Различия масел для двухтактных и четырёхтактных двигателей

Принципиальное отличие двухтактного двигателя от четырёхтактного состоит в том, что двухтактный смазывается маслом, предварительно растворённым в бензине и в конце концов сгорающим вместе с ним. Существуют двухтактные двигатели с отдельной системой подачи масла в картер, но сути дела это не меняет: масло по-прежнему сгорает вместе с бензином. В четырёхтактных же двигателях, напротив, предпринимаются все меры против того, чтобы масло попадало в камеры сгорания.

Отсюда вытекают и основные различия в требованиях к маслам: в двухтактных двигателях масло должно как можно полнее сгорать, оставляя минимум нагара в виде сажи и золы, а в четырёхтактных двигателях масло должно обеспечивать стабильность смазывающих свойств в течение как можно более длительного времени.

На заре эры двигателей внутреннего сгорания смазочные масла получались простой перегонкой нефти и использовались в обоих типах двигателей, поскольку удельная мощность первых двигателей была невысока, невысоки и нагрузки в сопряжении деталей, и вызываемый ими износ. В дальнейшем, однако, при росте рабочих оборотов и удельных параметров двигателей, возможности таких масел оказались исчерпанными. В поисках выхода из создавшейся ситуации было предложено использовать специальные добавки в масла — присадки, значительно улучшающие те или иные параметры масла.

В масла обычно вводится целый комплекс присадок: противоизносные, противозадирные, моющие, противопенные, антиокислительные и т.п. В результате содержание присадок в современном масле для четырёхтактных двигателей может достигать 25%. Поскольку к маслам для четырёхтактных двигателей не предъявляется особых требований по части полноты сгорания, присадки подбираются без учёта зольности, как следствие, зольность масел может доходить до 2% и более, также велика и дымность этих масел.

Что же произойдёт при применении «четырёхтактных» масел в двухтактных двигателях? Всё очень просто: зола, образующаяся при сгорании масла, оседает на поршне и стенках камер сгорания, образуя в смеси с маслом абразивный порошок, действующий на зеркало цилиндра и поршень, как настоящая наждачная бумага! Детали буквально пилятся этим абразивом и служат гораздо меньше, чем могли бы служить в более благоприятных условиях. Не меньший вред приносит и сажа: оседая в канавках поршневых колец, она способствует потере подвижности колец и, как следствие вызывает потерю мощности двигателя. Откладываясь в выхлопных окнах, сажа постепенно уменьшает их сечение, вызывая затруднённый выпуск отработанных газов и, опять-таки, потерю мощности. Кроме того, нагар из золы и сажи, откладывающийся на поршнях и головке цилиндров, способствует развитию таких пагубных явлений, как детонация и калильное зажигание, также приводящих к потере мощности и снижению моторесурса. Откладываясь на электродах свечей зажигания, нагар вызывает их замыкание и остановку двигателя.

Масла для двухтактных двигателей на потребительском рынке России

В СССР специальные масла для двухтактных двигателей не производились совсем, несмотря на широкое распространение таких транспортных средств, как лёгкие мотоциклы, мопеды, мотовелосипеды и моторные лодки. По-видимому, это было связано с тем, что для военных целей в стране применялись практически только автомобили и бронетехника с четырёхтактными двигателями, а все «гражданские» производства развивались по остаточному принципу.

Правда, производились те самые упомянутые выше масла без присадок, которые лучше подходят для смазки «двухтактников», но во времена тотального дефицита рядовому потребителю были доступны только знаменитые «автолы» АС-10 и АС-8 (М8-В по новому ГОСТ’у).

В результате мотолюбители и водномоторники были вынуждены «пилить» свои двигатели золой, сокращая сроки их службы не менее, чем в два раза (по данным различных исследователей масел — от 2-х до 4-х раз). Именно применением неподходящих масел объясняется и якобы меньший моторесурс отечественных двигателей по сравнению с моторами зарубежного производства. В странах-производителях двухтактной мототехники производство специальных малозольных масел для двухтактных двигателей было освоено много десятилетий тому назад и данные по ресурсу двигателей приводятся для случая применения именно этих высококачественных масел.

Первое отечественное специальное масло для двухтактных двигателей М-12-ТП было разработано в конце 70-х годов прошлого столетия в связи с возрастанием объёмов экспортных лесозаготовок. Применявшиеся на лесоповале бензопилы «Дружба» просто «горели» в суровых условиях эксплуатации.

Желанием снизить резко возросшие издержки и объясняются разработка начало производства долгожданного масла. Однако в широкую продажу это масло в те годы так и не поступило.

Импортные масла для двухтактных двигателей, а вслед за этим выпуск отечественных «двухтактных» масел М-12-ТП и МГД-14М возрос настолько, что даже в отдалённых регионах России отпала проблема в их приобретении. Автор сайта перешёл на использование специальных «двухтактных» масел вскоре после начала эксплуатации в 1994г. нового «Ветерка-8М». Дело в том, что в конце 80-х годов произошли какие-то изменения в технологии изготовления и составе привычного автола М8-В, в результате это масло после суточного отстоя стало выпадать в осадок из топливной смеси. В результате при попытке запуска двигателя в его карбюраторе оказывалось преимущественно масло, и даже «Ветерок-8М» с его мощнейшей системой зажигания запускался с трудом. Такие новообретённые «свойства» автола окончательно утвердили меня в решении использовать специальные масла. Поначалу это были мотоциклетные масла южнокорейского производства, обходившиеся в 2.5$ за литр, да и то при закупке ящиками. Впоследствии во Владивостоке появилось в свободной продаже высококачественное отечественное масло МГД-14М, которое в 2001г. стоит 48 руб за 2-х литровую флягу. Высокие качества этого масла подтверждены сравнительными испытаниями различных масел, организованными журналом «Мото».

При эксплуатации на этих маслах подвесных моторов «Ветерок-8М», «Москва-М», «Нептун-23» и «Привет-22» значительно облегчился запуск, исчезли проблемы с выпадением масла в осадок, кардинально снизилась дымность выхлопа, многократно снизилось нагарообразование, свечи достаточно чистить только раз в сезон. Какой-либо существенной разницы в основных эксплуатационных качеств между импортными маслами и маслом МГД-14М выявлено не было. Плюсом импортных масел был их зеленоватый цвет, позволявший отличать «двухтактные» масла от других масел и уверенно отличать топливную смесь от чистого бензина. Кроме того, известное удобство давала упаковка одного из корейских масел: на полупрозрачном флаконе были нанесены мерные деления, что до предела упрощало процесс приготовления смеси.

Что такое Outboard Motor Oil?

Помимо «двухтактных» масел общего назначения и мотоциклетных масел за рубежом производятся ещё и специальные масла для подвесных лодочных моторов — Outboard Motor Oil. Что же это за масла и чем они отличаются от мотоциклетных масел? Основным отличием этих масел от мотоциклетных является практически нулевая зольность. Столь низкая зольность достигается применением масляной основы особотонкой очистки и специальных беззольных присадок. Разумеется, такое масло получается значительно дороже мотоциклетного. Что же достигается применением этих более дорогих масел? В по сравнению с мотоциклетными маслами для двухтактных двигателей достигается дальнейшее увеличение моторесурса на 5

10%. Но не это главное.

Значительно уменьшается отложение нагара на электродах свечей зажигания, что снижает вероятность отказа мотора по этой причине. Если эксплуатация лодки предполагается в сложном для навигации районе с одним мотором, или предстоит длительная эксплуатация мотора на малых оборотах, и при этом владелец судна затрудняется в силу тех или иных причин регулярно чистить свечи, лучше применять именно Outboard Motor Oil.

Часто у любителей возникает вопрос: а что же произойдёт с мотором зарубежного производства, если он поработает на мотоциклетных «двухтактных» маслах вместо настоятельно рекомендуемого производителем Outboard Motor Oil (TCW-3)? Ответ: ничего особо плохого не произойдёт. Придётся всё-таки чистить свечи хотя бы раз в сезон. Снижение моторесурса на 5

10% любитель едва ли почувствует, так как за долгое время службы мотор скорее будет разбит о камни или утоплен, нежели успеет до предела износиться. Такое снижение моторесурса будет чувствительным разве что для владельца «водного такси» или профессионального рыбака, моторы которых трудятся ежедневно. Поэтому решение вопроса «Outboard Motor Oil или мотоциклетное масло?» каждый любитель волен решать сам, исходя из своих материальных возможностей. Более того, если в безвыходной ситуации импортный мотор поработает немного на смеси бензина с автолом (чего, конечно, рекомендовать нельзя), то и в этом случае мотор не развалится сразу, просто при длительной работе на такой неподходящей смеси моторесурс двигателя упадёт до 500

600 часов, характерных для отечественных двигателей при их работе на автоле.

Масла с повышенной биоразлагаемостью

Наконец, существуют ещё не просто Outboard Motor Oil, а Outboard Motor Oil Bio — масла с повышенной биоразлагаемостью. Появление таких масел на зарубежных рынках явилось результатом шумной деятельности «зелёных» по снижению загрязнения воды выхлопом подвесных лодочных моторов, хотя это загрязнение и без того ничтожно. Дело в том, что углеводороды, из которых состоят нефтепродукты, являются естественными природными веществами, и поэтому существует множество микроорганизмов, разлагающих углеводороды до безвредных веществ. Однако, присадки, вводимые в масла, зачастую бывают ядовиты для этих микроорганизмов — редуцентов, что существенно замедляет естественное самоочищение воды. В маслах Outboard Motor Oil Bio используются исключительно безвредные для редуцентов присадки, разумеется, более дорогие, хотя они нисколько не полезнее для двигателя. Однако, во многих районах США и Европы любителям выбирать не приходится: разрешается применять только такие масла, и попытки пренебречь этим предписанием сурово пресекаются.

В какой пропорции смешивать масла с бензином?

Многочисленными исследованиями зарубежных и Российских специалистов установлены следующие оптимальные пропорции топливной смеси для двухтактных двигателей:

· для двигателей с игольчатыми подшипниками в верхних головках шатунов — 1:50;

· для двигателей с бронзовыми втулками в верхних головках шатунов — 1:40.

В настоящее время практически все моторы зарубежного производства имеют игольчатые подшипники в верхних головках шатунов. Для моторов выпуска 70

80-х годов следует уточнить особенности конструкции двигателя, запросив соответствующую информацию у дилеров, на сайтах производителей или у лиц, занимающихся ремонтом. Из отечественных двигателей игольчатые подшипники имеют моторы «Привет-22» и «Ветерки» начиная с 1988г. выпуска.

«Вихри», «Нептуны», «Москва» , старые «Ветерки», «Салюты» и другие моторы имеют бронзовые втулки.

Что же касается рекламных заявлений некоторых зарубежных фирм о применимости топливной смеси с пропорцией масло/бензин 1:100, то такую информацию следует воспринимать с большой осторожностью. Ведь не публиковалось никаких достоверных сведений о том, что в этих конкретных моделях моторов были применены какие-то более износостойкие материалы гильз цилиндров и поршней. Большинство моторов какими были, такими и остались, просто в какой-то момент без всяких видимых причин было объявлено, что отныне можно лить масло в соотношении 1:100. Такие заявления делались явно под нажимом «зелёных», косвенным свидетельством чего являются инструкции, даваемые серьёзными дилерами: для «коммерческой» эксплуатации всё же применять смесь 1:50, а смесь 1:100 использовать для лёгких условий малых нагрузок, например, троллинга.

Что делать, если «двухтактные» масла всё же недоступны?

Такой вопрос может возникнуть у жителя отдалённой глубинки, где специальные масла для двухтактных двигателей могут всё ещё быть в дефиците.

Прежде всего следует подавить-таки в себе соблазн использовать различные «автолы», «жигулёвские», «дизельные», «камазовские», «тепловозные», «судовые» и т.п. масла, даже если они и «достаются» даром. Двух-трёхкратное снижение моторесурса двигателя при работе на этих суррогатах — более чем весомый аргумент против даже при эксплуатации отечественных «подвесников». Однако, безвыходных ситуаций не бывает.

Поскольку главное «зло» вышеупомянутых «четырёхтактных» масел — это их высокая зольность, можно применять в качестве заменителей отечественные масла без присадок. Что же это за масла?

· Авиамасла МС-14; МС-20; МК-22, применять в пропорции 1:33;

· Индустриальные масла И-25; И-40А; И-50; И-300, применять в пропорции 1:25.

В советское время эти масла отсутствовали в свободной продаже, поэтому подавляющему большинству водномоторников и мотоциклистов, не имеющих возможности их «достать», были попросту недоступны. Конечно, из-за отсутствия высокоэффективных противоизносных присадок двигатель будет изнашиваться быстрее, чем при работе на спецмаслах, но всё же достижимый моторесурс будет ближе к ресурсу, обеспечиваемому «двухтактными» маслами.

При появлении такой возможности следует без промедления перейти на использование масел для двухтактных двигателей.

Применение специальных высококачественных масел для двухтактных двигателей — залог хороших пусковых качеств и безаварийной работы двигателя!

Отличия двухтактного двигателя от четырехтактного

Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — представляет собой ряд процессов, в результате которых производится порция усилия (мощности), воздействующего на коленчатый вал двигателя. Рабочий цикл состоит из:

• заполнения цилиндра топливной смесью;
• ее сжатия;
• воспламенения смеси;
• расширения газов и очистки от них цилиндра.

Такт в ДВС — это движение поршня в одном направлении (вверх или вниз). За один оборот коленчатого вала совершается два такта. Тот из них, при котором происходит расширение сгоревших газов и совершается полезная работа, называется рабочим ходом поршня.

Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 2 такта (один оборот коленчатого вала), называются двухтактными. Двигатели, в которых рабочий цикл совершается за 4 такта (два оборота коленвала), называются четырехтактным. Двух- и четырехтактные двигатели могут быть как бензиновыми (карбюраторными), так и дизельными. Каковы основные эксплуатационные и конструктивные особенности бензиновых двухтактных и четырехтактных двигателей? Чем отличается двухтактный от четырехтактного? Чтобы лучше понять это, необходимо ознакомиться с принципом их работы.

Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.

При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.

Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.

После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

Принцип работы двухтактного бензинового двигателя

При сжатии поршень двигается из нижней мертвой точки в верхнюю. После того как перекроется сначала продувочное окно (2), через которое в цилиндр поступает топливная смесь, а затем выпускное (3), через которое выходят отработавшие газы, начинается сжатие воздушно-бензиновой смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере (1) создается разрежение, засасывающее из карбюратора следующую порцию топлива. При подходе поршня к верхней мертвой точке смесь воспламеняется от искры свечи, и образовавшиеся газы толкают поршень вниз, вращая коленвал и производя полезную работу.

В кривошипной камере при рабочем ходе повышается давление, сжимающее топливную смесь, попавшую туда в предыдущем такте. При достижении верхней поверхности поршня (его уплотнительного кольца) выпускного окна, последнее открывается, выпуская отработавшие газы в глушитель. При дальнейшем движении поршень открывает продувочное окно, и находящаяся под давлением в кривошипной камере топливная смесь поступает в цилиндр, вытесняя остатки отработавших газов (осуществляя продувку) и заполняя надпоршневое пространство. При переходе поршня нижней мертвой точки рабочий цикл повторяется.

Эксплуатационные и конструктивные отличия двухтактных и четырехтактных бензиновых двигателей

В двухтактном двигателе заполнение и очистка цилиндра выполняются одновременно с тактами сжатия и расширения — в то время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки. Для этого в стенках цилиндра имеются два отверстия — впускное или продувочное и выпускное, через которые производится впуск топливной смеси и выпуск отработанных газа. Газораспределительный механизм с клапанами у двухтактного двигателя отсутствует, что делает его значительно проще и легче.

Литровая мощность. В отличие от четырехтактного двигателя, в котором один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала, в двухтактном рабочий ход совершается при каждом обороте коленвала. Это означает, что 2-х тактный двигатель должен иметь (теоретически) вдвое большую литровую мощность (отношение мощности к литражу двигателя), чем 4-х тактный. На практике, однако, превышение составляет всего 1,5-1,8 раза. Это происходит из-за неполного использования хода поршня при расширении, худшего механизма освобождения цилиндра от отработавших газов, траты части мощности на продувку и прочих явлений, связанных с особенностями газообмена 2-х тактных двигателей.

Потребление топлива. Превосходя четырехтактный двигатель в литровой и удельной мощности, двухтактный двигатель уступает ему в экономичности. Вытеснение отработавших газов осуществляется в нем воздушно-топливной смесью, поступающей в цилиндр из кривошипно-шатунной камеры. При этом часть топливной смеси попадает в выхлопные каналы, удаляясь вместе с отработавшими газами и не производя полезной работы.

Смазка. Двухтактные и четырехтактные двигатели имеют различный принцип смазки двигателя. В 2-х тактных моделях она осуществляется смешиванием в определенных пропорциях (обычно 1:25-1:50) моторного масла с бензином. Воздушно-топливно-масляная смесь, циркулируя в кривошипной и поршневой камерах, смазывает подшипники шатуна и коленчатого вала, а также зеркало цилиндра. При возгорании топливной смеси масло, существующее в виде мельчайших капель, сгорает вместе с бензином. Продукты его сгорания удаляются вместе с отработанными газами.

Применяются два способа смешивания масла с бензином. Простое перемешивание перед заливкой топлива в бак и раздельная подача, при которой топливно-масляная смесь образуется во впускном патрубке, находящемся между карбюратором и цилиндром.

В последнем случае двигатель имеет масляный бачок, трубопровод которого соединен с плунжерным насосом, подающим масло во впускной патрубок ровно в том количестве, которое требуется в зависимости от количества воздушно-бензиновой смеси. Производительность насоса зависит от положения ручки подачи «газа». Чем больше подается топлива, тем больше поступает масла, и наоборот. Раздельная система смазки двухтактных двигателей является более совершенной. При ней отношение масла к бензину при малых нагрузках может достигать 1:200, что приводит к уменьшению дымности, снижению образования нагара и расхода масла. Эта система используется, например, на современных скутерах с двухтактными двигателями.

В четырехтактном двигателе масло не смешивается с бензином, а подается отдельно. Для этого двигатели оснащены классической системой смазки, состоящей из масляного насоса, фильтра, клапанов, трубопроводной магистрали. Роль масляного бачка может выполнять картер двигателя (система смазки с «мокрым» картером) или отдельный бачок (система с «сухим» картером).

При смазке с «мокрым» картером насос 3 всасывает масло из поддона, нагнетает его в выходную полость и далее по каналам подает к подшипникам коленвала, деталям кривошипно-шатунной группы и газораспределительного механизма.

При смазке с «сухим» картером масло заливается в бачок, откуда с помощью насоса подается к трущимся поверхностям. Та часть масла, которая стекает в картер, откачивается дополнительным насосом, возвращающем ее в бачок.

Для очистки масла от продуктов износа деталей двигателя имеется фильтр. При необходимости устанавливается и охлаждающий радиатор, так как в процессе работы температура масла может подниматься до высоких температур.

Поскольку в двухтактных двигателях масло сгорает, а в четырехтактных нет, требования к его свойствам сильно разнятся. Масло, используемое в двухтактных двигателях, должно оставлять минимум нагара в виде золы и сажи, в то время как масло для четырехтактных двигателей должно обеспечивать стабильность характеристик в течение как можно более длительного времени.

Сравнение основных параметров двухтактных и четырехтактных двигателей:

• Литровая мощность. У 2-х тактных двигателей выше в 1,5-1,8 раза, чем у 4-х тактных.
• Удельная мощность (отношение мощности к массе двигателя). Также выше у 2-х тактных.
• Обеспечение подачи топлива и очистки цилиндра. 4-х тактные двигатели оснащены газораспределительным механизмом, который отсутствует у 2-х тактных двигателей.
• Экономичность. Выше у 4-х тактных, расход топлива у которых примерно на 20-30 % ниже, чем у 2-х тактных.

Двигатель	Количество тактов	Мощность, л.с.	Расход топлива (бензина), кг/час
Briggs&Stratton	4	3,5	0,9
Minarelli	2	3,5	1,5
Tecumzeh	4	3,7	0,9
Briggs&Stratton	4	5,0	1,0
Tecumzeh	4	5,0	1,0
Briggs&Stratton	4	6,0	1,1
Lombardini	4	7,0	1,6
Minsel	2	7,0	2,1

• Система смазки. Масло для 2-х тактных двигателей разводится в бензине или (значительно реже) подается из масляного бака во впускной коллектор и сгорает вместе с топливом в поршневой камере. У 4-х тактных двигателей реализована полноценная система, обеспечивающая качественную смазку двигателя и длительное использование масла.
• Экологичность. У 4-х тактных выше. Выхлоп 2-х тактных двигателей обладает большей токсичностью.
• Шумность работы. 4-х тактные двигатели менее шумные.
• Сложность конструкции. 2-х тактные двигатели значительно проще 4-х тактных.
• Ресурс работы. Выше у 4-х тактных из-за более совершенной системы смазки и меньшей частоты вращения коленвала.
• Скорость набора оборотов. 2-х тактные двигатели набирают обороты быстрее.
• Обслуживание. Сложнее у 4-х тактных из-за наличия газораспределительного механизма и более сложной системы смазки.
• Вес. 2-х тактные значительно легче.
• Цена. 2-х тактные дешевле.

Благодаря своей высокой удельной мощности, небольшому весу, простоте обслуживания двухтактные двигатели имеют достаточно широкую область применения. В отношении некоторой бензотехники вопрос, какой двигатель использовать — двухтактный или четырехтактный — даже не возникает. В бензопилах, например, двухтактный двигатель благодаря своему небольшому весу и высокой удельной мощности находится вне конкуренции по сравнению с четырехтактным. Широко используются 2-х тактные двигатели также в скутерах, мототехнике, авиамоделестроении.

И все же из-за токсичности выхлопа и шумности 2-х тактные двигатели сдают свои позиции перед 4-х тактными. Большая их конкурентоспособность возможна при использовании новых технологических решений. Таких, например, как идея компаний Aprilia и Orbital использовать для продувки двухтактного двигателя чистый воздух. Топливо в их модели подается через форсунку, расположенную в головке двигателя, а масло добавляется в продувочный воздух. Такой двигатель по экономичности даже превосходит четырехтактный, его экологичность также соответствует современным требованиям. Вот только главное достоинство 2-х тактных двигателей — простота их конструкции — несколько страдает от нововведения.