Kahetaktiline mootor autos
Automaatsed tingimused,  Sõiduki seade,  Mootori seade

Kahetaktiline mootor autos

Autode maailmas on jõuseadmeid palju arendatud. Mõni neist on aja jooksul külmunud, kuna disaineril puudusid vahendid oma vaimusündi edasiarendamiseks. Teised osutusid ebaefektiivseteks, nii et sellistel arengutel polnud paljulubavat tulevikku.

Lisaks klassikalisele rida- või V-kujulisele mootorile tootsid tootjad ka muud tüüpi jõuseadmete autosid. Mõne mudeli kapoti all oli näha Wankeli mootor, poksija (või poksija), vesinikmootor. Mõned autotootjad saavad selliseid eksootilisi jõuülekandeid oma mudelites endiselt kasutada. Lisaks nendele modifikatsioonidele tunneb ajalugu veel mitut edukamat mittestandardset mootorit (mõned neist on ka sellised) eraldi artikkel).

Räägime nüüd sellisest mootorist, millega peaaegu ükski autojuht ei puutu kokku, kui mitte rääkida vajadusest muruniidukiga muru niita või mootorsaega puu maha raiuda. See on kahetaktiline jõuallikas. Põhimõtteliselt kasutatakse seda tüüpi sisepõlemismootoreid mootorsõidukites, paakides, kolblennukites jne, kuid autodes äärmiselt harva.

Kahetaktiline mootor autos

Ka kahetaktilised mootorid on autospordis väga populaarsed, kuna neil üksustel on märkimisväärsed eelised. Esiteks on neil tohutu jõud väikese ümberpaigutamise jaoks. Teiseks on need mootorid lihtsustatud konstruktsiooni tõttu kerged. Need tegurid on sportlike kaherattaliste jaoks väga olulised.

Mõelge selliste modifikatsioonide seadme omadustele ja ka sellele, kas neid on autodes võimalik kasutada.

Mis on kahetaktiline mootor?

Esimest korda ilmus patent kahetaktilise sisepõlemismootori loomiseks 1880. aastate alguses. Arendust tutvustas insener Douglad Clerk. Tema ajupoja seade sisaldas kahte silindrit. Üks oli tööline ja teine ​​pumpas uut partiid sõjalis-tehnilist koostööd.

10 aasta pärast ilmus kambri õhupuhumisega modifikatsioon, milles enam ei olnud tühjenduskolvi. Selle mootori kujundas Joseph Day.

Paralleelselt nende arengutega lõi Karl Benz oma gaasisõlme, mille tootmise patent ilmus 1880. aastal.

Kahetaktiline dvigun, nagu nimigi ütleb, teeb väntvõlli ühe käiguna kõik õhu-kütuse segu tarnimiseks ja põlemiseks, samuti põlemisproduktide eemaldamiseks sõiduki heitgaasisüsteemi kõik käigud. . Selle võime tagab seadme disainifunktsioon.

Kahetaktiline mootor autos

Kolvi ühe käigu korral tehakse silindris kaks käiku:

  1. Kui kolb on alumises surnud keskpunktis, puhastatakse silinder, st eemaldatakse põlemisproduktid. Selle käigu annab BTC värske osa sissevõtmine, mis surub heitgaasi väljalasketorusse. Samal hetkel toimub kambri täitmise tsükkel värske VTS-i osaga.
  2. Ülemisse surnud punkti tõustes sulgeb kolb sisse- ja väljalaskeava, mis tagab BTC kokkusurumise kolvi kohal asuvas ruumis (ilma selle protsessita on segu tõhus põletamine ja jõuüksuse vajalik väljund võimatu). Samal ajal imetakse kolvi all olevasse õõnsusse täiendav osa õhu ja kütuse segust. Kolvi TDC juures tekib säde, mis sütitab õhu ja kütuse segu. Tööinsult algab.

See kordab mootorratast. Selgub, et kahetaktil tehakse kõik löögid kolvi kahe käiguga: samal ajal kui see liigub üles ja alla.

Kahetaktilise mootori seade?

Kahetaktiline mootor autos

Klassikaline kahetaktiline sisepõlemismootor koosneb:

  • Carter. See on konstruktsiooni põhiosa, milles väntvõll on fikseeritud kuullaagritega. Sõltuvalt silindri-kolvi rühma suurusest on väntvõllil vastav arv vände.
  • Kolb. See on klaasist tükk, mis kinnitatakse ühendusvarda külge, sarnaselt neljataktilistes mootorites kasutatavaga. Sellel on tihendusrõngaste jaoks sooned. Seadme efektiivsus MTC põlemisel sõltub kolvi tihedusest, nagu muud tüüpi mootorites.
  • Sisse- ja väljalaskeava. Need on valmistatud sisepõlemismootori korpuses endas, kus sisselaske- ja väljalaskekollektorid on ühendatud. Sellises mootoris puudub gaasijaotuse mehhanism, mille tõttu kahetaktilised on kerged.
  • Klapp. See osa takistab õhu / kütuse segu viskamist seadme sisselaskekanalisse tagasi. Kui kolb tõuseb, tekib selle alla vaakum, mis liigutab klappi, mille kaudu värske osa BTC-st siseneb õõnsusse. Niipea, kui toimub töötakt (käivitas säde ja segu süttis, liigutades kolvi alumisse surnud punkti), sulgeb see klapp.
  • Tihendusrõngad. Need on samad osad kui mis tahes muus sisepõlemismootoris. Nende mõõtmed valitakse rangelt vastavalt konkreetse kolvi mõõtmetele.

Hofbaueri kahetaktiline disain

Paljude insenertehniliste takistuste tõttu pole kahetaktiliste modifikatsioonide kasutamine sõiduautodes olnud võimalik alles hiljuti. 2010. aastal tehti selles osas läbimurre. EcoMotors sai korraliku investeeringu Bill Gatesilt ja Khosla Venturesilt. Sellise raiskamise põhjuseks oli originaalse boksermootori esitlus.

Kuigi selline modifikatsioon on olnud pikka aega olemas, lõi Peter Hofbauer kahetaktilise kontseptsiooni, mis töötas klassikalise poksija põhimõttel. Ettevõte nimetas oma tööd OROS-iks (tõlgitud vastupidiste silindrite ja kolbidena). Selline seade suudab töötada mitte ainult bensiini, vaid ka diislikütusel, kuid arendaja on seni leppinud tahke kütusega.

Kahetaktiline mootor autos

Kui arvestada kahetaktilise klassikalise disainiga selles mahus, siis teoreetiliselt saab seda kasutada sarnase modifikatsioonina ja paigaldada reisijatele mõeldud neljarattalisele sõidukile. See oleks võimalik, kui poleks kehtestatud keskkonnanorme ja kõrgeid kütusekulusid. Tavalise kahetaktilise sisepõlemismootori töötamise ajal eemaldatakse puhastusprotsessi käigus osa õhu ja kütuse segust väljalaskeava kaudu. Samuti põletatakse BTC põlemisprotsessis ka õli.

Vaatamata juhtivate autotootjate inseneride suurele skepsisele avas Hofbaueri mootor kahetaktilise võimaluse luksusautode kapoti alla sattuda. Kui võrrelda selle arengut klassikalise poksijaga, siis on uus toode 30 protsenti kergem, kuna selle disainil on vähem osi. Üksus demonstreerib ka töötamise ajal efektiivsemat energiatootmist võrreldes neljataktilise bokseriga (efektiivsuse tõus 15-50 protsendi piires).

Esimene töötav mudel sai EM100 märgistuse. Arendaja sõnul on mootori kaal 134 kg. Selle võimsus on 325 hj ja pöördemoment 900 Nm.

Uue bokseri disainifunktsioon on see, et kaks kolbi asuvad ühes silindris. Need on paigaldatud samale väntvõllile. Nende vahel toimub VTS-i põlemine, mille tõttu vabanev energia mõjutab samaaegselt mõlemat kolbi. See seletab nii suurt pöördemomenti.

Vastasilinder on konfigureeritud toimima asünkroonselt kõrvalolevaga. See tagab väntvõlli sujuva pöörlemise stabiilse pöördemomendiga ilma tõmblemiseta.

Järgmises videos demonstreerib Peter Hofbauer ise, kuidas tema mootor töötab:

opoc mootor, kuidas see töötab .mp4

Vaatame lähemalt selle sisemist ülesehitust ja üldist tööskeemi.

Turboülelaadimine

Turboülelaadimist tagab tiivik, mille võlli on paigaldatud elektrimootor. Ehkki see töötab osaliselt heitgaasivoolust, võimaldab elektrooniliselt laetud tiivik tiivikul kiiremini kiirendada ja õhurõhku tekitada. Tööratta pöörlemise energiatarbimise kompenseerimiseks tekitab seade elektrit, kui labad on heitgaaside rõhu all. Elektroonika kontrollib ka keskkonnareostuse vähendamiseks heitgaaside voolu.

See element uuenduslikus kahetaktis on üsna vastuoluline. Vajaliku õhurõhu kiireks loomiseks kulutab elektrimootor korralikku energiat. Selleks tuleb tulevane auto, mis seda tehnoloogiat kasutab, varustada tõhusama generaatori ja suurema võimsusega akudega.

Kahetaktiline mootor autos

Tänasest on elektrilise ülelaadimise efektiivsus endiselt paberil. Tootja väidab, et see süsteem parandab silindri puhastust, maksimeerides samal ajal kahetaktilise tsükli eeliseid. Teoreetiliselt võimaldab see installatsioon seadme kaheliitrise mahutavuse kahekordistada võrreldes neljataktiliste analoogidega.

Selliste seadmete kasutuselevõtt muudab elektrijaama kindlasti kallimaks, mistõttu on endiselt odavam kasutada võimsat ja ahnistavat klassikalist sisepõlemismootorit kui uus kergekaaluline poksija.

Terasest ühendusvardad

Oma konstruktsioonilt sarnaneb seade TDF-mootoritega. Ainult selles modifikatsioonis panid vastukolvid liikuma mitte kaks väntvõlli, vaid ühe väliskolbide pikkade ühendusvardade tõttu.

Mootori välimised kolvid on paigaldatud pikkadele terasest ühendusvardadele, mis on ühendatud väntvõlliga. See ei asu äärtes, nagu klassikalises poksija modifikatsioonis, mida kasutatakse sõjatehnikas, vaid silindrite vahel.

Kahetaktiline mootor autos

Sisemised elemendid on ühendatud ka vändamehhanismiga. Selline seade võimaldab teil eraldada rohkem energiat õhu ja kütuse segu põlemisprotsessist. Mootor käitub nii, nagu oleks sellel vänta, mis tagab kolvi suurema käigu, kuid võll on kompaktne ja kerge.

Väntvõll

Hofbaueri mootor on modulaarse disainiga. Elektroonika suudab osa silindreid välja lülitada, nii et ICE minimaalse koormuse korral (näiteks tasasel teel sõitmisel) saab auto olla ökonoomsem.

Neljataktilistes otsepritsega mootorites (täpsemalt sissepritsesüsteemide tüüpide kohta lugege teises ülevaates) silindrite seiskamine tagatakse kütusevarustuse peatamisega. Sellisel juhul liiguvad kolvid silindrites väntvõlli pöörlemise tõttu. Nad lihtsalt ei põle kütust.

Mis puutub Hofbaueri innovaatilisse arendusse, siis tagab paari silindri seiskamise spetsiaalne sidur, mis on paigaldatud väntvõllile vastavate silindrite-kolvipaaride vahel. Kui moodul on lahti ühendatud, ühendab sidur lihtsalt selle osa eest vastutava väntvõlli osa lahti.

Kuna klassikalise kahetaktilise sisepõlemismootori kolvide liikumine tühikäigul imeb endiselt VTS-i värsket osa, lakkab selle modifikatsiooni korral see moodul üldse töötamast (kolvid jäävad liikumatuks). Niipea kui jõuallika koormus suureneb, ühendab sidur teatud hetkel väntvõlli mittetoimiva sektsiooni ja mootor suurendab võimsust.

Kahetaktiline mootor autos

Silindriga

Silindri ventilatsiooni käigus paiskavad klassikalised kahetaktilised ventiilid osa põlemata segust atmosfääri. Seetõttu ei suuda sellise jõuallikaga varustatud sõidukid täita keskkonnanorme.

Selle puuduse kõrvaldamiseks on kahetaktilise vastasmootori arendaja kavandanud spetsiaalse silindrite kujunduse. Neil on ka sisse- ja väljalaskeavasid, kuid nende positsioneerimine vähendab kahjulikke heitmeid.

Kuidas kahetaktiline sisepõlemismootor töötab

Klassikalise kahetaktilise modifikatsiooni eripära on see, et väntvõll ja kolb on õhu-kütuse seguga täidetud õõnsuses. Sisselaskeavale on paigaldatud sisselaskeklapp. Selle olemasolu võimaldab teil kolvi all olevasse õõnsusse survet luua, kui see hakkab allapoole liikuma. See pea kiirendab silindri puhastamist ja heitgaaside evakueerimist.

Kui kolb liigub silindri sees, avab / sulgeb see vaheldumisi sisse- ja väljalaskeava. Sel põhjusel võimaldavad seadme konstruktsioonilised omadused gaasijaotusmehhanismi mitte kasutada.

Et hõõrduvad elemendid ei kuluks ülemäära, vajavad need kvaliteetset määrimist. Kuna need mootorid on lihtsa ehitusega, jäävad nad ilma keerulisest määrimissüsteemist, mis tarniks õli sisepõlemismootori igasse ossa. Sel põhjusel lisatakse kütusele veidi mootoriõli. Selleks kasutatakse kahetaktiliste seadmete jaoks spetsiaalset kaubamärki. See materjal peab kõrgetel temperatuuridel säilitama määrdevõime ja koos kütusega põletades ei tohi see jätta süsiniku sadestusi.

Kahetaktiline mootor autos

Ehkki kahetaktilisi mootoreid ei kasutatud autodes laialdaselt, on ajaloost teada perioode, mil sellised mootorid asusid mõne veoauto kapoti all (!). Selle näiteks on YaAZ diislikütuse jõuseade.

1947. aastal paigaldati 7-tonnistele veoautodele YaAZ-200 ja YaAZ-205 selle konstruktsiooniga neljasilindriline diiselmootor. Vaatamata suurele kaalule (umbes 4 kg.) Oli seadmel madalam vibratsioon kui paljudel kodumaiste sõiduautode sisepõlemismootoritel. Põhjuseks on see, et selle modifikatsiooni seade sisaldab kahte sünkroonselt pöörlevat võlli. See tasakaalustusmehhanism summutas suurema osa mootori vibratsioonist, mis murendas puidust veokere kiiresti.

Lisateavet kahetaktiliste mootorite töö kohta on kirjeldatud järgmises videos:

2 TAKTI. Proovime mõista ...

Kuhu on vaja kahetaktilist mootorit?

Kahetaktilise mootori seade on lihtsam kui neljataktiline analoog, tänu millele kasutatakse neid tööstusharudes, kus kaal ja maht on olulisemad kui kütusekulu ja muud parameetrid.

Näiteks on need mootorid paigaldatud kergetele ratastega muruniidukitele ja aednikele mõeldud trimmeritele. Raske mootori käes hoidmine muudab aias töötamise väga keeruliseks. Sama mõistet saab jälgida mootorsaagide valmistamisel.

Selle efektiivsus sõltub ka vee- ja õhutranspordi massist, nii et tootjad teevad kergemate struktuuride loomiseks kompromisse suure kütusekulu osas.

Kuid 2-tatnikuid ei kasutata ainult põllumajanduses ja teatud tüüpi lennukites. Auto / motospordis on kaal sama oluline kui purilennukitel või muruniidukitel. Auto või mootorratta suure kiiruse arendamiseks kasutavad selliseid sõidukeid loovad disainerid kergeid materjale. Kirjeldatakse üksikasju materjalidest, millest autokered valmistatakse siin... Sel põhjusel on neil mootoritel eelis raskete ja tehniliselt keerukate neljataktiliste kolleegide ees.

Kahetaktiline mootor autos

Siin on väike näide sisepõlemismootori kahetaktilise modifikatsiooni tõhususest spordis. Alates 1992. aastast on mõned mootorrattad kasutanud Jaapani Honda NSR4 500-silindrilist V-twin mootorit MottoGP mootorrataste võistlustel. Selle mahuga 0.5 liitrit arendas see seade 200 hobujõudu ja väntvõll pöörles kuni 14 tuhat pööret minutis.

Pöördemoment on 106 Nm. jõudis juba 11.5 tuhande juurde. Tippkiirus, mille selline laps suutis arendada, oli üle 320 kilomeetri tunnis (sõltuvalt sõitja kaalust). Mootori enda kaal oli vaid 45kg. Üks kilogramm sõiduki massi moodustab peaaegu poolteist hobujõudu. Enamik sportautosid kadestavad seda võimsuse ja kaalu suhet.

Kahe- ja neljataktilise mootori võrdlus

Küsimus on, miks siis ei saa masinal olla sellist tootmisüksust? Esiteks on klassikaline kahetaktiline sõidukites kõige raiskavam seade. Selle põhjuseks on silindri puhastamise ja täitmise iseärasused. Teiseks, mis puudutab võidusõidumodifikatsioone nagu Honda NSR500, siis on kõrge pöörete tõttu üksuse tööiga väga väike.

Kahetaktilise seadme eelised neljataktilise analoogi ees hõlmavad järgmist:

  • Võime eemaldada väntvõlli ühe pöörde võimsus on 1.7–XNUMX korda suurem kui klassikalise gaasijaotusmehhanismiga mootori korral. See parameeter on suurema tähtsusega väikese kiirusega meretehnoloogia ja kolbmootoriga lennukimudelite puhul.
  • Sisepõlemismootori konstruktsiooniomaduste tõttu on selle mõõtmed ja kaal väiksemad. See parameeter on kergete sõidukite, näiteks motorollerite jaoks väga oluline. Varem paigaldati sellised jõuallikad (tavaliselt nende maht ei ületanud 1.7 liitrit) väikestesse autodesse. Selliste modifikatsioonide korral pakuti väntkambriga puhumist. Mõni veokimudel oli varustatud ka kahetaktiliste mootoritega. Tavaliselt oli selliste sisepõlemismootorite maht vähemalt 4.0 liitrit. Sellistes modifikatsioonides puhumise viis läbi otsevoolu tüüp.
  • Nende osad kuluvad vähem, kuna liikuvad elemendid teevad sama efekti saavutamiseks nagu neljataktilistel analoogidel kaks korda vähem liigutusi (kaks kolvi on ühendatud ühe kolvikäiguga).
Kahetaktiline mootor autos
4-taktiline mootor

Nendest eelistest hoolimata on kahetaktilise mootori modifikatsioonil märkimisväärseid puudusi, mille tõttu pole seda autodes veel otstarbekas kasutada. Siin on mõned neist miinustest:

  • Karburaatori mudelid töötavad VTS-i uue laengu kaotusega silindri kambri puhastamise ajal.
  • Neljataktilises versioonis eemaldatakse heitgaasid suuremal määral kui vaadeldavas analoogis. Põhjus on see, et 4-taktilisel korral ei jõua kolb puhastamise ajal ülemisse surnud punkti ja see protsess tagatakse ainult selle väikese käigu ajal. Seetõttu satub osa õhu ja kütuse segust väljalasketorusse ja silindrisse jääb rohkem heitgaase. Põlemata kütuse koguse vähendamiseks heitgaasides on tänapäevased tootjad välja töötanud sissepritsesüsteemiga modifikatsioonid, kuid isegi sel juhul on võimatu silindrist põlemisjääke täielikult eemaldada.
  • Need mootorid on suurema võimsusenälguga võrreldes identse töömahuga neljataktiliste versioonidega.
  • Suure jõudlusega turbolaadureid kasutatakse sissepritsega mootorite silindrite puhastamiseks. Sellistes mootorites tarbitakse õhku poolteist kuni kaks korda rohkem. Sel põhjusel on vaja paigaldada spetsiaalsed õhufiltrid.
  • Maksimaalse pöörde saavutamisel tekitab kahetaktiline seade rohkem müra.
  • Nad suitsetavad tugevamalt.
  • Madalatel pööretel tekitavad nad tugevat vibratsiooni. Nelja- ja kahetaktiliste ühesilindriliste mootorite puhul pole selles osas vahet.

Mis puutub kahetaktiliste mootorite vastupidavusse, siis arvatakse, et halva määrimise tõttu ebaõnnestuvad need kiiremini. Kuid kui te ei võta arvesse mootorrataste ühikuid (suured pöörded lülitavad osad kiiresti välja), siis mehaanikas töötab peamine reegel: mida lihtsam on mehhanismi disain, seda kauem see kestab.

Neljataktilistel mootoritel on suurem arv väikesi osi, eriti gaasijaotusmehhanismis (loe, kuidas klapi ajastus töötab siin), mis võib igal ajal puruneda.

Nagu näete, pole sisepõlemismootorite areng siiani seiskunud, nii et kes teab, millise läbimurde selles valdkonnas insenerid teevad. Kahetaktilise mootori uue arenduse ilmumine annab lootust, et lähitulevikus varustatakse autod kergemate ja tõhusamate jõuallikatega.

Kokkuvõtteks soovitame vaadata kahetaktilise mootori teist modifikatsiooni, mille kolvid liiguvad üksteise suunas. Tõsi, seda tehnoloogiat ei saa nimetada uuenduslikuks, nagu Hofbaueri versioonis, sest selliseid sisepõlemismootoreid hakati juba 1930. aastatel kasutama sõjatehnikas. Kergsõidukite puhul pole selliseid kahetaktilisi mootoreid siiski veel kasutatud:

Uimastav vastuliikluse mootor 2018

Küsimused ja vastused:

Mida tähendab 2-taktiline mootor? Erinevalt 4-taktilisest mootorist tehakse kõik löögid väntvõlli ühe pöördega (kaks lööki tehakse ühes kolvilöögis). Selles ühendatakse silindri täitmise ja ventileerimise protsess.

Kuidas kahetaktilist mootorit määritakse? Kõik mootori hõõrduvad sisepinnad on määritud kütuses oleva õliga. Seetõttu tuleb sellises mootoris õli pidevalt juurde lisada.

Kuidas 2-taktiline mootor töötab? Selles sisepõlemismootoris on selgelt väljendatud kaks takti: kokkusurumine (kolb liigub TDC-sse ja sulgeb järk-järgult esmalt puhastus- ja seejärel väljalaskeava) ja töötakt (pärast BTC süütamist liigub kolb BDC-sse, samade portide avamine puhastamiseks).

Üks kommentaar

  • röökima

    RIP 2T Autotootjad: Saab, Trabant, Wartburg.
    2T autotootja on endiselt olemas (taastab ainult 2T autosid): Melkus
    Mootorrattatootjad teevad endiselt 2T mootorrattaid: Langen, Maico-Köstler, Vins.

Lisa kommentaar