

После этого поршень открывает продувочное окно аналогичным образом и смесь, находившаяся в кривошипной камере под давлением, попадает через него в цилиндр, вытесняя остаток отработавших газов. После этого пространство над поршнем заполняется этой смесью. После достижения нижней мёртвой точки поршнем цикл работы двигателя двухтактного повторяется вновь.

Система смазки

Двухтактные двигатели могут не иметь отдельного решения для систем смазки. Такие моторы смазываются благодаря смешиванию масла и бензина в необходимой пропорции (1:25 или 1:50). Подобная смесь является не только совокупностью бензина и воздуха, туда ещё и включены частицы масла.

Нужно всего лишь вспомнить, как работает двухтактный двигатель, и станет понятно, что циркуляция такой смеси в поршневой и кривошипной камерах позволит реализовать смазку нагруженных частей двигателя внутреннего сгорания (стенок цилиндра, подшипников коленчатого вала, шатунных подшипников и прочих). В тот период, когда топливная смесь сгорает, смазка выгорает одновременно с ней. После этого цилиндр продувается.

Топливо и смазочный материал смешиваются двумя способами.

  1. Смазка и горючее находятся в отдельных баках, а во впускном патрубке образуется масляно-бензиновая смесь. Этот патрубок располагается между карбюратором и цилиндром.
  2. В бак вместе с горючим моторное масло заливается напрямую. Это самое простое решение.

Первая схема более сложная. Она предполагает не только наличие бачка для масла и магистрали, по которой оно будет подаваться, но ещё и насоса плунжерного вида. Именно благодаря подобной конструкции масло будет подаваться дозировано и учитывать количество смеси воздуха и бензина.

Если в подробности не вдаваться, то можно отметить, что большую производительность насос будет выдавать в зависимости от того, насколько рукоятка газа выкручена. Чем газ выкручен сильнее, тем больше горючего подаётся. А это значит, что и подача смазки будет увеличенной. На двухтактном двигателе раздельная система смазки позволяет сбалансировать точнее соотношение бензина и масла. Это приводит к тому, что двигатель меньше коксуется и дымит, расход масла уменьшается.

В двигателе четырёхтактном масло поступает под давлением к нагруженным деталям, и по специальным каналам происходит его циркуляция. В камеру сгорания смазка практически не поступает. Горит в цилиндрах только топливно-воздушная смесь.

В двухтактных двигателях внутреннего сгорания сгорают не только воздух и топливо, но и сам смазочный материал. Из этого ясно, что к маслам требования будут отличаться. Масло после сгорания должно оставлять в цилиндрах минимальное количество нагара, свои свойства сохранять на протяжении долгого времени, с горючим перемешиваться хорошо.

Виды масла

Двухтактное масло является отдельной смазочной жидкостью для двигателей внутреннего сгорания. Эти смазки отличаются от остальных своими свойствами. Как уже отмечалось, к двухтактным маслам предъявляются особые требования.

Для бензиновых 2-тактных двигателей масла обязательно должны обладать следующими качествами.

  1. Минимальное количество золы и кокса, которые образуются в цилиндре при сгорании. Смазка, в идеальном случае, должна полностью выгорать.
  2. Оно должно легко и полностью растворяться в топливе.
  3. Материал для смазки должен иметь смазывающие, противоизносные, защитные свойства при повышенных температурах. А ещё оно должно хорошо защищать от коррозии.

Если система смазки раздельная, то необходимо, чтобы масло оставалось текучим и хорошо прокачивалось. Если учитывать сферу применения и специфику 2-тактных двигателей, которые служат моторами для скутеров и мопедов, двигателями на газонокосилках, лодочными моторами и прочими, то предъявляются отдельные требования и к токсичности материала.

Если смазочный материал попадёт на почву, то для окружающей среды он должен быть максимально безопасным, а при попадании в воду он должен разлагаться очень быстро.

Подобные масла должны соответствовать стандартам TC-W3 и 2 Т. Очень часто от аналогов их можно отличить по цвету, так как их дополнительно окрашивают. В основном они имеют синий цвет. Даже при смешивании с бензином его видно хорошо.

Согласно стандарту 2 Т, подобные смазочные материалы применяются в двигателях с охлаждением воздушным начиная от газонокосилок и бензопил и заканчивая мотоциклами (лёгкими). А вот для применения в подвесных моторах с водяным охлаждением и гидроциклах рассчитаны масла стандарта TC-W3.

Существуют масла маловязкие для зимней эксплуатации. Смазочные материалы могут иметь такую основу:

  • синтетическую;
  • полусинтетическую;
  • минеральную.

Влияние вязкости масла

Важным критерием является вязкость масла. Этот параметр наиболее полно регулирует SAE (SocietyofAutomotiveEngineers -Общество автомобильных инженеров). Вязкость кинематическая указывается цифрами в градусах Энглера (например, 20,40 и т.д.). Чем выше указанная цифра, тем гуще масло. Хотя этот параметр наиболее критичен для 4-х тактных двигателей, но и в 2-х тактных двигателях эффективность работы зависит от вязкости масла и концентрации его в топливе. Исследования показывают, что оптимальные значения этих характеристик для двигателей разных моделей различны и наиболее разумным будет следование рекомендациям производителя двигателя. Уменьшение вязкости при низкой концентрации масла может вызвать повышение интенсивности изнашивания деталей двигателя, появление задиров. Напротив, увеличение концентрации масла (особенно – высоковязкого) ухудшает процессы сгорания, повышает потери на трение, увеличивает нагарообразование и токсичность выхлопа.

Минеральное или синтетическое?

Минеральные масла предназначены в основном для двигателей малого (до 30 л.с.) и, в меньшей степени, среднего (до 70 л.с.) класса, а так же двигателей старшего поколения не нагруженных системами автоматического дозирования масла и прямого впрыска. Синтетические масла продукт более высоких технологий. Все синтетические масла имеют одинаковую основу, но благодаря специальным добавкам зачастую обладают свойствами, недостижимыми в маслах на минеральной основе. Более высокая стоимость таких масел оправдана, если ваш двигатель оснащен системой впрыска или дозировки масла. А вот в старых двигателях их использовать не рекомендуется.

BIO – это круто?

На рынке можно встретить масла с повышенной биоразлагаемостью (Biodegradable или Bio). В основном это масла, превышающие требования TC-W3 в части скорости распада продуктов сгорания в воде. Они дороже обычных масел на 50 – 80 %. Единственным их достоинством является то, что продукты их сгорания быстро и целиком разлагаются в воде. Влияния на работу двигателя приставка Bio не оказывает и появлению таких масел на зарубежных рынках мы обязаны шумной деятельности “зелёных” по снижению загрязнения водоемов мотороводниками.

Отличие масел для двухтактных двигателей от масел для четырехтактных двигателей

Техника с двухтактными двигателями

Двухтактный двигатель — простой по конструкции, надежный и эффективный силовой агрегат, который сегодня имеет очень широкое распространение на маломощной технике. Двигатели объемом от 50 до 500 куб. см устанавливаются на мотороллеры и мотоциклы, снегоходы, бензопилы, газонокосилки, моторные лодки, разнообразные генераторные установки и т.д.

Большинство двухтактных двигателей с целью упрощения конструкции не имеет отдельной системы смазки, однако трущиеся детали в них должны смазываться. Решается эта задача добавкой масла непосредственно в бензин, который через карбюратор поступает в надпоршневое (в цилиндр) и подпоршневое пространство — здесь образуется бензиномасляный туман (а точнее, топливно-масляно-воздушная горючая смесь), смазывающий собой все трущиеся детали. В цилиндре данная смесь сгорает, и образующиеся газы через продувочное окно выбрасываются в атмосферу. Таким образом, двухтактный двигатель расходует не только бензин, но и масло.

Добавка масла в бензин может выполняться двумя различными способами:

  • Непосредственно в топливный бак в определенной пропорции к бензину — смесь масла и бензина поступает в карбюратор, где смешивается с воздухом и образует горючую смесь;
  • В топливно-воздушную смесь на выходе из карбюратора — в этом случае предусмотрен отдельный масляный бачок, из которого масло с помощью дозирующего насоса поступает к выходу карбюратора, где смешивается с готовой горючей смесью.

В любом случае моторное масло для двухтактного двигателя имеет ряд особенностей, отличающих данный смазочный материал от масел для 4-тактных моторов:

  • Хорошая растворимость в бензине;
  • Низкая зольность;
  • Повышенная способность образования защитной пленки;
  • Стабильность характеристик при высоких температурах.

Все эти характеристики обусловлены особенностями эксплуатации масла. Во-первых, масло должно равномерно смешиваться с бензином, в противном случае будут образовываться крупные масляные капли, которые не смогут обеспечить равномерную смазку трущихся деталей. Во-вторых, масло должно максимально полно сгорать в цилиндре, образуя минимальное количество дыма — это обеспечивается пониженным содержанием золы. Наконец, масло должно эффективно смазывать трущиеся детали, проходя по двигателю и одновременно подвергаясь высоким температурам (до 300°С) — именно поэтому оно должно быстро создавать пленку на деталях и сохранять свои характеристики при нагреве.

Эти требования обуславливают состав и особенности масел.

Типы, состав и особенности масел для 2-тактных двигателей

Все масла для двухтактных моторов имеют принципиально одинаковый состав:

  • Основа — базовое масло, полученное из нефти или нефтепродуктов;
  • Присадки — комплексы различных компонентов для придания маслу требуемых характеристик.
Моторное масло с дозатором

В качестве основы могут использоваться минеральные и синтетические базовые масла, первые получаются путем перегонки нефти, а вторые — при органическом синтезе и иных технологиях переработки нефтепродуктов и газов. В пакет присадок входят растворители (для повышения способности смешивания с бензином), ингибиторы коррозии, регуляторы вязкости, очищающие (моющие), антиокислительные и другие компоненты. При этом как базовое масло, так и присадки подбираются таким образом, чтобы все они не снижали качество топлива и сгорали с образованием минимального количества твердых сажевых частиц.

С целью регулирования качества и характеристик моторных масел используются различные национальные и международные стандарты. В настоящее время применяется четыре основных стандарта, разработанных Американским Нефтяным Институтом (American Petroleum Institute, API), Японской организацией по стандартизации масел (Japanese Engine Oil Standards Implementation Panel, JASO), Международной организации по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) и Национальной Ассоциации Судостроителей США (National Marine Manufacturers Association, NMMA).

Большинство этих стандартов устанавливает зольность смазочных материалов, степень растворимости их в бензине, температурные диапазоны эксплуатации, моющий эффект и другие качества. Также по стандартам предусматривается окрашивание масла в синий или иной цвет для уверенной идентификации этих материалов и визуального определения их степени растворения в бензине.

В России единого стандарта на смазочные материалы для двухтактных силовых агрегатов нет, отечественные производители используют собственные ТУ, в основе которых зачастую лежат указанные выше стандарты.

Следует заметить, что многие производители техники (особенно бензопил, бензокос, газонокосилок и другой) предлагают свои фирменные масла для двухтактных двигателей, имеющие различную маркировку — HP, HD, XP и т.д. Однако все эти материалы в любом случае соответствуют одному или сразу нескольким указанным выше стандартам. Также на упаковках масла встречается маркировка «2T», что означает лишь назначение этого смазочного материала для двухтактных моторов.

Устройство и принцип работы

Устанавливается двух тактовый привод в таких местах, где небольшие размеры и незначительная масса играют важное значение. Конструкция агрегата включает: картер с каналами, блок цилиндров, коленвал, поршни.Работа агрегата происходит в течении двух тактов: сжатие и рабочий ход.

Когда происходит сжатие, поршень начинает движение от крайнего нижнего до крайнего верхнего положения (верхняя и нижняя мертвые точки). Двигаясь, он перекрывает продувочные и выпускные отверстия, образуя герметичную камеру. В момент закрытия отверстий и движения поршня вверх, в цилиндр подается бензин. Бензиново-воздушная смесь максимально сжимается, когда поршень достигает крайней верхней точки. Под поршнем, в кривошипной камере, образуется разряженное пространство. Оно способствует поступлению по впускному каналу топлива из карбюратора.

Такт рабочего хода начинается в момент пребывания поршня в верхней точке. Свеча выдает искру и воспламеняет топливо. Создается давление и мгновенно повышается температура, вследствие чего поршень начинает движение вниз. Перемещаясь в нижнее положение, поршень образует повышенное давление и сжимает топливную смесь в кривошипной камере. По мере снижения, поршень открывает продувочный канал, и отработанные газы выходят наружу. Горючая смесь, которая находится под давлением в кривошипной камере, по продувочному каналу направляется в цилиндр, дополнительно помогая освободить его от отработанного газа.

Стандарты и характеристики

Действующими стандартами предусмотрено применение масел двух марок. Эти марки обозначаются, как 2Т или ТС-W3.

Масло 2Т для смазки двухтактных двигателей применяется на механизмах, у которых двигателя имеют воздушное охлаждение. Это может быть стационарная пила с цепной передачей или бензопила, газонокосилка, мотоцикл или скутер.

Масло ТС-W3 применяется для двигателей, которые рассчитаны на водяное охлаждение. Например, лодочный привод «Меркурий». Если у лодки привод воздушного охлаждения, то можно использовать моторное масло 2Т для смазки лодочных моторов.

В районах с низкими атмосферными температурами для приводов таких агрегатов, как снегоход, используется специальная смазка, которая обладает маленькой вязкостью.

В таблице сведены характеристики, которыми обладает масло моторное 2Т и ТС-W3.

Наименование Единица измерения Показатель
Марка 2Т МаркаТС-W3
Кинематическая вязкость, t=100°С мм2/с 13.5-15.5 6.8-7.1
Минимальный индекс вязкости 90 85
Максимальная t загорания в открытом тигле °C 210 110
Минимальная t застывания °C 16 19
Минимальное щелочное число мг КОН/1г масла 2.0 1.8
Плотность при t=20°С, не более г/см3 0.9 0.86
Зольность сульфатная, не более % 0.16 0.11

Особенности смазки двухтактного двигателя

Внутри двигателя перемещаются горючая смесь и продукты ее сжигания. За счет особенностей конструкции происходит рабочий цикл.

  1. Из окружающей среды осуществляется подсос воздуха.
  2. В диффузоре скорость воздушного потока увеличивается, в результате уменьшается статическое давление.
  3. Топливо через калиброванное отверстие (жиклер) попадает в диффузор и испаряется.
  4. Создается горючая смесь. В ней на одну долю топлива присутствует 12…18 долей воздуха.
  5. Горючая смесь оказывается в подпоршневом пространстве.
  6. При движении поршня вниз она направляется в продувочный канал, а затем попадает в продувочное окно.
  7. При движении поршня вверх горючая смесь сжимается.
  8. При подаче электричества на свечу смесь воспламеняется. В процессе ее горения давление газа возрасте в 5…7 раз.
  9. Происходит рабочий ход. Давление газов передается на кривошипный механизм двигателя. Крутящий момент используется механическим устройством.
  10. Выхлопной газ выходит в систему выхлопа в момент открытия выхлопного окна.
  11. В дальнейшем весь процесс повторяется.

Приготовление горючей смеси

Перед заливкой в бак производится смешивание топлива и смазки. Для современных малогабаритных моторов требуется иметь 2…4 % масла от объема всей смеси. Используя мерные емкости, создают необходимую концентрацию смазки в составе ГСМ для двигателя.

Жидкости перемешивают, создают однородную смесь.

Поступление смазки в зоны трения

При прохождении горючей смеси в пространстве, расположенном под поршнем, пары поступают на коренные и шатунные шейки, а также на поршневой палец. Температура разогрева металлических частей довольно высокая, поэтому топливная составляющая здесь не задерживается. Часть смазки конденсируется и остается в виде масляной пленки.

На стенках цилиндра при заполнении пространства смесью также оседает часть масла. Она и создает условие для смазывания контактирующих поверхностей.

Каждая новая порция вымывает предыдущую смазку и создает масляный слой. Поэтому двигатели могут работать довольно длительное время, выдавая определенную мощность.

Типы моторных масел

Производители предлагают для пользователей смазочные жидкости на разной несущей основе:

  • минеральные смазки изготавливаются методом горячей перегонки нефти. После выпаривания легких фракций, используемых в качестве горючего, остаются длинномерные молекулы. Они и являются главной составляющей для производства масла;
  • синтетические смазки являются продуктом искусственной полимеризации коротких молекул природного газа (преимущественно пропана). В результате образуются мономеры (длинные молекулы пластичного вещества). Образующиеся жиры используются при создании смазки;
  • полусинтетические масла являются результатом смешивания минеральной и синтетической составляющих. Обычно минеральная часть присутствует в количестве до 30…35 % от всего объема.

Для удобства использования разработана SAE классификация. В ней предусмотрено разделение смазочных материалов по вязкости. Разные производители указывают температурные режимы эксплуатации. В них предусматривают использование не только в теплое время года. Наличие в обозначении буквы «W» предусматривает применение при отрицательных температурах. Существуют зимние, летние и универсальные виды моторных масел.

Кроме отечественных производителей расходных материалов на рынке реализуют свою продукцию зарубежные фирмы. Они используют API и ACEA классификаторы.

Основные отличия двухтактного масла от четырехтактного

Из предыдущего пункта становится понятно, что двухтактные моторы довольно сильно отличаются по принципу работы от четырехтактных. Рассмотрим ниже, чем отличается двухтактное масло от четырехтактного.

  • Двухтактное масло должно не просто идеально смешиваться с топливом, но и быть достаточно летучим, чтобы не парализовать работу системы питания. Любая смазка без проблем растворится в бензине, так как сам по себе бензин – отличный растворитель. Но касательно двухтактного масла, при образовании топливно-воздушной смеси, оно должно легко переходить во взвешенное состояние и не выпадать быстро в осадок.
     

    В противном случае смазка будет просто оседать на стенках впускной и кривошипной камеры.

  • Активные компоненты должны обладать хорошей термостойкостью и разлагаться только под воздействием вспышки бензина. В противном случае они будут деградировать еще до того, как смажут рабочие поверхности. С другой стороны, двухтактные смазочные материалы должны сгорать полностью без образования твердых отложений на поршнях и кольцах.
  • Двухтактные смазки должны при своем горении выделять минимальное количество дыма. Это требование экологии. Второе требование экологии распространяется отдельно на смазочные материалы для лодочных силовых агрегатов: эти масла должны быть биоразлагаемыми и в случае попадании в воду не загрязнять экосистему.
Помимо этих требований, смазки должны обладать очищающими свойствами. Пока ни один производитель не смог создать смазочный материал, который бы на 100% сгорал без образования твердых отложений. Поэтому проблему закоксовки свечей и поршневых колец решают применением очищающих присадок.

Особенности мотора с двумя тактами

Двухтактный двигатель совершает полный цикл за один оборот коленвала, это позволяет получить большую удельную литровую мощность чем у 4-х тактного движка при тех же оборотах двигателя. Однако, кпд двухтактника будет ниже из-за несовершенства механизма фаз газораспределения, неизбежных потерь топливной смеси в процессе продувки и неполного рабочего хода поршня.

Двухтактный двигатель сильно греется, потому что во время работы высвобождается большая тепловая энергия. Иногда может потребоваться дополнительное охлаждение. В мотоциклах редко используются двухтактные моторы с большим количеством цилиндров, чаще всего применяется одноцилиндровый мотор с воздушным охлаждением.

При работе по двухтактному циклу поршень совершает меньше движений за один такт, а нагрузка вспомогательных газораспределительных, смазочных и охлаждающих систем на коленвал ниже или отсутствует совсем. Поэтому износ поршневой группы у них будет ниже. Если для легкой техники это не является решающим фактором, то тихоходный двухтактный дизельный двигатель может иметь в несколько раз больший ресурс, чем все остальные двс. Поэтому они нашли широкое распространение в тепловозах, генераторах, судовых двигателях.

Двухтактный бензиновый двигатель быстрее набирает обороты максимальной мощности. Этим активно пользуются мотоспортсмены, особенно в кроссовых дисциплинах, когда необходим мгновенный отклик на рукоятку газа. Кроме того, он проще в обслуживании, дешевле и легче четырехтактного.

Расход топлива у двухтактника будет выше на 25-30 %, шумность и вибрации тоже. Двигатель невозможно вписать в жесткие экологические нормы, даже если использовать инжекторные системы впуска и наддув. Большой расход воздуха требует применения специальных воздушных фильтров.

Тюнинг двухтактного двигателя

Любой двухтактный мотор имеет возможности для форсировки. Увеличение мощности при таком же объеме оправдано в спорте, а в повседневной эксплуатации двигатель становится эластичнее и экономичнее. Основные способы доработки:

  1. Увеличить диаметр выпускного отверстия и обеспечить его максимально продолжительное время открытия. Это позволяет выпустить максимальное количество газов. Таким образом повышаются тяговые возможности двигателя и его крутящий момент.
  2. Обеспечить эффективную продувку. Для этого можно увеличить диаметр впускного окна, тогда горючая смесь не будет задерживаться в картере и обеспечится своевременный впрыск в камеру сгорания.
  3. Применение на карбюраторе вихревого диффузора, который за то же время подает большее количество топливной смеси. Вместе с ним целесообразно применение воздушного фильтра нулевого сопротивления.
  4. Установка резонатора выпуска, расчет которого произведен под конкретный объем двигателя. Такое устройство возвращает часть топливной смеси назад в цилиндр через выпускное отверстие.
  5. Доработка шатунно-поршневой группы, ее облегчение и тщательная балансировка. Клапана и каналы должны быть притерты и не иметь заусенец (задиров), тормозящие и завихряющие потоки. Это уменьшает наполняемость цилиндра и снижает мощность.
  6. Применение инжекторных систем впрыска и регулирование фазами газораспределения. Это позволяет точнее дозировать количество подаваемого топлива и уменьшить потери горючей смеси во время продувки цилиндра.
  7. Установка систем наддува. Обычно это компрессорные нагнетатели, а на двухтактный дизельный двигатель может быть установлен традиционный турбокомпрессор. С его помощью увеличивается количество поступаемого в цилиндры воздуха, соответственно и количество горючего может быть увеличено.

Источники


  • https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/kakoe-vybrat-maslo-dlya-dvuhtaktnyh-dvigateley.html
  • https://www.astaworld.ru/articles/two-stroke-oils
  • https://www.avtoall.ru/article/62687370/
  • https://vmasla.ru/interesnoe/maslo-dvuhtakt
  • https://maslo.biz/podbor-masel/dlya-2-h-taktnyh-dvigatelej.html
  • https://prosmazku.ru/motornoe/osobennosti-dvuhtaktnogo-masla
  • https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/dvuhtaktnyj.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто