Впрыск на двухтактный двигатель своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Двухтактные подвесные лодочные моторы с низким уровнем выбросов DFI (непосредственный впрыск топлива) выпускаются с 1996 года, так что, похоже, эта технология уже устарела. Если только вы не лодочный Рип ван Винкль, как мой сосед, который решил, что в этом году он все таки заменит свой старый и надежный мотор V-4 мощностью 90 л. с. Совершенно удовлетворенный тем, что у него есть, он разъезжает в облаке двухтактных паров, не обращая внимания на десятилетний прогресс в технологии подвесных лодочных моторов.

Если вы попали во временную петлю и не в курсе трендов лодочного моторостроения, возможно, пришло время войти в курс дела с помощью краткого руководства по современному двухтактному подвесному двигателю для катеров и лодок.

Двухтактные подвесные лодочные моторы с DFI (непосредственным впрыском топлива) были разработаны в ответ на мандат EPA, требующий 75% сокращения выбросов выхлопных газов в период с 1998 по 2006 год. Со времен Оле Эвинруда почти все лодочные моторы использовали традиционную двухтактную силовую установку, которая была легче и дешевле в изготовлении, чем четырехтактный двигатель. В отличие от четырехтактного двигателя, двухтактный не имеет подвижных клапанов для герметизации камеры сгорания и управления потоком впуска и выпуска. В двухтактном двигателе поднимающийся и опускающийся поршень закрывает и открывает отверстия в каждом цилиндре, через которые топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания, а выхлопные газы выходят из нее.

Современные двухтактные моторы с DFI используют инжекторы, подобные этому из линейки Evinrude ETEC, чтобы получить огромный прирост эффективности.

Традиционный двухтактный двигатель производит очень высокие выбросы выхлопных газов, потому что свежий заряд топлива и воздуха, поступающий из картера через передаточные отверстия и в камеру сгорания, поступает, когда выхлопное отверстие еще открыто. Часть несгоревшей топливной смеси улетучивается вместе с выхлопными газами, создавая облако углеводородных выбросов, которые мы все привыкли считать само собой разумеющимися. На самом деле, несгоревшее топливо часто улетучивалось по замыслу, чтобы гарантировать, что камера сгорания полностью очищена от отработанных газов. Это было особенно заметно на низких оборотах, когда до 40% топлива, поступающего в традиционный двухтактный двигатель, выходило несгоревшим. На своей самой эффективной скорости, как правило, от 4000 до 4500 об/мин, традиционный двухтактный двигатель все еще может выбрасывать до 8% своего топлива с выхлопом. Чтобы получить визуальное представление, посмотрите это видео о том, как работают двухтактные двигатели.

Всё это экологическое безобразие должно было прекратиться, согласно новым нормам EPA. Одной из альтернатив был прямой впрыск топлива (DFI – или Direct Fuel Injection), который использовался на четырехтактных двигателях в некоторых самолетах Второй мировой войны и ранних автомобилях с впрыском топлива. Направляя топливную форсунку непосредственно в камеру сгорания, момент подачи топлива должен быть рассчитан так, чтобы он происходил только тогда, когда движущийся двухтактный поршень закрыл впускное и выпускное отверстия. Выхлопные газы все еще можно убрать из цилиндра с помощью свежего воздуха, который подается из кривошипной камеры через перепускное окно, а также очень небольшим количеством масла, необходимым для смазки движущихся частей.

В двухтактном судовом двигателе внедрение непосредственного впрыска топлива представляет собой две существенные проблемы. При 6000 об/мин каждый оборот коленчатого вала занимает сотую долю секунды, а при такой частоте вращения двигателя момент закрытия впускного и выпускного отверстий составляет всего 0,0019 секунды. Таким образом, большая часть топлива, необходимого для полной мощности, должна быть доставлена в камеру сгорания за эту долю секунды. А чтобы обеспечить хорошее сгорание, топливо должно быть распылено на крошечные 100-микронные капельки – на самом деле это просто туман.

Технология непосредственного впрыска топлива E-TEC от Evinrude. Электромагнитный инжектор Evinrude E-TEC.

Для решения этой задачи были разработаны различные технологии: либо с помощью высокоскоростного электромагнитного инжектора, либо с помощью инжектора, сочетающего давление топлива и сжатого воздуха, либо с помощью топливного насоса очень высокого давления, питающего форсунки. В каждом случае топливные форсунки размещаются в головке блока цилиндров, рядом со свечой зажигания. Сопловой наконечник этих новых форсунок сконструирован таким образом, чтобы выдерживать суровые условия камеры сгорания. Современные компьютерные средства управления, используемые для определения времени работы инжектора, также являются ключевой частью любой системы DFI.

Каждая из этих систем DFI значительно снизила выбросы выхлопных газов, а также улучшила экономию топлива, особенно сильно это заметно на низких оборотах двигателя, где традиционный двухтактный агрегат был наименее эффективен. На троллинговой скорости двигатель с непосредственным впрыском топлива потребляет на 70% меньше бензина, чем карбюраторные или EFI-двигатели, предлагаемые ранее. Экономичность на 30-40% выше на крейсерской скорости и примерно на 10% лучше на полном газу. Двухтактные подвесные лодочные моторы с DFI также легче запускаются, менее шумные и обеспечивают более плавную работу, чем традиционные двухтактные моторы, которые они в конечном итоге должны заменить.

Одновременно с разработкой подвесных лодочных моторов с DFI на рынке появились и новые четырехтактные силовые установки. Новый четырехтактный двигатель также значительно сократил выбросы в соответствии с текущим мандатом EPA и обеспечил значительно улучшенную экономию топлива и более плавную работу. Однако более мощные четырехтактные моторы были более тяжелыми, зачастую на 45-50 кг. или более, по сравнению с двухтактными с DFI аналогичной мощности. Такое положение дел предоставило двухтактным лодочным моторам с непосредственным впрыском топлива заметное преимущество в производительности, особенно на рыболовецких судах и скоростных катерах.

На протяжении многих лет дальнейшее развитие сузило разницу в весе между четырехтактным и двухтактным подвесным лодочным мотором с непосредственным впрыском топлива. Но в диапазоне от 25 до 300 лошадиных сил двухтактный двигатель с DFI остается самым легким вариантом. Кроме того он зачастую дешевле, чем его четырехтактный собрат. На низких оборотах двухтактный мотор с DFI обычно выбрасывает меньше выхлопных газов и обеспечивает лучшую экономию топлива, чем аналогичный четырехтактный мотор, что особенно важно для рыболовов, которые проводят много времени на троллинге, или владельцев лодок, которым приходится часто ходить в экологичных районах, где действуют строгие нормы выбросов от работающих двигателей.

До недавнего времени несколько “традиционных” двухтактных моделей все еще были доступны для покупки в США, поскольку производителям подвесных лодочных моторов было разрешено усреднять выбросы двухтактных двигателей с выбросами гораздо более чистых моделей в их линейке моделей, но самые последние правила EPA ограничивали выбросы для всех подвесных лодочных моторов, и эти старые двухтактные двигатели больше не выпускаются для продажи на территории Северной Америке.

Лямбда нужна затем чтобы регулировать оптимальный состав смеси. Нельзя рассчитать карты впрыска для всех условий - температуры воздуха, количества масла в бензине, качества бензина. Лямбда-зонд следит за количеством остаточного кислорода в выхлопных газах и регулирует состав смеси в небольшом диапазоне для достижения более полного её сгорания. Это повышает мощность и эластичность двигателя, сокращает потребление топлива и токсичность выхлопных газов. Использование широкополосной лямбды и датчика детонации, к тому же, позволяет использовать различные виды топлива - бензино-спиртовые смеси, диметилового эфира, пропан-бутановых смесей и даже водорода.

Для регулирования по температуре существует датчик температуры. Оптимальный состав смеси отстраивается либо при проектировании данной системы либо в момент настройки самого мопеда. На температуру воздуха вводятся поправочные коэффициенты. По поводу масла - да будет вам известно, что в инжекторах масло с бензином не мешают. Да и возможности смешать его в принципе нет.

Еще раз повторюсь, когда ваш мопед работает на карбюраторе, то там вообще ничего из этого не учитывается. А главная задача самопального инжектора на 2т мопеде - обеспечить точную, хорошо распыленную смесь, с правильной зависимостью от оборотов и открытия дроссельной заслонки. А контроль смеси с применением лямбды не намного улучшит конечные характеристики мопеда.

Вы кстати сравните выхлоп мопеда и машины на которой стоит лямбда. ) Вам станет понятно что любая лямбда закакается там менее чем через неделю. )

malaxit

Думающий что познал

Точно, на априлевском движке давление топлива всего 5 бар, я думал значительно больше, как на взрослых коммонрейлах. Это, блин, заставляет серьёзно задуматься.. Там, кстати, пишут что компрессор приводится от эксцентрика на коленвалу. Кто-нить заглядывал, как оно там устроено, как проблема балансировки вала с эксцентриком решена, какие уплотнения?
Насчёт лямбды хз, я вообще думал что она не сможет нормальные показания выдавать. Чел с видео говорит что уже полтыщщи прожила.

malaxit

Думающий что познал

Давай на ты. Насчёт смешивания масла с бензином не нашёл, можно подробнее? Если не через форсунку, то как оно поступает в ЦПГ?
Главная задача самопального инжектора - с толком потратить время его создателя и доставить удовольствие своей качественной работой .
Насчёт лямбды не спорю, просто показал как оно бывает. Сам не думал что её можно встроить на 2-х тактник.

В свете постоянного ужесточения норм вредного выхлопа производителям всё сложней поддерживать 2-тактные технологии, но австрийский производитель KTM не собирается отказываться от культовых моторов и разработал 2-тактные инжекторные двигатели. В пресс-релизе компании говорится, что новые моторы будут устанавливаться на эндуро KTM EXC 2018.

Научно-исследовательский отдел KTM в Маттигхофене, Австрия, уже давно работает над новой технологией, которая должна повысить эффективность 2-тактных моторов.

— сказал Хоаким Соер, директор компании по маркетингу.

Ещё пояснения (мои):

0. В двух словах: Серьёзная компания решила сделать подачу топлива так как мало кто делает, и в перспективе это может быть круто, хоть и актуально в основном для спорта.

1. Чё за 2Т? Вы же не обязаны разбираться в моторах, верно?) Фишка в том, что 2Т называется так потому, что цикл повторяется за 2 такта. То есть одно действие, второе действие и так по кругу. В свою очередь у 4Т как легко догадаться - их 4. И только 1 делает полезную работу. Очень хорошо это проиллюстрируют гифки. Ориентируйтесь на вспышку - это и есть работа.

2. Чем хорош 2Т? Несложно догадаться, что 2Т при тех же оборотах даёт полезную работу в 2 раза чаще, и при этом ещё и не имеет дополнительных механизмов т.е. конструкция проще.

3. Почему тогда не все движки 2Т? В свою очередь недостатком является повышенный расход топлива - часть его банально улетает в трубу (строго говоря с этим можно бороться, но это отдельная история). Дозирование смеси тоже оставляет желать лучшего (потому что обычно карбюратор плюс клапан - сколько засосалось столько и будет). А ещё, чтобы смазывать такой мотор, масло приходится добавлять прямо в бензин, а значит оно будет сгорать и дымить. Евро-нормы? Пфф, забудьте.

4. И зачем он тогда? 2Т моторы легче и мощнее 4Т, но их минусы перевешивают плюсы в эксплуатации по дорогам, но не в спорте, при чём в том спорте, где нужно резко "рвануть". Поэтому малый вес и "резкая" мощность - хорошее подспорье для эндуро - бездорожных гонок. Впрочем не только. Почему тогда все спортивные мотоциклы не 2т? Ну, я хз, мне нравится 2т) Но вообще война 4Т-2Т это тема отдельного большого рассказа, многих деталей которого я не знаю. Просто поверьте что профессионалы не дураки и раз так то на то были причины.

5. Переходи к сути. Карбюратор подаёт смесь так, как её засосёт цилиндр. Однако все современные гражданские моторы (а также большинство спортивных) используют инжектор т.е. впрыск топлива. Это позволяет подавать смесь точнее и экономичней, но мало кто ставит инжектор на 2Т (я что-то вообще не особо нашёл сходу). Компания КТМ - известный бренд, делающий неплохие спортивные снаряды для разных видов спорта и гражданские байки и будет весьма интересно увидеть, насколько хорошо у них это получится.

Вы хотите отреагировать на этот пост ? Создайте аккаунт всего в несколько кликов или войдите на форум.

Обсуждаем любые механизмы, электронику, модели, устройства.

Последние темы

1 Двух тактный двигатель безкартерный, с предворительной продувкой камеры. Ср Мар 23, 2011 10:35 pm

Алексей

Создать свой двигадель, я мечтал ещё с детства! В 11 лет я с лёгкостью разбирался в ДВС! Но небыло возможности даже повторить уже предуманный двух тактный двигатель!( Потому как жил в деревне) А хотелось изобрести более мочный, экономичный движочек. Мне час 24 года. Вот уже как три года живу в городе, За 2года я переделал Марз-2.5, Мк-12,и Комета мд5 -на бензин с искровым зажиганием, работают на ура! Зделал самодельный двух тактник с объемом 19кубиков,продал его за 1300руб пол года на зад. Вот сегодня, буквально тока час наткнулся на этот сайт, посмотрел что я не один страдаю этим хобби,и решил зарегистрироваться Конечно нового для себя я здесь ни чего не нашол, только одни глупые вопросы (Извиняюсь конечно,но это так). На данный момент я обдумываю новый двухтактник, Без картера(камеры), с предворительной продувкой цилиндра воздухом, и надувом цилиндра горючей смеси, без потери топлива на продувку! Что я хочу от такого ДВС? 1-Увеличение мочности на 50% 2-Экономия топлива на 100%(Тоесть без потери)3-Отсутствие герметичной камеры картера и сальников! 4-работа на чистом бензине. ИМХО не знаю как закинуть фотки!? Надеюсь кто-нибудь тоже этим заинтерисуется, Есть фотки микродвижков и искиз Моего движка (кстате в инете подобного не нашол)

Admin

PS. про тупые вопросы я с вами согласен

Алексей

Приветствую вас Admin :cheers: А я думал вы отвергните, то что я написал- ГЛУПЫЕ ВОПРОСЫ! Я очень рад, что мы сошлись взглядами! Хотел еще написать может кто , также как я, отошол от катушки зажигания? Я Бобинами уже пол года не пользуюсь! Для двигателей от 10 000 до 20 000 об/мин катушка не идёт! Двигатель развивает малую мощь,малые обороты И соответственно работает с перибоями! Кто что скажет?

Admin

Я тоже от обычной бобины отказался, использую самодельную высоковольтную катушку, искра сильней и от оборотов не страдает.

Алексей

При очень высоких оборотах, обычное конденсатарное зажигание не подходит! При таких оборотах, конденсатор не успевает заряжаться, искра чутли не постоянная! В моем случае я использую высоковольтный преобразователь на двух поливиках , искра получается очень мощной и постоянной a вот питание эго происходит черeз преpыватель. с таким зажиганием комета мд-5 развивает охиренные обороты, без перибоев,

lobzik

Вот уже как три года живу в городе, За 2года я переделал Марз-2.5, Мк-12,и Комета мд5 -на бензин с искровым зажиганием, работают на ура!

Тогда у меня к тибе пару вопросов, помоги, если сможешь.
1.Что ты делал с карбюратором у марз-2.5, доделывал ли вообще?
2.Какие обороты развивает твой движок?
3.Дай пару умных советов, как мне повысить мощность моего переделанного движка, может я что-то упускаю,но мощность у меня не особо впечатляет.
4.Пару общих фраз по переделке этого двигла, чтоб понять как это сделал ты.
Заранее благодарен.

А как двухтактный двигатель может быть без картера?С дополнительным цилиндром ? это ж только осложняет конструкцию, разве только что сальников ненада, и со смазкой проще.

lobzik

Алексей

Вот он, Здесь изобразил я два подготовительных цилиндра, (надо подумать тока с какого материяла слепить) и один рабочий(можно и два и три). Принцип такой- в данном положении идёт продувка цилиндра воздухом от отработавших газов верхний клапан 1 открыт, далие через 40-45градусов клапан 1 закрывается и наступает наполнение цилиндра горючей смесью,после чего поршень перекрывает подувочные окна и идёт в вмт (сжатие),рабочий ход, клапан 1 открывается газы начинают вылетать из цилиндра затем открывается продувка и.т.д На подготовителиных цилиндрах стоят лепестковые клапана! Думаю всё понятно! Кстати один мужик всётаки делал такой двиган на победу! Гаишники не могли догнать !Подумайте сами ведь в четырёхтактном ДВС происходит три такта в холостую а на четвёртый рабочий ход! здеси все три такта происходят за один и один рабочий ход! А топливо не вылетает при надувке целиндра! Не просто продувке , а НАДУВКЕ ! - Тоесть он получается как ещё и турбо надув. А энергия расходуется одинаково что в 4т что в этом ДВС ! Короче сами смотрите

ВОт короче, из этого я собирал свой первый двухтактник ! Это гильза амортизатора кольса хромированые(помоему), И отлитый кругляк аллюминия в другую гильзу!

Вот он будущий поршень

Admin

Конструкция двигателя мне понравилась
Он перспективный и проще 4Т, но по идее должен иметь лучшие характеристики!
Но у него есть более простой конкурент, 2Т с непосредственным впрыском, в нём также можно получить наддув и нормальную систему смазки.

Читайте также: