motorer er blevet en vital del af alle industrier, køretøjer og hjem. Motorer har mange typer, og en totaktsmotor er en af dem. Navnet på 2-taktsmotoren repræsenterer, at den har to stempelslag. Totaktsmotoren afslutter en energicyklus med kun to stempelslag pr. Dens arbejde er det modsatte af 4-taktsmotoren, som kræver 4 slag af stemplet for at afslutte kraft/energicyklussen inden for to omdrejninger af krumtapakslen.
i den forrige artikel diskuterede vi firetaktsmotoren. Derfor vil vi her blive diskuteret 2-taktsmotoren.

Hvad er en 2-takts motor?

en 2-taktsmotor er en type frem-og tilbagegående motor, der kun bruger to slag af stemplet til at fuldføre en effektcyklus. En totaktsmotor fuldender en omdrejning af krumtapakslen efter afslutningen af to stempelslag. Totaktsmotoren fungerer på en sådan måde, at:

1. indtags-og kompressionsprocesserne afsluttes i stemplets første slag.
2. strøm-og udstødningsprocesserne er afsluttet i stemplets andet slag.

den termiske effektivitet af en totaktsmotor afhænger af køretøjets design og model. Men generelt omdanner en 2-takts bensinmotor kun 20% af den kemiske (brændstof) kraft til mekanisk kraft. Kun 15% af denne energi bruges til at køre køretøjets hjul, mens de resterende 5% energi taber for at modstå friktion og andre.

et diagram over en typisk 2-taktsmotor er vist ovenfor. I stedet for suge-og udstødningsventiler bruger en totaktsmotor modtryksporte.

totaktsmotorer har lave omkostninger, er meget effektive og lav vægt end firetaktsmotorer. Denne type IC-motor har mere udgangseffekt end en 4-takts motor, der afslutter en effektcyklus efter afslutningen af fire slag af stemplet eller to omdrejninger af krumtapakslen.

firetaktsmotorer har en stor størrelse og høj vægt end totaktsmotorer, fordi firetaktsmotorer har flere dele end totaktsmotorer.

på grund af disse grunde har disse motorer et højere forhold mellem effekt og vægt sammenlignet med 4-taktsmotorer. Men de er ikke meget fleksible end firetaktsmotoren, og de har også brug for høj smøring.

baggrund af totaktsmotor

1. en skotsk ingeniør Dugald Clerk opfandt 1.2-takts motor, som havde kompressionskamre. I 1881 patenterede han sin model.
2. krumtaphuset fejede motoren ved at bruge området under stemplet som en boosterpumpe. Dette skyldes normalt Josephs dag i Storbritannien.
3. en tysk opdager Karl bens fremstillede en totaktsgasmotor den 31.December 1879, som patenterede af Tyskland i 1880.
4. den første praktiske totaktsmotor blev designet af Yorkshireman Alfred Angas Scott. I 1908 blev han begyndt at producere vandkølede tocylindrede cykler.

i disse motorer sender udstødningsgasserne mindre varme til kølesystemet sammenlignet med 4-taktsmotorerne. Det betyder, at der er mere energi til rådighed til at køre stemplet og om muligt turboladeren.

typer af 2-taktsmotor

Følgende er to hovedtyper af 2-taktsmotorer:

1. 2-slagbrændstof / bensinmotor
2. 2-takts dieselmotor

1) to-takts dieselmotor

en 2-takts dieselmotor fungerer på bunden af dieselcyklussen. Hugo Guldner opfandt 2-takts dieselmotoren i 1899. Totaktsmotoren er enkel i design end en 2-takts dieselmotor, men kompleks i en aerodynamisk og termodynamisk proces.

denne type forbrændingsmotor bruges som den vigtigste strømkilde ikke kun i biler, men også i terrængående motorapplikationer. Disse motorer bruger oftest i højtydende applikationer som vandkraftværker og skibe.

en totakts dieselmotor renses med frisk luft snarere end en luft-brændstofblanding. Brændstof indsprøjtes først, når alle porte er lukket for at forhindre lækager. Disse er mere effektive og mindre i udstødningsgasemission sammenlignet med en 4-takts dieselmotor.

2) totakts Bensin–eller Bensinmotor

2-takts bensinmotorens prioriteter, når høj letvægt og enkelhed kræver det. Det bruger også, hvor et højt effekt-til-vægt-forhold kræver.

kommercielt 2-takts dieselenheder/motorer er ikke tilgængelige, fordi de ikke giver det krævede kompressionsforhold.

Læs mere: forskellige typer motorer

Totaktsmotorens arbejdsprincip

en totaktsmotor fuldender en effektcyklus i kun to slag af stemplet. En 2-taktsmotor fungerer på følgende måde:

• 1. slag (sugning og kompression slag)
• 2. slag (magt og udstødning slag)

1) suge-og Kompressionsslag

• i en 2-taktsmotor finder suge-og kompressionsslag sted samtidigt.
• under dette slag bevæger stemplet sig opad fra det nederste dødcenter (BDC) til det øverste dødcenter (TDC).
• under denne opadgående bevægelse af stemplet begynder et vakuum at producere inde i motorens kompressionscylinder (forbrændingskammer). På grund af oprettelsen af dette vakuum kommer luftbrændstofblandingen ind i cylinderen via en indløbsport.
• efter sugeprocessen fortsætter stemplet sin opadgående bevægelse og komprimerer luftbrændstofblandingen.
• ved afslutningen af kompressionsslaget antændes den komprimerede blanding på grund af gnisten fra et tændrør. Når blandingen antændes, starter kraftslagstemplet.

2) kraft-og udstødningsslag

• ligesom suge-og kompressionsslag finder strøm-og udstødningsslag også sted på samme tid.
• på grund af forbrændingsprocessen bliver temperaturen, den indre varme og trykket i luftbrændstofblandingen meget høj. De højtryksgasser, der produceres under forbrændingsprocessen, udøver en meget høj kraft på stemplet på grund af, at stemplet bevæger sig nedad (fra TDC til BCD).
• stemplets nedadgående bevægelse roterer krumtapakslen, som yderligere roterer køretøjets svinghjul.
• når strømmen er afsluttet, bevæger stemplet sig yderligere nedad og åbner udstødningsventilen.
• når udstødningsventilen åbnes, skubber stemplet udstødningsgasserne ud af forbrændingskammeret.
• når stemplet når ved BDC, udstøder stemplet udstødningsgasserne fuldstændigt og fylder forbrændingskammeret med friskluftsbrændstofblandingen, og hele arbejdscyklussen gentages. Ved BDC er et kraftslag i totaktsmotoren afsluttet, og nu er stemplet klar til den næste effektcyklus.

Læs Mere: Bearbejdning af firetaktsmotor

PV-Diagram over 2-taktscyklus

PV-diagram over en 2-takts motorcyklus er angivet nedenfor. I en totaktsmotor afsluttes en arbejdscyklus med kun to slag af stemplet.

i denne cyklus forekommer indtags-og kompressionsprocesserne samtidigt i 1.stempelslag, mens strøm-og udstødningsprocesser forekommer samtidigt i stemplets andet slag. En forklaring på stadier af 2-takts cyklus er angivet nedenfor:

1. ideel cyklus (grøn linje):den grønne linje i ovenstående diagram repræsenterer sugeslag, mens en 2-taktsmotor ikke har dette slag. Dette skyldes, at når 4-taktsmotoren startes, trækkes stemplet opad, og stemplet skal trækkes nedad for at suge luftbrændstofblandingen. Som vist (linje 1 til 2) kan totaktsmotoren dog fortsætte med at suge luftbrændstofblandingen med det samme.
2. adiabatisk kompression (1 til 2):På dette stadium åbnes indsugningsporten, og stemplet bevæger sig nedad. Under stemplets nedadgående bevægelse komprimerer det luftbrændstofblandingen. På grund af denne kompressionsproces øges temperaturen og trykket af blandingen, men der vil ikke være nogen varmeændring. Derfor er denne proces kendt som en adiabatisk proces (ingen varmeændring). Da kompressionscyklussen næsten skal afsluttes (ved punkt 2), giver et tændrør en gnist til den komprimerede blanding og antænder den.
3. Isokorisk proces (2 til 3): I denne fase, når den komprimerede blanding når ved punkt 2 (som vist i ovenstående diagram), antændes trykluft-brændstofblandingen på grund af, at dens temperatur, termiske energi og tryk bliver meget højt. Men under denne proces forbliver volumenet af blandingen konstant. Derfor er denne proces kendt som den isokoriske (samme volumen) proces. Forbrændingsprocessen afsluttes ved punkt 3 og på dette tidspunkt høj mængde termisk energi og tryklagre i blandingen, som bruger i kraftslaget.
4. strømslag (linje 3 til 4): I denne proces bruges den lagrede varme og tryk (på grund af forbrænding) i luftbrændstofblandingen til at skubbe stemplet ned, hvilket yderligere bevæger krumtapakslen. Denne krumtapaksel bevæger svinghjulet yderligere og bevæger køretøjet. Derfor er dette slag kendt som et kraftslag. Under denne proces øges volumenet af kompressionscylinderen.
5. udstødningsslag (linje 4 til 1): under denne proces bruger stemplets nedadgående bevægelse til at fjerne den ubrugelige varme fra cylinderen. Når den ubrugelige varme forlader cylinderen, mister molekylernes kinetiske energi på grund af det trykfald. Men i en totaktsmotor er der ingen udstødningsfase, og processen starter igen, og en ny luftbrændstofblanding indtastes, og hele processen gentages.

Læs også: arbejde med Otto Cycle

dele af 2-taktsmotoren

en totaktsmotor har følgende hovedkomponenter:

1. Cylinder
2. topstykke
3. stempel
4. stempelringe
5. forbindelsesstang
6. krumtaphus
7. krumtapaksel
8. ventiler
9. tændrør (til brændstofmotor)
10. brændstofinjektor (til dieselmotor)

1) Cylinder

cylinderen på en 2-taktsmotor er konstrueret af støbejern. Denne cylinder er også kendt som et forbrændingskammer. Dette er et sted, hvor stemplet gengælder. På grund af stemplets frem-og tilbagegivelse komprimeres luftbrændstofblandingen i cylinderen. Det har indløbs-og udløbsporte.

Læs mere: forskellige typer motorer

2) topstykke

Hovedartikel: topstykke

denne komponent af motoren er placeret på oversiden af en motorcylinder. I tilfælde af bensinmotoren indeholder cylinderhovedet et tændrør. Den har en brændstofinjektor i tilfælde af en to-takts dieselmotor.

3) stempel

det er hoveddelen af cylinderen, der har frem-og tilbagegående bevægelse inde i forbrændingskammeret. Den er konstrueret af en aluminiumslegering.

4) stempelringe

hvert stempel på motoren har for det meste 2 eller 3 ringe. Denne stempelring forhindrer, at den stærkt pressede gas slipper ud af cylinderen. Dette er også nyttigt for at holde cylindervæggene rene.

5) forbindelsesstang

Hovedartikel: forbindelsesstang

den er lavet af aluminium eller stållegering og absorberer lys og stærke kræfter. Denne del af motoren forbinder krumtapakslen og stemplet. Den ene ende af en krumtapaksel er fastgjort til stemplet og den anden ende til krumtapakslen. Det sender bevægelsen af stemplet mod krumtapakslen.

6) krumtaphus

det er den mest betydningsfulde del af totaktsmotoren. Det omfatter krumtap, krumtapaksler, smøremidler og andre kraftfulde motorkomponenter. Motor crankcases er lavet af støbejern eller det støbte aluminium, der anvendes sandstøbning.

Læs mere: bearbejdning af krumtaphus

7) krumtapaksel

Hovedartikel: krumtapaksel

støbejern eller smedet stål bruges til at konstruere krumtapakslen på 2-taktsmotoren. Dieselmotorerne har krumtapaksler af stål for at lindre stress. Denne aksel ændrer den lodrette bevægelse af det frem-og tilbagegående stempel til en roterende bevægelse.

8) porte

motoren bruger porte til brændstofsugning og udstødning. Disse havne er kendt som indløbs-og udgangsporte.

totaktsmotoren har følgende tre porte:

• udstødningsport
• Overføringsport
• Indsugningsport

9) tændrør

tændrør bruges kun på bensinmotorer. Formålet med denne motorkomponent inde i cylinderen er at antænde brændstof-luftblandingen. Det giver en gnist til det komprimerede brændstof.

10) brændstofinjektor

i en totakts-eller firetaktsdieselmotor sprøjtes brændstof i motorcylinderen gennem en injektor kendt som en brændstofinjektor. Den er installeret på cylinderhovedet.

anvendelser af totaktsmotor

• disse typer IC-motorer bruges mest til terrængående motorcykler, racing, plæneklippere, cykler, skibe.

• disse motorer bruger også til påhængsmotorer, ukrudtsspisere, motorsave og applikationer.

• Totaktsbensmotorbrug i små køretøjsapplikationer såsom motorcykler, knallerter og SUV ‘ er.
• disse bruges til fremdrift af skibe.
• disse motorer bruger til små påhængsmotorbåde, pumpning og generatorsæt.
• 2-taktsmotorerne er ikke perfekte til tunge applikationer.

fordele og ulemper ved 2-taktsmotorer

to-stoke-motoren har følgende fordele og ulemper:

fordele ved 2-taktsmotor

• det har lave omkostninger end firetaktsmotorer.
• en totaktsmotor har høj effekt sammenlignet med en 4-taktsmotor.
• de er nemme at vedligeholde.
• en 2-taktsmotor producerer konstant drejningsmoment ved motorens krumtapaksel.
• det har et simpelt design end en 4-taktsmotor.
• disse forbrændingsmotorer er nemme at starte.

ulemper ved 2-taktsmotor

• det kræver høj køling end en 4-taktsmotor.
• det har lav effektivitet end 4 – takts motor.
• disse motorer har lav volumetrisk effektivitet.
• disse motorer producerer mere forurening end 4-taktsmotormotorer.
• de har en mere støjende drift end en 4-taktsmotor.

Ofte stillede spørgsmål

er der en 2-takts motor?

har en 2-takts motor brug for olie?

Hvorfor er 2-takts motor så hurtig?

hvor mange stokes er der i en totaktsmotor?

er 2-taktsmotorer mere kraftfulde?

Hvad sker der, hvis du ikke lægger olie i et 2-takts?

er en 2-takts eller 4 takts hurtigere?

konklusion

totaktsmotorer har nogle fordele, primært til trail ridning, hvor deres lette er et stort plus. De har ulemper i forhold til 4-taktsmotorer som et stort hit, smalt kraftbånd, dårlig gaskilometer og behovet for temmelig hyppige nedrivninger (som heldigvis ikke er svært). 2-taktsmotoren bruger i motorsave, plæneværktøjer, fjernbetjeningsbiler, snavscykler og bådmotorer mv…

1. forskellige typer motorer
2. bearbejdning af 4-takts motor
3. forskel mellem 2-takts-og 4-takts motorer
4. typer af frem-og tilbagegående motorer