Dvotaktni motor: kakšne so njegove prednosti ali slabosti?
Dvotaktni motor, imenovan tudi dvotaktni motor ali popularno dvotaktni, je batni motor z zgorevanjem, ki deluje v dveh taktih ali z drugimi besedami v dveh taktih.
To pomeni, da delovni cikel motorja poteka med dvema giboma bat in enim obratom ročična gred.
Vsebina
Funkcija dvotaktnega motorja
Da se razumemo, tudi delovanje dvotaktnega motorja je sestavljeno iz štirih taktov, tako kot štiritaktni motor. Vendar pa jih več teče hkrati. Zmanjšanje števila ciklov s štirih na dva dosežemo s tem, da pri zamenjavi polnila valja sodeluje tudi prostor pod batom in s tem karter.
Štiritaktni motor: njegove prednosti, slabosti in princip delovanja
Pri dvotaktnem motorju istočasno potekata dva različna delovna cikla, pri čemer en delovni cikel poteka v prostoru nad batom z zgorevanjem, drugi pa pod batom brez zgorevanje.
Klasični dvotaktni motor ne vsebuje razporeditev ventilov in s tem niti ventili, odmične gredi, jermena ali nihajnih ročic. Za zamenjavo vsebine jeklenke se namesto ventilov uporabljajo trije kanali, natančneje:
- Vsesalni kanal – začne se od uplinjača in vodi do ohišja ročične gredi
- Izpustni kanal – povezuje ohišje ročične gredi z zgorevalno komoro cilindra
- Izpušni kanal kanal – odpre se iz zgorevalne komore valja v izpušno cev
Zaradi odsotnosti ventilskega sklopa in njegovih komponent je dvotaktni motor manjši in tudi lažji od drugih štiritaktnih motorjev z enako prostornino in številom valjev.
Dvotaktni motor ima podobno ročično gred kot štiritaktni motor. Med premikanjem od zgornje mrtve točke do spodnje mrtve točke bat med drugim zagotavlja tlak, dovod goriva in njegov prenos v zgorevalno komoro valja.
Bati motorja: Kaj morajo vzdržati in kakšna je njihova funkcija?
Deluje tako, da bat pri premiku v spodnjo mrtvo točko potisne gorivo skozi izpustni kanal navzgor v zgorevalno komoro valja, nato pa pri premiku v zgornjo mrtvo točko vsesa dodatno gorivo skozi sesalni kanal pod bat ali v ohišje motorja.
Mazanje motorja:
Pri dvotaktnih motorjih so gibljivi deli motorja, kot so ležaji gonilke ali ojnice, preliti z gorivom, kar pomeni, da jih ni mogoče mazati na klasičen način kot pri štiritaktnih motorjih. Vendar pa gorivo v večini primerov nima zadostnih mazalnih sposobnosti, kar je pravzaprav razlog, da se gorivu doda olje.
To mazanje imenujemo mazanje z mastjo in je najenostavnejši način mazanje motorja. Pri tej vrsti mazanja se olje doda neposredno gorivu in se zmeša v razmerju olje:gorivo v razponu od približno 1:20 do 1:100.
Delovni cikel dvotaktnega motorja:
1. Prvi hod bata (sesanje in stiskanje):
Bat se premika od spodnje mrtve točke navzgor do zgornje mrtve točke.
Nad batom:
Med premikanjem od spodnje mrtve točke do zgornje mrtve točke bat najprej zapre izpustni kanal, skozi katerega je bila zmes potisnjena v prostor nad batom. Kasneje bat zapre tudi izpušni kanal in ustvari izoliran prostor v cilindru, kar posledično povzroči stiskanje zmesi.
Pod batom:
Ko bat opravi približno polovico svojega giba, njegov spodnji rob odpre sesalno odprtino. To bo povzročilo, da se bo vžigalna mešanica iz uplinjača začela vleči v ohišje motorja. A to še ni vse.
Uplinjač: Kako deluje naprava za pripravo mešanice?
Tik pred zgornjim mrtvim središčem bata med elektrodama svečka preskoči iskra, zaradi katere se zmes vname (vname). Pri izgorevanju nastaja toplotna energija, ki se kaže v povečanju tlaka v valju, ki premakne bat navzdol in tako pretvarja toplotno energijo goriva v mehansko delo motorja.
2. Drugi hod bata:
Bat se premika od zgornje mrtve točke navzdol do spodnje mrtve točke.
Nad batom:
Pri drugem gibu bata pride do raztezanja v prostoru nad batom, ki potisne bat od zgornje mrtve točke do spodnje mrtve točke.
Pod batom:
Skozi odprt sesalni kanal se v prostor ohišja motorja vsesa vžigalna mešanica. Ko bat opravi polovico svojega giba proti spodnji mrtvi točki, se sesalna odprtina zapre, kar povzroči stiskanje zmesi v bloku ročične gredi.
Tik pred koncem ekspanzije bat odpre izpušno odprtino, kar povzroči padec tlaka v valju. Bat odpre izpustni kanal in vžigalna mešanica iz ohišja motorja pod tlakom odplakne izgorevalne pline iz cilindra in ga hkrati napolni za naslednji delovni cikel motorja.
Izpiranje cilindra:
Izpiranje valjev je faza, ki se pri štiritaktnih motorjih ne pojavlja. Je pa izjemno pomemben za dvotaktne motorje, saj njegov potek bistveno vpliva na parametre motorja.
Pri štiritaktnih motorjih je običajno, da se izpušni plini iztisnejo zaradi premikanja bata v zgornjo mrtvo točko, pri dvotaktnih motorjih pa morajo praznjenje valjev zagotoviti drugi dejavniki, natančneje:
- Prosti izpuh – dimni plini izhajajo iz jeklenke skozi izpušni kanal samo zaradi diferenčnega tlaka v jeklenki in izpušni cevi.
- Iztiskanje s svežim polnjenjem - po odprtju izpustnega ventila začne vžigalna mešanica teči v valj in s tem potisne izpušne pline ven.
Vendar pa je faza izpiranja pogosto omejena na čas, v katerem je izpustni kanal odprt, dokler se izpušni kanal ne zapre.
Vendar pa se lahko pri različnih načinih motorja pri izpiranju valjev zgodi naslednje:
- Več ali manjše mešanje sveže zmesi z izpušnimi plini, saj so v neposrednem stiku
- Uhajanje sveže zmesi v izpušno cev
- Nezadostno izpiranje cilindra z visokim ostankom izpušnih plinov pri naslednjem delovni cikel motorja
Dvotaktni motor je lahko zasnovan kot bencinski, lahko pa tudi kot dizelski motor.
Dvotaktni dizelski motor:
Načelo delovanja dvotaktnega dizelskega motorja je enako kot iskra dvotaktnega motorja. Vendar obstaja ena bistvena razlika, in sicer, da zmes nastaja le v valju.
Gorivo se tako zaradi natančnega trenutka vžiga vbrizga v valj tik pred koncem kompresije. Večina dvotaktnih dizelskih motorjev uporablja za vbrizg goriva klasičen ventil, ki je zelo podoben ventil iz štiritaktnega motorja.
Pri dvotaktnih motorjih se za ustvarjanje polnilnega tlaka največkrat uporablja kompresor, ni pa možnosti kompresorskega polnjenja motorja s pomočjo turbopolnilnika ali kombinacije turbopolnilnika in kompresorja. izključena.
Prednosti dvotaktnega motorja:
- Enostavna konstrukcija
- Manjša teža v primerjavi s štiritaktnim motorjem
- Manjše dimenzije motorja
- Odsotnost ventilskega sklopa
- Nižji proizvodni stroški
- Enostaven sistem mazanja motorja
- Hlajenje je v večini primerov zračno , zato so vsi deli vodno hladilnega sistema odstranjeni
- Možnost dela v poljubnem položaju (tudi narobe)
- Največja zmogljivost je dosežena pri nižjih vrtljajih, saj vsak premik bata navzdol spremlja izgorevanje
- V nekaterih primerih je lažje rev
Slabosti dvotaktnega motorja:
- Neekološki zaradi mešanja olja v gorivo
- Velika poraba goriva, zaradi pogostega uhajanja nezgorele zmesi v izpuh pri izpiranju
- Večja poraba motornega olja v primerjavi s štiritaktnim motorjem
- Neredna delovanje motorja pri nizkih obratih
- Večja hrupnost motorja
- Mešanje zgorele in nezgorele zmesi
- Zaradi lege kanalov ob strani cilindra prihaja do večje obrabe batnih obročkov