motory se staly důležitou součástí všech průmyslových odvětví, vozidel a domácností. Motory mají mnoho typů a jedním z nich je dvoutaktní motor. Název 2-taktního motoru představuje, že má dva zdvihy pístu. Dvoudobý motor dokončí jeden energetický cyklus pouhými dvěma zdvihy pístu na otáčku klikového hřídele. Jeho práce je opakem 4-taktního motoru, který vyžaduje 4 zdvihy pístu k dokončení cyklu napájení / energie během dvou otáček klikového hřídele.
v předchozím článku jsme diskutovali o čtyřtaktním motoru. Proto zde budeme diskutovat o 2-taktním motoru.

co je to 2-taktní motor?

2-taktní motor je typ pístového motoru, který používá pouze dva zdvihy pístu k dokončení cyklu výkonu. Dvoutaktní motor dokončí jednu otáčku klikového hřídele po dokončení dvou zdvihů pístu. Dvoutaktní motor pracuje tak, že:

1. sací a kompresní procesy jsou dokončeny v prvním zdvihu pístu.
2. výkonové a výfukové procesy jsou dokončeny ve druhém zdvihu pístu.

tepelná účinnost dvoutaktního motoru závisí na konstrukci a modelu vozidla. Obecně však 2Taktní benzínový motor převádí pouze 20% chemického (palivového) výkonu na mechanický výkon. Pouze 15% této energie se používá k pohonu kol vozidla, zatímco zbývajících 5% energie ztrácí, aby odolávala tření a dalším.

schéma typického 2-taktního motoru je uvedeno výše. Namísto sacích a výfukových ventilů používá dvoutaktní motor protitlaké porty.

dvoudobé motory mají nízké náklady, jsou vysoce účinné a mají nízkou hmotnost než čtyřdobé motory. Tento typ motoru IC má větší výstupní výkon než 4-taktní motor, který dokončí výkonový cyklus po dokončení čtyř zdvihů pístu nebo dvou otáček klikového hřídele.

čtyřdobé motory mají velkou velikost a vysokou hmotnost než dvoutaktní motory, protože čtyřdobé motory mají více dílů než dvoutaktní motory.

z těchto důvodů mají tyto motory vyšší poměr výkonu k hmotnosti ve srovnání se 4-taktními motory. Ale nejsou příliš flexibilní než čtyřtaktní motor a také potřebují vysoké mazání.

pozadí dvoutaktního motoru

1. skotský inženýr Dugald Clerk vynalezl 1. 2taktní motor, který měl kompresní komory. V roce 1881 patentoval svůj model.
2. kliková skříň zametala motor pomocí oblasti pod pístem jako pomocného čerpadla. To je obvykle způsobeno Josefovým dnem ve Velké Británii.
3. německý objevitel Karl Benz vyrobil 31. Prosince 1879 dvoutaktní plynový motor, který patentoval Německo v roce 1880.
4. první praktický dvoudobý motor navrhl Yorkshireman Alfred Angas Scott. V roce 1908 začal vyrábět vodou chlazená dvouválcová kola.

v těchto motorech výfukové plyny posílají méně tepla do chladicího systému ve srovnání se 4-taktními motory. To znamená, že je k dispozici více energie pro provoz pístu a pokud možno turbodmychadla.

typy 2-taktních motorů

Níže jsou uvedeny dva hlavní typy 2-taktních motorů:

1. 2-zdvih benzínový / benzínový motor
2. 2-taktní vznětový motor

1) dvoudobý vznětový motor

dvoudobý vznětový motor pracuje na bázi dieselového cyklu. Hugo Guldner vynalezl 2-taktní dieselový motor v roce 1899. Dvoudobý benzínový motor má jednoduchou konstrukci než 2dobý vznětový motor, ale složitý v aerodynamickém a termodynamickém procesu.

tento typ spalovacího motoru se používá jako hlavní zdroj energie nejen v automobilech, ale také v terénních motorech. Tyto motory se nejčastěji používají ve vysoce výkonných aplikacích, jako jsou vodní elektrárny a lodě.

dvoutaktní vznětový motor je propláchnut čerstvým vzduchem, nikoli směsí vzduch-palivo. Palivo se vstřikuje až po uzavření všech portů, aby se zabránilo úniku. Ty jsou účinnější a méně emisí výfukových plynů ve srovnání se 4-taktním vznětovým motorem.

2) dvoudobý benzínový nebo zážehový motor

2dobý zážehový motor priority, pokud to vyžaduje vysoká hmotnost a jednoduchost. Používá se také tam, kde vyžaduje vysoký poměr výkonu k hmotnosti.

komerčně 2-taktní vznětová zařízení/motory nejsou k dispozici, protože neposkytují požadovaný kompresní poměr.

Přečtěte si více: Různé typy motorů

dvoudobý pracovní princip motoru

dvoutaktní motor dokončí výkonový cyklus pouhými dvěma zdvihy pístu. 2-taktní motor pracuje následujícím způsobem:

• 1. zdvih (Sací a kompresní zdvihy)
• 2. zdvih (výkon a výfukové zdvihy)

1) Sací a kompresní zdvih

• u 2-taktního motoru probíhají sací a kompresní zdvihy současně.
• během tohoto zdvihu se píst pohybuje nahoru od spodní úvrati (BDC) k horní úvrati (TDC).
• během tohoto pohybu pístu směrem nahoru začne uvnitř kompresního válce (spalovací komory) motoru vznikat vakuum. Díky vytvoření tohoto vakua vstupuje směs vzduchu a paliva do válce přes vstupní otvor.
• po odsávání píst pokračuje ve svém pohybu nahoru a stlačuje směs vzduch-palivo.
• na konci kompresního zdvihu se stlačená směs zapálí v důsledku jiskry poskytované zapalovací svíčkou. Když se směs vznítí, spustí se píst s elektrickým zdvihem.

2) Výkon a zdvih výfuku

• stejně jako sací a kompresní zdvihy probíhají současně také zdvihy výkonu a výfuku.
• v důsledku spalovacího procesu se teplota, vnitřní teplo a tlak směsi vzduch-palivo stávají velmi vysokými. Vysokotlaké plyny vznikající během spalovacího procesu působí na píst velmi vysokou silou díky tomu, že se píst pohybuje směrem dolů (z TDC na BCD).
• pohyb pístu směrem dolů otáčí klikovým hřídelem, který dále otáčí setrvačníkem vozidla.
• po dokončení výkonu se píst dále pohybuje směrem dolů a otevírá výfukový ventil.
• když se výfukový ventil otevře, píst vytlačuje výfukové plyny ze spalovací komory.
• když píst dosáhne BDC, píst zcela vytlačuje výfukové plyny a plní spalovací komoru směsí čerstvého vzduchu a paliva a celý pracovní cyklus se opakuje. U BDC je dokončen jeden výkonový zdvih dvoutaktního motoru a nyní je píst připraven pro další výkonový cyklus.

Více: Práce čtyřdobého motoru

PV Diagram 2dobého cyklu

PV diagram 2dobého cyklu motoru je uveden níže. U dvoudobého motoru se pracovní cyklus dokončí pouhými dvěma zdvihy pístu.

v tomto cyklu se sací a kompresní procesy vyskytují současně v 1. zdvihu pístu, zatímco výkonové a výfukové procesy se vyskytují současně ve druhém zdvihu pístu. Vysvětlení fází 2-taktního cyklu je uvedeno níže:

1. ideální cyklus (zelená čára): zelená čára ve výše uvedeném diagramu představuje sací zdvih, zatímco 2-taktní motor tento zdvih nemá. Je to proto, že při spuštění čtyřtaktního motoru je píst tažen nahoru a píst musí být tažen dolů, aby nasával směs vzduch-palivo. Nicméně, jak je znázorněno (řádka1 až 2), dvoutaktní motor může pokračovat v nasávání směsi vzduch-palivo okamžitě.
2. adiabatická komprese (1 až 2):V této fázi se otevře sací port a píst se pohybuje dolů. Během pohybu pístu směrem dolů stlačuje směs vzduch-palivo. Díky tomuto procesu komprese se teplota a tlak směsi zvyšují, ale nedojde ke změně tepla. Proto je tento proces znám jako adiabatický proces (bez změny tepla). Vzhledem k tomu, že kompresní cyklus má být téměř ukončen (v bodě 2), zapalovací svíčka dodá stlačené směsi jiskru a zapálí ji.
3. Izochorický Proces (2 až 3): V této fázi, jak stlačená směs dosáhne v bodě 2 (Jak je znázorněno na výše uvedeném diagramu), směs stlačeného vzduchu a paliva se vznítí v důsledku toho, že její teplota, tepelná energie a tlak se stávají velmi vysokými. Během tohoto procesu však objem směsi zůstává konstantní. Proto je tento proces znám jako izochorický (stejný objem) proces. Spalovací proces končí v bodě 3 a v tomto bodě se ve směsi ukládá vysoké množství tepelné energie a tlaku, které se používají při silovém zdvihu.
4. výkonový zdvih (řádek 3 až 4): V tomto procesu se uložené teplo a tlak (v důsledku spalování) ve směsi vzduch-palivo používají k zatlačení pístu dolů, což dále pohybuje klikovým hřídelem. Tento klikový hřídel dále pohybuje setrvačníkem a pohybuje vozidlem. Proto je tento zdvih znám jako výkonový zdvih. Během tohoto procesu se zvyšuje objem kompresního válce.
5. zdvih výfuku (řádek 4 až 1): Během tohoto procesu se pohyb pístu směrem dolů používá k odstranění zbytečného tepla z válce. Když zbytečné teplo opouští válec, kinetická energie molekul ztrácí v důsledku tohoto poklesu tlaku. U dvoutaktního motoru však nedochází k žádné výfukové fázi a proces začíná znovu a vstoupí nová směs vzduchu a paliva a celý proces se opakuje.

Přečtěte si také: práce Ottova cyklu

části 2taktního motoru

dvoutaktní motor má následující hlavní součásti:

1. válec
2. hlava válce
3. píst
4. pístní kroužky
5. ojnice
6. kliková skříň
7. kliková hřídel
8. ventily
9. zapalovací svíčka (pro benzínový motor)
10. vstřikovač paliva (pro vznětový motor)

1) válec

válec dvoutaktního motoru je vyroben z litiny. Tento válec je také známý jako spalovací komora. Toto je místo, kde se píst otáčí. Díky vratnému pohybu pístu se směs vzduch-palivo stlačuje ve válci. Má vstupní a výstupní porty.

Přečtěte si více: Různé typy motorů

2) Hlava válce

Hlavní článek: Hlava válce

tato součást motoru je umístěna na horní straně válce motoru. V případě benzínového motoru obsahuje hlava válce zapalovací svíčku. Má vstřikovač paliva v případě dvoutaktního vznětového motoru.

3) píst

je to hlavní část válce, která má vratný pohyb uvnitř spalovací komory. Je vyrobena z hliníkové slitiny.

4) pístní kroužky

každý píst motoru má většinou 2 nebo 3 kroužky. Tento pístní kroužek zabraňuje úniku vysoce tlakového plynu válcem. To je také užitečné pro udržení čistoty stěn válce.

5) ojnice

Hlavní článek: ojnice

je vyrobena z hliníkové nebo ocelové slitiny a absorbuje lehké a silné síly. Tato část motoru spojuje klikový hřídel a píst. Jeden konec klikového hřídele je připevněn k pístu a druhý konec ke klikovému hřídeli. Posílá pohyb pístu směrem k klikovému hřídeli.

6) kliková skříň

je to nejvýznamnější část dvoutaktního motoru. Zahrnuje kliky, klikové hřídele, maziva a další výkonné součásti motoru. Klikové skříně motoru jsou vyrobeny z litiny nebo litého hliníku použitého odlitku do písku.

Přečtěte si více: práce klikové skříně

7) Klikový hřídel

Hlavní článek: Klikový hřídel

litina nebo kovaná ocel se používá ke konstrukci klikového hřídele 2-taktního motoru. Dieselové motory mají ocelové klikové hřídele pro zmírnění stresu. Tento hřídel mění vertikální pohyb vratného pístu na rotační pohyb.

8) porty

motor používá porty pro účely sání a výfuku paliva. Tyto porty jsou známé jako vstupní a výstupní porty.

dvoutaktní motor má následující tři porty:

• Výfukový port
• Přenosový port
• sací port

9) zapalovací svíčka

zapalovací svíčky se používají pouze u benzínových motorů. Cílem této součásti motoru uvnitř válce je zapálit směs paliva a vzduchu. Poskytuje jiskru stlačenému palivu.

10) vstřikovač paliva

u dvoudobého nebo čtyřdobého vznětového motoru se palivo stříká do válce motoru vstřikovačem známým jako vstřikovač paliva. Je instalován na hlavě válce.

aplikace dvoutaktního motoru

• tyto typy IC motorů se nejčastěji používají pro terénní motocykly, závodní, sekačky na trávu, kola, lodě.

• tyto motory se také používají pro přívěsné motory, pojídače plevelů, řetězové pily a aplikace.

• použití dvoudobého benzínového motoru v malých aplikacích vozidel, jako jsou motocykly, mopedy a SUV.
• používají se k pohonu lodí.
• tyto motory se používají pro malé přívěsné motorové čluny, Čerpací a generátorové soustrojí.
• 2-taktní motory nejsou ideální pro náročné aplikace.

výhody a nevýhody dvoudobých motorů

dvoudobý motor má následující výhody a nevýhody:

výhody 2dobého motoru

• má nízké náklady než čtyřdobé motory.
• dvoutaktní motor má ve srovnání se 4taktním motorem vysoký výkon.
• snadno se udržují.
• 2-taktní motor vytváří konstantní točivý moment na klikovém hřídeli motoru.
• má jednoduchou konstrukci než 4-taktní motor.
• tyto spalovací motory se snadno startují.

nevýhody 2-taktního motoru

• vyžaduje vysoké chlazení než 4-taktní motor.
• má nízkou účinnost než 4 – taktní motor.
• tyto motory mají nízkou objemovou účinnost.
• tyto motory produkují více znečištění než 4-taktní motory.
• mají hlučnější provoz než čtyřtaktní motor.

FAQ sekce

existuje 2-taktní motor?

potřebuje 2-taktní motor olej?

proč jsou 2-taktní motor tak rychlý?

kolik stokes je ve dvoudobém motoru?

jsou 2-taktní motory výkonnější?

co se stane, když nedáte olej do 2 mrtvice?

je 2-taktní nebo 4-taktní rychlejší?

závěr

dvoutaktní motory mají některé výhody, především pro jízdu na stezce, kde jejich lehká váha je velkým plusem. Mají nevýhody ve srovnání se 4-taktními motory, jako je velký hit, úzké výkonové pásmo, špatný počet najetých kilometrů plynu a potřeba poměrně častých teardowns (což naštěstí není těžké). 2-taktní motor používá v řetězové pily, trávníkové nářadí, dálkové ovládání auta, špína kola, a lodní motory, atd…

1. různé typy motorů
2. práce 4-taktního motoru
3. rozdíl mezi 2-taktními a 4-taktními motory
4. typy pístových motorů