Anonim

Medtem ko štiritaktni cikel namenja en sam hod bata vsaki od štirih funkcij, ki jih zahteva motor - sesanje, stiskanje, moč in izpuh - dvotaktni cikel pakira na samo dva giba bata. To pomeni, da dvotaktni valj požene dvakrat pogosteje kot štiritaktni pri istih vrtljajih.

Članek se nadaljuje spodaj:

Poganja ga Image

Ko se bat, ki ga poganja vroči visokotlačni plin za zgorevanje, spušča s svojim močnim udarcem, povezovalna palica prenaša silo plina na batu na vrtečo se ročično gred. Nekaj ​​več kot na polovici svojega spodnjega giba začne bat odkrivati ​​odprtino za izpušne cevi v steni valja. Preko tega odprtine se v izpušno cev vdre izrabljeni plin, zaradi česar se tlak v jeklih hitro spusti. Pri približno tričetrtinskem gibu bat odkrije dve ali več odprtin s svežim nabojem (ponavadi jih imenujemo vrata za prenos). Povezani so z virom rahlo tlačne mešanice zrak-gorivo. Ko se ti prenosi odpirajo, sveži polnilni curki v valj potisnejo preostali izpušni plin pred seboj.

Ko bat doseže spodnje mrtvo sredino (BDC) in se začne s pritiskom stiskati, so vsa vrata cilindra odprta, izpušni plini pa se iztekajo skozi izpušno odprtino in svež naboj, ki vstopi v valj skozi prenos. Ta postopek svežega polnjenja jeklenke, ko izpušni plini izpušča izpušni odprtin, se imenuje čiščenje. Če se zdi nekoliko zmeden, z možnostmi, da se bo svež naboj v procesu pomešal z izpuhom in bo nekaj svežega naboja izgubljeno skozi izpušno odprtino, je to tako. Takšne stvari se tudi zgodijo, zato so zgodnji dvotaktni motorji porabili malo energije in porabili vsaj 30 odstotkov več goriva kot štiritaktni motor iste moči. Zato tudi preprosti dvotaktni motorji ne poganjajo več novih uličnih koles; nezgorelo gorivo je med čiščenjem izpušnih plinov povzročilo visoke emisije negorelih ogljikovodikov (UHC), ki so bile od konca osemdesetih let nezakonite.

POVEZANE: 2018 Husqvarna TE 250i in TE 300i test

Ko se bat še naprej dviguje, se prenosna vrata zapirajo, s čimer se konča čiščenje, toda izpušni odprtin se bo zapiral skozi drugo četrtino stiskalnega giba. Tako so zgodnji dvotaktni izgubili večino svežega naboja: izpušni plin je porinil naraščajoči bat. Ko se dvig bata zapre izpušni odprtini, se ujeti naboj stisne in, ko bat doseže približno 20 stopinj ročiča pred zgornjim mrtvim središčem (TDC), ga vžge tempirana iskra.

Image
V treh desetletjih je Grand Prix prevladoval na dvodelnih poteh. Wayne Rainey je osvojil tri zaporedna svetovna prvenstva s 500 kubiki - 1990, 1991, 1992 - kot del ameriškega kontingenta s šestimi kolesarji, ki je v tem obdobju prevzel 14 naslovov vrhunskega razreda. Zlato in gos

S toliko štetjem dvotaktnega motorja se boste morda vprašali, zakaj je bil sploh kdaj uporabljen. Odgovor je njegova preprostost, poceni in lahka teža. Dvotaktne verižne žage so bile (in ostajajo) dovolj lahke, da lahko ena oseba ravna. V petdesetih letih prejšnjega stoletja so dvotaktni zunanji motorji določili meje raziskovanega sveta. Da, poraba goriva je bila močna in dvotaktni izpušni plini so bili napolnjeni s hlapi, vendar je bila to lahka cenovno dostopna moč.

Zdaj se pogovorimo o tem, kako prenosna vrata dovajajo curke mešanice svežega zraka in goriva v dvotaktni valj. To se izvede z uporabo spodnje strani bata kot polnilne črpalke. Ko se bat dvigne, se odpre neka oblika ventila. Ta ventil je lahko odprtina valja, ki je izpostavljena naraščajočim krilom bata - vrtljivim ventilom na disku ali trstičnim ventilom, ki se poganja. Delni vakuum, ki se ustvari pod dvigajočim se batom, povzroči, da zrak skozi uplinjač vstopi v ohišje motorja, kar doda gorivo v tok zraka. Ko bat doseže TDC in začne svoj naslednji navzdol hod, mešanica zrak-gorivo, ki zdaj napolni motor, ne more nemudoma odhiteti nazaj skozi še vedno odprta dovodna odprtina in uplinjač, ​​ker mešanica v hitrem postopku to preprečuje. Vrata za dovod motorja se zaprejo nekje med 60 in 100 stopinj po TDC-ju, pri čemer se mešanica zrak-gorivo zapre v blok motorja.

POVEZANE: Dvostopenjska mojstrovina RGV500 Riding Speedwerks

Prenosne odprtine v steni valja so s kratkimi kanali povezane z motorjem. Ko se bat spusti, stisne mešanico pod njim, se ustvari tlak, ki, ko bat izpostavlja prenosne odprtine, mešanica iz motorja požene skozi prenosne kanale in vstopi v valj.

Ker mešanica zrak-gorivo prehaja skozi blokado motorja na poti v valj, tega motorja ne more mazati črpalni recirkulacijski oljni sistem kot štiritaktni. Zato v najpreprostejšem primeru olje zmešamo z gorivom (običajno v razmerju 24: 1) kot najbolj neposrednim sredstvom za mazanje ležajev bata in ročične gredi.

Če se vam to zdi potratno, razmislite o izkušnji Hiroyukija Nakano, človeka, ki je zasnoval prve štirivaljne udarce Suzukija. Ko je Suzuki kupil primere novih štiritaktnih tekmecev svojih konkurentov, je testiranje s polnim plinom pokazalo, da porabijo toliko olja kot dvotaktni. Razlog? Slaba zmogljivost obročkov batnih olj za odstranjevanje olja in tesnilnih stebrov sesalnega ventila. Z nadaljnjim razvojem teh delov je Nakanovi skupini uspelo zmanjšati porabo olja s štiritaktnim motorjem za pol do tri četrtine.

Končno so dvotaktni motorji naredili zelo zmogljiv, ki je do leta 1975 iz vsakega dirkališča Grand Prixa lovil štirivaljke, je bil razvoj posebne oblike izpušnih cevi, ki se včasih imenuje "ekspanzijska komora". Ta cev je izpušno energijo pretvorila v valovno delovanje ki so izmenično pomagali pri čiščenju in nato delovali kot "valovni supercharger", silijo svež naboj nazaj v jeklenko samo 0, 0005 sekunde, preden je ušel v cev.

Od leta 1952 so takšne cevi, narejene vedno bolj učinkovite in izpopolnjene, do leta 1958 v dirkalnih motorjih dvignile 5 KM poceni in preprostega DKW RT 125, Harley-Davidson Hummerja ali BSA 125 Bantam na 20 KM, nato do 30 KM do leta 1964 in končno do 55 KM na koncu razreda 125ccp GP v letu 2012. V času, ko je bati prišel do zgornjega središča, je bilo mogoče izenačiti sposobnost polnjenja valjev najboljših štiritaktnih udarcev. .

V poznih tridesetih letih prejšnjega stoletja, tik pred izbruhom druge svetovne vojne, je DKW dirkal z dvotaktnimi motorji, ki svojih ročičnih ročic niso uporabljali kot polnilno črpalko. Uporabljali so ločene čistilne naprave, sprva velik batni puhalnik, nato pa so napredovali v uporabo vrtljivega puhala. FIM, vladajoče telo dirk motociklov, je leta 1947 prepovedal premikanje motorjev, vendar je na enakovrednosti s štiritaktnimi motorji sprejel dvotaktne motorje, ki so bili zamašeni z motorjem. To je storilo, ker uporaba spodnje strani napajalnega bata kot črpalke za odstranjevanje motorja zagotavlja prostornino, ki je enaka prostornini motorja; Čiščenje motorne gredi ne more napolniti motorja, kot so to storili dirkalni pihalniki DKW nekoč.

POVEZANO: 2019 predstavljeni dvotaktni MX modeli KTM SX

Mednarodno trgovino poganjajo ogromni dvotaktni morski dizelski motorji, katerih cilindri se odstranijo bodisi z ločenimi rotacijskimi puhali bodisi z izpušnimi turbopolnilniki. Namesto da bi skozi svoje stene cilindrov prerezali izpušne odprtine, imajo ti motorji, v velikosti do 100.000 KM, štiri glave mehanskih pogonov v svojih cilindrskih glavah. Ko se vsak njihov bat (premera nekaj čevljev) približa BDC, je izpostavljen obroč odprtin za sveže polnjenje zraka.

Dolgotrajni motorji težkih tovornjakov Detroit Diesel (izdelani v treh, štirih, šestih, osem in 16-valjnih enotah) so delovali enako. Vsak cilinder je imel v svoji glavi cilindra štiri izpušne ventile in obroč odprtin za sveže polnjenje zraka, ki jih je bat okoli BDC izpostavil. Zračni polnilnik je dovajal večplastni vrteči se puhalec Roots (to je bil vir velikih 6-71 in 8-71 vrtljivih puhal, ki so se tako dolgo uporabljali kot polnilniki na štiritaktnih Chryslerjevih toplotnih drsnih motorjih).

Ko se je druga svetovna vojna bližala koncu, je Rolls-Royce v Angliji razvijal dvotaktni letalski motor, "Crecy", z uporabo povratnega tulca. Ko je vsak od svojih 12 batov dokončal svoj močni udarec, se je premikajoča se rokavica izvlekla iz glave valja, pri čemer je bila izpostavljena 360-stopinjska izpušna odprtina. Ko se je bat približal svojemu spodnjemu sredinskemu položaju, je izpostavil obroč odprtin za sveže polnjenje zraka, skozi katere so bili valji odstranjeni / napolnjeni. Hiter razvoj bencinsko-turbinskega / reaktivnega motorja je Crecy postal nepomemben, kar je pustilo zgodovinsko radovednost.

V poznih osemdesetih in zgodnjih 90-ih se je svetovna avtomobilska industrija začela zanimati za novo vrsto dvotaktnega motorja, pri katerem se čiščenje izvaja s čistim zrakom, ki ne vsebuje goriva. Gorivo smo dodali z neposrednim vbrizgavanjem cilindra šele po zaprtju odprtin (e) za izpuh, s čimer smo zaključili običajno dvotirno prekomerno porabo goriva in visoke emisije UHC. Dvotaktni motor z neposrednim vbrizgavanjem goriva (DFI) je bil privlačen, saj je zmanjšal prostornino in težo motorja za vsaj 40 odstotkov. Ker nihče ni mogel napovedati konca zaostritve omejitev izpušnih plinov, so se proizvajalci avtomobilov odločili, da je štiritaktni motor zanesljivejši. Avtomobilski dvotaktni DFI sicer ni dosegel proizvodnje, a naenkrat je bilo za njim več kot 20 večjih razvojnih programov.

Kar nekaj proizvajalcev, kot so Mercury Marine, OMC / Bombardier in OSSA, še naprej proizvajajo dvotaktne DFI in so sposobni doseči omejitve izpušnih plinov, ki so določene za njihove izdelke. Ker ima dvotaktni udarec recirkulacijo izpušnih plinov (EGR) zaradi procesa čiščenja, nastanejo zelo malo najtežjih emisij, ki jih nadzorujemo, dušikovi oksidi. Pri DFI (ali v zadnjem času vbrizgavanje prek vrat) preprečuje izgubo goriva v izpušnih plinih, rezultat je lahek, kompakten motor z nizkimi emisijami.