Motore à dui tempi in una vittura

U mondu di l'automobile hà vistu assai sviluppi di trasmissioni. Alcuni di elli si sò congelati à tempu per u fattu chì u designer ùn avia micca i mezi per sviluppà ulteriormente a so idea. Altri si sò rivelati inefficaci, dunque tali sviluppi ùn avianu micca un futuru prumessu.

In più di u classicu mutore in linea o in forma di V, i pruduttori anu ancu pruduttu vitture cù altri disegni di unità di potenza. Sottu à u cappucciu di certi mudelli si pudia vede Motore Wankel, pugile (o pugile), mutore di idrogenu. Alcuni produttori di automobili ponu ancu aduprà tali motori di trasmissione esotici in i so mudelli. Oltre à queste modifiche, a storia cunnosce parechji mutori non standard di più successu (alcuni di elli sò articulu separatu).

Avà parlemu di un tali mutore, cù chì guasi nimu di l'automobilisti si ne scontranu, per ùn parlà di a necessità di falciare l'erba cù una tosaerba o di taglià un arburu cù una motosega. Questa hè una unità di potenza à dui tempi. Fondamentalmente, stu tippu di mutore à combustione interna hè adupratu in autoveiculi, serbatoi, aerei à pistoni, ecc., Ma estremamente raramente in vittura.

Inoltre, i motori à dui tempi sò assai populari in u motorsport, postu chì queste unità anu vantaghji significativi. Prima, anu una putenza enorme per un picculu spiazzamentu. Dopu, sti mutori sò leggeri per via di u so cuncepimentu simplificatu. Questi fattori sò assai impurtanti per i sportivi à duie ruote.

Cunsiderate e caratteristiche di u dispositivu di tali modifiche, è ancu se hè pussibule di usalli in vitture.

Cosa hè un mutore à dui tempi?

Per a prima volta, un brevettu per a creazione di un mutore à combustione interna à dui tempi apparsu à l'iniziu di l'anni 1880. U sviluppu hè statu presentatu da l'ingegneru Douglad Clerk. U dispusitivu di a so idea hà inclusu dui cilindri. Unu era un travagliadore, è l'altru pumpava un novu gruppu di cooperazione tecnico-militare.

Dopu à 10 anni, apparisce una mudificazione cù un colpu di camara, in u quale ùn c’era più un pistone à scarica. Stu mutore hè statu creatu da Joseph Day.

Parallelamente à sti sviluppi, Karl Benz hà creatu a so propria unità di gas, u brevettu per a so pruduzzione apparsu in u 1880.

U dvigun à dui tempi, cum'è u so nome ne indica, in una volta di u vilebrequin esegue tutte e corse necessarie per l'alimentazione è a combustione di u mischju aria-carburante, è ancu per a rimozione di i prudutti di combustione in u sistema di scaricu di u veiculu . Questa capacità hè furnita da una caratteristica di cuncepimentu di l'unità.

In un colpu di u pistone, duie corse sò effettuate in u cilindru:

1. Quandu u pistone hè in fondu à u centru mortu, u cilindru hè purgatu, vale à dì, i prudutti di combustione sò rimossi. Stu colpu hè furnitu da l'ingaghjamentu di una parte fresca di u BTC, chì sposta u scaricu in u tractu di scaricu. À u listessu mumentu, ci hè un ciclu di riempimentu di a camera cù una parte fresca di VTS.
2. Arrivatu à u centru mortu superiore, u pistone chjude l'entrata è l'uscita, ciò chì assicura a cumpressione di u BTC in u spaziu sopra à u pistone (senza stu prucessu, a combustione efficiente di u mischju è a pruduzzione necessaria di a unità di putenza sò impussibili). À u listessu tempu, una parte supplementaria di u mischju di aria è carburante hè aspirata in a cavità sottu u pistone. À u TDC di u pistone, si crea una scintilla chì accende u mischju aria-carburante. U colpu di travagliu principia.

Questu ripete u ciculu di u mutore. Si face chì in un dui tempi, tutte e corse sò effettuate in dui colpi di u pistone: mentre si move in su è in ghjò.

U dispusitivu di un mutore à dui tempi?

U classicu mutore à combustione interna à dui tempi si compone di:

• Carter. Questa hè a parte principale di a struttura, in a quale u cuscinettu hè fissatu cù cuscinetti à sfere. Sicondu a dimensione di u gruppu cilindru-pistone, ci serà un numeru currispundente di manivelle annantu à l'albero à gomiti.
• Pistone. Si tratta di un pezzu in forma di vetru, chì hè attaccatu à a biella, simile à quellu adupratu in i motori à quattru tempi. Hà scanalature per l'anelli di compressione. L'efficienza di l'unità durante a combustione di u MTC dipende da a densità di u pistone, cum'è in altri tippi di motori.
• Entrata è surtita. Sò fatti in u stessu alloghju di u mutore di combustione interna, induve sò raccolti i collettori di aspirazione è di scaricu. Ùn ci hè micca un mecanismu di distribuzione di gas in un tali mutore, per via di chì i dui tempi sò leggeri.
• Valvula. Questa parte impedisce chì u mischju aria / carburante sia gettatu ind'u trattu di aspirazione di l'unità. Quandu u pistone cresce, un vacuum hè creatu sottu à ellu, muvendu u flap, attraversu u quale una parte fresca di BTC entra in a cavità. Appena ci hè un colpu di u colpu di travagliu (una scintilla hè stata scattata è u mischju accese, muvendu u pistone in u centru mortu inferiore), sta valvula si chjude.
• Anelli di cumpressione. Si tratta di listesse parti cum'è in qualsiasi altru mutore à combustione interna. E so dimensioni sò scelte strettamente secondu e dimensioni di un pistone particulare.

Cuncepimentu à dui tempi Hofbauer

A causa di parechji ostaculi di ingegneria, l'idea di aduprà modifiche à dui tempi in e vitture ùn hè stata pussibile finu à pocu tempu fà. In u 2010, una avanzata hè stata fatta à stu riguardu. EcoMotors hà ottenutu un investimentu decente da Bill Gates è Khosla Ventures. U mutivu di tali rifiuti era a presentazione di u mutore boxer originale.

Ancu sì una tale mudificazione esiste dapoi un bellu pezzu, Peter Hofbauer hà creatu u cuncettu di un dui tempi chì travagliava nantu à u principiu di un pugile classicu. A cumpagnia hà chjamatu u so travagliu OROS (traduttu cum'è cilindri opposti è pistoni opposti). Una tale unità pò travaglià micca solu nantu à l'essenza, ma ancu nantu à u diesel, ma u sviluppatore s'hè stallatu finu à u combustible solidu.

Se consideremu u classicu cuncepimentu à dui tempi in questa capacità, allora in teoria pò esse adupratu in una mudificazione simile è installatu nantu à un veiculu à 4 roti. Sarebbe pussibule sì ùn fussi per e norme ambientali è u costu elevatu di u carburante. Durante u funziunamentu di un mutore convenzionale à combustione interna à dui tempi, una parte di u mischju aria-carburante hè rimossa attraversu u portu di scaricu durante u prucessu di purga. Inoltre, l'oliu hè brusgiatu durante a combustione di BTC.

Malgradu u grande scetticismu di l'ingegneri di i principali produttori di automobili, u mutore Hofbauer hà apertu l'occasione per dui colpi di entre sottu à u cappucciu di e vitture di lussu. Se paragunemu u so sviluppu cù u pugilatu classicu, allora u novu pruduttu hè 30 per centu più liggeru, postu chì u so design hà menu parti. L'unità dimostra ancu una produzzione energetica più efficiente durante u funziunamentu paragunatu à un pugile in quattru tempi (aumentu di efficienza in un 15-50 per centu).

U primu mudellu di travagliu hà ricevutu u marcatu EM100. Sicondu u sviluppatore, u pesu di u mutore hè 134 kg. A so putenza hè di 325 CV è u torque hè di 900 Nm.

A caratteristica di cuncepimentu di u novu pugile hè chì dui pistoni sò situati in un cilindru. Sò muntati annantu à u listessu vilebrequin. A combustione di u VTS si face trà di elli, per via di quessa l'energia liberata affetta simultaneamente entrambi i pistoni. Questu spiega un torque cusì grande.

U cilindru oppostu hè cunfiguratu per agisce di manera asincrona cù quellu adiacente. Questu assicura una rotazione liscia di l'albero à gomiti senza strappi cù un torque stabile.

In u video seguente, Peter Hofbauer ellu stessu dimostra cumu funziona u so mutore:

opoc engine cumu funziona.mp4

Fighjemu da vicinu a so struttura interna è u schema generale di travagliu.

Turbocharging

A turbocompressione hè furnita da una girante nantu à l'arburu di u quale hè installatu un mutore elettricu. Benchì scorri in parte da u flussu di gasu di scaricu, a girante caricata elettronicamente permette à a girante di accelerà più veloce è di generà pressione d'aria. Per compensà u cunsumu energeticu di a rotazione di a girante, u dispositivu genera elettricità quandu e lame sò sottumesse à pressione di gas di scaricu. L'elettronica cuntrolla ancu u flussu di scaricu per riduce l'inquinamentu ambientale.

Questu elementu in l'innovativu dui tempi hè piuttostu cuntruversu. Per creà rapidamente a pressione d'aria necessaria, u mutore elettricu cunsumerà una quantità decente di energia. Per fà questu, a futura vittura, chì utilizerà sta tecnulugia, duverà esse equipata cun un generatore più efficiente è batterie cù capacità aumentata.

À partesi da oghje, l'efficienza di a soprascarica elettrica hè sempre in carta. U fabbricante afferma chì stu sistema migliora a purga di i cilindri mentre massimizza i benefici di un ciclu in dui tempi. In teoria, sta stallazione permette di radduppià a capacità di litru di l'unità paragunatu cù i contraparti à quattru tempi.

L'introduzione di tali apparecchiature renderà sicuramente a centrale elettrica più cara, eccu perchè hè sempre più economicu d'utilizà un mutore classicu putente è goffu di combustione interna ch'è un novu pugile leggeru.

Bielle in acciaio

Cù u so cuncepimentu, l'unità s'assumiglia à i motori TDF. Solu in questa mudificazione, i contra pistoni mettenu in opera micca dui albero a gomiti, ma unu per via di e lunghe bielle di i pistoni esterni.

I pistoni esterni in u mutore sò muntati nantu à bielle lunghe in acciaio chì sò cunnesse à u vilebrequin. Ùn hè micca situatu à i bordi, cum'è in a mudificazione classica di u pugile, chì hè aduprata in attrezzature militari, ma trà i cilindri.

L'elementi interni sò ancu cunnessi à u meccanismu di a manivella. Un tali dispositivu permette di estrarre più energia da u prucessu di combustione di u mischju aria-carburante. U mutore si comporta cum'è s'ellu hà manivelle chì furniscenu una corsa di pistone aumentata, ma l'arburu hè compattu è leggiu.

Vilebrequin

U mutore Hofbauer hà un cuncepimentu modulare. L'elettronica hè capace di spegne alcuni di i cilindri, affinchì a vittura possa esse più economica quandu l'ICE hè à una carica minima (per esempiu, quandu si naviga nantu à una strada piatta).

In i motori à 4 tempi cù iniezione diretta (per i dettagli nantu à i tippi di sistemi di iniezione, leghje in un'altra rivista) L'arrestazione di i cilindri hè assicurata fermendu l'alimentazione di carburante In questu casu, i pistoni si movenu sempre in i cilindri per via di a rotazione di u vilebrequin. Solu ùn brusgianu micca carburante.

In quantu à u sviluppu innovativu di Hofbauer, u spegne di una coppia di cilindri hè assicuratu da una frizione speciale muntata annantu à u vilebrequin trà e coppie currispundenti di cilindru-pistone. Quandu u modulu hè scullatu, a frizione semplicemente disconnette quella parte di u vilebrequin chì hè rispunsevule di sta sezzione.

Postu chì i pistoni in muvimentu in un classicu mutore à combustione interna à 2 tempi à rallentà succeranu sempre una porzione fresca di VTS, in questa mudificazione stu modulu smette di travaglià in tuttu (i pistoni fermanu immobilizzati). Appena u caricu annantu à a putenza aumenta, à un certu mumentu, l'embrague cullega a sezzione inoperativa di u vilebrequin, è u mutore aumenta a putenza.

Cilindru

In u prucessu di ventilazione di u cilindru, e valvole classiche à 2 tempi emettenu una parte di u mischju micca brusgiatu in l'atmosfera. Per via di questu, i veiculi dotati di tale unità di potenza ùn sò micca capaci di risponde à e norme ambientali.

Per rimedia à sta mancanza, u sviluppatore di u mutore oppostu à dui tempi hà cuncipitu un cuncepimentu speciale di i cilindri. Anu ancu entrate è sbocchi, ma u so pusizionamentu riduce l'emissioni dannose.

Cumu funziona un mutore à combustione interna à dui tempi

A particularità di a mudifica classica in dui tempi hè chì u vilebrequin è u pistone sò in una cavità piena di un mischiu aria-carburante. Una valvula d'entrata hè installata nantu à l'entrata. A so presenza permette di creà pressione in a cavità sottu à u pistone quand'ellu cummencia à movesi in ghjò. Questa testa accelera a purga di i cilindri è l'evacuazione di i gasi di scaricu.

Quandu u pistone si move in u cilindru, apre / chjude alternativamente l'entrata è l'uscita. Per questa ragione, e caratteristiche di cuncepimentu di l'unità permettenu di micca aduprà u meccanismu di distribuzione di gas.

Per chì l'elementi di frottu ùn s'usinu eccessivamente, anu bisognu di una lubrificazione di alta qualità. Siccomu sti mutori anu una struttura simplice, sò privati ​​di un sistema di lubrificazione cumplessu chì furnissi oliu à ogni parte di u mutore di combustione interna. Per questa ragione, qualchì oliu di motore hè aghjuntu à u carburante. Per questu, una marca speciale hè aduprata per unità à dui tempi. Stu materiale deve cunservà a lubrificazione à alte temperature, è quandu brusgiatu cun combustibile, ùn deve micca lascià depositi di carbonu.

Ancu se i motori à dui tempi ùn eranu micca largamente usati in e vitture, a storia cunnosce i periodi in cui tali mutori eranu situati sottu à u cappucciu di certi camiò (!). Un esempiu di questu hè a putenza diesel YaAZ.

In u 1947, nantu à i camiò 7-ton YaAZ-200 è YaAZ-205, un mutore diesel in linea di 4 cilindri di stu design hè statu installatu. Malgradu u grande pesu (circa 800 kg.), L'unità avia vibrazioni inferiori à parechji motori à combustione interna di e vitture domestiche. U mutivu hè chì u dispositivu di sta mudificazione include dui arbuli chì giranu in modu sincrunu. Stu mecanismu di equilibriu hà smurzatu a maiò parte di e vibrazioni in u mutore, chì sfracellerebbe rapidamente u corpu di u camiò di legnu.

Più dettagli nantu à u funziunamentu di i motori à 2 tempi sò descritti in u video seguente:

2 TACT. Pruvemu à capì ...

Induve hè necessariu un mutore à dui tempi?

U dispusitivu di un mutore à 2 tempi hè più sèmplice chè un analogicu à 4 tempi, per via di u quali sò aduprati in quelle industrie induve u pesu è u vulume sò più impurtanti cà u cunsumu di carburante è altri parametri.

Dunque, questi mutori sò installati nantu à tosaerba leggeri à rotelle è tagliaveri manuali per i giardinari. Tenendu un mutore pesante in e vostre mani hè assai difficiule di travaglià in l'ortu. U listessu cuncettu pò esse tracciatu in a fabricazione di motoseghe.

A so efficienza dipende ancu da u pesu di l'acqua è di u trasportu aereu, cusì i pruduttori si compromettenu nantu à un elevatu cunsumu di carburante per creà strutture più leggere.

Tuttavia, 2-tatniks sò aduprati micca solu in l'agricultura è in certi tippi di aerei. In sportu auto / moto, u pesu hè quantunque impurtante cum'è in aliante o tosaerba. Per chì una vittura o una motocicletta sviluppi à grande velocità, i cuncettori, creendu tali veiculi, utilizanu materiali leggeri. I dettagli di i materiali da chì sò fatte e carrozzerie sò descritti ccà... Per questa ragione, questi motori anu un vantaghju nantu à omologhi pesanti è tecnicamente cumplessi à 4 tempi.

Eccu un picculu esempiu di l'efficacità di una mudificazione à dui tempi di un mutore di combustione interna in u sport. Dapoi u 1992, alcune motociclette anu adupratu u mutore giappunese Honda NSR4 à 500 cilindri in V à dui tempi in corse di motu MottoGP. Cù un vulume di 0.5 litri, sta unità hà sviluppatu 200 cavalli, è u cuscinettu hà giratu finu à 14 mila rivoluzioni à u minutu.

U torque hè 106 Nm. ghjuntu digià à 11.5 mila. A velocità massima chì un zitellu cusì hà sappiutu sviluppà era più di 320 chilometri à l'ora (secondu u pesu di u cavaliere). U pesu di u mutore stessu era solu 45 kg. Un chilugrammu di pesu di veiculu conta guasgi una putenza è mezu. A maiò parte di e vitture sportive invidieranu stu raportu putere-pesu.

Cunfrontu di u mutore à dui è à quattru tempi

A quistione hè perchè, allora, a macchina ùn pò micca avè una tale unità produttiva? Prima di tuttu, u classicu à dui tempi hè l'unità a più sprechja di tuttu ciò chì hè adupratu in i veiculi. U mutivu di questu hè e peculiarità di a purga è di u riempimentu di u cilindru. In siconda, cum'è per e modifiche di corsa cum'è Honda NSR500, per via di l'alte giri, a vita di travagliu di l'unità hè assai chjuca.

I vantaghji di una unità 2-stroke annantu à un analogicu 4-stroke include:

• A capacità di caccià a putenza da una rivoluzione di l'albero a gomiti hè 1.7-XNUMX volte superiore à quella generata da un mutore classicu cù un meccanismu di distribuzione di gas. Stu paràmetru hè di più impurtanza per a tecnulugia marina à bassa velocità è i mudelli d'aviò à pistoni.
• A causa di e caratteristiche di cuncepimentu di u mutore à combustione interna, hà dimensioni è pesu minori. Stu parametru hè assai impurtante per i veiculi leggeri cume i scooter. Nanzu, tali unità di putenza (di solitu u so vulume ùn superava micca 1.7 litri) eranu installate in piccule vitture. In tali modifiche, u soffiu di a camera di manovella hè statu furnitu. Alcuni mudelli di camiò eranu ancu equipati di motori à dui tempi. Di solitu u vulume di tali mutori à combustione interna era almenu 4.0 litri. U soffiu in tali mudificazioni hè statu fattu da u tipu di flussu direttu.
• E so parti si usanu menu, postu chì l'elementi muventi, per uttene u listessu effettu cum'è in analogichi à 4 tempi, eseguiscenu duie volte menu pochi movimenti (dui tempi sò cumbinati in un colpu di pistone).

Motore à 4 tempi

Malgradu sti vantaghji, a mudificazione di u mutore à dui tempi hà svantaghji impurtanti, per via di ciò ùn hè ancu praticu di usalla in vitture. Eccu alcuni di sti contra:

• I mudelli di carburatori operanu cù a perdita di una nova carica di u VTS durante u prucessu di purga di a camera di cilindru.
• In a versione à 4 tempi, i gasi di scaricu sò rimossi in una misura più grande chì in l'analogu cunsideratu. U mutivu hè chì in un 2-colpu, u pistone ùn ghjunghje micca à u centru mortu supranu durante a purga, è questu prucessu hè assicuratu solu durante a so piccula corsa. Per via di questu, una parte di u mischju aria-carburante entra in u tractu di scappamentu, è più gasi di scappamentu restanu in u cilindru stessu. Per riduce a quantità di carburante micca brusgiatu in u scaricu, i pruduttori muderni anu sviluppatu modifiche cù un sistema di iniezione, ma ancu in questu casu hè impussibile di eliminà cumpletamente i residui di combustione da u cilindru.
• Questi mutori anu più fame di putenza paragunatu à e versioni à 4 tempi cù spostamentu identicu.
• Turbocompressori ad alte prestazioni sò usati per purgà i cilindri in i motori à iniezione. In tali mutori, l'aria hè cunsumata una volta è mezu à duie volte di più. Per questa ragione, l'installazione di filtri d'aria speciali hè necessaria.
• Quandu si ghjunghje à u regime massimu, l'unità à 2 tempi genera più rumore.
• Fumanu più forte.
• À bassa giri, generanu vibrazioni forti. Ùn ci hè nisuna differenza in i motori monocilindrici cù quattru è dui tempi à stu riguardu.

In quantu à a durabilità di i motori à dui tempi, si crede chì per via di una lubrificazione scarsa, fallenu più veloce. Ma, sè ùn tenite micca contu di l'unità per e motociclette sportive (alte rivoluzioni disabilitanu rapidamente e parti), allora una regula chiave funziona in meccanica: più hè simplice u cuncepimentu di u meccanisimu, più durerà.

I motori à 4 tempi anu un numeru più grande di piccule parti, in particulare in u meccanismu di distribuzione di gas (per cumu funziona u tempu di valvola, leghjite ccà), chì pò rompe in ogni mumentu.

Cum'è a pudete vede, u sviluppu di i motori à combustione interna ùn s'hè fermatu finu à avà, allora chì sà chì avanzata in questa zona serà fatta da ingegneri. L'emergenza di un novu sviluppu di u mutore à dui tempi dà a speranza chì in un prossimu avvene, e vitture seranu dotate di motori di trasmissione più leggeri è più efficienti.

In cunclusione, suggerimu di guardà un'altra mudificazione di un mutore à dui tempi cù i pistoni chì si movenu unu versu l'altru. Hè veru, sta tecnulugia ùn pò micca esse chjamata innovativa, cum'è in a versione Hofbauer, perchè tali motori à combustione interna anu cuminciatu à esse aduprati ind'u 1930 in attrezzature militari. Tuttavia, per i veiculi leggeri, tali motori à 2 tempi ùn sò ancu stati aduprati:

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Dumande è risposte:

Chì significà un mutore à 2 tempi ? A cuntrariu di un mutore di 4 tempi, tutti i colpi sò eseguiti in una rivoluzione di l'albero motore (dui tempi sò realizati in un colpu di pistone). In questu, u prucessu di riempimentu di u cilindru è di ventilazione sò cumminati.

Cumu hè lubricatu un mutore à dui tempi ? Tutte e superfici internu di u mutore sò lubricate da l'oliu in u carburante. Per quessa, l'oliu in un tali mutore deve esse constantemente rinfriscatu.

Cumu funziona un mutore à 2 tempi ? In stu mutore di combustione interna, dui colpi sò chjaramente spressi: compressione (u pistone si move à TDC è chjude gradualmente prima a purga è dopu u portu di scarico) è a corsa di travagliu (dopu à l'ignizione di u BTC, u pistone si move à u BDC,). aprendu i stessi porti per a purga).