Kaksitahtimoottori

AutoWiki

Loikkaa: valikkoon, hakuun

Kaksitahtimoottoreita käytetään yleisimmin mopoissa, moottorisahoissa sekä muissa sovelluksissa joissa tarvitaan kevyttä, pienikokoista ja pienitehoista moottoria. Isoja kaksitahtisia dieselmoottoreita käytetään laivoissa, ja ne ovat usein hidaskäyntisiä jolloin kampiakselin voi liittää suoraan potkuriin ilman alennusvaihdetta.

Autoissa kaksitahtimoottoria käytetään usein kääpiöautoissa sekä pikkuautoissa ja pienehköissä autoissa: Goliath, Peel, DKW, Zwickau, Wartburg, Maico. Nykyään kaksitahtimoottori on varsin harvinainen henkilöautoissa. Vielä 1950- ja 1960-luvulla kaksitahtimoottori oli suhteellisen yleinen auton moottori varsinkin pikkuautoissa.

Kaksitahtimoottorin työkierto koostuu työtahdista ja huuhteluvaiheesta. Nelitahtimoottorista poiketen, kaksitahtimoottorin täydellinen työkierto tapahtuu yhden kampiakselin kierroksen aikana eli männän liikkuessa kerran ylös ja kerran alas. Kaksitahtimoottorissa moottorin voiman antava työtahti esiintyy siis jokaisella kampiakselin kierroksella eikä joka toisella, kuten nelitahtimoottorissa. Kaksitahtimoottori voi olla otto- tai dieselmoottori.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Kaksitahtimoottorin kaasunvaihto

Huuhteluvaiheen aikana sylinteriin virtaa puhdasta ilmaa ja edellisen työtahdin aikana syntyneet palokaasut poistetaan sylinteristä. Huuhtelu toteutetaan yleensä huuhtelupumpun avulla, jotta saavutetaan riittävän tehokas huuhtelu.

[muokkaa] Kampikammiohuuhtelu

Pienissä kaksitahtimoottoreissa suosittu ratkaisu on kampikammiohuuhtelu, jossa mäntä toimii samalla myös huuhtelupumpun mäntänä. Kampikammiohuuhtelun etuna on rakenteellinen yksinkertaisuus. Haittapuoli on huuhteluun kuluva työ, joka vähentää suoraan moottorista saatavaa hyötytehoa.

[muokkaa] Mekaaninen huuhtelupumppu

Hieman suuremmissa moottoreissa huuhteluvirtaus synnytetään yleensä erillisellä kompressorilla tai puhaltimella. Kampikammiohuuhteluun nähden etuna on mahdollisuus kehittää suurempi paine ja tilavuusvirta. Haittapuolena on edelleenkin kompressorin kuluttama teho, joka on otettava kampiakselilta ja joka siten vähentää moottorista saatavaa hyötytehoa.

[muokkaa] Turboahtaminen

Hidaskäyntiset kaksitahtimoottorit ovat yleensä turboahdettuja. Tällöin huuhteluvirtausta ei tarvitse kehittää moottorin hyötytehon avulla, vaan energia saadaan pakokaasuvirrasta. Osakuormalla ajoa varten tarvitaan kuitenkin yleensä erillinen kompressori.

[muokkaa] Poikittaishuuhtelu

Tässä tyypissä kaasut virtaavat huuhteluvaiheen aikana sylinterin poikki. Rakenne on yleinen pienissä moottoreissa, joita käytetään esimerkiksi moottorisahoissa, lehtipuhaltimissa ja mopoissa. Haittana on huono huuhteluaste, joka rajoittaa moottorin tehoa. Etuna on yksinkertaisuus, sillä venttiilejä ei tarvita.

[muokkaa] Mutkahuuhtelu

Mutkahuuhtelussa sisään virtaavan ilman reitti on hieman monimutkaisempi kuin poikittaishuuhtelussa. Mutkahuuhtelu ei edellytä venttiilejä, ja sillä saavutetaan parempi huuhteluaste kuin poikittaishuuhtelulla.

[muokkaa] Pitkittäishuuhtelu

Puhdas ilma virtaa yleensä sylinterin alaosassa olevista aukoista sisään ja poistuu sylinterikannessa olevasta pakoventtiilistä. Pitkittäishuuhtelulla saavutetaan paras huuhteluaste, ja se onkin yleisesti käytössä hidaskäyntisissä moottoreissa.

[muokkaa] Tehon lisääminen, sekä hyötysuhteen parantaminen

[muokkaa] Pakoputkisto

2-tahtikoneissa huomattava osa ilma-polttonesteseoksesta poistuu sylinteristä palamattomana pakoaukosta ulos. 1900-luvun puoliväliä lähestyttäessä saksalaiset moottoripyöräinsinöörit huomasivatkin, että oikein muotoiltu pakoputkisto saakin aikaan tehon lisäyksen sekä hyötysuhteen paranemisen. 2-tahtimoottoreiden pakoputkien idea onkin tuottaa sopiva huuhtelu takaisin sylinteriin, jotta vielä palamaton polttoaine saadaan käytettyä. Pakoputken muotoilu onkin hyvin kriittinen osa 2-tahtikoneissa. Putken muotoilulla voidaan säätää todella tarkasti koneen vääntöalueet. Putken toiminta perustuu äänennopeuden, pakoportin aukioloajan sekä halutun kierroslukuajan suhteisiin, sekä niiden avulla laskettuihin tarkkoihin mittoihin.

[muokkaa] Putken osat:

Alkukäyrä, Hajoittaja, Paisuntakammio, Kokoaja ja Peräputki

[muokkaa] Alkukäyrä

Alkukäyrän pituus vaikuttaa tehoalueeseen seuraavalla tavalla: Mitä lyhyempi alkukäyrä on kyseessä, sitä korkeammalle kierrosalueelle huippuvääntö nousee. Samalla huipputehokin nousee samassa suhteessa. Liian lyhyellä alkukäyrällä osa tehosta menetetään. Liian pitkä alkukäyrä taasen johtaa koneen lämpenemiseen, sekä huuhtelun tyrehtymiseen.

[muokkaa] Hajoittaja (diffuussori)

Hajoittajan muoto vaikuttaa samalla tavalla kuin mitä alkukäyrän pituus; jyrkästi kutistuva kartio tasoittaa vääntöä, kun taas pitkä toimii yläalueella. Hajoittajan tehtävä on saada aikaan alipainetta alkukäyrälle, sekä jäähdyttämällä, että myöskin laajentamalla pakokaasuja.

[muokkaa] Kokoaja

Kokoajan tehtävänä on kerätä painetta, sekä heijastaa paineaalto takaisin sylinterille putken keskustaa pitkin. Kokoajassa pätee samat säännöt kuin Hajoittajassa.

[muokkaa] Peräputki

Peräputken tarkoitus on luoda sopiva vastapaine, jotta muu putki toimisi oikein. Sopiva halkaisija peräputkelle on 0.55-0.65 alkukäyrän halkaisijasta. Tätä arvoa tulee seurata tarkasti, muuten putken toiminta häiriintyy suuresti. Pienemmällä putkella saadaan lisää vääntöä, suuremmalla enemmän kierroksia.

[muokkaa] Läppäventtiili

Useimpien kaksitahtikoneiden rakenne aiheuttaa myöskin sen, että palamatonta polttoaine - ilmaseosta virtaa myöskin takaisin kaasuttimelle. Tähän on ratkaisuna läppäventtiili (reed valve). Tässä varsin yksinkertaisessa osassa läpät avautuvat imun vaikutuksesta päästäen kaasuja vain yhteen suuntaan. Läpän jäykkyydellä voidaan myöskin vaikuttaa haluttuun tehoalueeseen, mitä jäykemmät läpät, sitä suuremmilla kierrosalueilla ne alkavat päästämään kaasuja kunnolla lävitse. Markkinoilta löytyy myöskin ns. 2-toimisia läppäventtiileitä. Niissä läpissä on 2 eri jäykkyysastetta olevat palat, joista toiset toimivat tehokkaasti matalilla kierroksilla ja toiset korkeimmilla. Näiden hyöty ei tosin ole yhtä suuri kuin voisi kuvitella.

[muokkaa] Sovelluksia

[muokkaa] Pienet työkoneet

Kaksitahtimoottorilla on mahdollista saavuttaa suurempi tehopainosuhde kuin nelitahtimoottoreilla. Tästä syystä kaksitahtimoottorit ovat suosittuja käsin käytettävissä työkoneissa kuten moottorisahoissa ja siimaleikkureissa. Nämä moottorit ovat yleensä kipinäsytytteisiä ja käyttävät polttoaineenaan bensiiniä. Haittapuolia ovat suuret hiilivetypäästöt ja suuri polttoaineenkulutus, sillä ilman sijasta sylinteriin imetään ilman ja polttoaineen seosta. Tällöin osa polttoaineesta poistuu palamattomana pakokaasuvirtaan.

[muokkaa] Perämoottorit

Kaksitahtimoottori soveltuu keveytensä ja yksinkertaisen rakenteensa ansiosta hyvin veneen perämoottoriksi. Viime vuosina suoraruiskutteiset kaksitahtimoottorit ovat yleistyneet, koska suoraruiskutuksella moottorin hyötysuhdetta voidaan kasvattaa ja päästöjä pienentää.

[muokkaa] Laivat

Suurten rahtialusten pääkoneet ovat monesti kaksitahtisia hidaskäyntisiä dieselmoottoreita, joiden pyörimisnopeus on alle 100 kierrosta minuutissa. Moottori voidaan tällöin kytkeä suoraan potkurinakseliin, eikä alennusvaihdetta tarvita. Suurimmissa moottoreissa iskunpituus voi olla kolme metriä ja sylinterin halkaisija lähes metrin. Laivadieseleissä käytetään yleensä pitkittäishuuhtelua, turboahdinta ja joskus mekaanista huuhtelupumppua.

Nahtavyys.gif Tätä artikkelia on pyydetty kuvitettavaksi.
Syy: {{{1}}}. Tarkempia tietoja saattaa olla sivulla AutoWiki:Artikkelitoiveet.

[muokkaa] Lähde

  • Artikkeli käyttää sisältöä Wikipedian Kaksitahtimoottori-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.
Henkilökohtaiset työkalut
Google AdSense