En tvåtaktsmotor är en typ av förbränningsmotor som fullbordar en kraftcykel med två slag (upp- och nedrörelser) av kolven under en kraftcykel, vilken cykel slutförs med ett varv av vevaxeln.
En fyrtaktsmotor kräver fyra slag av kolven för att fullborda en kraftcykel över två varv av vevaxeln. I en tvåtaktsmotor inträffar slutet av förbränningstakten och början av kompressionstakten samtidigt, med insugs- och avgasfunktionerna (eller spolningsfunktionerna) som sker samtidigt.
Tvåtaktsmotorer har ofta ett högt effekt-till-vikt-förhållande, där effekten finns i ett smalt varvtalsområde, det så kallade effektbandet. Tvåtaktsmotorer har färre rörliga delar än fyrtaktsmotorer.
Bara om några av er inte är säkra på hur tvåtaktsmotorer fungerar, här är en recension. I en fyrtaktsmotor får vart och ett av de fyra väsentliga stegen i den kraftproducerande cykeln sitt eget kolvslag:
En tvåtaktsmotor utför alla samma steg men med bara två kolvslag. De enklaste tvåtaktsmotorerna gör detta genom att använda vevhuset och undersidan av den rörliga kolven som en nyladdningspump. Sådana motorer bär det officiella namnet "vevhusrenade tvåtaktare."
När tvåtaktskolven reser sig vid kompression, drar dess undersida ett partiellt vakuum i vevhuset. En insugsöppning av något slag (cylinderväggport, tungventil eller roterande skivventil) öppnas, vilket tillåter luft att rusa in i vevhuset genom en förgasare.
När kolven närmar sig Top Dead Center avfyrar en gnista den komprimerade blandningen. Som i en fyrtaktare brinner blandningen och dess kemiska energi blir värmeenergi, vilket höjer trycket på den brända blandningen till hundratals psi. Detta tryck driver kolven ner i hålet och roterar vevaxeln.
När kolven fortsätter ner i hålet, börjar den exponera en avgasport i cylinderväggen. När förbrukad förbränningsgas rusar ut genom denna port, komprimerar den nedåtgående kolven samtidigt bränsle-luftblandningen som är instängd under den i vevhuset.
När kolven sjunker mer, börjar den exponera två eller flera färskladdningsportar, som är anslutna till vevhuset med korta kanaler. Eftersom trycket i cylindern nu är lågt och trycket i vevhuset högre, rusar den färska laddningen från vevhuset in i cylindern genom nyladdningsportarna (eller "överförings").
Dessa portar är formade och syftade till att minimera direkt förlust av ny laddning till avgasporten. Även i de bästa designerna finns det en viss förlust, men enkelheten har sitt pris! Denna process att fylla cylindern samtidigt som överbliven avgas trycks ut genom avgasporten kallas "rening".
Medan kolven är nära Bottom Dead Center, fortsätter blandningen att röra sig från vevhuset, upp genom överföringsportarna och in i cylindern. När kolven höjs täcker den först överföringsportarna och lämnar endast avgasporten fortfarande öppen. Om det inte fanns något sätt att stoppa det, skulle mycket av den nya laddningen nu pumpas ut ur avgaserna.
Men det finns ett enkelt sätt att stoppa det med avgastryckvågor i avgasröret. Om vi formar och dimensionerar avgasröret rätt kommer en reflektion av den ursprungliga tryckpulsen, genererad när avgasporten öppnade, att studsa tillbaka till porten precis när den färska laddningen pumpas ut ur den. Denna tryckvåg stoppar den nya laddningen tillbaka i cylindern precis när den stigande kolven täcker avgasporten.
Eftersom bränsle-luftblandningen ständigt pumpas av vevhuset är det inte praktiskt att smörja kolv och vev med pumpad cirkulerande olja, den skulle svepas bort av blandningen som rusar in och ut.
Därför måste vi antingen blanda lite olja med bränslet (2 till 4 procent) eller spruta in det mycket sparsamt i lagren med en liten doseringspump. Det faktum att det finns så lite olja gör att sådana enkla tvåtaktsmotorer måste använda rullningslager, vars behov av olja är mycket litet.
Mer komplicerade tvåtaktsmotorer finns. Istället för att använda vevhuset och kolvens undersida som en nyladdningspump kan vi använda en separat roterande fläkt, direkt ansluten till överföringsportarna i cylindrarna.
Vi behöver inte placera avgasporten i cylinderväggen, den kan ha formen av fyra avgasventiler med tallriksventiler, som det gör i tvåtakts marin-, järnvägs- och lastbilsdiesel. Eftersom sådana motorer inte använder sina vevhus som nyladdningspumpar, kan de använda långvariga glidlager, smorda konventionellt av pumpad recirkulerande olja.
Tvåtaktsdiesel rensas med ren luft, inte en bränsle-luftblandning. Deras bränsle injiceras först efter att alla portar har stängts, vilket förhindrar förluster. Vissa vevhusrenade tvåtaktare gör samma sak och kallas "DI" eller direktinsprutning tvåtaktare. De kan göras lika bränslesnåla och låga i avgasutsläpp som fyrtaktare.
Världens mest effektiva kolvmotorer är i själva verket den gigantiska, långsamt svängande marindieseln som bär världens internationella sjöfartshandel, de är dubbelt så effektiva som de vanliga fyrtaktsmotorerna med gnisttändning som finns i bilar och motorcyklar.
Den mekaniska detaljen hos olika tvåtaktsmotorer skiljer sig beroende på typ. Designtyperna varierar beroende på metoden för att införa laddningen till cylindern, metoden för att spolera cylindern och metoden för att tömma cylindern.
Kolvport är den enklaste designen och den vanligaste i små tvåtaktsmotorer. Alla funktioner styrs enbart av kolven som täcker och avtäcker portarna när den rör sig upp och ner i cylindern.
På 1970-talet utarbetade Yamaha några grundläggande principer för detta system. De fann att en breddning av en avgasport i allmänhet ökar effekten lika mycket som att höja porten, men kraftbandet blir inte smalare som det gör när porten höjs.
Reedventilen är en enkel men mycket effektiv form av backventil som vanligen monteras i insugningskanalen till den kolvstyrda porten. Det tillåter asymmetriskt intag av bränsleladdningen, förbättrar kraften och ekonomin samtidigt som kraftbandet vidgas. Sådana ventiler används ofta i motorcyklar, terränghjulingar och marina utombordsmotorer.
Inloppsvägen öppnas och stängs av en roterande del. En välbekant typ som ibland ses på små motorcyklar är en slitsad skiva fäst vid vevaxeln, som täcker och avslöjar en öppning i änden av vevhuset, vilket gör att laddning kan komma in under en del av cykeln (kallad en skivventil).
En annan form av roterande inloppsventil som används på tvåtaktsmotorer använder två cylindriska delar med lämpliga utskärningar anordnade att rotera den ena i den andra – inloppsröret har passage till vevhuset endast när de två utskärningarna sammanfaller.
Själva vevaxeln kan utgöra en av delarna, som i de flesta glödstiftsmodeller. I en annan version är vevskivan anordnad så att den passar snävt i vevhuset och är försedd med en utskärning som är i linje med en inloppspassage i vevhusväggen vid lämplig tidpunkt, som i Vespa-skotrar.
I en cross-flow-motor är överförings- och avgasportarna på motsatta sidor av cylindern, och en deflektor på kolvens ovansida riktar den nya insugningsladdningen in i cylinderns övre del och trycker de kvarvarande avgaserna ner i den andra. sidan av deflektorn och ut genom avgasporten.
Denna metod för spolning använder noggrant formade och placerade överföringsportar för att rikta flödet av färsk blandning mot förbränningskammaren när den kommer in i cylindern. Bränsle/luftblandningen träffar cylinderhuvudet, följer sedan förbränningskammarens krökning och böjs sedan nedåt.
Detta förhindrar inte bara bränsle/luftblandningen från att färdas direkt ut genom avgasporten, utan skapar också virvlande turbulens som förbättrar förbränningseffektiviteten, kraften och ekonomin. Vanligtvis krävs inte en kolvdeflektor, så detta tillvägagångssätt har en klar fördel jämfört med tvärflödesschemat.
I en enströmsmotor kommer blandningen, eller "laddluft" i fallet med en diesel, in i ena änden av cylindern som styrs av kolven och avgaserna går ut i den andra änden kontrolleras av en avgasventil eller kolv. Reningsgasflödet är därför endast i en riktning, därav namnet uniflow.
Kolven på denna motor är "hatt"-formad; den övre sektionen bildar den vanliga cylindern, och den nedre sektionen utför en rensande funktion. Enheterna körs i par, med den nedre halvan av en kolv som laddar en intilliggande förbränningskammare.
En tvåtaktsmotor är en typ av förbränningsmotor som fullbordar en kraftcykel med två slag (upp- och nedrörelser) av kolven under en kraftcykel, vilken cykel slutförs med ett varv av vevaxeln.
Detta gör dem önskvärda för användning i handhållna verktyg som motorsågar. Tvåtaktsmotorer finns i småskaliga framdrivningsapplikationer som motorcyklar, mopeder och smutscyklar.
Tvåtaktsmotorer fungerar genom att kombinera fler funktioner i en kolvrörelse; under kolvens rörelse uppåt (komprimerar luft/bränsle/oljeblandningen) i förbränningskammaren, under kolven, dras en ny blandning av luft/bränsle/olja i det hermetiskt stängda vevhuset.
Typer av tvåtaktsmotorer:
Två slag lämnade marknaden eftersom de inte kunde uppfylla stadigt skärpande EPA-standarder för fordonsavgasutsläpp. Just den egenskapen som gör tvåtaktarna attraktiva enkelheten i att bara ha tre rörliga delar (vevaxel, vevstång och kolv var också deras olägenhet.
Den största skillnaden mellan en 2- och 4-taktsmotor är att en 4-taktsmotor går igenom fyra steg, eller två kompletta varv, för att fullborda ett kraftslag. En 2-taktsmotor går igenom 2 steg, eller ett helt varv, för att slutföra ett kraftslag.
Bränsle för en 2-taktsmotor har en liten mängd olja inblandad. Det kallas en "2-takts" eftersom bara en upp- och nedrörelse av kolven de två slagen utför hela cykeln av insug, kompression, förbränning och avgas.
Jämfört med fyrtaktsmotorer är tvåtaktsmotorer lättare, effektivare, har förmågan att använda bränsle av lägre kvalitet och är mer kostnadseffektiva. Därför resulterar de lättare motorerna i ett högre effekt-till-vikt-förhållande (mer effekt för mindre vikt).
Tvåtaktsmotorcyklar är lättare och snabbare cyklar som har en intensiv kick mot motorn. Detta gör det lättare att kasta runt din cykel med den snabbare stansen per cc. Samtidigt är dessa cyklar vanligtvis svårare att köra och kontrollera.
1-4 arbetar motorn enligt föreliggande uppfinning i en tretaktscykel:expansionstakt, avgasinloppstakt och kompressionstakt. De tre slagen åstadkoms inom ett enda varv av vevaxeln, där var och en av de två kolvarna rör sig fram och tillbaka en gång.
Eftersom 2-taktsmotorer är designade för att köras vid ett högre varvtal, tenderar de också att slitas ut snabbare; en 4-taktsmotor är i allmänhet mer hållbar. Som sagt, 2-taktsmotorer är mer kraftfulla. Tvåtaktsmotorer är en mycket enklare design, vilket gör dem lättare att fixa.
Den trecylindriga tvåtaktsmotorkonfigurationen med motsatt kolv har något överlappande gasutbyteshändelser, vilket resulterar i ett fenomen som kallas korsladdning. I en tvåcylindrig konfiguration separeras gasutbyteshändelserna för lägligt.
Till skillnad från en fyrtaktsmotor är en unik egenskap hos en tvåtaktsmotor att de inte har en intern oljereservoar. Istället kräver tvåtaktsmotorer att ägaren blandar olja i bränslet i ett förutbestämt förhållande för att säkerställa att motorn får tillräcklig smörjning under drift.
I en 2-taktsmotor tar det bara ett kolvslag för att slutföra förbränningscykeln. Det finns ett kompressionsslag, sedan en explosion av komprimerat bränsle. På returen trycks avgaserna ut ur cylindern av det färska bränslet som rör sig in. Tändstiften tänds för varje varv.
Tvåtaktsbränsle är i princip blyfri bensin blandad med tvåtaktsolja. Blandningsförhållandet mellan olja och bränsle bör anges i din motors bruksanvisning. Oljan i tvåtaktsbränsle är extremt viktig för att smörja din motor eftersom tvåtaktsmotorer inte har en intern oljereservoar.
INGEN nybilsmarknad i USA har drivits av en tvåtaktsmotor sedan Saab fasade ut sin svåråtkomliga 3-cylindriga i slutet av 1960-talet när federala luftföroreningslagar fick fäste.
Tvåtaktsmotorer är inte "förbjudna" för användning på alla vattenvägar i Kalifornien, och det finns inte heller någon plan att göra det. Förgasade och elektroniskt insprutade tvåtaktsmotorer anses vara motorer med höga utsläpp. I allmänhet tillverkades dessa motorer före 1999.
Nackdelar med tvåtaktaren
Det är viktigt att ha rätt bränsle-till-olja-förhållanden när du blandar tvåtaktsbränsle. För mycket olja, och din motor kan kämpa för att starta eller gå, generera kolansamling på motorns inre delar, blåsa rökmoln och fungera dåligt i allmänhet.
En tvåtaktsmotor kan teoretiskt producera dubbelt så mycket kraft eftersom den avfyras en gång vart varv, medan fyrtaktsmotorn avfyrar en gång vartannat varv. På grund av detta har den ett högre effekt-till-vikt-förhållande, vilket gör det mer önskvärt för många ryttare.
Även om en 2-taktare aldrig kommer att erbjuda samma vridmoment som en 4-taktare, kommer de nära nog för de flesta helgförare. Inte bara det, utan de är lättare och tenderar att vara lättare att hantera, vilket gör dem bra för nybörjare. Dessutom kräver 2-taktscyklar mindre underhåll än de flesta 4-taktare, vilket sparar tid och pengar.
Med färre rörliga delar är 2-takts strängtrimmer pålitliga verktyg. De väger lite och vibrerar mindre än 4-takts trimmers, vilket minskar förarens trötthet och ger en bättre trimningsupplevelse. De kräver också mindre underhåll.
Tvåtaktsmotorer (eller tvåtaktsmotorer) kräver en blandning av bränsle och olja för att tillsättas bränsletanken. Denna blandning resulterar i både motorförbränning och smörjning. Att köra en 2-taktsmotor på enbart bensin kommer att resultera i motorfel.
