Kétütemű motor

A kétütemű belsőégésű motor a belső égésű motorok egyik fajtája, abban különbözik a négyütemű motortól, hogy mindössze két ütem (egy motorfordulat) alatt hajtja végre azt a ciklust, amit a négyütemű motor két fordulat alatt. Így a kétütemű motornál minden fordulatra esik egy munkaütem, szemben a négyüteművel, ahol csak minden második fordulatra. A kétütemű motor fontos tulajdonsága, hogy mindkét irányban megindítható és üzemben tartható.

Kétütemű motorok használatosak a legnagyobb és legkisebb teljesítmények tartományában. Közepes teljesítményeknél sokkal kisebb a jelentőségük.

A legkisebb benzinmotorok általában kétüteműek. Elterjedten használják motorcsónakok oldalmotorjánál, motorkerékpároknál, mopedeknél, robogóknál, hómobiloknál, go-kartoknál, repülőgép-modelleknél, láncfűrészeknél, fűnyíróknál, szegélynyíróknál. Mindezeknél az alkalmazásoknál azért népszerűek, mert egyszerű a szerkezetük (és ennélfogva olcsók), és nagyon jó a teljesítmény-súly viszonyuk (mivel kétszer annyi munkaütemet végeznek adott fordulatszám alatt, mint a négyütemű motorok). Kézi szerszámoknál további előnyük, hogy mindkét irányban működnek, valamaint az, hogy nincs olajtartályuk, ami a gravitációtól gyakorlatilag függetlenné teszi működésüket.

Kétütemű változatot dízelmotoroknál is alkalmaznak, mint például nagy hajómotoroknál (itt a motor reverzálhatósága fontos szempont, mert a hátramenethez nem kell a motor és a hajócsavart hajtó propulziós tengely közé sebességváltót beépíteni). Ezeket a motorokat gyakran ellendugatyús kialakítással készítik, egy hengerben két dugattyú egymással ellentétes irányban mozog, a hengerfej pedig elmarad. Ilyen volt például a híres Junkers Jumo 205 repülőgép-dízelmotor, melyet a II. világháború német repülőgépein alkalmazták. Ezek a motorok lassú fordulatszámú gépek. Ugyancsak kétütemű motorokat használnak egyes nagy földmunka gépeken is gyakran V8 elrendezésben. A Szovjetunióban a T–64 harckocsiba építettek hathengeres, ellendugattyús, kétütemű dízelmotorokat.

Tartalomjegyzék

1 Előnyei
2 Hátrányai
3 Története
4 Működési elve
- 4.1 Szívás és sűrítés
- 4.2 Munkaütem és kipufogás
5 Alkalmazása
6 Más motorok
7 Külső hivatkozás

[szerkesztés] Előnyei

A kevés alkatrész kevesebb hibaforrást és kisebb önsúlyt jelent.
Nagyobb a teljesítménye, mint egy azonos lökettérfogatú négyütemű motornak.
A motor reverzálható (megfordítható a forgásiránya)

[szerkesztés] Hátrányai

Jelenleg környezetvédelmi okokból egyre inkább szűkül a felhasználási területe.
A benzin kenőolajtartalma nem tud tökéletesen elégni és az átöblítési folyamat miatt sok elégetetlen üzemanyag kerülhet környezetbe, amit viszont a kipufogó kialakításával meglehet valamennyire oldani.
Katalizátorral sem javítható tartósan a károsanyag kibocsátás, mivel a kiáramló olaj és benzin ezt károsítja.
a kenés nem tökéletes ezért gyorsabb az alkatrészek kopása.

[szerkesztés] Története

Az első kétütemű motor egy Dugald Clark által 1878-ban feltalált Diesel motor volt és feltöltéssel működött. Ennek a motornak a hengerfeje hasonló volt egy négyütemű motoréhoz. A kétütemű dugattyú-vezérlésű benzinmotort Joseph Day találta fel 1889-ben.

[szerkesztés] Működési elve

A kétütemű motor egyszerű kivitelű, de a működése mögött igen pontos mérnöki munka rejlik. Egy egyszerű kétütemű kivitelben található egy dugattyú, a henger falában oldalt egy vagy két felömlő-, egy szívó-, és egy kipufogónyílás. A dugattyú lefelé történő mozgása folyamán megnyílik a kipufogónyílás, ami lehetővé teszi az égéstermék távozását, majd szabaddá válik a felömlő nyílás is, ezzel az elősűrített benzin-levegő keverék (amiben egy kevés olaj is van kenés céljából) szabadon beáramlik a hengerbe. A dugattyú ezután elindul a hengerfej irányába, összesűrítve ezzel a keveréket, amit aztán a gyújtógyertya begyújt és ez újra visszanyomja a dugattyút a főtengely irányába.

Részletesebben:

[szerkesztés] Szívás és sűrítés

A felfelé (a hengerfej irányába) mozgó dugattyú a zárt forgattyúsházban vákuumot hoz létre. Ahogy a dugattyú felemelkedik, a szívónyílás szabaddá válik, ezáltal a forgattyúsházba beáramlik a porlasztó (karburátor) segítségével előállított keverék. Eközben a már hengerben lévő benzin-levegő elegyet a még mindig felfelé mozgó dugattyú összenyomja.

A ciklus folyamata:

Munkavégzés (Terjeszkedés):

A dugattyú FHP-ban (Felső Holtpont) van.

A főtengely 0 vagy 360°-os helyzetben.

A valóságban 0-tól 150°-ig tart, de ezen az ábrán 120°-nál ér véget.

Szívás/Sűrítés:

A dugattyú AHP-ból (Alsó Holtpont) FHP felé mozog.

A szabaddá vált szívónyíláson beáramlik a keverék (vagy légsűrítő berendezés /az ún. Roots-fúvó/ juttatja a hengerbe).

A vákuum kinyitja a reed-szelepet (szívónyílást elfedő membránszelep), ami beengedi a keveréket a forgattyúsházba.

A már hengerbe került benzin-levegő keveréket a felfelé mozgó dugattyú öszzepréseli.

Mielőtt a dugattyú elérné a Felső Holtpontot, a gyújtórendszer begyújtja az égéstérben lévő elegyet.

A dízelmotoroknál 11-13°-os főtengelyhelyzetnél üzemanyagot fecskendez az FHP-be. Eddig a pontig csak levegőt sűrített. A hajtóanyag csak a sűrítés végső szakaszában jut a hengerbe.

Kipufogás és Öblítés:

A dugattyú FHP-ból AHP felé mozog.

120°-os főtengelyszögnél felfedi a kipufogónyílást, ahol magas nyomása miatt kipufogógáz hagyja el a hengert.

10-40°-nál friss elősűrített gáz érkezik a hengerbe.

A benzin/levegő/olaj keverék kifelé nyomja az égéstermékeket a hengerből.

A dugattyú ezután összesűríti az elegyet, és ezzel a maradék kipufogógáz is távozik az égéstérből.

[szerkesztés] Munkaütem és kipufogás

Amikor a dugattyú az ütem vége felé halad, a gyertya begyújtja a keveréket és az égésben keletkező, gyorsan táguló gázok visszatolják a dugattyút.

Ahogy a dugattyú ereszkedik felfedi a henger oldalában lévő felömlő nyílást, ami kapcsolatot teremt a kipufogónyílásal, így az elégett hajtóanyag szabadon elhagyja az égésteret.

A dugattyú lezárja a felőmlőt, nyomás alá helyezve a dugattyú alatti teret. Ez a folyamat egy kis visszáramlást keltve egy kevés keveréket nyom vissza a szívónyílásba, ami lezárja a reed-szelepet, meggátolva ezzel, hogy a keverék a levegőszűrőbe kerüljön.

A benzin-levegő elegy a forgattyúsházat és a hengert összekötő felömlő járatokba kényszerül. A dugattyú felfedi ezen nyílások hengerbe vezető bejáratát(felömlő nyílás), így a keverék az alacsonyabb nyomású közeg felé(henger) áramlik. A felömlő nyílások egy kicsit alacsonyabban helyezkednek el, mint a kipufogónyílás, emiatt keverék lép a hengerbe az égésgázok távozása közben. A belépő friss elegy elősegíti ezen gázok távozását, vagyis a henger "öblítését".

Ahogy a henger leért, újra felfelé mozdul, elzárja a felömlő nyílást, majd összesűríti a keveréket. Ezután egy újabb ciklus kezdődik.