Motor de dous tempos nun coche
Termos automáticos,  Dispositivo do vehículo,  Dispositivo do motor

Motor de dous tempos nun coche

O mundo dos automóbiles experimentou moitos desenvolvementos do grupo motriz. Algúns deles permaneceron conxelados no tempo debido a que o deseñador non tiña os medios para seguir desenvolvendo a súa idea. Outros demostraron ser ineficaces, polo que tales desenvolvementos non tiñan un futuro prometedor.

Ademais do clásico motor en liña ou en forma de V, os fabricantes tamén producían coches con outros deseños de unidades de potencia. Baixo o capó dalgúns modelos podíase ver Motor Wankel, boxeador (ou boxeador), motor de hidróxeno. Algúns fabricantes de automóbiles aínda poden usar este tipo de motores exóticos nos seus modelos. Ademais destas modificacións, a historia coñece varios motores non estándar máis exitosos (algúns deles son artigo separado).

Falemos agora dun motor deste tipo co que case ningún dos motoristas se atopa, se non para falar da necesidade de cortar a herba cunha cortadora de céspede ou cortar unha árbore cunha motoserra. Trátase dunha unidade de potencia de dous tempos. Basicamente, este tipo de motor de combustión interna úsase en vehículos a motor, tanques, avións con pistón, etc., pero moi raramente nos coches.

Motor de dous tempos nun coche

Ademais, os motores de dous tempos son moi populares no automobilismo, xa que estas unidades teñen vantaxes significativas. En primeiro lugar, teñen unha enorme potencia para un pequeno desprazamento. En segundo lugar, estes motores son lixeiros debido ao seu deseño simplificado. Estes factores son moi importantes para os deportivos de dúas rodas.

Considere as características do dispositivo destas modificacións, así como se é posible usalas nos coches.

Que é un motor de dous tempos?

Por primeira vez, a principios da década de 1880 apareceu unha patente para a creación dun motor de combustión interna de dous tempos. O desenvolvemento foi presentado polo enxeñeiro Douglad Clerk. O dispositivo da súa creación incluíu dous cilindros. Un era traballador e o outro bombeaba un novo lote de cooperación técnico-militar.

Despois de 10 anos, apareceu unha modificación cun golpe de cámara na que xa non había un pistón de descarga. Este motor foi deseñado por Joseph Day.

Paralelamente a estes desenvolvementos, Karl Benz creou a súa propia unidade de gas, cuxa patente para a produción apareceu en 1880.

O dvigun de dous tempos, como o seu nome indica, nunha volta do cigüeñal realiza todos os trazos necesarios para o subministro e combustión da mestura aire-combustible, así como para a eliminación de produtos de combustión no sistema de escape do vehículo . Esta capacidade está garantida por unha característica de deseño da unidade.

Motor de dous tempos nun coche

Dous golpes realízanse a un golpe do pistón no cilindro:

  1. Cando o pistón está no punto morto inferior, purgase o cilindro, é dicir, elimínanse os produtos de combustión. Este golpe é proporcionado pola inxestión dunha porción nova do BTC, que despraza o escape no tracto de escape. No mesmo momento, hai un ciclo de enchido da cámara cunha porción nova de VTS.
  2. Ao subir ao punto morto superior, o pistón pecha a entrada e a saída, o que garante a compresión do BTC no espazo anterior ao pistón (sen este proceso, a combustión eficiente da mestura e a potencia requirida da unidade de potencia son imposibles). Ao mesmo tempo, unha porción adicional da mestura de aire e combustible é aspirada na cavidade baixo o pistón. No TDC do pistón, créase unha faísca que acende a mestura aire-combustible. Comeza o trazo de traballo.

Isto repite o ciclo do motor. Resulta que, en dous tempos, todos os trazos realízanse en dous tempos do pistón: mentres se move cara arriba e cara abaixo.

O dispositivo dun motor de dous tempos?

Motor de dous tempos nun coche

O clásico motor de combustión interna de dous tempos consiste en:

  • Carter. Esta é a parte principal da estrutura na que se fixa o cigüeñal con rodamentos de bolas. Dependendo do tamaño do grupo cilindro-pistón, haberá un número de manivelas correspondente no cigüeñal.
  • Pistón. Trátase dunha peza en forma de vidro que se fixa á biela, semellante á utilizada nos motores de catro tempos. Ten ranuras para os aneis de compresión. A eficiencia da unidade durante a combustión do MTC depende da densidade do pistón, como noutros tipos de motores.
  • Entrada e saída. Fabrícanse na propia carcasa do motor de combustión interna, onde están conectados os colectores de admisión e escape. Non hai ningún mecanismo de distribución de gas nun motor deste tipo, debido ao cal os dous tempos son lixeiros.
  • Válvula. Esta parte impide que a mestura de aire / combustible se tire de novo ao tracto de admisión da unidade. Cando o pistón sobe, créase un baleiro debaixo dela, movendo a solapa, a través da cal entra unha nova porción de BTC na cavidade. Tan pronto como se produce un golpe de golpe (desencadeouse unha chispa e acendeuse a mestura, movendo o pistón ao punto morto inferior), esta válvula péchase.
  • Aneis de compresión. Son as mesmas partes que en calquera outro motor de combustión interna. As súas dimensións selecciónanse estritamente segundo as dimensións dun pistón particular.

Deseño de dous tempos Hofbauer

Debido a moitos obstáculos de enxeñaría, a idea de usar modificacións de dous tempos nos turismos non foi posible ata hai pouco. En 2010 produciuse un avance neste sentido. EcoMotors obtivo un investimento digno de Bill Gates e Khosla Ventures. O motivo destes residuos foi a presentación do motor boxer orixinal.

Aínda que tal modificación existe desde hai moito tempo, Peter Hofbauer creou o concepto de dous tempos que funcionaba no principio dun boxeador clásico. A compañía chamou o seu traballo OROS (traducido como cilindros opostos e pistóns opostos). Tal unidade pode funcionar non só en gasolina, senón tamén en diésel, pero o desenvolvedor até o de agora apostou polo combustible sólido.

Motor de dous tempos nun coche

Se consideramos o deseño clásico dun dous tempos nesta capacidade, en teoría pódese usar nunha modificación similar e instalalo nun vehículo de catro rodas de pasaxeiros. Sería posible se non fose polos estándares ambientais e polo alto custo do combustible. Durante o funcionamento dun motor convencional de combustión interna de dous tempos, parte da mestura aire-combustible elimínase polo porto de escape durante o proceso de purga. Ademais, no proceso de combustión de BTC tamén se queima petróleo.

A pesar do gran escepticismo dos enxeñeiros das principais fabricantes de automóbiles, o motor Hofbauer abriu a oportunidade de dous tempos para entrar baixo o capó dos coches de luxo. Se comparamos o seu desenvolvemento co clásico boxeador, entón o novo produto é un 30 por cento máis lixeiro, xa que o seu deseño ten menos pezas. A unidade tamén demostra unha produción de enerxía máis eficiente durante o funcionamento en comparación cun boxer de catro tempos (aumento da eficiencia nun 15-50 por cento).

O primeiro modelo de traballo recibiu a marca EM100. Segundo o desarrollador, o peso do motor é de 134 kg. A súa potencia é de 325 CV e o par motor é de 900 Nm.

A característica de deseño do novo boxer é que hai dous pistóns nun cilindro. Están montados no mesmo cigüeñal. A combustión do VTS prodúcese entre eles, debido a que a enerxía liberada afecta simultaneamente a ambos os pistóns. Isto explica un torque tan enorme.

O cilindro oposto está configurado para actuar de xeito asincrónico co adxacente. Isto garante unha rotación suave do cigüeñal sen sacudidas cun torque estable.

No seguinte vídeo, o propio Peter Hofbauer demostra como funciona o seu motor:

motor opoc como funciona.mp4

Vexamos de preto a súa estrutura interna e o esquema xeral de traballo.

Turboalimentación

A turbocompresión é proporcionada por un impulsor no eixe do cal está instalado un motor eléctrico. Aínda que sairá parcialmente do fluxo de gases de escape, a carga electrónica do impulsor permítelle ao impulsor acelerar máis rápido e xerar presión de aire. Para compensar o consumo de enerxía ao xirar o impulsor, o dispositivo xera electricidade cando as palas están sometidas a presión de escape. A electrónica tamén controla o fluxo de escape para reducir a contaminación ambiental.

Este elemento no innovador dous tempos é bastante controvertido. Para crear rapidamente a presión de aire necesaria, o motor eléctrico consumirá unha cantidade decente de enerxía. Para iso, o futuro coche, que empregará esta tecnoloxía, terá que estar equipado cun xerador máis eficiente e baterías con maior capacidade.

Motor de dous tempos nun coche

A día de hoxe, a eficiencia da sobrecarga eléctrica permanece no papel. O fabricante afirma que este sistema mellora a purga dos cilindros e maximiza as vantaxes dun ciclo de dous tempos. En teoría, esta instalación permítelle duplicar o litro de capacidade da unidade en comparación cos homólogos de catro tempos.

A introdución deste equipamento definitivamente encarecerá a central, polo que aínda é máis barato usar un motor de combustión interna clásico potente e glotón que un novo boxeador lixeiro.

Bielas de aceiro

Polo seu deseño, a unidade aseméllase aos motores TDF. Só nesta modificación, os contra pistóns puxeron en marcha non dous cigüeñais, senón un debido ás longas bielas dos pistóns externos.

Os pistóns exteriores do motor están montados en bielas de aceiro longas que están conectadas ao cigüeñal. Non se atopa nos bordos, como na clásica modificación do boxeador, que se usa no equipamento militar, senón entre os cilindros.

Motor de dous tempos nun coche

Os elementos internos tamén están conectados ao mecanismo de manivela. Este dispositivo permítelle extraer máis enerxía do proceso de combustión da mestura aire-combustible. O motor compórtase coma se tivese manivelas que proporcionan unha maior velocidade do pistón, pero o eixe é compacto e lixeiro.

Cigüeñal

O motor Hofbauer ten un deseño modular. A electrónica pode apagar algúns cilindros, de xeito que o coche pode ser máis económico cando o ICE ten unha carga mínima (por exemplo, cando se cruza por unha estrada plana).

En motores de 4 tempos con inxección directa (para máis detalles sobre os tipos de sistemas de inxección, lea noutra revisión) o apagado dos cilindros asegúrase detendo a subministración de combustible. Neste caso, os pistóns aínda se moven nos cilindros debido á rotación do cigüeñal. Simplemente non queiman combustible.

En canto ao desenvolvemento innovador de Hofbauer, o apagado dun par de cilindros está asegurado por un embrague especial montado no cigüeñal entre os pares cilindro-pistón correspondentes. Cando o módulo está desconectado, o embrague simplemente desconecta a parte do cigüeñal responsable desta sección.

Dado que os pistóns móbiles nun clásico motor de combustión interna de 2 tempos a ralentí aínda aspirarán unha nova porción de VTS, nesta modificación este módulo deixa de funcionar por completo (os pistóns permanecen inmobilizados). En canto aumenta a carga da unidade de potencia, nun momento determinado o embrague conecta a sección inoperante do cigüeñal e o motor aumenta a potencia.

Motor de dous tempos nun coche

Cilindro

No proceso de ventilación do cilindro, as clásicas válvulas de 2 tempos emiten á atmosfera parte da mestura non queimada. Debido a isto, os vehículos equipados con tal unidade de potencia non poden cumprir os estándares ambientais.

Para remediar esta carencia, o desarrollador do motor oposto de dous tempos deseñou un deseño especial dos cilindros. Tamén teñen entradas e saídas, pero a súa situación reduce as emisións nocivas.

Como funciona un motor de combustión interna de dous tempos

A peculiaridade da clásica modificación de dous tempos é que o cigüeñal e o pistón están nunha cavidade chea dunha mestura aire-combustible. Na entrada está instalada unha válvula de entrada. A súa presenza permítelle crear presión na cavidade debaixo do pistón cando comeza a moverse cara abaixo. Esta cabeza acelera a purga dos cilindros e a evacuación dos gases de escape.

Cando o pistón se move dentro do cilindro, abre / pecha alternativamente a entrada e saída. Por esta razón, as características de deseño da unidade permiten non usar o mecanismo de distribución de gas.

Para que os elementos de rozamento non se desgasten excesivamente, precisan unha lubricación de alta calidade. Dado que estes motores teñen unha estrutura sinxela, están privados dun complexo sistema de lubricación que fornecería aceite a todas as partes do motor de combustión interna. Por este motivo, engádese aceite ao motor. Para isto, úsase unha marca especial para as unidades de dous tempos. Este material debe manter a lubricidade a altas temperaturas e, cando se queima xunto co combustible, non debe deixar depósitos de carbono.

Motor de dous tempos nun coche

Aínda que os motores de dous tempos non se utilizaron moito nos coches, a historia coñece os períodos nos que tales motores estaban situados baixo o capó dalgúns camións (!). Un exemplo disto é a unidade de potencia diésel YaAZ.

En 1947 instalouse un motor diésel de 7 cilindros en liña deste deseño nos camións de 200 toneladas YaAZ-205 e YaAZ-4. A pesar do gran peso (uns 800 kg), a unidade tiña vibracións máis baixas que moitos motores de combustión interna dos turismos domésticos. A razón é que o dispositivo desta modificación inclúe dous eixes que xiran sincronicamente. Este mecanismo de equilibrio amorteceu a maioría das vibracións do motor, o que desmoronaría rapidamente a carrocería de madeira.

No seguinte vídeo descríbense máis detalles sobre o funcionamento dos motores de 2 tempos:

2 TACT. Intentemos comprender ...

Onde se precisa un motor de dous tempos?

O dispositivo dun motor de 2 tempos é máis sinxelo que un análogo de 4 tempos, debido ao cal úsanse naquelas industrias onde o peso e o volume son máis importantes que o consumo de combustible e outros parámetros.

Por exemplo, estes motores están instalados en cortadoras de céspede con rodas lixeiras e cortadoras de man para xardineiros. Suxeitar un motor pesado nas mans dificulta moito o traballo no xardín. O mesmo concepto pódese rastrexar na fabricación de motoserras.

A súa eficiencia tamén depende do peso da auga e do transporte aéreo, polo que os fabricantes comprométense cun alto consumo de combustible para crear estruturas máis lixeiras.

Non obstante, os 2-tatniks úsanse non só en avións agrícolas e nalgúns tipos. Nos deportes de auto / moto, o peso é tan importante como nos planadores ou cortadoras de céspede. Para que un coche ou unha motocicleta desenvolvan alta velocidade, os deseñadores, creando tales vehículos, utilizan materiais lixeiros. Descríbense detalles de que materiais están feitos as carrocerías do coche aquí... Por este motivo, estes motores teñen unha vantaxe sobre os homólogos pesados ​​e complexos de 4 tempos.

Motor de dous tempos nun coche

Aquí tes un pequeno exemplo da eficacia dunha modificación de dous tempos dun motor de combustión interna nos deportes. Desde 1992, algunhas motocicletas utilizaron un motor xaponés Honda NSR4 de 500 cilindros V-twin nas carreiras de motos MottoGP. Cun volume de 0.5 litros, esta unidade desenvolveu 200 cabalos de potencia e o cigüeñal xirou ata 14 mil revolucións por minuto.

O par é de 106 Nm. alcanzou xa os 11.5 mil. A velocidade máxima que un neno foi capaz de desenvolver foi de máis de 320 quilómetros por hora (dependendo do peso do piloto). O peso do motor en si era de só 45 kg. Un quilogramo de peso do vehículo supón case un cabalo e medio. A maioría dos coches deportivos envexarán esta relación potencia / peso.

Comparación do motor de dous e catro tempos

A pregunta é por que, entón, a máquina non pode ter unha unidade tan produtiva? En primeiro lugar, o clásico de dous tempos é a unidade máis malgastadora de todas as que se usan nos vehículos. A razón disto son as peculiaridades da purga e do recheo do cilindro. En segundo lugar, como para as modificacións de carreiras como o Honda NSR500, debido ás altas revolucións, a vida útil da unidade é moi pequena.

As vantaxes dunha unidade de 2 tempos fronte a un análogo de 4 tempos inclúen:

  • A capacidade de eliminar a enerxía dunha revolución do cigüeñal é 1.7-XNUMX veces superior á producida por un motor clásico cun mecanismo de distribución de gas. Este parámetro é de maior importancia para a tecnoloxía mariña de baixa velocidade e os modelos de avións con pistón.
  • Debido ás características de deseño do motor de combustión interna, ten dimensións e peso menores. Este parámetro é moi importante para vehículos lixeiros como os scooters. Anteriormente, tales unidades de potencia (normalmente o seu volume non excedía de 1.7 litros) instalábanse en coches pequenos. Nestas modificacións proporcionouse o soplado da cámara de manivela. Algúns modelos de camións tamén estaban equipados con motores de dous tempos. Normalmente o volume destes motores de combustión interna era de polo menos 4.0 litros. O sopro nestas modificacións levouse a cabo polo tipo de fluxo directo.
  • As súas pezas desgástanse menos, xa que os elementos móbiles, para lograr o mesmo efecto que nos análogos de 4 tempos, realizan o dobre de poucos movementos (dúas carreiras combínanse nun pistón).
Motor de dous tempos nun coche
Motor de 4 tempos

A pesar destas vantaxes, a modificación do motor de dous tempos presenta importantes inconvenientes, polo que aínda non é práctico usalo nos coches. Aquí tes algúns destes contras:

  • Os modelos de carburador funcionan coa perda dunha nova carga do VTS durante a purga da cámara do cilindro.
  • Na versión de 4 tempos, os gases de escape elimínanse en maior medida que no análogo considerado. A razón é que nun 2 tempos o pistón non alcanza o punto morto superior durante a purga, e este proceso só se asegura durante a súa pequena carreira. Debido a isto, parte da mestura de aire-combustible entra no tracto de escape e quedan máis gases de escape no propio cilindro. Para reducir a cantidade de combustible non queimado no escape, os fabricantes modernos desenvolveron modificacións cun sistema de inxección, pero incluso neste caso é imposible eliminar completamente os residuos de combustión do cilindro.
  • Estes motores teñen máis fame en comparación coas versións de 4 tempos con idéntica cilindrada.
  • Os turbocompresores de alto rendemento úsanse para purgar os cilindros nos motores de inxección. Nestes motores, o aire consómese unha e media a dúas veces máis. Por este motivo, é necesaria a instalación de filtros de aire especiais.
  • Ao alcanzar a rpm máxima, a unidade de 2 tempos xera máis ruído.
  • Fuman máis forte.
  • A baixas revolucións, xeran fortes vibracións. Non hai diferenza nos motores monocilíndricos con catro e dous tempos neste sentido.

En canto á durabilidade dos motores de dous tempos, crese que debido a unha mala lubricación, fallan máis rápido. Pero, se non ten en conta as unidades para motocicletas deportivas (as altas revolucións desactivan rapidamente as pezas), entón unha regra clave funciona na mecánica: canto máis sinxelo sexa o deseño do mecanismo, máis tempo durará.

Os motores de 4 tempos teñen un maior número de pezas pequenas, especialmente no mecanismo de distribución de gas (lea como funciona a sincronización das válvulas) aquí), que pode romper en calquera momento.

Como podes ver, o desenvolvemento de motores de combustión interna non se detivo ata agora, polo que quen sabe que avance nesta área realizarán os enxeñeiros. O xurdimento dun novo desenvolvemento do motor de dous tempos dá a esperanza de que nun futuro próximo os coches estean equipados con motores de transmisión máis lixeiros e eficientes.

En conclusión, suxerimos examinar outra modificación dun motor de dous tempos con pistóns movéndose un cara ao outro. Certo, a esta tecnoloxía non se lle pode chamar innovadora, como na versión Hofbauer, porque estes motores de combustión interna comezaron a usarse nos anos 1930 en material militar. Non obstante, para vehículos lixeiros, aínda non se utilizaron estes motores de 2 tempos:

Impresionante contador de tráfico 2018

Preguntas e respostas:

Que significa un motor de 2 tempos? A diferenza dun motor de 4 tempos, todos os tempos realízanse nunha revolución do cigüeñal (se realizan dous tempos nunha carreira do pistón). Nel, combínanse o proceso de encher o cilindro e ventilalo.

Como se lubrica un motor de dous tempos? Todas as superficies internas de fricción do motor están lubricadas polo aceite do combustible. Polo tanto, o aceite nun motor deste tipo debe ser recargado constantemente.

Como funciona un motor de 2 tempos? Neste motor de combustión interna exprésanse claramente dúas carreiras: compresión (o pistón móvese ao PMS e pecha gradualmente primeiro a purga e despois o orificio de escape) e a carreira de traballo (despois do aceso do BTC, o pistón móvese ao BDC, abrindo os mesmos portos para purgar).

Un comentario

  • Rant

    Fabricantes de coches RIP 2T: Saab, Trabant, Wartburg.
    O fabricante de coches 2T aínda existe (só restaura os coches 2T): Melkus
    Fabricantes de motocicletas aínda fabricando motocicletas 2T: Langen, Maico-Köstler, Vins.

Engadir un comentario