Bir arabada iki zamanlı motor

Otomobil dünyası, birçok güç aktarım mekanizması geliştirmesine tanık oldu. Bazıları, tasarımcının beynini daha da geliştirecek araçlara sahip olmadığı için zamanla dondu. Diğerlerinin etkisiz olduğu ortaya çıktı, bu nedenle bu tür gelişmelerin umut verici bir geleceği yoktu.

Klasik sıralı veya V şeklindeki motora ek olarak, üreticiler ayrıca diğer güç ünitesi tasarımlarına sahip arabalar da ürettiler. Bazı modellerin kaputunun altında görülebilir Wankel motoru, boksör (veya boksör), hidrojen motoru. Bazı otomobil üreticileri, modellerinde hala bu tür egzotik güç aktarma organlarını kullanabilir. Bu değişikliklere ek olarak, tarih birkaç tane daha başarılı standart dışı motor biliyor (bazıları ayrı makale).

Şimdi, çim biçme makinesiyle çimleri biçme veya elektrikli testere ile bir ağacı kesme ihtiyacı hakkında konuşmamak için, neredeyse hiçbir sürücünün karşılaşmadığı böyle bir motor hakkında konuşalım. Bu iki zamanlı bir güç ünitesidir. Temel olarak, bu tür içten yanmalı motorlar motorlu taşıtlarda, tanklarda, pistonlu uçaklarda vb. Kullanılır, ancak arabalarda çok nadiren kullanılır.

Ayrıca, iki zamanlı motorlar, bu ünitelerin önemli avantajları olduğu için motor sporlarında çok popülerdir. Birincisi, küçük bir yer değiştirme için muazzam bir güce sahipler. İkinci olarak, basitleştirilmiş tasarımları nedeniyle bu motorlar hafiftir. Bu faktörler, iki tekerlekli sporcular için çok önemlidir.

Bu tür değişikliklerin cihazının özelliklerini ve ayrıca bunları arabalarda kullanmanın mümkün olup olmadığını düşünün.

İki zamanlı motor nedir?

İlk kez, 1880'lerin başında iki zamanlı bir içten yanmalı motorun yaratılması için bir patent ortaya çıktı. Geliştirme, mühendis Douglad Clerk tarafından sunuldu. Beyin çocuğunun cihazı iki silindir içeriyordu. Biri işçiydi, diğeri ise yeni bir askeri-teknik işbirliği topluyordu.

10 yıl sonra, artık bir tahliye pistonunun bulunmadığı bir oda boşaltma ile bir değişiklik ortaya çıktı. Bu motor Joseph Day tarafından tasarlandı.

Bu gelişmelere paralel olarak Karl Benz, üretimi için patenti 1880'de çıkan kendi gaz ünitesini yarattı.

Adından da anlaşılacağı gibi, iki zamanlı bir dvigun, krank milinin bir dönüşünde, hava-yakıt karışımının beslenmesi ve yanması için ve ayrıca yanma ürünlerinin araç egzoz sistemine çıkarılması için gerekli tüm vuruşları gerçekleştirir. Bu yetenek, ünitenin bir tasarım özelliği ile sağlanır.

Silindirdeki pistonun bir vuruşunda iki vuruş gerçekleştirilir:

1. Piston alt ölü merkezde olduğunda, silindir temizlenir, yani yanma ürünleri çıkarılır. Bu vuruş, egzozu egzoz kanalına yerleştiren VTS'nin taze bir kısmının alınmasıyla sağlanır. Aynı anda, oda yeni bir VTS bölümü ile doldurulur.
2. Üst ölü merkeze yükselen piston, giriş ve çıkışı kapatarak BTC'nin piston üzerindeki boşlukta sıkıştırılmasını sağlar (bu işlem olmadan karışımın verimli yanması ve güç ünitesinin gerekli çıkışı imkansızdır). Aynı zamanda hava ve yakıt karışımının ilave bir kısmı pistonun altındaki boşluğa emilir. Pistonun TDC'sinde hava / yakıt karışımını ateşleyen bir kıvılcım oluşur. Çalışma vuruşu başlar.

Bu, motor döngüsünü tekrarlar. İki vuruşta, tüm vuruşların pistonun iki vuruşunda gerçekleştirildiği ortaya çıktı: yukarı ve aşağı hareket ederken.

İki zamanlı bir motorun cihazı mı?

Klasik iki zamanlı içten yanmalı motor şunlardan oluşur:

• Carter. Bu, krank milinin bilyalı rulmanlar ile sabitlendiği yapının ana parçasıdır. Silindir-piston grubunun boyutuna bağlı olarak, krank mili üzerinde karşılık gelen sayıda krank olacaktır.
• Piston. Bu, dört zamanlı motorlarda kullanılan analoga benzer şekilde bağlantı çubuğuna sabitlenmiş cam şeklinde bir parçadır. Sıkıştırma halkaları için oluklara sahiptir. MTC'nin yanması sırasında ünitenin verimliliği, diğer motor türlerinde olduğu gibi pistonun yoğunluğuna bağlıdır.
• Giriş ve çıkış. Emme ve egzoz manifoldlarının bağlandığı içten yanmalı motor muhafazasında yapılırlar. İki zamanlı hafif olduğu için böyle bir motorda gaz dağıtım mekanizması yoktur.
• Kapak. Bu parça, hava / yakıt karışımının ünitenin giriş kanalına geri atılmasını önler. Piston yükseldiğinde, altında bir vakum oluşturulur ve kanadı hareket ettirir ve içinden yeni bir BTC bölümünün boşluğa girmesini sağlar. Çalışma vuruşunun bir darbesi olduğu anda (bir kıvılcım tetiklendi ve karışım ateşlendi, pistonu alt ölü merkeze hareket ettirildi), bu valf kapanır.
• Sıkıştırma halkaları. Bunlar diğer içten yanmalı motorlarla aynı parçalardır. Boyutları kesinlikle belirli bir pistonun boyutlarına göre seçilir.

Hofbauer iki zamanlı tasarım

Pek çok mühendislik engeli nedeniyle, hafif araçlarda iki zamanlı modifikasyonların kullanılması fikri yakın zamana kadar mümkün olmamıştı. 2010 yılında bu konuda bir atılım yapıldı. EcoMotors, Bill Gates ve Khosla Ventures'tan makul bir yatırım aldı. Bu israfın nedeni orijinal boxer motorun sunumuydu.

Böyle bir değişiklik uzun zamandır etrafta olmasına rağmen, Peter Hofbauer klasik bir boksör prensibine göre çalışan iki vuruşlu bir konsept yarattı. Şirket, işine OROS adını verdi (zıt silindirler ve zıt pistonlar olarak çevrildi). Böyle bir birim sadece benzinle değil, aynı zamanda dizel üzerinde de çalışabilir, ancak geliştirici şimdiye kadar katı yakıta karar verdi.

Bu kapasitede iki zamanlı klasik tasarımını düşünürsek, teorik olarak benzer bir modifikasyonda kullanılabilir ve 4 tekerlekli bir yolcu araca monte edilebilir. Çevre standartları ve yüksek yakıt maliyeti olmasaydı mümkün olabilirdi. Geleneksel bir iki zamanlı içten yanmalı motorun çalışması sırasında, hava-yakıt karışımının bir kısmı, temizleme işlemi sırasında egzoz deliğinden çıkarılır. Ayrıca, BTC'nin yanma sürecinde petrol yakılır.

Önde gelen otomobil üreticilerinin mühendislerinin büyük şüphelerine rağmen, Hofbauer motoru iki zamanlı lüks arabaların kaputunun altına girme fırsatını açtı. Gelişimini klasik boksörle karşılaştırırsak, tasarımında daha az parça olduğu için yeni ürün yüzde 30 daha hafiftir. Ünite ayrıca, dört zamanlı bir boksöre kıyasla çalışma sırasında daha verimli enerji üretimi gösterir (yüzde 15-50 içinde verimlilik artışı).

İlk çalışan model EM100 işaretini aldı. Geliştiriciye göre motorun ağırlığı 134 kg. Gücü 325 hp ve torku 900 Nm'dir.

Yeni boxer'ın tasarım özelliği, iki pistonun bir silindirde yer almasıdır. Aynı krank mili üzerine monte edilirler. VTS'nin yanması, salınan enerjinin aynı anda her iki pistonu da etkilemesi nedeniyle aralarında meydana gelir. Bu çok büyük bir torku açıklıyor.

Karşı silindir, bitişik silindir ile asenkron olarak hareket edecek şekilde yapılandırılmıştır. Bu, sabit bir torkla sarsılmadan yumuşak krank mili dönüşü sağlar.

Aşağıdaki videoda Peter Hofbauer'in kendisi motorunun nasıl çalıştığını gösteriyor:

opoc motoru nasıl çalışır.mp4

İç yapısını ve genel çalışma şemasını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Aşırı besleme

Turboşarj, şaftına bir elektrik motoru monte edilmiş bir pervane ile sağlanır. Kısmen egzoz gazlarının akışından çalışacak olsa da, pervaneyi elektronik olarak şarj etmek, pervanenin daha hızlı hızlanmasına ve hava basıncı oluşturmasına izin verir. Pervaneyi döndürmenin enerji tüketimini telafi etmek için cihaz, kanatlar egzoz basıncına maruz kaldığında elektrik üretir. Elektronikler ayrıca çevre kirliliğini azaltmak için egzoz akışını da kontrol eder.

Yenilikçi iki zamanlı bu unsur oldukça tartışmalı. Gerekli hava basıncını hızlı bir şekilde oluşturmak için, elektrik motoru makul miktarda enerji tüketecektir. Bunu yapmak için, bu teknolojiyi kullanacak gelecekteki bir otomobilin daha verimli bir jeneratör ve artırılmış kapasiteye sahip akülerle donatılması gerekecek.

Bugün itibariyle, elektrikli süper şarjın verimliliği hala kağıt üzerindedir. Üretici, bu sistemin iki zamanlı bir çevrimin faydalarını en üst düzeye çıkarırken silindir tahliyesini iyileştirdiğini iddia ediyor. Teorik olarak, bu kurulum, dört zamanlı muadillerine kıyasla ünitenin litre kapasitesini ikiye katlamanıza izin verir.

Bu tür ekipmanların piyasaya sürülmesi, elektrik santralini kesinlikle daha pahalı hale getirecektir, bu nedenle güçlü ve obur bir klasik içten yanmalı motor kullanmak, yeni bir hafif boksörden daha ucuzdur.

Çelik bağlantı çubukları

Ünite, tasarımı gereği TDF motorlarına benzer. Sadece bu modifikasyonda, karşı pistonlar iki krank milini değil, harici pistonların uzun bağlantı çubukları nedeniyle harekete geçti.

Motordaki dış pistonlar, krank miline bağlı uzun çelik biyel kolları üzerine monte edilmiştir. Askeri teçhizatta kullanılan klasik boksör modifikasyonunda olduğu gibi kenarlarda değil, silindirlerin arasında bulunur.

İç elemanlar ayrıca krank mekanizmasına bağlıdır. Böyle bir cihaz, hava-yakıt karışımının yanma sürecinden daha fazla enerji çıkarmanıza izin verir. Motor, artırılmış piston stroku sağlayan kranklara sahipmiş gibi davranır, ancak şaft kompakt ve hafiftir.

Krank mili

Hofbauer motor modüler bir tasarıma sahiptir. Elektronik parçalar bazı silindirleri kapatabilir, böylece ICE minimum yük altındayken (örneğin düz bir yolda giderken) araç daha ekonomik olabilir.

Direkt enjeksiyonlu 4 zamanlı motorlarda (enjeksiyon sistemlerinin türleriyle ilgili ayrıntılar için, okuyun başka bir incelemede) Yakıt ikmali kesilerek silindirlerin kapanması sağlanır. Bu durumda pistonlar, krank milinin dönüşü nedeniyle silindirlerin içinde hareket etmeye devam eder. Sadece yakıt yakmazlar.

Hofbauer'in yenilikçi gelişimine gelince, bir çift silindirin kapatılması, karşılık gelen silindir-piston çiftleri arasındaki krank miline monte edilmiş özel bir kavrama ile sağlanır. Modülün bağlantısı kesildiğinde, kavrama basitçe krank milinin bu bölümden sorumlu olan kısmını ayırır.

Klasik bir 2 zamanlı içten yanmalı motordaki pistonları rölanti hızında hareket ettirmek yine de VTS'nin yeni bir bölümünü emeceğinden, bu modifikasyonda bu modül çalışmayı tamamen durdurur (pistonlar hareketsiz kalır). Güç ünitesi üzerindeki yük arttıkça, belirli bir anda, debriyaj krank milinin çalışmayan bölümünü bağlar ve motor gücü arttırır.

Цилиндр

Silindir havalandırması sürecinde, klasik 2 zamanlı valfler, yanmamış karışımın bir kısmını atmosfere yayar. Bu nedenle, böyle bir güç ünitesi ile donatılmış araçlar çevre standartlarını karşılayamamaktadır.

Bu eksikliği gidermek için, iki zamanlı zıt motorun geliştiricisi özel bir silindir tasarımı tasarladı. Ayrıca giriş ve çıkışları da vardır, ancak konumları emisyonları azaltır.

İki zamanlı içten yanmalı bir motor nasıl çalışır?

Klasik iki zamanlı modifikasyonun özelliği, krank mili ve pistonun hava-yakıt karışımı ile dolu bir boşlukta olmasıdır. Girişe bir giriş valfi takılmıştır. Varlığı, aşağı doğru hareket etmeye başladığında pistonun altındaki boşlukta basınç oluşturmanıza izin verir. Bu başlık, silindir tahliyesini ve egzoz gazı tahliyesini hızlandırır.

Piston silindirin içinde hareket ederken, sırayla girişi ve çıkışı açar / kapatır. Bu nedenle ünitenin tasarım özellikleri gaz dağıtım mekanizmasının kullanılmamasını mümkün kılmaktadır.

Sürtünme elemanlarının aşırı aşınmasını önlemek için yüksek kaliteli yağlamaya ihtiyaçları vardır. Bu motorlar basit bir yapıya sahip oldukları için, içten yanmalı motorun her parçasına yağ sağlayacak karmaşık bir yağlama sisteminden yoksundurlar. Bu nedenle yakıta bir miktar motor yağı eklenir. Bunun için iki zamanlı üniteler için özel bir marka kullanılır. Bu malzeme yüksek sıcaklıklarda kayganlığı korumalı ve yakıtla birlikte yakıldığında karbon birikintileri bırakmamalıdır.

İki zamanlı motorlar arabalarda geniş uygulama bulamamış olsa da, tarih, bu tür motorların bazı kamyonların kaputunun altına yerleştirildiği dönemleri bilir (!). Bunun bir örneği YaAZ dizel güç ünitesidir.

1947'de, 7 tonluk YaAZ-200 ve YaAZ-205 kamyonlarına bu tasarımın sıralı 4 silindirli dizel motoru kuruldu. Büyük ağırlığa rağmen (yaklaşık 800 kg.), Ünite, yerli binek araçlarının birçok içten yanmalı motorundan daha düşük titreşimlere sahipti. Bunun nedeni, bu modifikasyonun cihazının eşzamanlı olarak dönen iki şaft içermesidir. Bu dengeleme mekanizması, motordaki titreşimlerin çoğunu sönümledi ve bu da ahşap kamyon gövdesini hızla parçaladı.

2 zamanlı motorların çalışması hakkında daha fazla ayrıntı aşağıdaki videoda açıklanmıştır:

2 TACT. Anlamaya çalışalım ...

İki zamanlı bir motora nerede ihtiyaç duyulur?

2 zamanlı bir motorun cihazı, 4 zamanlı bir analogdan daha basittir, çünkü ağırlığın ve hacmin yakıt tüketiminden ve diğer parametrelerden daha önemli olduğu endüstrilerde kullanılırlar.

Bu nedenle, bu motorlar, bahçıvanlar için hafif tekerlekli çim biçme makinelerine ve el düzelticilerine monte edilir. Elinizde ağır bir motor tutmak bahçede çalışmayı çok zorlaştırır. Aynı konsept, motorlu testere imalatında da izlenebilir.

Verimliliği aynı zamanda su ve hava taşımacılığının ağırlığına da bağlıdır, bu nedenle üreticiler daha hafif yapılar oluşturmak için yüksek yakıt tüketiminden ödün verirler.

Ancak 2-tatnikler sadece tarımda ve bazı uçak türlerinde kullanılmamaktadır. Otomobil / moto sporlarında ağırlık, kanatlarda veya çim biçme makinelerinde olduğu kadar önemlidir. Bir otomobilin veya motosikletin yüksek hız geliştirmesi için tasarımcılar, bu tür araçlar yaratarak hafif malzemeler kullanırlar. Araba gövdelerinin yapıldığı malzemelerin detayları açıklanmıştır. burada... Bu nedenle, bu motorlar ağır ve teknik olarak karmaşık 4 zamanlı analoglara göre avantajlıdır.

İşte sporda içten yanmalı bir motorun iki zamanlı modifikasyonunun etkinliğinin küçük bir örneği. 1992'den beri, bazı motosikletler MottoGP motosiklet yarışlarında bir Japon Honda NSR4 500 silindirli V-ikiz motor kullandı. 0.5 litre hacimli bu ünite 200 beygir gücü geliştirdi ve krank mili dakikada 14 bin devire kadar döndü.

Tork 106 Nm'dir. şimdiden 11.5 bine ulaştı. Böyle bir çocuğun geliştirebildiği en yüksek hız, saatte 320 kilometreden fazlaydı (sürücünün ağırlığına bağlı olarak). Motorun ağırlığı sadece 45 kg idi. Bir kilogram araç ağırlığı, neredeyse bir buçuk beygir gücü oluşturmaktadır. Çoğu spor otomobil, bu güç-ağırlık oranını kıskanacak.

İki zamanlı ve dört zamanlı motorun karşılaştırılması

O halde soru, makinenin neden bu kadar üretken bir birimi olamayacağıdır? İlk olarak, klasik iki zamanlı, araçlarda kullanılanların en savurgan birimidir. Bunun nedeni, silindiri şişirip doldurmanın özellikleridir. İkinci olarak, Honda NSR500 gibi yarış modifikasyonlarında olduğu gibi, yüksek devir nedeniyle ünitenin çalışma ömrü çok azdır.

2 zamanlı bir ünitenin 4 zamanlı bir analoga göre avantajları şunlardır:

• Krank milinin bir devirinden gücü çıkarma yeteneği, gaz dağıtım mekanizmasına sahip klasik bir motorun ürettiğinden 1.7-XNUMX kat daha yüksektir. Bu parametre, düşük hızlı deniz teknolojisi ve pistonlu uçak modelleri için daha büyük önem taşımaktadır.
• İçten yanmalı motorun tasarım özellikleri nedeniyle daha küçük boyutlara ve ağırlığa sahiptir. Bu parametre, scooter gibi hafif araçlar için çok önemlidir. Önceden, bu tür güç üniteleri (genellikle hacimleri 1.7 litreyi geçmedi) küçük arabalara monte edildi. Bu tür modifikasyonlarda, krank odası üflemesi sağlandı. Bazı kamyon modelleri ayrıca iki zamanlı motorlarla donatıldı. Genellikle bu tür içten yanmalı motorların hacmi en az 4.0 litredir. Bu tür modifikasyonlarda üfleme, direkt akış tipi ile gerçekleştirildi.
• Hareketli elemanlar 4 zamanlı analoglarda olduğu gibi aynı etkiyi elde etmek için iki kat daha az hareket gerçekleştirdiğinden (iki vuruş bir piston vuruşunda birleştirilir), parçaları daha az aşınır.

4 zamanlı motor

Bu avantajlara rağmen, iki zamanlı motor modifikasyonunun önemli dezavantajları vardır, çünkü henüz arabalarda kullanmak pratik değildir. Bu eksilerden bazıları:

• Karbüratör modelleri, silindir bölmesinin temizlenmesi sırasında VTS'nin yeni bir yükünün kaybolmasıyla çalışır.
• 4 zamanlı versiyonda, egzoz gazları, dikkate alınan analogdan daha büyük ölçüde uzaklaştırılır. Bunun nedeni, 2 zamanlı bir pistonun, temizleme sırasında üst ölü noktaya ulaşmaması ve bu işlemin yalnızca küçük stroku sırasında sağlanmasıdır. Bu nedenle, hava-yakıt karışımının bir kısmı egzoz kanalına girer ve silindirin kendisinde daha fazla egzoz gazı kalır. Egzozdaki yanmamış yakıt miktarını azaltmak için, modern üreticiler bir enjeksiyon sistemi ile modifikasyonlar geliştirmişlerdir, ancak bu durumda bile yanma kalıntılarını silindirden tamamen çıkarmak imkansızdır.
• Bu motorlar, aynı deplasmana sahip 4 zamanlı versiyonlara kıyasla daha fazla güç tüketir.
• Enjeksiyon motorlarında silindirleri temizlemek için yüksek performanslı turboşarjlar kullanılır. Bu tür motorlarda hava bir buçuk ila iki kat daha fazla tüketilir. Bu nedenle özel hava filtrelerinin takılması gerekmektedir.
• 2 zamanlı ünite, maksimum rpm'ye ulaştığında daha fazla gürültü üretir.
• Daha çok sigara içiyorlar.
• Düşük devirlerde güçlü titreşimler üretirler. Dört ve iki zamanlı tek silindirli motorlarda bu konuda bir fark yoktur.

İki zamanlı motorların dayanıklılığı ile ilgili olarak, zayıf yağlama nedeniyle daha hızlı başarısız olduklarına inanılıyor. Ancak, spor motosikletleri için birimleri hesaba katmazsanız (yüksek devir parçaları hızla devre dışı bırakır), o zaman mekanikte temel bir kural işe yarar: mekanizmanın tasarımı ne kadar basitse, o kadar uzun süre dayanır.

4 zamanlı motorlar, özellikle gaz dağıtım mekanizmasında daha fazla sayıda küçük parçaya sahiptir (valf zamanlamasının nasıl çalıştığını öğrenmek için okuyun burada), herhangi bir zamanda kırılabilir.

Gördüğünüz gibi içten yanmalı motorların gelişimi şimdiye kadar durmadı, bu yüzden bu alanda mühendisler tarafından hangi atılımın yapılacağını kim bilebilir? İki zamanlı motorun yeni bir gelişiminin ortaya çıkması, yakın gelecekte otomobillerin daha hafif ve daha verimli güç aktarma organları ile donatılacağına dair umut veriyor.

Sonuç olarak, pistonları birbirine doğru hareket eden iki zamanlı bir motorun başka bir modifikasyonuna bakmanızı öneririz. Doğru, bu teknolojiye Hofbauer versiyonu gibi yenilikçi denilemez, çünkü bu tür içten yanmalı motorlar 1930'larda askeri teçhizatta kullanılmaya başlandı. Bununla birlikte, hafif araçlar için, bu tür 2 zamanlı motorlar henüz kullanılmamıştır:

Çarpıcı Sayaç Trafik Motoru 2018

Sorular ve Cevaplar:

2 zamanlı motor ne anlama geliyor? 4 zamanlı bir motordan farklı olarak, tüm stroklar krank milinin bir devrinde gerçekleştirilir (bir piston strokunda iki strok gerçekleştirilir). İçinde silindiri doldurma ve havalandırma işlemi birleştirilir.

İki zamanlı bir motor nasıl yağlanır? Motorun tüm sürtünen iç yüzeyleri yakıttaki yağ ile yağlanır. Bu nedenle, böyle bir motordaki yağ sürekli doldurulmalıdır.

2 zamanlı motor nasıl çalışır? Bu içten yanmalı motorda, iki strok açıkça ifade edilir: sıkıştırma (piston TDC'ye hareket eder ve önce tahliyeyi ve ardından egzoz portunu kademeli olarak kapatır) ve çalışma stroku (BTC'nin ateşlenmesinden sonra, piston BDC'ye hareket eder, temizleme için aynı bağlantı noktalarını açma).