mi a kétütemű motor?

a kétütemű motor olyan típusú belső égésű motor, amely csak egy forgattyústengely-fordulat során teljesíti a dugattyú két löketével végzett teljesítményciklust. Ez ellentétben áll egy” négyütemű motorral”, amelyhez a dugattyú négy lökete szükséges a teljesítményciklus befejezéséhez két főtengely-fordulat alatt.

egy kétütemű motorban az égési löket vége és a kompressziós löket kezdete egyidejűleg történik, a szívó-és kipufogógáz-funkciók egyidejűleg fordulnak elő.

a kétütemű motorok gyakran nagy teljesítmény / tömeg aránnyal rendelkeznek, a teljesítmény a forgási sebességek szűk tartományában, az úgynevezett “teljesítménysávban”áll rendelkezésre. A négyütemű motorokhoz képest a kétütemű motorok jelentősen csökkentik a mozgó alkatrészek számát.

a kétütemű motor története

az első kereskedelmi kétütemű motor, amely hengeren belüli kompressziót tartalmaz, a skót mérnöknek tulajdonítható Dugald Clerk, aki 1881-ben szabadalmaztatta tervét. A későbbi kétütemű motorokkal ellentétben azonban a his külön töltőhengerrel rendelkezett.

a forgattyúházzal ellátott motort, amely a dugattyú alatti területet töltőszivattyúként használja, általában az angol Joseph Day-nek tulajdonítják. December 31-én 1879, német feltaláló Karl Benz készített egy kétütemű gázmotor, amelyre megkapta a szabadalmat 1880-ban Németországban.

az első igazán praktikus kétütemű motort Alfred Angas Scott Yorkshire-i embernek tulajdonítják, aki 1908-ban kezdte el gyártani kéthengeres vízhűtéses motorkerékpárokat.

a benzines (szikragyújtású) változatok különösen hasznosak könnyű vagy hordozható alkalmazásokban, például láncfűrészekben és motorkerékpárokban.

ha azonban a súly és a méret nem jelent problémát, a ciklus nagy termodinamikai hatékonyságú potenciálja ideálissá teszi a dízel kompressziós gyújtású motorok számára, amelyek nagy, súlyérzékeny alkalmazásokban működnek, mint például a tengeri meghajtás, a vasúti mozdonyok és az áramtermelés.

egy kétütemű motorban a kipufogógázok kevesebb hőt juttatnak a hűtőrendszerbe, mint egy négyütemű, ami több energiát jelent a dugattyú, és ha van, egy turbófeltöltő meghajtásához.

hogyan működik a kétütemű motor?

ahogy a neve is mutatja, a kétütemű motornak csak két dugattyús mozgásra van szüksége (egy ciklus) az energia előállításához. A motor egy ciklus után képes energiát termelni, mivel a kipufogógáz és a gáz beszívása egyszerre történik.

van egy szelep a szívó lökethez, amely a változó nyomás miatt nyit és zár. Ezenkívül a mozgó alkatrészekkel való gyakori érintkezés miatt az üzemanyagot olajjal keverik a kenés érdekében, lehetővé téve a simább ütéseket.

összességében egy kétütemű motor két folyamatot tartalmaz:

• kompressziós löket: a bemeneti nyílás kinyílik, a levegő-üzemanyag keverék belép a kamrába, a dugattyú pedig felfelé mozog, összenyomva ezt a keveréket. A gyújtógyertya meggyújtja a sűrített üzemanyagot, és megkezdi az áramütést.
• Teljesítménylöket: a fűtött gáz nagy nyomást gyakorol a dugattyúra, a dugattyú lefelé mozog (tágulás), a hulladékhő kimerült.

ezeknek a benzinmotoroknak a hőhatékonysága a jármű típusától és kialakításától függően változik. Általában azonban a benzinmotorok az üzemanyag (kémiai) energiájának 20%-át mechanikai energiává alakítják-amelyben csak 15% – ot használnak fel a kerekek mozgatására (a többi elveszik a súrlódás és más mechanikai elemek miatt).

a négyütemű motorokhoz képest a kétütemű motorok könnyebbek, hatékonyabbak, alacsonyabb minőségű üzemanyagot használnak, és költséghatékonyabbak. Ezért a könnyebb motorok nagyobb teljesítmény / tömeg arányt eredményeznek (nagyobb teljesítmény kisebb súly esetén).

a négyütemű motorokban azonban nem rendelkeznek a lehetséges manőverezhetőséggel, és nagyobb kenést igényelnek. Ez teszi a kétütemű motort ideálissá hajók (sok rakomány szállítására van szükség), motorkerékpárok és pázsitnyírók számára-míg a négyütemű ideális lenne olyan autókhoz, mint az autók és a teherautók.

kétütemű motor építése

• dugattyú: a dugattyú egy hajtórúdon keresztül továbbítja a gázok táguló erejét a főtengely mechanikus forgásához.
• főtengely: a dugattyús mozgást forgó mozgássá alakítja.
• összekötő rúd: a dugattyúról a főtengelyre mozgatja a mozgást, és karként működik.
• lendkerék: ez egy mechanikus eszköz, amelyet energia tárolására használnak.
• Gyújtógyertya: elektromos áramot juttat az égéstérbe, majd meggyújtja a levegő-üzemanyag keveréket, ami a gázok hirtelen tágulásához vezet.
• ellensúly: a forgattyústengelyen lévő ellensúly a forgó szerelvény egyensúlyhiánya miatt fellépő rezgések csökkentésére szolgál.
• bemeneti és kimeneti nyílások: ezek a nyílások lehetővé teszik a friss levegő üzemanyaggal történő belépését és kilépését a hengerből.

a kétütemű motor típusai

a különböző kétütemű motorok mechanikai részletei a típustól függően eltérőek. A tervezési típusok a henger töltésének bevezetésének módjától, a henger eltávolításának módjától, valamint a henger kimerítésének módjától függően változnak.

1. dugattyús vezérlésű bemeneti nyílás.
2. Reed szívószelep.
3. forgó bemeneti szelep.
4. keresztáramú scavenging.
5. Loop scavenging.
6. Uniflow scavenging.
7. lépcsős dugattyús motor.

dugattyús vezérlésű bemeneti nyílás

a dugattyús nyílás a legegyszerűbb kialakítás és a leggyakoribb a kis kétütemű motoroknál. Minden funkciót kizárólag a dugattyú burkolata és a nyílások feltárása vezérel, miközben a hengerben felfelé és lefelé mozog.

az 1970-es években a Yamaha kidolgozta ennek a rendszernek néhány alapelvét. Megállapították, hogy általában a kipufogónyílás kiszélesítése ugyanolyan mértékben növeli a teljesítményt, mint a port emelése, de a teljesítménysáv nem szűkül, mint a port felemelésekor.

Reed bemeneti szelep

a reed szelep a visszacsapó szelep egyszerű, de rendkívül hatékony formája, amelyet általában a dugattyú által vezérelt nyílás szívócsatornájába szerelnek be. Lehetővé teszi az üzemanyag-töltés aszimmetrikus bevitelét, javítva a teljesítményt és a gazdaságosságot, miközben szélesíti a teljesítménysávot. Az ilyen szelepeket széles körben használják motorkerékpárokban, ATV-kben, tengeri külső motorokban.

forgószelep

a szívóutat egy forgó tag nyitja és zárja. Egy ismerős típus, amelyet néha a kis motorkerékpárokon látnak, a forgattyústengelyhez rögzített réselt tárcsa, amely lefedi és feltárja a forgattyúház végén lévő nyílást, lehetővé téve a töltés bejutását a ciklus egy részében (tárcsaszelepnek hívják).

a kétütemű motorokon alkalmazott forgószelep másik formája két hengeres tagot alkalmaz, amelyek megfelelő kivágásokkal vannak elrendezve, hogy egymás között forogjanak – a bemeneti cső csak akkor jut át a forgattyúházba, ha a két kivágás egybeesik.

maga a főtengely alkothatja az egyik tagot, mint a legtöbb izzítógyertyás modellmotorban. Egy másik változatban a forgattyútárcsa úgy van elrendezve, hogy szorosan illeszkedjen a forgattyúházba, és egy kivágással van ellátva, amely a forgattyúház falában lévő bemeneti járattal egy vonalba kerül a megfelelő időben, mint a Vespa motoros robogóknál.

keresztáramú Tisztítás

keresztáramú motorban az átviteli és kipufogónyílások a henger ellentétes oldalán vannak, és a dugattyú tetején lévő terelő irányítja a friss szívó töltést a henger felső részébe, a maradék kipufogógázt a terelő másik oldalán lefelé tolva és a kipufogónyíláson.

Hurokszűrés

ez a módszer gondosan kialakított és elhelyezett átvezető nyílásokat használ, hogy a friss keverék áramlását az égéstér felé irányítsa, amikor az belép a hengerbe. Az üzemanyag / levegő keverék megüti a hengerfejet, majd követi az égéstér görbületét, majd lefelé hajlik.

ez nem csak megakadályozza, hogy az üzemanyag/levegő keverék közvetlenül kijusson a kipufogónyíláson, hanem örvénylő turbulenciát is létrehoz, amely javítja az égés hatékonyságát, teljesítményét és gazdaságosságát. Általában nincs szükség dugattyús terelőre, ezért ennek a megközelítésnek egyértelmű előnye van a keresztáramú sémával szemben.

Uniflow scavenging

uniflow motorban a keverék vagy dízel esetében a “töltőlevegő” a dugattyú által vezérelt henger egyik végén jut be, a kipufogógáz pedig a kipufogószelep vagy dugattyú által vezérelt másik végén távozik. A tisztító gázáram tehát csak egy irányban van,ezért az uniflow név.

lépcsős dugattyús motor

ennek a motornak a dugattyúja “felső kalap” alakú; a felső rész képezi a szabályos hengert, az alsó rész pedig takarító funkciót lát el. Az egységek párban futnak,az egyik dugattyú alsó fele egy szomszédos égéskamrát tölt.

kétütemű motorok alkalmazása

• a kétütemű motorok előnyben részesülnek, ha a mechanikai egyszerűség, a könnyű súly és a nagy teljesítmény-tömeg arány tervezési prioritások.
• az olajat az üzemanyagba keverő hagyományos módszerrel kenik, bármilyen irányban megmunkálhatók, mivel nincs gravitációtól függő tartályuk. Ez kívánatossá teszi őket kézi szerszámokban, például láncfűrészekben való felhasználásukhoz.
• a kétütemű motorok megtalálhatók a kis méretű meghajtási alkalmazásokban, például motorkerékpárokban, Mopedekben és piszokmotorokban.