Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей

У двухтактных двигателей рабочий цикл совершается в 2 раза бы­стрее, поэтому при тех же размерах, одинаковых числе цилиндров и ча­стоте вращения мощность их теоретически должна быть в 2 раза боль­ше мощности четырехтактных. Практически же мощность двухтактных двигателей превышает мощность четырехтактных примерно на 70 – 80 %, так как часть хода поршня (10 ÷ 25 %) занята выпускными и продувочными окнами, в результате чего рабочий объем цилиндра меньше. Кроме того, 6 – 10 % мощности затрачивается на привод проду­вочного насоса.

Вследствие большей мощности двухтактного двигателя вес, прихо­дящийся на единицу мощности, у него при прочих равных условиях меньше, чем у четырехтактного.

Ввиду того что число рабочих ходов в единицу времени у двухтакт­ных двигателей в 2 раза больше, у них обеспечивается лучшая равно­мерность вращения коленчатого вала. Чтобы добиться одинаковой рав­номерности вращения, четырехтактный двигатель должен быть снаб­жен маховиком больших размеров, чем двухтактный.

Пусковые качества двухтактного двигателя выше четырехтактного. Для пуска двигателя в ход сжатым воздухом при любом положении коленчатого вала необходимо, чтобы один из пусковых клапанов был открыт, у двухтактных двигателей это достигается при числе цилинд­ров не менее четырех, у четырехтактных - не менее шести. Если число цилиндров менее указанного, то при остановке двигателя коленчатый вал может занять непусковое положение и перед пуском двигателя его нужно проворачивать вручную.

Двухтактные двигатели с продувкой через окна имеют более про­стую конструкцию, так как у них нет впускных и выпускных клапанов и приводов к последним. Упрощение конструкции в некоторой степени облегчает уход за двигателем.

Преимуществом двухтактного двигателя является и то, что сила, возникающая от давления газов на поршень двухтактного двигателя (простого действия), не изменяет своего направления, вследствие чего подшипники шатуна не подвергаются знакопеременной нагрузке.

К недостатку двухтактных двигателей относится большая тепловая нагрузка цилиндра и поршня. Величина ее превышает в 1,7 - 1,8 раза тепловую нагрузку четырехтактных двигателей, так как у двухтактных рабочий цикл совершается в 2 раза быстрее. Для обеспечения нормаль­ной работы поршни двухтактных двигателей с диаметром цилиндра 250 – 300 мм и более и четырехтактных диаметром цилиндра 400 – 450 мм изготовляются с охлаждением.

У двухтактных двигателей малых мощностей, особенно быстроход­ных, удельный эффективный расход топлива несколько больший, чем у четырехтактных, что объясняется недостаточной очисткой цилиндров от отработавших газов. Экономичность двухтактных и четырехтактных дви­гателей средних и больших мощностей примерно одинакова. Однако не­которые четырехтактные двигатели с высоким наддувом расходуют топ­лива меньше за счет использования наивыгоднейших моментов открытия и закрытия клапанов.

На основании сравнения рассмотренных преимуществ и недостатков можно сделать вывод, что для силовых установок больших мощностей, примерно с 2900 – 3700 кВт (4000 ÷ 5000 л. с.) на один агрегат, предпоч­тение следует отдавать двухтактным двигателям.

На речном флоте наибольшее распространение получили четырех­тактные двигатели, а на судах морского флота, где агрегатная мощ­ность выше, – двухтактные.

Остов – это группа основных неподвижных, главным образом, корпусных деталей двигателя. На судовых дизелях применяют остовы различных конструкторских схем. Типы остовов СДВС классифицируются по количеству плоскостей разъема между корпусными деталями.

Остов с одной плоскостью разъема состоит из крышки цилиндра (или блока крышек) и блок-картера туннельного типа. Данный тип характерен для маломощных СДВС (например, дизель 2ЧСП 10.5/13).

Остов с двумя плоскостями разъема имеет три разновидности:

– первая содержит крышку (или блок крышек) цилиндра, блок-картер и фундаментную раму (например, дизель 6L160HNS);

– вторая – крышку (или блок крышек) цилиндр, блок цилиндров и фундаментную раму. Последняя в данной схеме объединяет картер и собственно фундаментную раму и иногда называется блок-рамой (например, дизель 6ЧСП 18/22);

– третья – крышку (или блок крышек) цилиндра, блок-картер с «подвесным» коленчатым валом и поддон (например, 6ЧН 21/21).

Все разновидности остова с двумя плоскостями разъема наиболее характерны для СДВС.

Остов с тремя плоскостями содержит крышку (или блок крышек) цилиндра, блок цилиндров, верхний картер («силовой») и нижний картер («несиловой» – поддон). Данный тип остова имеют быстроходные СДВС (например, дизели 3Д6, 3Д12, М401).

Кроме перечисленных деталей, в числе основных к остову относятся втулки цилиндров, коренные подшипники, прокладки газового стыка между крышкой и блоком цилиндров.