Mesin dua-stroke dina mobil

Dunya mobil parantos ningali seueur kamekaran powertrain. Sababaraha di antawisna tetep beku dina waktosna kusabab kanyataan yén desainerna henteu ngagaduhan artos pikeun ngembangkeun deui ideu na. Anu sanés kabuktosan henteu épéktip, janten kamajuan sapertos kitu henteu ngagaduhan masa depan anu ngajangjikeun.

Salaku tambahan kana mesin klasik dina garis atanapi mesin V ngawangun, pabrik ogé ngahasilkeun mobil kalayan desain unit kakuatan anu sanés. Dina tiung tina sababaraha model saurang tiasa ningali Mesin Wankel, petinju (atanapi petinju), motor hidrogén. Sababaraha mobil masih tiasa nganggo powertrain aheng sapertos kitu dina modélna. Salaku tambahan kana modifikasi ieu, sajarah terang sababaraha motor sanés anu standar langkung suksés (sababaraha diantarana tulisan misah).

Ayeuna hayu urang ngobrolkeun mesin sapertos kitu, kalayan anu ampir teu aya anu ngalamun kapendak, upami henteu nyarioskeun kedah ngored jukut ku mesin pemotong rumput atanapi ditegor tangkal anu nganggo gergaji. Ieu mangrupikeun unit kakuatan dua-stroke. Intina, jenis mesin pembakaran internal ieu dianggo dina kendaraan bermotor, dina bak, pesawat piston, sareng sajabana, tapi jarang pisan dina mobil.

Ogé, mesin dua-stroke populér pisan di motorsport, sabab unit-unit ieu ngagaduhan kaunggulan anu penting. Mimiti, aranjeunna ngagaduhan kakuatan anu gedé pikeun kapindahan leutik. Kadua, kusabab desain saderhana na, motor ieu hampang. Faktor ieu penting pisan pikeun dua roda olahraga.

Pertimbangkeun fitur alat modifikasi sapertos kitu, ogé naha dimungkinkeun pikeun ngagunakeunana dina mobil.

Naon mesin dua-stroke?

Pikeun kahiji kalina, patén pikeun nyiptakeun mesin pembakaran internal dua-stroke muncul dina mimiti 1880an. Kamekaranana ditepikeun ku insinyur Douglad Clerk. Alat tina ideu na aya dua silinder. Anu saurang mangrupikeun padamel, sareng anu sanésna ngompa sakumpulan kerjasama téknis-militér.

Saatos 10 taun, modifikasi ku blowdown kamar nembongan, anu teu aya deui piston debit. Motor ieu didesain ku Joseph Day.

Sajajar sareng kamekaran ieu, Karl Benz nyiptakeun unit gasna nyalira, patén pikeun produksi anu muncul dina 1880.

Dvigun dua-stroke, sakumaha namina, dina hiji péngkolan crankshaft ngalaksanakeun sadaya stroke anu diperyogikeun pikeun pasokan sareng pembakaran campuran bahan bakar udara, ogé pikeun ngaleungitkeun produk pembakaran kana sistem knalpot kendaraan. . Kamampuan ieu disayogikeun ku fitur desain unit.

Dina hiji stroke piston, dua stroke dilakukeun dina silinder:

1. Nalika piston aya di tengah maot handapeun, silinder dibersihan, nyaéta, produk pembakaran dihapus. Stroke ieu dipastikeun ku asupan bagian seger tina BTC, anu ngagentoskeun knalpot kana saluran pembuangan. Dina waktos anu sami, aya siklus ngeusian rohangan ku bagian VTS anu seger.
2. Naék ka tengah maot luhur, piston nutup inlet sareng outlet, anu mastikeun komprési BTC dina rohangan luhur-piston (tanpa prosés ieu, pembakaran épisién tina campuran sareng kaluaran anu diperyogikeun tina unit kakuatan mustahil). Dina waktos anu sasarengan, bagian tambahan tina campuran hawa sareng bahan bakar diseuseup kana rongga handapeun piston. Dina TDC piston, diciptakeun narik anu ngahurungkeun campuran suluh-hawa. Stroke kerja dimimitian.

Ieu ngulang siklus motor. Tétéla dina dua-stroke, sadaya stroke dilakukeun dina dua stroke piston: sedengkeun gerak luhur sareng ka handap.

Alat mesin dua-stroke?

Mesin durukan internal dua-stroke klasik diwangun ku:

• Carter. Ieu mangrupikeun bagian anu utami tina struktur dimana batang engkolna dibereskeun ku bantalan bola. Gumantung kana ukuran gugus silinder-piston, bakal aya jumlah engkol dina batang engkol.
• Piston. Ieu potongan dina bentuk gelas, anu dipasang dina batang sambung, sami sareng anu dianggo dina mesin opat-stroke. Éta ngagaduhan alur pikeun cincin komprési. Efisiensi unit nalika pembakaran MTC gumantung kana kapadetan piston, sapertos jinis motor anu sanés.
• Inlet sareng outlet. Éta dilakukeun dina perumahan mesin durukan internal nyalira, dimana asupan sareng manifold manifold nyambung. Teu aya mékanisme distribusi gas dina mesin sapertos kitu, sabab dua-stroke éta ringan.
• Klep. Bagian ieu nyegah campuran hawa / bahan bakar tina dialungkeun deui kana saluran asupan unit. Nalika piston naék, vakum didamel di handapeunana, mindahkeun flap, dimana bagian seger BTC asup kana rongga. Pas aya stroke tina stroke anu tiasa dianggo (percikan dipicu sareng campuran éta hurung, mindahkeun piston ka tengah maot anu handap), klep ieu nutup.
• Cingir komprési. Ieu mangrupikeun bagian anu sami sareng mesin pembakaran internal anu sanés. Diménsi na dipilih ketat numutkeun diménsi piston tinangtu.

Desain dua-stroke Hofbauer

Kusabab seueur halangan rékayasa, ideu ngagunakeun modifikasi dua-stroke dina mobil panumpang henteu tiasa dilakukeun dugi ka ayeuna. Dina 2010, terobosan dilakukeun dina hal ieu. EcoMotors ngagaduhan investasi anu lumayan ti Bill Gates sareng Khosla Ventures. Alesan pikeun runtah sapertos éta nyaéta presentasi mesin petinju asli.

Sanaos modifikasi sapertos kitu parantos lami, Peter Hofbauer nyiptakeun konsép dua-stroke anu ngagarap prinsip petinju klasik. Perusahaan nyauran karyana OROS (ditarjamahkeun salaku silinder sabalikna sareng piston sabalikna). Unit sapertos kitu tiasa dianggo henteu ngan ukur dina béngsin, tapi ogé pikeun solar, tapi pamekar saacanna netep dina suluh padet.

Upami urang ngémutan desain klasik dua-stroke dina kapasitas ieu, maka dina tiori éta tiasa dianggo dina modifikasi anu sami sareng dipasang dina kendaraan roda 4 panumpang. Tiasa waé upami henteu pikeun standar lingkungan sareng biaya BBM anu mahal. Nalika ngoperasikeun mesin pembakaran internal konvensional dua-stroke, bagian tina campuran suluh-hawa dicabut ngalangkungan port knalpot nalika prosés pamurnian. Ogé, dina prosés pembakaran BTC, minyak ogé diduruk.

Sanaos skeptisismeu hébat insinyur ti produsen mobil terkemuka, mesin Hofbauer muka kasempetan dua-stroke pikeun dijantenkeun mobil méwah. Upami urang ngabandingkeun kamekaranana sareng petinju Palasik, maka produk énggalna 30 persén langkung énténg, sabab desainna gaduh langkung bagian. Unit ogé nunjukkeun produksi énergi anu langkung épisién salami operasi dibandingkeun sareng petinju opat-stroke (kanaékan épisiénsi dina 15-50 persén).

Modél damel anu munggaran nampi panyiri EM100. Numutkeun ka pamekar, beurat motorna 134 kg. Kakuatanna 325 hp sareng torsi nyaéta 900 Nm.

Fitur desain petinju énggal nyaéta dua piston aya dina hiji silinder. Aranjeunna dipasang dina crankshaft anu sami. Pembakaran VTS lumangsung diantara aranjeunna, kusabab énergi anu dileupaskeun sakaligus mangaruhan duanana piston. Ieu ngajelaskeun sapertos torsi anu ageung.

Silinder sabalikna ngonpigurasi pikeun meta teu sinkron sareng anu caketna. Ieu mastikeun rotasi crankshaft lemes tanpa disentak kalayan torsi anu stabil.

Dina pidéo ieu, Peter Hofbauer nyalira nunjukkeun kumaha motorna jalan:

mesin opoc kumaha gawéna.mp4

Hayu urang tingali sacara saksama struktur internal sareng skéma umum damel.

Turbocharging

Turbocharging disayogikeun ku impeller dina aci anu dipasangna motor listrik. Sanaos éta bakal ngalir sawaréh ti aliran gas knalpot, sacara éléktronik pangirut ngamungkinkeun impeller pikeun langkung gancang sareng ngahasilkeun tekanan hawa. Pikeun ngimbangan biaya énergi pikeun muterkeun impeller, alatna ngahasilkeun listrik nalika agul-agul diteken tekanan gas knalpot. Éléktronika ogé ngendalikeun aliran knalpot pikeun ngirangan polusi lingkungan.

Unsur ieu dina inovatif dua-stroke rada kontroversial. Pikeun gancang nyiptakeun tekanan hawa anu diperyogikeun, motor listrik bakal meakeun tanaga anu pantes. Pikeun ngalakukeun ieu, mobil ka hareup, anu bakal nganggo téknologi ieu, kedah dilengkepan generator sareng aki anu langkung épisién kalayan kapasitas anu ningkat.

Dugi ka ayeuna, épéktasi supercharging listrik masih dina kertas. Pabrikan nyatakeun yén sistem ieu ningkatkeun purge silinder bari ngamaksimalkeun kauntungan tina siklus dua-stroke. Dina tiori, pamasangan ieu ngamungkinkeun anjeun ngalipatkeun dua kali kapasitas liter unit upami dibandingkeun sareng pasangan opat-stroke.

Ngenalkeun alat sapertos kitu pasti bakal ngajantenkeun pembangkit listrik langkung mahal, naha éta masih langkung mirah nganggo mesin pembakaran internal klasik anu kuat sareng gemet tibatan petinju énggal énggal.

Rod nyambungkeun baja

Ku desain na, unitna mirip mesin TDF. Ngan dina modifikasi ieu, piston lokét disetél dina gerak sanés dua batang engkol, tapi hiji kusabab batang anu nyambungkeun panjang tina piston éksternal.

Piston luar dina mesin dipasang dina rod penghubung baja panjang anu disambungkeun kana crankshaft. Éta henteu ayana di pasisian, sapertos modifikasi petinju klasik, anu dianggo dina pakakas militér, tapi antara silinder.

Unsur internal ogé nyambung kana mékanisme engkol. Alat sapertos kitu ngamungkinkeun anjeun ngaluarkeun langkung énergi tina prosés pembakaran tina campuran bahan bakar-udara. Motor kalakuanana siga aya engkol anu nyayogikeun paningkatan stroke piston, tapi aci na kompak sareng hampang.

Crankshaft

Motor Hofbauer ngagaduhan desain modular. Éléktronika tiasa mareuman sababaraha silinder, sahingga mobilna tiasa langkung ékonomis nalika ICE dina beban minimum (contona, nalika pelayaran di jalan anu rata).

Dina mesin 4-stroke kalayan suntikan langsung (pikeun detil ngeunaan jinis sistem suntikan, baca dina ulasan anu sanés) pareuman silinder dipastikeun ku ngeureunkeun suplai bahan bakar. Dina hal ieu, piston masih gerak dina silinder kusabab rotasi crankshaft. Éta ngan ukur henteu ngaduruk suluh.

Sedengkeun pikeun pamekaran inovatif Hofbauer, pareuman sapasang silinder dipastikeun ku kopling khusus dipasang dina crankshaft antara pasangan silinder-piston anu saluyu. Nalika modul dipegatkeun, kopling kantun nyambungkeun bagian tina crankshaft anu tanggel waler pikeun bagian ieu.

Kusabab obah piston dina mesin pembakaran internal 2-stroke anu klasik kalayan gancang dianggurkeun masih bakal nyedot bagian VTS anu seger, dina modifikasi ieu modul ieu lirén damel sadayana (piston tetep teu dialihkeun). Pas beban dina unit listrik naék, dina momen anu tangtu kopling nyambungkeun bagian teu operasi tina crankshaft, sareng motor naékkeun listrik.

silinder

Dina prosés panémbaran silinder, klep 2-stroke klasik ngaluarkeun bagian tina campuran anu henteu dibakar kana atmosfir. Kusabab kitu, kendaraan anu dilengkepan unit listrik sapertos kitu henteu tiasa minuhan standar lingkungan.

Pikeun ngubaran kakurangan ieu, pamekar mesin anu ditentang dua-stroke parantos mendesain desain khusus silinder. Éta ogé ngagaduhan inlet sareng outlet, tapi tempatna ngirangan émisi anu ngabahayakeun.

Kumaha mesin pembakaran internal dua-stroke tiasa dianggo

Kaanehan modifikasi dua-stroke klasik nyaéta batang engkol sareng piston dina rongga anu dieusian ku campuran suluh-hawa. Klep inlet dipasang dina inlet. Ayana ngamungkinkeun anjeun nyiptakeun tekanan dina rongga handapeun piston nalika mimiti turun. Sirah ieu ngagancangkeun silinder purging na évakuasi évakuasi gas.

Nalika piston ngalih di jero silinder, éta silih ganti / nutup inlet sareng outlet. Kusabab kitu, fitur desain unit ngamungkinkeun teu nganggo mékanisme distribusi gas.

Sangkan unsur ngagosok teu nganggo seueur teuing, aranjeunna peryogi pelinciran kualitas luhur. Kusabab motor ieu ngagaduhan struktur anu saderhana, éta dicabut tina sistem pelumasan kompléks anu bakal nganteurkeun minyak ka unggal bagian tina mesin pembakaran internal. Kusabab kitu, sababaraha minyak mesin ditambihan kana suluhna. Pikeun ieu, mérek khusus pikeun unit dua-stroke dianggo. Bahan ieu kedah nahan pelumasan dina suhu luhur, sareng nalika diduruk sasarengan suluh, éta henteu kedah ngantepkeun endapan karbon.

Sanaos mesin dua-stroke henteu mendakan aplikasi anu lega dina mobil, sajarah terang periode nalika mesin sapertos éta aya dina handapeun truk (!). Conto ieu nyaéta unit kakuatan solar YaAZ.

Di 1947, mesin diesel 7-silinder salain desain ieu dipasang dina truk 200-ton YaAZ-205 sareng YaAZ-4. Sanaos beurat ageung (sakitar 800 kg.), Unit ieu ngagaduhan geter langkung handap dibanding mesin pembakaran internal mobil penumpang domestik. Alesanna nyaéta alat modifikasi ieu kalebet dua batang anu muterkeun sacara sinkron. Mékanisme ngimbangan ieu ngabasmi seuseueurna geter dina mesin, anu gancang bakal ngarusak awak treuk kai.

Detil langkung seueur ngeunaan operasi motor 2-stroke didadarkeun dina pidéo ieu:

2 TACT. Hayu urang coba ngartos ...

Dimana peryogi motor dua-stroke?

Alat mesin 2-stroke langkung saderhana tibatan analog 4-stroke, kusabab éta dianggo di industri-industri dimana beurat sareng volume langkung penting tibatan konsumsi bahan bakar sareng parameter sanés.

Salaku conto, motor ieu dipasang dina mesin pemotong padang rumput hejo sareng pemangkas tangan pikeun tukang kebon. Ngayakeun motor beurat dina panangan anjeun janten hésé pisan damel di kebon. Konsép anu sami tiasa dilacak dina ngadamel ranté.

Efisiensi na ogé gumantung kana beurat cai sareng angkutan udara, janten pabrik kompromi kana konsumsi bahan bakar tinggi pikeun nyiptakeun struktur anu langkung énténg.

Nanging, 2-tatnik dianggo sanés ngan ukur dina tatanén sareng sababaraha jinis pesawat. Dina olah raga otomatis / moto, beurat sami pentingna sareng glider atanapi mesin pemotong rumput. Supados mobil atanapi motor ngembangkeun kagancangan, desainer, nyiptakeun kendaraan sapertos kitu, nganggo bahan ringan. Detil tina bahan-bahan tina jisim mobil anu didamel dijelaskeun di dieu... Kusabab kitu, mesin ieu ngagaduhan kaunggulan tibatan anu beurat sareng téknis kompléks 4-stroke kompléks.

Ieu conto alit ngeunaan épéktipitas modifikasi dua-stroke tina mesin pembakaran internal dina olahraga. Ti saprak 1992, sababaraha motor parantos nganggo mesin Jepang-Jepang NSR4 500-silinder V-kembar dina balap motor MottoGP. Kalayan volume 0.5 liter, unit ieu ngembangkeun 200 horsepower, sareng crankshaft dipintal dugi ka 14 rébu révolusi per menit.

Torsi na 106 Nm. ngahontal parantos jam 11.5 rebu. Laju puncak anu tiasa dikembangkeun ku budak sapertos kitu langkung ti 320 kilométer per jam (gumantung kana beurat pengendara). Beurat mesin éta sorangan ngan ukur 45kg. Sakilogram beurat kendaraan mangrupikeun ampir hiji satengah tenaga kuda. Kaseueuran mobil olahraga bakal sirik babandingan kakuatan-to-beurat ieu.

Babandingan mesin dua-stroke sareng opat-stroke

Patanyaanna naha, mesinna henteu tiasa ngagaduhan unit anu produktif sapertos kitu? Mimiti, dua-stroke klasik mangrupikeun unit anu paling boros tina sadaya anu dianggo dina kendaraan. Alesan pikeun ieu nyaéta kaanehan dina ngabersihan sareng ngeusian silinder. Kadua, ngeunaan modifikasi balap sapertos Honda NSR500, kusabab revs anu luhur, umur kerja unitna alit pisan.

Kaunggulan unit 2-stroke tibatan analog 4-stroke diantarana:

• Kamampuh ngaleupaskeun kakuatan tina hiji révolusi batang engkol 1.7-XNUMX kali langkung luhur tibatan anu dihasilkeun ku mesin klasik kalayan mékanisme distribusi gas. Parameter ieu langkung penting pikeun téknologi laut gancang sareng modél pesawat piston.
• Kusabab fitur desain mesin pembakaran internal, éta ngagaduhan ukuran sareng beurat anu langkung alit. Parameter ieu penting pisan pikeun kendaraan hampang sapertos skuter. Sateuacanna, unit listrik sapertos kitu (biasana volume na henteu langkung ti 1.7 liter) dipasang dina mobil alit. Dina modifikasi sapertos kitu, kamar niupan engkol-engkol disayogikeun. Sababaraha model treuk ogé dilengkepan ku mesin dua-stroke. Biasana volume mesin pembakaran internal sapertos kitu sahenteuna 4.0 liter. Tiupan dina modifikasi sapertos kitu dilakukeun ku jenis aliran langsung.
• Bagéanna henteu langkung saé, sabab unsur-unsur anu gerak, pikeun ngahontal pangaruh anu sami sapertos dina analog 4-stroke, ngalakukeun dua kali langkung sababaraha gerakan (dua stroke digabungkeun dina hiji stroke piston).

Motor 4-stroke

Sanaos kaunggulan ieu, modifikasi mesin dua-stroke ngagaduhan kakurangan anu signifikan, sabab anu éta henteu praktis pikeun ngagunakeunana dina mobil. Ieu sababaraha kontra ieu:

• Model carburetor beroperasi kalayan leungitna muatan seger VTS nalika diberesihan kamar silinder.
• Dina vérsi 4-stroke, gas buang dikaluarkeun dugi ka langkung ageung tibatan anu dianggap analog. Alesanna nyaéta dina 2-stroke, piston henteu ngahontal pusat maot luhur nalika diberesihan, sareng prosés ieu dipastikeun ngan ukur nalika stroke leutik na. Kusabab ieu, sababaraha campuran suluh-hawa asup kana saluran pembuangan, sareng seueur gas knalpot tetep dina silinder éta nyalira. Pikeun ngirangan jumlah bahan bakar anu henteu dibakar dina knalpotna, pabrik modéren parantos ngembangkeun modifikasi ku sistem suntikan, tapi bahkan dina hal ieu mustahil ngaleupaskeun résidu pembakaran tina silinder.
• Motor ieu langkung seueur kakuatan lapar dibandingkeun sareng versi 4-stroke kalayan perpindahan anu sami.
• Turbocharger performa tinggi dianggo pikeun nyéépkeun silinder dina mesin suntikan. Dina motor sapertos kitu, hawa dikonsumsi hiji satengah ka dua kali langkung. Kusabab kitu, pamasangan saringan hawa khusus diperyogikeun.
• Nalika ngahontal rpm maksimum, unit 2-stroke ngahasilkeun langkung noise.
• Aranjeunna ngaroko langkung kuat.
• Dina édisi anu handap, aranjeunna ngahasilkeun getaran anu kuat. Henteu aya bédana dina mesin silinder tunggal sareng opat sareng dua stroke dina hal ieu.

Sedengkeun pikeun daya tahan mesin dua-stroke, dipercaya yén kusabab pelumasan anu goréng, éta gagal langkung gancang. Tapi, upami anjeun henteu ngémutan unit-unit pikeun motor olahraga (révolusi tinggi gancang nganonaktifkeun bagian), maka aturan konci tiasa dianggo dina mékanika: desain mékanisme anu langkung saderhana, bakal lami deui bakal tahan.

Mesin 4-stroke ngagaduhan jumlah bagian alit anu langkung ageung, utamina dina mékanisme distribusi gas (kanggo kumaha jalanna klep, dibaca di dieu), anu tiasa putus iraha waé.

Sakumaha anjeun tiasa tingali, pamekaran mesin pembakaran internal henteu liren dugi ka ayeuna, janten saha anu terang naon terobosan di daérah ieu anu bakal dilakukeun ku insinyur. Munculna pamekaran anyar mesin dua-stroke méré harepan yén dina waktos anu caket, mobil bakal dilengkepan ku powertrains anu langkung énggal sareng éfisién.

Kasimpulanana, urang nyarankeun ningali modifikasi séjén mesin dua-stroke sareng piston anu silih obah. Leres, téknologi ieu teu tiasa disebat inovatif, sapertos dina vérsi Hofbauer, sabab mesin pembakaran internal sapertos kitu mimiti dianggo deui dina taun 1930-an dina alat-alat militér. Nanging, pikeun kendaraan hampang, mesin 2-stroke sapertos éta henteu acan dianggo:

Mesin Lalu Lintas Counter anu Luar Biasa 2018

Patarosan na waleran:

Naon hartosna mesin 2-tak? Beda sareng mesin 4-tak, sadaya stroke dilakukeun dina hiji revolusi crankshaft (dua stroke dilakukeun dina hiji stroke piston). Di jerona, prosés ngeusian silinder sareng ventilasi éta digabungkeun.

Kumaha lubricated mesin dua-stroke? Kabéh rubbing surfaces internal tina mesin nu lubricated ku minyak dina suluh. Ku alatan éta, minyak dina mesin misalna kudu terus-terusan top up.

Kumaha jalanna mesin 2-tak? Dina mesin durukan internal ieu, dua stroke anu jelas dikedalkeun: komprési (piston ngalir ka TDC tur laun nutup heula purging lajeng liang knalpot) jeung stroke gawé (sanggeus ignition tina BTC piston pindah ka BDC,). muka palabuhan anu sami pikeun ngabersihkeun).