Motor în doi timpi: care sunt avantajele și dezavantajele sale?
Un motor în doi timpi, denumit și ciclu în doi timpi, este un motor cu ardere cu piston care funcționează în doi timpi.
Aceasta înseamnă că ciclul de lucru al motorului va avea loc în timpul a două curse ale pistonului și o rotație a arborelui cotit.
Conţinut
Functie motor in doi timpi
Pentru a fi clar, funcționarea unui motor în doi timpi constă și din patru timpi, la fel ca un motor în patru timpi. Cu toate acestea, mai multe dintre ele rulează simultan. Reducerea numărului de cicluri de la patru la două se realizează prin spațiul de sub piston; astfel, carterul participă și la înlocuirea umplerii cilindrului.
Motor în patru timpi: cum funcționează și care sunt avantajele acestuia
La un motor în doi timpi apar două cicluri de lucru, în timp ce unul are loc în spațiul de deasupra pistonului cu ardere și celălalt sub piston fără ardere.
Un motor clasic în doi timpi nu conține o distribuție de supape și, prin urmare, nici supape, arbore cu came, curea sau culbutori. Pentru a înlocui conținutul cilindrului, în locul supapelor sunt utilizate trei canale, mai precis:
- Canal de admisie – pornește de la carburator și duce la carter
- Canal de refulare – conectează carterul cu camera de ardere a cilindrului
- Eșapament canal – se deschide din camera de ardere a cilindrului în conducta de evacuare
Datorită absenței unui tren de supape și a componentelor sale, un motor în doi timpi este mai mic și mai ușor decât alte motoare în patru timpi cu aceeași cilindree și număr de cilindri.
Un motor în doi timpi are un arbore cotit similar cu un motor în patru timpi. În timpul deplasării sale de la punctul mort superior la punctul mort inferior, pistonul asigură, printre altele, presiunea, alimentarea cu combustibil și transferul acestuia în camera de ardere a cilindrului.
Pistoanele motorului: Cum funcționează?
Funcționează în așa fel încât pistonul, atunci când se deplasează în punctul mort inferior, împinge combustibilul prin canalul de refulare în sus în camera de ardere a cilindrului. Ulterior, atunci când se deplasează în punctul mort superior, aspiră combustibil suplimentar prin canalul de aspirație de sub piston sau în carter.
Ungerea motorului:
La motoarele în doi timpi, piesele în mișcare ale motorului, precum rulmenții manivelei sau bielei, sunt inundate cu combustibil, ceea ce înseamnă că nu pot fi lubrifiate într-un mod clasic ca la motoarele în patru timpi. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, combustibilul nu are capacități suficiente de lubrifiere, motiv pentru care se adaugă ulei în combustibil.
Această lubrifiere se numește lubrifiere cu grăsime și este cea mai simplă modalitate de lubrifiere a motorului. În acest tip de lubrifiere, uleiul este adăugat direct în combustibil, amestecându-l într-un raport ulei-combustibil variind de la aproximativ 1:20 până la 1:100.
Cicluri de motor în doi timpi
1. Prima cursă a pistonului (admisie și compresie):
Pistonul se deplasează în sus de la punctul mort inferior la punctul mort superior.
Deasupra pistonului:
În timpul mișcării sale de la punctul mort inferior la punctul mort superior, pistonul închide mai întâi canalul de refulare prin care amestecul este împins în spațiul de deasupra pistonului. Ulterior, pistonul închide și canalul de evacuare, creând un spațiu izolat în cilindru, ducând la comprimarea amestecului.
Sub piston:
După ce pistonul a parcurs aproximativ jumătate din cursa sa, marginea sa inferioară deschide orificiul de admisie. Acest lucru va face ca amestecul de aprindere din carburator să înceapă să fie aspirat în carter. Dar asta nu este tot.
Carburator: Cum funcționează acest dispozitiv?
Chiar înainte de punctul mort superior al pistonului, o scânteie sare între electrozii bujiei, ceea ce provoacă aprinderea (aprinderea) amestecului. Arderea creează energie termică, care se manifestă prin creșterea presiunii în cilindru, care mișcă pistonul în jos și transformă astfel energia termică a combustibilului în lucrul mecanic al motorului.
2. A doua cursă a pistonului:
Pistonul se deplasează de la punctul mort superior în jos la punctul mort inferior.
Deasupra pistonului:
În timpul celei de-a doua curse a pistonului, dilatarea are loc în spațiul de deasupra pistonului, care împinge pistonul din punctul mort superior în punctul mort inferior.
Sub piston:
Un amestec incendiar este aspirat în carter prin canalul de aspirație deschis. După ce pistonul și-a încheiat jumătate din cursa către punctul mort inferior, orificiul de admisie se închide, comprimând amestecul din carter.
Chiar înainte de sfârșitul expansiunii, pistonul deschide orificiul de evacuare, ceea ce face ca presiunea din cilindru să scadă. Pistonul deschide canalul de refulare, iar amestecul de aprindere din carter elimină gazele de ardere din cilindru sub presiune, în timp ce îl umple pentru următorul ciclu de lucru al motorului.
Spălarea cilindrului
Spălarea cilindrilor este o fază care nu are loc la un motor în patru timpi. Cu toate acestea, este extrem de important pentru un motor în doi timpi deoarece cursul său afectează semnificativ parametrii motorului.
La motoarele în patru timpi, este obișnuit ca gazele de eșapament să fie forțate afară de mișcarea pistonului spre punctul mort superior, dar în cazul motoarelor în doi timpi, alți factori trebuie să asigure golirea cilindrilor, mai precis. :
- Esapament liber – gazele de ardere ies din cilindru prin canalul de evacuare numai datorită presiunii diferențiale din cilindru și conducta de evacuare.
- Extrudare cu o încărcătură proaspătă - după ce supapa de refulare se deschide, amestecul de aprindere începe să curgă în cilindru, împingând gazele de ardere afară.
Faza de spălare este adesea limitată la timpul în care canalul de evacuare este deschis până când canalul de evacuare este închis.
Cu toate acestea, cu diferite moduri de motor, la spălarea cilindrilor, pot apărea următoarele:
- Mai mult sau mai puțin amestecarea amestecului proaspăt cu gazele de eșapament, deoarece are loc contactul direct al acestora
- Scurgerea amestecului proaspăt în țeava de eșapament
- Spălarea insuficientă a cilindrului cu reziduuri mari de gaze de eșapament în timpul următorului motor ciclu de lucru
Un motor în doi timpi poate fi proiectat ca un motor pe benzină, dar poate fi proiectat și ca un motor diesel.
Motor diesel in doi timpi
Principiul de funcționare al motorului diesel în doi timpi este același cu cel al motorului în doi timpi cu scânteie. O diferență semnificativă este că amestecul este creat numai în cilindru.
Astfel, combustibilul este injectat în cilindru chiar înainte de sfârșitul compresiei datorită momentului precis de aprindere. Majoritatea motoarelor diesel în doi timpi folosesc o supapă clasică pentru injecția de combustibil, care este foarte asemănătoare cu cea a unui motor în patru timpi.
Un compresor este adesea folosit la motoarele în doi timpi pentru a crea presiune de supraalimentare. Cu toate acestea, posibilitatea supraalimentării motorului folosind un turbocompresor sau o combinație între un turbocompresor și un compresor este, de asemenea, o opțiune.
Avantajele unui motor în doi timpi:
- Construcție simplă
- Greutate mai mică comparativ cu un motor în patru timpi
- Dimensiuni mai mici ale motorului
- Absența trenului de supape
- Costuri de producție mai mici
- Sistem simplu de lubrifiere a motorului
- Răcirea este, în majoritatea cazurilor , aer, astfel încât toate părțile sistemului de răcire cu apă sunt eliminate
- Posibilitatea de a lucra în orice poziție (chiar și cu capul în jos)
- Performanța maximă se realizează la turații mai mici, întrucât fiecare mișcare în jos a pistonului însoțește arderea
- În unele cazuri, este mai ușor să revoluționezi
Dezavantajele unui motor în doi timpi:
- Neecologic din cauza amestecării uleiului în combustibil
- Consum mare de combustibil datorită scurgerii frecvente a amestecului nears în evacuare în timpul spălării
- Consum mai mare de ulei de motor comparativ cu un motor în patru timpi
- Motor neregulat functionare la turatii reduse
- Zgomot mai mare al motorului
- Amestecarea amestecului ars si nears
- Datorita amplasarii canalelor pe partea laterala a cilindrului se produce o uzura mai mare a segmentelor pistonului.