moottoreista on tullut elintärkeä osa kaikkia teollisuudenaloja, ajoneuvoja ja koteja. Moottoreita on monenlaisia, ja kaksitahtimoottori on yksi niistä. 2-tahtimoottorin nimi kuvaa sitä, että siinä on kaksi mäntävetoa. Kaksitahtimoottori suorittaa yhden energiakierroksen vain kahdella männäniskulla kampiakselin kierrosta kohden. Sen toiminta on vastakohta 4-tahtimoottorille, joka vaatii 4 iskua männältä, jotta teho/energiasykli saadaan päätökseen kahden kierroksen sisällä kampiakselista.
edellisessä artikkelissa käsiteltiin nelitahtimoottoria. Siksi tässä käsitellään 2-tahtimoottoria.

mikä on 2-tahtimoottori?

kaksitahtimoottori on mäntämoottorityyppi, joka käyttää vain kaksi iskua männästä tehosyklin suorittamiseen. Kaksitahtimoottori suorittaa kampiakselin yhden kierroksen kahden MÄNNÄNISKUN jälkeen. Kaksitahtimoottori toimii siten, että:

1. imu-ja puristusprosessit suoritetaan männän ensimmäisessä iskussa.
2. teho-ja pakoprosessit ovat täydelliset männän toisella iskulla.

kaksitahtimoottorin lämpöhyötysuhde riippuu ajoneuvon rakenteesta ja mallista. Mutta yleensä 2-tahtinen bensiinimoottori muuntaa vain 20% kemiallisesta (polttoaine) tehosta mekaaniseksi voimaksi. Vain 15% tästä energiasta käytetään ajoneuvon pyöriin, kun taas loput 5% energiaa häviää kitkan ja muiden vastustamiseen.

yllä on kaavio tyypillisestä 2-tahtimoottorista. Imu-ja pakoventtiilien sijaan kaksitahtimoottori käyttää vastapaineportteja.

kaksitahtimoottorit ovat edullisia, erittäin tehokkaita ja kevyitä kuin nelitahtimoottorit. Tämän tyyppisessä IC-moottorissa on enemmän lähtötehoa kuin 4-tahtimoottorissa, joka päättää tehosyklin männän neljän iskun tai kampiakselin kahden kierroksen jälkeen.

nelitahtimoottorit ovat kooltaan ja painoltaan kaksitahtimoottoreita suurempia, koska nelitahtimoottoreissa on enemmän osia kuin kaksitahtimoottoreissa.

näistä syistä näissä moottoreissa on suurempi teho-painosuhde kuin 4-tahtimoottoreissa. Ne eivät kuitenkaan ole kovin joustavia kuin nelitahtimoottori, ja ne tarvitsevat myös suurta voitelua.

kaksitahtimoottorin Tausta

1. skotlantilainen insinööri Dugald Clerk keksi 1.2-tahtimoottorin, jossa oli puristuskammiot. Vuonna 1881 hän patentoi mallinsa.
2. kampikammio lakaisi moottoria käyttämällä männän alla olevaa aluetta tehostepumppuna. Tämä johtuu yleensä Josephin päivästä Britanniassa.
3. Saksalainen löytäjä Karl Benz valmisti 31. joulukuuta 1879 kaksitahtisen kaasumoottorin, jonka Saksa patentoi vuonna 1880.
4. ensimmäisen käytännöllisen kaksitahtimoottorin suunnitteli Yorkshireläinen Alfred Angas Scott. Vuonna 1908 hän alkoi valmistaa vesijäähdytteisiä kaksisylinterisiä pyöriä.

näissä moottoreissa pakokaasut lähettävät vähemmän lämpöä jäähdytysjärjestelmään verrattuna 4-tahtimoottoreihin. Tämä tarkoittaa, että männän ja mahdollisuuksien mukaan turboahtimen pyörittämiseen on käytettävissä enemmän energiaa.

Kaksitahtimoottorityypit

Seuraavassa on kaksi kaksitahtimoottorien päätyyppiä:

1. 2-iskubensiini / bensiinimoottori
2. 2-tahtinen Dieselmoottori

1) Kaksitahtidieselmoottori

kaksitahtinen dieselmoottori toimii dieselkierron pohjalla. Hugo Guldner keksi 2-tahtisen dieselmoottorin vuonna 1899. Kaksitahtinen bensiinimoottori on rakenteeltaan yksinkertainen kuin 2-tahtinen Dieselmoottori, mutta aerodynaamiselta ja termodynaamiselta prosessiltaan monimutkainen.

tämän tyyppistä polttomoottoria käytetään pääasiallisena voimanlähteenä autojen lisäksi myös maastomoottorisovelluksissa. Näitä moottoreita käytetään yleisimmin korkean suorituskyvyn sovelluksissa, kuten vesivoimalaitoksissa ja laivoissa.

Kaksitahtidieselmoottorissa käytetään raitista ilmaa ilma-polttoaineseoksen sijaan. Polttoainetta ruiskutetaan vasta, kun kaikki portit on suljettu vuotojen estämiseksi. Ne ovat tehokkaampia ja pakokaasupäästöiltään pienempiä verrattuna 4-tahtiseen dieselmoottoriin.

2) kaksitahtinen bensiini–tai bensiinimoottori

kaksitahtinen bensiinimoottori priorisoi, kun Korkea kevyt ja yksinkertaisuus sitä vaatii. Sitä käytetään myös silloin, kun korkea teho-paino-suhde vaatii.

kaupallisesti kaksitahtisia diesellaitteita/-moottoreita ei ole saatavilla, koska ne eivät tarjoa tarvittavaa puristussuhdetta.

Lue lisää: erityyppiset moottorit

kaksitahtimoottorin toimintaperiaate

kaksitahtimoottori täydentää tehosyklin vain kahdella männän iskulla. 2-tahtimoottori toimii seuraavasti:

• 1. aivohalvaus (imu-ja Puristusvedot)
• 2. aivohalvaus (teho – ja Pakovedot))

1) imu-ja puristusvoima

• 2-tahtimoottorissa imu-ja puristusvedot tapahtuvat samanaikaisesti.
• tämän iskun aikana mäntä liikkuu alhaalta kuolleesta keskikohdasta (BDC) ylöspäin ylimpään kuolleeseen keskikohtaan (TDC).
• tämän männän ylöspäin suuntautuvan liikkeen aikana Moottorin puristussylinterin (palotilan) sisälle alkaa muodostua tyhjiö. Tämän tyhjiön syntymisen vuoksi ilma-polttoaineseos tulee sylinteriin sisääntuloportin kautta.
• imuprosessin jälkeen mäntä jatkaa ylöspäin suuntautuvaa liikettään ja pakkaa ilma-polttoaine-seoksen.
• puristusvoiman lopussa puristettu seos syttyy sytytystulpan synnyttämästä kipinästä. Kun seos syttyy, voimaniskumäntä käynnistyy.

2) Teho-ja Pakokaasuveto

• imu-ja puristusvetojen tapaan myös teho-ja pakokaasuvedot tapahtuvat samanaikaisesti.
• palamisprosessin vuoksi ilma-polttoaineseoksen lämpötila, sisäinen lämpö ja paine nousevat erittäin korkeiksi. Palamisprosessin aikana syntyvät korkeapaineiset kaasut aiheuttavat erittäin suuren voiman mäntään, koska mäntä liikkuu alaspäin (TDC: stä BCD: hen).
• männän alaspäin suuntautuva liike pyörittää kampiakselia, joka pyörittää edelleen ajoneuvon vauhtipyörää.
• kun virta on valmis, mäntä liikkuu edelleen alaspäin ja avaa pakoventtiilin.
• pakokaasuventtiilin auetessa mäntä työntää pakokaasut ulos palotilasta.
• kun mäntä saavuttaa BDC: n, mäntä poistaa pakokaasut kokonaan ja täyttää palotilan raikkaan ilma-polttoaineen seoksella, ja koko työjakso toistuu. BDC: ssä kaksitahtimoottorin yksi tehotahti on valmis, ja nyt mäntä on valmis seuraavaan tehosykliin.

Lue Lisää: Nelitahtimoottorin toiminta

PV Diagrammi 2-tahtimoottorisyklistä

PV Diagrammi 2-tahtimoottorisyklistä on esitetty alla. Kaksitahtimoottorissa työkierto päättyy vain kahteen iskuun männästä.

tässä syklissä imu-ja puristusprosessit tapahtuvat samanaikaisesti männän ensimmäisessä iskussa, kun taas teho-ja pakokaasuprosessit tapahtuvat samanaikaisesti männän toisessa iskussa. Selitys 2-tahtisyklin vaiheille on seuraavassa:

1. Ideaalikierto (vihreä viiva):edellä annetun kaavion vihreä viiva edustaa imutahtia, kun taas 2-tahtimoottorissa ei ole tätä iskua. Tämä johtuu siitä, että kun 4-tahtimoottori käynnistetään, mäntä vedetään ylöspäin, ja mäntä on vedettävä alaspäin imemään ilma-polttoaineseosta. Kuten on kuitenkin osoitettu (line1-2), kaksitahtimoottori voi jatkaa ilma-polttoaineseoksen imemistä välittömästi.
2. adiabaattinen Pakkaus (1-2):Tässä vaiheessa imuportti avautuu ja mäntä liikkuu alaspäin. Männän alaspäin suuntautuvan liikkeen aikana se puristaa ilma-polttoaineseosta kasaan. Tämän puristusprosessin vuoksi seoksen lämpötila ja paine kasvavat, mutta lämpö ei muutu. Siksi tätä prosessia kutsutaan adiabaattiseksi prosessiksi (ei lämmön muutosta). Koska puristussykli on lähes päättymässä (kohdassa 2), Sytytystulppa antaa puristetulle seokselle kipinän ja sytyttää sen.
3. isokokoinen prosessi (2-3: Tässä vaiheessa, kun puristettu seos saavuttaa pisteen 2 (kuten yllä olevassa kaaviossa), paineilma-polttoaineseos syttyy, koska sen lämpötila, lämpöenergia ja paine on erittäin korkea. Mutta tämän prosessin aikana seoksen tilavuus pysyy vakiona. Siksi tätä prosessia kutsutaan isochoric (sama tilavuus) prosessi. Palamisprosessi päättyy kohdassa 3 ja tässä vaiheessa suuri määrä lämpöenergiaa ja painetta varastoidaan seokseen, jotka käyttävät tehoniskussa.
4. Tehoveto (rivi 3-4): Tässä prosessissa ilma-polttoaineseoksen varastoitu lämpö ja paine (palamisen vuoksi) käyttävät männän painamista alas, mikä edelleen liikuttaa kampiakselia. Tämä kampiakseli liikuttaa vauhtipyörää edelleen ja liikuttaa ajoneuvoa. Siksi tämä aivohalvaus tunnetaan power stroke. Tämän prosessin aikana puristussylinterin tilavuus kasvaa.
5. Pakokaasun isku (rivi 4-1): tämän prosessin aikana männän alaspäin suuntautuva liike poistaa hyödyttömän lämmön sylinteristä. Kun turha lämpö lähtee lieriöstä, molekyylien liike-energia häviää tämän paineen alenemisen vuoksi. Mutta kaksitahtimoottorissa ei ole pakovaihetta,ja prosessi alkaa uudelleen, ja uusi ilma-polttoaineseos syötetään, ja koko prosessi toistaa.

Lue myös: Otto-syklin työskentely

2-tahtimoottorin osat

Kaksitahtimoottorissa on seuraavat pääosat:

1. Sylinteri
2. Sylinterinkansi
3. mäntä
4. männänrenkaat
5. Kiertokanki
6. kampiakseli
7. Venttiilit
8. Sytytystulppa (bensiinimoottorille)

Polttoainesuutin (dieselmoottoria varten))

1) sylinteri

2-tahtimoottorin sylinteri on valmistettu valuraudasta. Tämä sylinteri tunnetaan myös palotilana. Tämä on paikka, jossa mäntä vastavuoroisesti. Männän iskunvaimennuksen vuoksi ilma-polttoaineseos painuu sylinteriin. Siinä on Tulo-ja poistoaukot.

Lue lisää: erityyppiset moottorit

2) Sylinterinkanta

Pääartikkeli: Sylinterinkanta

tämä moottorin osa sijaitsee moottorin sylinterin ylälaidalla. Bensiinimoottorin tapauksessa sylinterinkannessa on sytytystulppa. Siinä on kaksitahtisen dieselmoottorin tapauksessa polttoainesuutin.

3) mäntä

se on sylinterin pääosa, jolla on edestakainen liike palotilan sisällä. Se on valmistettu alumiiniseoksesta.

4) männänrenkaat

jokaisessa Moottorin männässä on useimmiten 2 tai 3 rengasta. Tämä männän rengas estää voimakkaasti paineistettua kaasua karkaamasta sylinterin kautta. Tämä on myös hyödyllistä pitää puhtaana sylinterin seinät.

5) Kiertokanki

Pääartikkeli: Kiertokanki

se on valmistettu alumiinista tai terässeoksesta ja se absorboi valoa ja voimakkaita voimia. Tämä moottorin osa yhdistää Kampiakselin ja männän. Kampiakselin toinen pää on kiinnitetty mäntään ja toinen pää kampiakseliin. Se lähettää männän liikkeen kohti kampiakselia.

6) kampikammio

se on kaksitahtimoottorin merkittävin osa. Se sisältää kammet, Kampiakselit, voiteluaineet, ja muut tehokkaat moottorin osat. Moottorin kampikammiot valmistetaan valuraudasta tai valetusta alumiinista, jota käytetään hiekkavalussa.

Lue lisää: Kampikammion työstö

7) kampiakseli

Pääartikkeli: kampiakseli

valurautaa tai taottua terästä käytetään 2-tahtimoottorin kampiakselin rakentamiseen. Dieselmoottoreissa on teräksiset Kampiakselit stressin lievittämiseksi. Tämä akseli muuttaa iskumännän pystysuuntaisen liikkeen pyöriväksi liikkeeksi.

8) Portit

moottori käyttää portteja polttoaineen imuun ja pakokaasuihin. Näitä satamia kutsutaan Tulo-ja poistumissatamiksi.

kaksitahtimoottorissa on seuraavat kolme porttia:

• Pakokaasuportti
• Siirtoportti
• Imuportti

9) sytytystulppia

käytetään vain bensiinimoottoreissa. Tämän sylinterin sisällä olevan moottorikomponentin tavoitteena on sytyttää polttoaine-ilma-seos. Se antaa kipinän puristettuun polttoaineeseen.

10) Polttoainesuutin

kaksitahtisessa tai nelitahtisessa dieselmoottorissa polttoaine ruiskutetaan Moottorin sylinteriin polttoainesuutin kautta. Se on asennettu sylinterinkannelle.

kaksitahtimoottorin käyttö

• tämäntyyppisiä IC-moottoreita käytetään yleisimmin off-road-moottoripyörissä, kilpa-autoissa, ruohonleikkureissa, pyörissä, laivoissa.

• näitä moottoreita käytetään myös perämoottoreissa, rikkakasvien syöjissä, moottorisahoissa ja sovelluksissa.

• kaksitahtisen bensiinimoottorin käyttö pienissä ajoneuvoissa, kuten moottoripyörissä, mopoissa ja katumaastureissa.
• Näitä käytetään alusten työntövoimana.
• näitä moottoreita käytetään pienissä perämoottoriveneissä, pumppauksessa ja generaattorisarjoissa.
• 2-tahtimoottorit eivät ole täydellisiä raskaisiin käyttökohteisiin.

2-Tahtimoottoreiden edut ja haitat

kaksitahtimoottorilla on seuraavat edut ja haitat:

2-tahtimoottorin edut

• se on edullinen kuin nelitahtimoottori.
• kaksitahtimoottorin teho on suuri verrattuna 4-tahtimoottoriin.
• ne ovat helppohoitoisia.
• kaksitahtimoottori tuottaa jatkuvaa vääntöä moottorin kampiakseliin.
• se on rakenteeltaan yksinkertainen kuin 4-tahtimoottori.
• nämä polttomoottorit on helppo käynnistää.

2-tahtimoottorin haitat

• se vaatii suurta jäähdytystä kuin 4-tahtimoottori.
• sen hyötysuhde on alhainen kuin 4 – tahtimoottorilla.
• näiden moottoreiden volumetrinen hyötysuhde on heikko.
• nämä moottorit tuottavat enemmän saastetta kuin 4-tahtimoottorit.
• niissä on nelitahtimoottoria meluisampi toiminta.

UKK-osio

onko 2-tahtimoottoria?

tarvitseeko 2-tahtinen moottori öljyä?

Miksi 2-tahtimoottori on niin nopea?

montako Stokea on kaksitahtimoottorissa?

ovatko 2-tahtimoottorit tehokkaampia?

mitä tapahtuu, jos et laita öljyä 2-tahtiin?

Onko 2-tahti vai 4-tahti nopeampi?

päätelmä

Kaksitahtimoottoreilla on joitakin etuja, lähinnä polkuajossa, jossa niiden kevyt on iso plussa. Heillä on varjopuolia verrattuna 4-tahtimoottoreihin, kuten suuri hitti, kapea tehokaista, huono kaasumittarilukema ja tarve melko usein teardowneille (joka onneksi ei ole kova). 2-tahtimoottori käyttää moottorisahat, nurmikon työkaluja, kaukosäädin autoja, lika polkupyöriä, ja veneen moottorit, jne…

1. eri moottorityypit
2. 4-tahtimoottorin käyttö
3. 2-tahtimoottorin ja 4-tahtimoottorin välinen ero
4. Mäntämoottorityypit