Silniki stały się istotną częścią wszystkich gałęzi przemysłu, pojazdów i domów. Silniki mają wiele typów, a jednym z nich jest silnik dwusuwowy. Nazwa silnika dwusuwowego oznacza, że ma on dwa udary tłoka. Silnik dwusuwowy wykonuje jeden cykl energetyczny w zaledwie dwóch ruchach tłoka na obrót wału korbowego. Jego praca jest przeciwieństwem silnika 4-suwowego, który wymaga 4 suwów tłoka, aby zakończyć cykl mocy/energii w ciągu dwóch obrotów wału korbowego.
w poprzednim artykule omówiliśmy silnik czterosuwowy. Dlatego tutaj omówimy silnik 2-suwowy.

co to jest Silnik 2-suwowy?

silnik dwusuwowy to rodzaj silnika tłokowego, który wykorzystuje tylko dwa suwy tłoka do zakończenia cyklu zasilania. Silnik dwusuwowy wykonuje jeden obrót wału korbowego po wykonaniu dwóch skoków tłoka. Silnik dwusuwowy pracuje w taki sposób, że:

1. procesy wlotu i sprężania są zakończone w pierwszym skoku tłoka.
2. procesy zasilania i wydechu są zakończone w drugim skoku tłoka.

sprawność cieplna silnika dwusuwowego zależy od konstrukcji i modelu pojazdu. Ale ogólnie rzecz biorąc, 2-suwowy silnik benzynowy przetwarza tylko 20% mocy chemicznej (paliwowej) na moc mechaniczną. Tylko 15% tej energii zużywa się do napędzania kół pojazdu, podczas gdy pozostałe 5% energii traci na tarcie i inne.

schemat typowego silnika 2-suwowego pokazano powyżej. Zamiast zaworów ssących i wydechowych, silnik dwusuwowy wykorzystuje porty przeciwciśnieniowe.

silniki dwusuwowe mają niskie koszty, są bardzo wydajne i mają niską masę niż silniki czterosuwowe. Ten typ silnika IC ma większą moc wyjściową niż silnik 4-suwowy, który kończy cykl zasilania po zakończeniu czterech suwów tłoka lub dwóch obrotów wału korbowego.

silniki czterosuwowe mają duże rozmiary i dużą wagę niż silniki dwusuwowe, ponieważ silniki czterosuwowe mają więcej części niż silniki dwusuwowe.

z tych powodów silniki te mają wyższy stosunek mocy do masy w porównaniu z silnikami 4-suwowymi. Ale nie są one zbyt elastyczne niż silnik czterosuwowy, a także wymagają wysokiego smarowania.

Tło silnika dwusuwowego

1. Szkocki inżynier Dugald Clerk wynalazł pierwszy silnik dwusuwowy, który miał komory sprężania. W 1881 opatentował swój model.
2. skrzynia korbowa zamiatała silnik, wykorzystując obszar pod tłokiem jako pompę wspomagającą. Jest to zwykle spowodowane dniem Józefa w Wielkiej Brytanii.
3. Niemiecki odkrywca Karl Benz wyprodukował dwusuwowy silnik gazowy 31 grudnia 1879 roku, który opatentował Niemcy w 1880 roku.
4. pierwszy praktyczny silnik dwusuwowy został zaprojektowany przez Yorkshiremana Alfreda Angasa Scotta. W 1908 roku rozpoczął produkcję dwucylindrowych rowerów chłodzonych wodą.

w tych silnikach spaliny wysyłają mniej ciepła do układu chłodzenia w porównaniu z silnikami 4-suwowymi. Oznacza to, że więcej energii jest dostępne do uruchomienia tłoka i, jeśli to możliwe, turbosprężarki.

rodzaje silników 2-suwowych

poniżej przedstawiono dwa główne typy silników 2-suwowych:

1. 2-Silnik wysokoprężny dwusuwowy

1) dwusuwowy silnik Diesla

dwusuwowy silnik Diesla pracuje na podstawie cyklu Diesla. Hugo Guldner wynalazł dwusuwowy silnik wysokoprężny w 1899 roku. Dwusuwowy silnik benzynowy jest prosty w konstrukcji niż dwusuwowy silnik wysokoprężny, ale złożony w procesie aerodynamicznym i termodynamicznym.

ten typ silnika spalinowego jest używany jako główne źródło mocy nie tylko w samochodach, ale także w zastosowaniach silników terenowych. Silniki te najczęściej stosowane są w wysokowydajnych zastosowaniach, takich jak elektrownie wodne i statki.

dwusuwowy silnik wysokoprężny jest oczyszczany świeżym powietrzem, a nie mieszanką powietrzno-paliwową. Paliwo jest wtryskiwane dopiero po zamknięciu wszystkich portów, aby zapobiec wyciekom. Są one bardziej wydajne i mniej emisji spalin w porównaniu do 4-suwowego silnika wysokoprężnego.

2) dwusuwowy silnik benzynowy lub benzynowy

dwusuwowy silnik benzynowy jest priorytetem, gdy wymaga wysokiej lekkości i prostoty. Wykorzystuje również tam, gdzie wymaga tego wysoki stosunek mocy do masy.

komercyjnie 2-suwowe urządzenia/silniki Diesla nie są dostępne, ponieważ nie zapewniają wymaganego stopnia sprężania.

Czytaj więcej: różne typy silników

silnik dwusuwowy zasada działania

silnik dwusuwowy kończy cykl mocy w zaledwie dwóch suwach tłoka. Silnik dwusuwowy działa w następujący sposób:

• 1. skok (suw ssący i suw ściskający)
• 2. skok (moc i suw wydechowy)

1) suw ssania i ściskania

• w silniku dwusuwowym suw ssania i ściskania odbywa się jednocześnie.
• podczas tego skoku tłok przesuwa się w górę od dolnego martwego środka (BDC) do górnego martwego środka (TDC).
• podczas tego ruchu tłoka w górę zaczyna wytwarzać się podciśnienie wewnątrz cylindra sprężającego (komory spalania) silnika. Dzięki wytworzeniu tej próżni mieszanka powietrzno-paliwowa dostaje się do cylindra przez port wlotowy.
• po procesie ssania tłok kontynuuje ruch w górę i ściska mieszankę powietrzno-paliwową.
• pod koniec suwu sprężania sprężona mieszanina jest zapalana z powodu iskry dostarczanej przez świecę zapłonową. Gdy mieszanina zapala się, zaczyna się tłok skoku mocy.

2) Moc i skok wydechu

• podobnie jak uderzenia ssania i ściskania, moc i skok wydechu również odbywają się w tym samym czasie.
• ze względu na proces spalania temperatura, ciepło wewnętrzne i ciśnienie mieszanki powietrzno-paliwowej stają się bardzo wysokie. Gazy wysokociśnieniowe wytwarzane podczas procesu spalania wywierają bardzo dużą siłę na tłok, ponieważ tłok porusza się w dół (z TDC do BCD).
• ruch tłoka w dół obraca wał korbowy, który dodatkowo obraca koło zamachowe pojazdu.
• po zakończeniu zasilania tłok przesuwa się dalej w dół i otwiera zawór wydechowy.
• gdy zawór wydechowy się otwiera, tłok wypycha spaliny z komory spalania.
• gdy tłok dociera do BDC, tłok całkowicie wyrzuca gazy spalinowe i wypełnia komorę spalania mieszaniną świeżego powietrza z paliwem, a cały cykl roboczy się powtarza. W BDC jeden skok mocy silnika dwusuwowego jest zakończony, a teraz tłok jest gotowy do następnego cyklu zasilania.

Czytaj Więcej: Praca silnika czterosuwowego

schemat PV cyklu dwusuwowego

schemat PV cyklu dwusuwowego silnika podano poniżej. W silniku dwusuwowym cykl roboczy kończy się zaledwie dwoma skokami tłoka.

w tym cyklu procesy wlotu i sprężania zachodzą jednocześnie w pierwszym skoku tłoka, podczas gdy procesy zasilania i wydechu zachodzą jednocześnie w drugim skoku tłoka. Wyjaśnienie etapów cyklu dwusuwowego podano poniżej:

1. cykl idealny(zielona linia): zielona linia na powyższym schemacie reprezentuje skok ssania, podczas gdy silnik dwusuwowy nie ma tego skoku. Dzieje się tak dlatego, że po uruchomieniu silnika 4-suwowego tłok jest ciągnięty w górę, a tłok musi być ciągnięty w dół, aby zasysać mieszankę powietrzno-paliwową. Jednak, jak pokazano (linie 1 do 2), silnik dwusuwowy może natychmiast kontynuować zasysanie mieszanki powietrzno-paliwowej.
2. Kompresja Adiabatyczna (1 do 2):Na tym etapie otwór wlotowy otwiera się, a tłok przesuwa się w dół. Podczas ruchu tłoka w dół spręża mieszankę powietrzno-paliwową. Ze względu na ten proces kompresji temperatura i ciśnienie mieszanki wzrasta, ale nie nastąpi zmiana ciepła. Dlatego proces ten jest znany jako proces adiabatyczny (bez zmiany ciepła). Ponieważ cykl sprężania jest prawie zakończony (w punkcie 2), świeca zapłonowa dostarcza iskrę do sprężonej mieszaniny i zapala ją.
3. proces Izochoryczny (od 2 do 3): W tej fazie, gdy sprężona mieszanina osiągnie punkt 2 (Jak pokazano na powyższym wykresie), mieszanina sprężonego powietrza i paliwa zapala się, dzięki czemu jej temperatura, energia cieplna i ciśnienie stają się bardzo wysokie. Ale podczas tego procesu objętość mieszaniny pozostaje stała. Dlatego proces ten jest znany jako proces izochoryczny (tej samej objętości). Proces spalania kończy się w punkcie 3 i w tym momencie w mieszaninie gromadzi się duża ilość energii cieplnej i ciśnienia, które wykorzystują w skoku mocy.
4. skok mocy (linia 3 do 4): W tym procesie przechowywane ciepło i ciśnienie (ze względu na spalanie) w mieszance powietrzno-paliwowej wykorzystują do popychania tłoka w dół, co dodatkowo przesuwa wał korbowy. Ten wał korbowy dodatkowo porusza kołem zamachowym i porusza pojazdem. Dlatego ten skok jest znany jako skok mocy. Podczas tego procesu zwiększa się objętość cylindra sprężającego.
5. Skok wydechu (linia 4 do 1): Podczas tego procesu ruch tłoka w dół służy do usuwania bezużytecznego ciepła z cylindra. Gdy bezużyteczne ciepło opuszcza cylinder, energia kinetyczna cząsteczek traci z powodu spadku ciśnienia. Ale w silniku dwusuwowym nie ma fazy wydechowej, a proces rozpoczyna się ponownie, wprowadza się nową mieszankę powietrzno-paliwową i cały proces się powtarza.

Czytaj także: praca cyklu Otto

części silnika dwusuwowego

silnik dwusuwowy ma następujące główne komponenty:

1. Cylinder
2. głowica cylindra
3. tłok
4. pierścienie tłokowe
5. Korbowód
6. skrzynia korbowa
7. wał korbowy
8. Zawory
9. świeca zapłonowa (do silnika benzynowego)
10. wtryskiwacz paliwa (do silnika wysokoprężnego)

1) Cylinder

cylinder silnika 2-suwowego jest wykonany z żeliwa. Ten cylinder jest również znany jako komora spalania. Jest to miejsce, w którym tłok wykonuje ruch posuwisto-zwrotny. Dzięki ruchowi tłoka mieszanka powietrzno-paliwowa spręża się w cylindrze. Posiada porty wlotowe i wylotowe.

Czytaj więcej: różne typy silników

2) Głowica Cylindra

Główny artykuł: Głowica Cylindra

ten element silnika znajduje się w górnej części cylindra silnika. W przypadku silnika benzynowego głowica cylindra zawiera świecę zapłonową. Posiada wtryskiwacz paliwa w przypadku dwusuwowego silnika wysokoprężnego.

3) tłok

jest to główna część cylindra, która ma ruch posuwisto-zwrotny wewnątrz komory spalania. Wykonany jest ze stopu aluminium.

4) pierścienie tłokowe

każdy tłok silnika ma przeważnie 2 lub 3 pierścienie. Ten pierścień tłokowy zapobiega ucieczce wysokociśnieniowego gazu przez cylinder. Jest to również pomocne w utrzymaniu czystości ścianek cylindra.

5) Korbowód

Główny artykuł: Korbowód

wykonany jest ze stopu aluminium lub stali i pochłania lekkie i silne siły. Ta część silnika łączy wał korbowy i tłok. Jeden koniec wału korbowego jest przymocowany do tłoka, a drugi koniec do wału korbowego. Wysyła ruch tłoka w kierunku wału korbowego.

6) skrzynia korbowa

jest to najbardziej znacząca część silnika dwusuwowego. Obejmuje korby, wały korbowe, smary i inne potężne elementy silnika. Skrzynie korbowe silnika wykonane są z żeliwa lub odlewu aluminiowego stosowanego odlewu piaskowego.

Czytaj więcej: praca Skrzyni Korbowej

7) wał korbowy

Główny artykuł: wał korbowy

żeliwo lub stal kuta służy do budowy wału korbowego silnika 2-suwowego. Silniki Diesla mają stalowe wały korbowe, aby złagodzić stres. Wał ten zmienia pionowy ruch tłoka posuwisto-zwrotnego w ruch obrotowy.

8) Porty

silnik wykorzystuje porty do zasysania i wydechu paliwa. Porty te są znane jako porty wlotowe i wyjściowe.

silnik dwusuwowy posiada trzy porty:

• Port wydechowy
• Port transferowy
• port wlotowy

9) świeca zapłonowa

świece zapłonowe są używane tylko w silnikach benzynowych. Celem tego elementu silnika wewnątrz cylindra jest zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej. Zapewnia iskrę do sprężonego paliwa.

10) Wtryskiwacz Paliwa

w dwusuwowym lub czterosuwowym silniku wysokoprężnym paliwo jest rozpylane w cylindrze silnika przez wtryskiwacz znany jako wtryskiwacz paliwa. Jest on zainstalowany na głowicy cylindrów.

zastosowania silnika dwusuwowego

• te typy silników IC są najczęściej stosowane w motocyklach terenowych, wyścigach, kosiarkach, rowerach, statkach.

• silniki te są również używane do silników zaburtowych, pożerających chwasty, pił łańcuchowych i zastosowań.

• dwusuwowy silnik benzynowy stosowany w małych pojazdach, takich jak motocykle, motorowery i Suv-y.
• służą one do napędu statków.
• silniki te są używane do małych łodzi motorowych, pompowania i agregatów prądotwórczych.
• silniki dwusuwowe nie są idealne do ciężkich zastosowań.

zalety i wady silników dwusuwowych

silnik dwusuwowy ma następujące zalety i wady:

zalety silnika dwusuwowego

• ma niski koszt niż silniki czterosuwowe.
• silnik dwusuwowy ma dużą moc w porównaniu do silnika czterosuwowego.
• są łatwe w utrzymaniu.
• silnik dwusuwowy wytwarza stały moment obrotowy na wale korbowym silnika.
• ma prostą konstrukcję niż silnik 4-suwowy.
• te silniki spalinowe są łatwe do uruchomienia.

wady silnika 2-suwowego

• wymaga wysokiego chłodzenia niż silnik 4-suwowy.
• ma niską sprawność niż silnik 4-suwowy.
• silniki te mają niską sprawność objętościową.
• silniki te wytwarzają więcej zanieczyszczeń niż silniki czterosuwowe.
• mają bardziej hałaśliwą pracę niż silnik 4-suwowy.

sekcja FAQ

czy jest silnik 2-suwowy?

czy silnik dwusuwowy potrzebuje oleju?

dlaczego silnik dwusuwowy jest tak szybki?

ile stokes jest w dwusuwowym silniku?

czy silniki dwusuwowe są mocniejsze?

co się stanie, jeśli nie dodasz oleju do 2 uderzeń?

czy 2-suwowy czy 4-suwowy jest szybszy?

wniosek

silniki dwusuwowe mają pewne zalety, przede wszystkim do jazdy trailowej, gdzie ich lekkość jest dużym plusem. Mają wady w porównaniu z silnikami 4-suwowymi, takie jak duży hit, wąskie pasmo mocy, słaby przebieg gazu i potrzeba dość częstych zrywów (co na szczęście nie jest trudne). Silnik 2-suwowy wykorzystuje w pilarkach łańcuchowych, narzędziach do trawników, samochodach zdalnie sterowanych, rowerach dirtowych i silnikach łodzi itp…

1. różne typy silników
2. praca silnika 4-suwowego
3. różnica między silnikami 2-suwowymi i 4-suwowymi
4. rodzaje silników Tłokowych