Sie können helfen, indem Sie Referenzen hinzufügen oder unveröffentlichte Inhalte entfernen. Weitere Informationen finden Sie auf der Diskussionsseite .
Ein Zweitaktmotor hat einen oder mehrere Kolben , die sich durch die Zylinder bewegen und einen vollständigen Verbrennungszyklus in nur zwei linearen Bewegungen ausführen. Die Bewegung des Kolbens im Zylinder durch die Lichtkanäle zwischen dem unteren Teil des Kurbelgehäuses und dem oberen Teil des Zylinders ermöglicht das Evakuieren der verbrannten Gase und das Befüllen des Zylinders mit Frischgas (Kraftstoffdämpfe und Oxidationsmittel). .über die Clamshell-Box . Eine andere Technik von Zweitaktmotoren beruht auf Einlass- und Auslassventilen wie Cummins Diesel. Es gelangt kein Gas ins Kurbelgehäuse, die Spülung erfolgt direkt im Zylinder, die Einspritzung erfolgt bei geschlossenen Ventilen.
Inspiriert von der Arbeit von Pierre Hugon wurde 1859 der erste Zweitaktmotor vom belgischen Ingenieur Étienne Lenoir konstruiert . Dieser Motor wurde 1878 vom schottischen Ingenieur Dugald Clerk verbessert .
Der Zweitaktmotor in etwa identischer Form mit dem, was wir heute kennen , wurde 1889 von einem anderen englischen Ingenieur, Joseph Day , entworfen.
Der Ixion- Motor wurde 1897 von Léon Cordonnier erfunden und markierte die Anfänge des Zweitaktmotors mit Drehverteiler.
Der Zweitaktzyklus eines Verbrennungsmotors unterscheidet sich vom Beau de Rochas- Zyklus dadurch, dass er einen Zyklus von nur zwei linearen Kolbenbewegungen anstelle von vier hat, obwohl immer die gleichen vier Vorgänge (Ansaugung, Kompression, Verbrennung / Expansion und Auslass) durchgeführt werden expansion aus. Es gibt also einen Motorzyklus pro Umdrehung statt einen alle zwei Umdrehungen beim Viertaktmotor . Der Zyklus gliedert sich wie folgt:
Die verschiedenen Phasen sind wie folgt:
Der 2-Takt-Motor hatte nicht immer die Leistung, die wir heute kennen. Es war sogar zuvor ein wählerischer, träger Motor mit einem hoffnungslos niedrigen Wirkungsgrad. Schon sehr früh haben die Ingenieure dem Hauptproblem des 2-Takt-Motors entgegengewirkt, der Tatsache, dass die Ein- und Auslasskanäle während der Hubphase des Kolbens nicht vollständig geschlossen sind, verursacht zwei Phänomene:
Im Laufe der Zeit werden daher mehrere Veränderungen entwickelt. Einige sind mittlerweile weit verbreitet, andere eher marginal.
Die wichtigsten Entwicklungen bei Verbrauchermotoren sind wie folgt:
Entspannungstopf gewährt Dieser Topf verbessert das Kehren, indem er die Frischgase zurück in den Zylinder drückt. Der Begriff "Ausdehnungsrohr" ist ein weit verbreiteter, aber unpassender Name (er wird auch für den Vorschalldämpfer von Autoauspuffanlagen verwendet); technisch ist es richtiger, von einem Resonator zu sprechen. Das Trigger-Resonator-Tuning ist eine komplexe und teilweise empirische Wissenschaft, bei der Tuner wahre Bibliotheken von Auspuffrohren entwickeln, von denen einige für gewundene Rundstrecken und andere für Rundstrecken mit langen geraden Linien geeignet sind, die feine Unterschiede in den vier Elementen spielen: Auspuffrohr, divergierend Konus, konvergierender Gegenkonus und Schlepprohr. Ohne ins Detail zu gehen, fördert ein kurzer, dickbauchiger Resonator maximale Leistung, aber über einen engen Drehzahlbereich, während ein dünnerer, längerer Resonator die Laufruhe und Vielseitigkeit des Motors auf Kosten der maximalen Leistung fördert. Die Ausbreitung von Druck- und Gegendruckwelle in einem 2-Takt-Resonator ist ziemlich ähnlich wie in dem Pulsreaktor , der während des Zweiten Weltkriegs für V1-Raketen entwickelt wurde . Berechnungen zur Auslegung der Topfentspannung gehen von einer Wellengeschwindigkeit in der Größenordnung von 510 Metern pro Sekunde bis zu einer Temperatur von 700 °C aus . Dieses Konzept, das 1955 von CZ (Tschechoslowakische Motorradmarke) entwickelt wurde, war eine der wichtigsten Verbesserungen des Zweitaktmotors. Einlassventile Diese Ventile können flach oder dachförmig sein, um den Ansaugzyklus im Kurbelgehäuse asymmetrisch zu gestalten. Es befindet sich normalerweise am Kurbelgehäuse (manchmal am Zylinder). Allein der Ventileinlass stellt eine kleine Revolution dar: Er ermöglicht das Hinzufügen eines Transfers zum hinteren Teil des Zylinders, wodurch der Motor effizienter wird, und beseitigt das Problem des Gasrückflusses in den Vergaser, was auch einen einfacheren Kaltstart und bessere Pickups ermöglicht (verbesserte Vorkompression). Diese flachen "Daisy- Chained " -Ventile wurden erstmals von Außenbordmotorenherstellern (Kiekhafer-Mercury, OMC-Johnson-Evinrude) in Serie verwendet . Die japanische Firma Yamaha und die schwedische Husqvarna perfektionierten dieses System mit "Dach"-Ventilen, die im Handel als " Reed Valve " bezeichnet werden, was einen besseren Durchfluss und eine echte Kontrolle von Resonanzphänomenen ermöglicht. Andere Entwicklungen werden darin bestehen, die Lamellen der ersten Generation durch Epoxid- oder Carbonlamellen zu ersetzen. Wie bei jedem zyklischen System kann die Resonanzfrequenz die richtige Phasenlage beim Schließen und Öffnen stören. Beachten Sie, dass es keine Studien zu diesen Systemen gibt, außer im Bereich der Kältekompressoren. Es wurde jedoch festgestellt, dass Kohleventile für Hochgeschwindigkeits-Betriebsbereiche vorzuziehen sind, während Epoxidventile niedrige und mittlere Geschwindigkeiten bevorzugen. Der Nachteil dieser Ventilboxen liegt im Druckabfall, der keine vollständig optimierte Befüllung ermöglicht. Trotzdem ist es das beste Ansaugsystem, da es sich vollständig selbst anpasst.Der Drehverteiler hat den Vorteil, keine Druckverluste zu erzeugen und somit eine optimale Befüllung über einen bestimmten Drehzahlbereich zu ermöglichen.
Im Gegensatz zu Ventilboxen ist der Einsatzbereich eingeschränkter. Trotzdem ist es immer noch möglich, dieses Gerät für hohe Geschwindigkeiten (mit hohen Öffnungszeiten) zu verwenden und es hat sich im Geschwindigkeitsbereich weit verbreitet.
Variation des Auslasskanals entsprechend der Geschwindigkeit Dadurch kann die Auspuffzeit bei hohen Drehzahlen verlängert werden. Selten bei Mopeds, aber weit verbreitet bei Maschinen mit größerem Hubraum. Allerdings ist dieses System im Bereich Jet-Sky, Sky-Doo (sehr bekannt bei Bombardier), aber auch in der Welt des Motorradrennsports sehr verbreitet, da es unverzichtbar geworden ist. So ermöglicht ein Öffnungssystem (elektronisch oder zentrifugal) die Höhe der Auslassöffnung zu variieren. Leistungen :Dieser Motortyp ist insbesondere bei kleineren Motoren, insbesondere Rollern, üblich. Es hat die Vorteile der Einfachheit, des Gewichts und der geringen Stellfläche sowie des Betriebs in jeder Position, ohne dass eine Trockensumpfschmierung erforderlich ist . Es wird auch bei Hochleistungs-Schiffsmotoren wie dem des Containerschiffs CMA CGM Jules Verne verwendet , einem 14-Zylinder-Reihenmotor, Bohrung 960 mm , Leistung 108.000 PS . Einige neuere große LNG -Tanker verwenden 2-Takt-Gas- und Heizölmotoren, deren Gas aus der Verdampfung von flüssigem Methan aus den Tanks stammt, wodurch die Freisetzung von gasförmigem Methan in die Atmosphäre vermieden wird und auch der Ausstoß der enthaltenen Schadstoffe reduziert wird in flüssigen Brennstoffen, die dann in kleinen Mengen verwendet werden. Wenn es sich jedoch auch um 2-Takt-Motoren handelt, handelt es sich um mit Schweröl betriebene Dieselmotoren, die mit Kompressor(en), mit indirekter oder sogar direkter Einspritzung und teilweise mit Ventilen zur Steuerung der Kraftstoffphase ausgestattet sind. Diese Motoren haben offensichtlich wenig gemein mit denen unserer beiden Räder mit kleinem oder mittlerem Hubraum.
In den 1970er Jahren wurde der Zweitaktmotor wegen seiner Leichtigkeit, Einfachheit und Leistung sowie seiner geringeren Herstellungskosten weit verbreitet. Damals entwickelten viele Motorradhersteller Modelle mit 2-Takt-Motoren, auch mit großem Hubraum, wie die Kawasaki 750 H2 . In Frankreich ist die Motobécane 125 von 1970 das Spiegelbild dieser Zeit. Aber der Anstieg des Ölpreises und insbesondere die immer restriktiver werdenden Umweltschutzvorschriften haben den Einsatz dieser Art von Motoren nach und nach eingeschränkt.
Aus Kosten-, Zuverlässigkeits- und Gewichtsgründen sind jedoch immer mehr Motorräder mit 2-Takt-Motoren mit Benzineinspritzung am Start von Offroad-Wettbewerben (Motocross, Enduro und Trial) präsent.
Kawasaki 750 H2 Mach IV erstes Modell.
Motobécane 125 LT1, bereit, am Coupe Moto Légende teilzunehmen .
2017 erschien die Direkteinspritzung bei der KTM 250 und 300 TPI EXC (Enduro-Motorräder mit Straßenzulassung und Euro 4 ). Das Benzin wird mit zwei Einspritzdüsen an den linken und rechten Übergängen gesprüht. Beachten Sie, dass die Schmierung durch eine separate Fettpumpe erfolgt, wodurch Kraftstoff direkt an der Pumpe eingefüllt werden kann. Im Jahr 2020 war TM Racing an der Reihe , ein sehr ähnliches System auch auf ihren Enduro 250 und 300 zu verwenden.
Die 2-Takt-Technologie hat den Vorteil der Leichtigkeit und Einfachheit, weshalb sie von Anfang an für Außenbordmotoren verwendet wurde (der traditionelle Motogodille , dessen thermischer Teil von der Firma Buchet hergestellt wurde, und der amerikanische ELTO, der von den Amerikanern entwickelt wurde). schwedischer Ingenieur Ole Evinrude .) Dieser Motortyp galt als mechanisches Äquivalent eines Ruders und musste zerlegt und leicht transportiert werden können, um ihn vor Dieben zu schützen.
Der Nanteser Industrielle Goïot, ebenfalls Armaturenhersteller und in seiner Freizeit Motorradfahrer, sprach für die von ihm vor dem Zweiten Weltkrieg entwickelten Außenbordmotoren lieber von einem „abnehmbaren Treibstoff“ aus einer eigenen Aluminiumlegierung , vollkommen unempfindlich gegen Meereskorrosion.
Im Vergleich zu Motorradmotoren, mit denen er viele Eigenschaften teilt (bestimmte Hersteller wie Yamaha , Suzuki , Tohatsu , Honda , Sunbeam- British Seagull , Tomos sind oder waren auf beiden Märkten präsent), übertrifft der Motor die 2-Takt-Kante hat einige Besonderheiten.
Mechanische ImplantationMit Ausnahme der alten Motogodille (schräg) sind die Kurbelwelle und die Hauptgetriebewelle (aus Kompaktheitsgründen) vertikal angeordnet, das Schwungrad oben, wobei so viel wie möglich die empfindlichen elektrischen Komponenten ( platinbeschichtete Schrauben) ) vor eventuell Salzwasserspritzern geschützt. Der (die) Vergaser (Doppelzylinder sind oft mit einem einzigen Vergaser ausgestattet, um komplizierte Steuerzeiteneinstellungen zu vermeiden) befinden sich im vorderen Bereich des Bootes, die Zylinder und Zündkerzen im hinteren Bereich (manchmal anfällig, wenn das Boot langsamer wird und seine Kielwasserwelle fängt) auf damit).
KühlungDie fast universelle Lösung ist die Wasserkühlung (2-Takt-Motorräder werden seit langem durch Luft, Verdrängung oder durch eine Turbine angetrieben) ohne Kühler. Bei Außenbordern wird das Wasser direkt aus dem Wasser (Meer oder Fluss) unterhalb der Wasserlinie durch Entlüftungsöffnungen entnommen, die mit einer an der vertikalen Welle befestigten Rotationspumpe verbunden sind. Der Rotor dieser Pumpe ( aus Nitrilkautschuk ) hat die Form eines Seesterns und muss sehr regelmäßig gewechselt werden.
Dies ist einer der wichtigsten Punkte dieser Art von Motoren: Der Benutzer muss sich vor Algen, Plastiktüten zwischen zwei Gewässern und suspendierten Sedimenten hüten. Er muss die Bypass-Anzeige des Wasserkreislaufs (die "Quetschflasche") überprüfen und auf das Motorgeräusch achten, wenn es trocken und metallisch ist: Tatsächlich dient das Kühlwasser auch dazu, das Motorgeräusch zu dämpfen. 'Auspuff.
ÜbertragungDas Getriebe (oder die Inverterbox) ist auf seine einfachste Form reduziert: Vorwärts-, Neutral- und Rückwärtsgang oder bei den kleinsten Motoren sogar ganz fehlend. Der letzte Gang kann durch Ändern des Propellers eingestellt werden, um die für das Boot am besten geeignete Steigung zu finden. Er befindet sich unterhalb der Wasserlinie im Triebwerksboden, ist anfällig für Stöße auf Felsen und der Benutzer muss eine gute Seetüchtigkeit zeigen.
Technologische EntwicklungenSpezifische Leistungen niedriger als bei Motorradmotoren (ein Hubraum von 250 cm 3 für nur 10 PS Leistung ist üblich) und mit Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen ausgelegt, haben sich 2-Takt-Außenbordmotoren dennoch verändert Ventile, elektronische CDI-Zündung (in der Regel harzversiegelt in einem komplett abgedichteten Gehäuse), Getrenntschmierung (außer bei kleinen Leistungen) und neuerdings Austausch von Vergasern durch Systemeinspritzung zur Erfüllung neuer Umweltschutzvorschriften (Europäische Norm bekannt als " Bodensee . ") " ).
Seit Beginn des XXI ten Jahrhunderts, 4-Takt - Motoren nach und nach der 2-Zeit für hohe Leistung ersetzt haben (die so gut wie nie das Boot abgebaut) , aber Evinrude Firmen, Tohatsu und Kiekhafer Mercury weiterhin Motoren 2-Takt - Einspritzung produzieren moderne Anti Treffen -Verschmutzungsnormen. Eine weitere Stärke des 2-Takt-Außenbordmotors ist die leichte Wiederanlaufbarkeit nach dem Untertauchen (Kentern des Bootes, Sturz ins Wasser beim Handling, Seesack), einfaches Spülen mit Frischwasser, Vergaserspülung und Spritzen mit Kriechöl sind ausreichend, wohingegen ein 4-Takt-Motor wesentlich komplexere und teurere Operationen erfordert, um wieder in Betrieb genommen zu werden.
Der bekannteste der 2-Takt-Motorwagen ist die Trabant-Baureihe , die damals in der DDR von der Firma VEB Sachsenring Automobilwerk Zwickau produziert wurde .
Die DKW- Firma (in Westdeutschland) und ihr ostdeutsches Pendant Wartburg produzierten Zweitakt-Dreizylinder-Motorwagen, die deutlich effizienter waren und sich eher an der Spitze der Baureihe positionierten als der ganz einfache Trabant, der sich mit einem Zwilling zufrieden gab.
In Polen produzierte die Firma FSO von 1957 bis 1983 ein Auto mit 2-Takt-Motor: den FSO Syrena .
Der schwedische Hersteller Saab verwendet 2-Takt-Motoren, um seine Modelle 92001 , 92 , 93 sowie die frühen 96er anzutreiben .
Micro-urban verwendet auch einen 2-Takt-Motor wie die von der italienischen Firma ISO Rivolta entworfene Isetta und die sehr originelle Vespa 400 , ein Konkurrent des Fiat 500 Topolino, die einen 2-Takt-Zweitaktmotor 400 cm 3 verwendet, der mit einer Automatik ausgestattet ist Mischer, ein cleveres Gerät, das, ohne eine echte Getrenntschmierung zu sein, wie das Yamaha Autolube, das der Vorläufer war.
BFS Syrena 101.
Saab 96 von 1961.
Isetta.
Heute werden kleine 2-Takt-Motoren in allen Arten von Maschinen verwendet, die eine hohe Drehzahl im Direktantrieb erfordern, wie Kettensägen oder Laubbläser , und in Fahrzeugen wie Kart oder vielen Rollern (die über ein Kupplungssystem verfügen).
Kettensäge.
Roller.
Der 2-Takt-Zyklus ist immer noch weit verbreitet in großen Dieselmotoren mit niedriger Drehzahl (einige hundert Umdrehungen pro Minute), wie sie beispielsweise Containerschiffe antreiben (Beispiel: Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96C ). Die Absaugung erfolgt oft durch ein oder mehrere Ventile und die Aufnahme durch Lichter.
Historisch wurde es bei ziemlich exotischen Motoren verwendet wie:
Der Zweitaktmotor ist einfach in seiner Konstruktion, aber von komplexer Dynamik in seinem Betrieb.
Der traditionelle 2-Takt-Motor hat auch seine Nachteile.
Die Hauptprobleme sind in seiner „klassischen“ Version mit Einlass und Auslass durch Lichter (diese Nachteile gelten nicht für Motoren mit Einlass / Auslass durch Ventile - wie Diesel):