Simplu, puternic - motorul în doi timpi

13 octombrie 2023, 9:27

Dacă ne uităm în trecut la motoarele în doi timpi considerăm că este de neimaginat ca aceste unități de propulsie să ajungă la mașinile de pasageri, chiar dacă a existat o perioadă în care era departe de a fi clar dacă o sursă de putere în patru sau în doi timpi era potrivită pentru sarcină - deși astăzi poate fi o chestiune de dezbatere.
În acest articol, vă vom arăta cum funcționează acest tip de motor, de ce a fost forțat să iasă din industria auto și dacă are vreo șansă să revină vreodată.

Prezentare 
Primul motor adevărat în doi timpi a fost creat de inginerul și inventatorul scoțian Sir Dugald Clerk în 1878, pentru care a obținut un brevet în 1881. La acea vreme, nu căpătase încă forma în care este cunoscută astăzi, deoarece motorul avea un cilindru de încărcare separat.
Cu toate acestea, a fost nevoie de un deceniu pentru ca inginerul englez Joseph Day să vină cu primul bloc în doi timpi cu precompresie a carterului. Este interesant că controlul decalajului de către piston a fost inventat de Frederic William Caswell Cock, un angajat al lui Joseph Day, pentru motor în 1894 - aceasta a creat o parte semnificativă a formei care există și astăzi.

Producția de serie a  acestui produs a fost la începutul anilor 1900. Producătorii de mașini au fost mai puțin entuziaști de motorul în doi timpi, dar acesta a devenit mai popular în rândul motocicletelor. După ce Marea Britanie, Germania și Austria au fost și ele cucerite de invenție, Zündapp, DKW și Puch au fost primele care l-au folosit pentru produsele lor.
Până în anii 1930, motoarele în doi timpi funcționau cu pierderi mari de schimb de sarcină, indiferent de proiectare, așa că funcționau într-un mod deosebit de risipitor - dar în schimb asigurau performanțe remarcabile.
Soluția la aceasta a fost invenția germanului Adolf Schürle, pe care a dezvoltat-o în principal pentru motoarele diesel în doi timpi. La început, DKW a dobândit dreptul exclusiv asupra brevetului.

Următoarea mare descoperire a venit în anii 1950, când au descoperit cum să folosească oscilațiile și undele de presiune ale gazelor pentru a spori eficiența motorul. Principiul camerei de expansiune din sistemul de evacuare, cunoscut și sub denumirea de cameră de rezonanță, exista deja din anii 1930, iar la sfârșitul anilor 1950, soluția inovatoare a obținut rezultate serioase cu motoarele de curse MZ (fostă IFA) dezvoltate de către Walter Kaaden.
Cu toate acestea, înainte ca MZ-ul să poată fi lansat cu adevărat, Ernst Degner, a introdus  o motocicletă de curse spre vest, care a ajuns în posesia celor de la Suzuki. Acest lucru a făcut în mod natural răspândirea invenției, dar s-a dovedit a fi o lovitură fatală pentru MZ.

Structură și funcționare
Când procesul de lucru are loc pe durata a două curse complete ale pistonului, adică în timpul unei rotații a arborelui cotit, vorbim despre un motor în doi timpi, iar dacă este de două ori, atunci un motor este în patru timpi.
Desigur, asta nu înseamnă că lipsește ceva din ciclul motorului în doi timpi. Și în acest caz, toate elementele procesului de lucru trebuie să se desfășoare în același mod. În două etape, acest lucru se poate realiza dacă se utilizează spații auxiliare (carterul) sau echipamente auxiliare (compresorul).

Funcționarea unui motor în doi timpi (Sursă: wikipedia.org)

La motoarele în doi timpi, compresia și expansiunea sunt cele două curse principale, ele alcătuind o parte semnificativă a curselor, iar restul timpului este alcătuit din celelalte două etape, aspirație și evacuare.
Motorul Otto în doi timpi nu are supape ca versiunea sa în patru timpi. Amestecul curge înăuntru și iese prin fante sau canale de pe pereții cilindrilor. Aceste goluri sunt deschise și închise prin mișcarea pistonului - de obicei deschiderile de evacuare și spălare pe marginea superioară și deschiderile de aspirație cu marginea inferioară.

Carterul ia parte și la execuția acestor etape, deoarece motorul aspiră amestecul proaspăt, iar acolo are loc precomprimarea și apoi intră în camera cilindrului prin canalul de preaplin.
Un avantaj serios al construcției este simplitatea, dimensiunea și greutatea specifică care este mică, manevrarea ușoară și durata de viață lungă. Cu același volum și viteză de cursă, este capabil să ofere cu 60-80% mai multă putere decât o versiune în patru timpi.

Saab Sport în doi timpi din 1966 (Sursă wikipedia.org)

Cu toate acestea, aceste avantaje sunt însoțite de un consum ridicat, eficiență scăzută și emisii considerabile -  aceasta este o sarcină pentru motorul în doi timpi, încât în prezent nu are nicio șansă practică de a fi folosit la mașinile de pasageri. În trecut, mărci auto cunoscute au experimentat precum Subaru, Saab, Suzuki, Auto Union etc., dar acum toate companiile au încetat să le mai producă.

Motorul diesel în doi timpi
Este important de adăugat că nu există doar un ciclu Otto, ci și o versiune cu ciclu Diesel a motorului în doi timpi. Acest motor completează un ciclu de lucru complet în timpul unei rotații a arborelui cotit. Aici, schimbul de sarcină are loc cu un control mixt: aerul proaspăt intră în camera cilindrului prin fantele controlate de piston, iar gazele de evacuare pleacă printr-o supapă sau supape situate în chiulasa.
O diferență semnificativă este că, în cazul unui motor diesel, aerul nu este introdus în camera cilindrului prin carter, ci de un compresor mecanic (suflante Roots) antrenat de la arborele cotit, sau de un compresor antrenat extern.
Poate părea surprinzător, dar motorul diesel în doi timpi are cea mai mare putere specifică dintre motoarele în patru și doi timpi și chiar și consumul său este destul de remarcabil.
În același timp, motorul este o construcție relativ complicată din cauza echipamentelor auxiliare, în ciuda faptului că motorul în doi timpi este în mod fundamental mult mai simplu decât versiunea în patru timpi și, nu întâmplător compresorul înseamnă o greutate suplimentară semnificativă pentru constructie. În plus, acesta din urmă preia putere semnificativă de la motor la sarcină parțială, deci este mai puțin economic în această stare de funcționare.

 

 

Sursă Motofocus Polonia

Comentarii

Comentariul trebuie sa conțină mai mult de 5 caractere!

Vă rugăm să acceptați regulamentele!

Nu există comentarii. Fii primul!