Tvåtaktsmotor
Från Rilpedia
Tvåtaktsmotor, en kolvmotor, av utförandet ottomotor eller dieselmotor, som bygger på att kolven i varje rörelse uppåt (och därmed varannan rörelse totalt sett) komprimerar bränsleblandningen, varefter denna antänds. En sådan rörelse kallas takt och motorn har fått sitt namn efter att det går två takter på en cykel. Detta arbetssätt skiljer den från fyrtaktsmotorn, där varannan rörelse uppåt (och därmed var fjärde rörelse totalt) komprimerar bränsleblandningen. En tvåtaktsmotor ger därför mer effekt i förhållande till storlek och vikt än en fyrtaktsmotor. I en tvåtaktsmotor blandas smörjoljan med bränslet. Smörjning sker antingen via en pump som pumpar olja från en behållare eller blandas direkt i bensinen. De flesta tvåtaktare kräver 2% olja i bensinen men med moderna tvåtaktsoljor kan det räcka med 1%.
Nedan finns en enkel formel för att beräkna hur mycket olja man skall hälla i om man redan har tankat bensin i tanken.
För 1% oljeblandning. Oljemängd(liter) = Bensinmängd(liter)/99
För 2% oljeblandning. Oljemängd(liter) = Bensinmängd(liter)/49
För 4% oljeblandning. Oljemängd(liter) = Bensinmängd(liter)/24
Innehåll |
Tvåtakts ottomotorer
Tvåtakts ottomotorer, där bränslet (ofta bensin) blandas med insugningsluften, är vanliga i mopeder, utombordsmotorer och diverse arbetsredskap som motorsågar och röjsågar där man eftersträvar låg vikt och enkel konstruktion.
En tvåtaktsmotor blir oftast billigare att tillverka och underhålla än en fyrtaktsmotor eftersom den i regel saknar ventiler och därmed har färre rörliga delar. Istället för ventiler i topplocket andas tvåtaktsmotorn genom portar i cylinderväggen.
Skillnaden på en tvåtaktare och fyrtaktare är att en fyrtaktare har maximalt vrid och toppeffekt vid låga varvtal medan en tvåtaktare har maximalt vrid och toppeffekt vid höga varvtal.
Nya tvåtaktsmotorer använder reedventil styrt insug som gör att ingen oförbrännd bränsleblandning åker tillbaka mot förgasaren eller insprutaren, när kolvslaget går ner. Den ökar effekten och ger mindre utsläpp. Därför kommer en konventionell tvåtaktsmotor alltid att ha ett smalare effektregister men högre toppeffekt än motsvarande konventionella fyrtaktsmotor med lika stor kubik cc.
Tvåtaktsmotorn har större negativ miljöpåverkan än fyrtaktsmotorn. Det beror på ofullständig förbränning av smörjolja som är inblandad i bränslet och ofullständig förbränning är också dålig för naturen, dock bryts oljan som inte förbränns i motorn ofta ner fort i naturen.
Sedan 1980-talet har dock tillverkarna arbetat en hel del med att förbättra tvåtaktsmotorn, och numera har den nästan samma verkningsgrad som en fyrtaktsmotor. Detta har främst uppnåtts genom att införa elektroniskt styrd bränsleinsprutning.
Tvåtaktarens expansionskammare
Eftersom de flesta tvåtaktsmotorer inte har någon avgasventil så åker en del av bränsleblandningen rakt i avgasporten och förblir därmed oförbränd. Denna förlust är tvåtaktsmotorns största stötesten. För att lösa detta har många tvåtaktsmotorer utrustats med ett expansionsrör (bilden ovan), som skapar mottryck av avgaserna och därmed höjer den effektiva kompressionen och hindrar oförbränd bränsleblandning att åka ut i avgasröret. Expansionsröret fungerar genom att avgaserna expanderar i den första "tratten", och suger ut avgas och också ny bränsleluftblandning i avgasröret. Då avgasstöten når den andra, motstående tratten studsar den tillbaka, och trycker åter in den färska bränsleblandningen i cylindern, då överströmningskanalen är stängd, men avgaskanalen ännu är öppen. Detta ger en överfyllning i cylindern redan före kolven har stängt avgaskanalen, därav den radikalt höjda effekten. Expansionsrör fungerar vid ett visst, mycket smalt varvtalsområde, d.v.s. de varvtalen röret ger ifrån sig mest effekt på. Expansionsrörets längd har direkt inverkan på vilket varvtal toppeffekten uppnås, då avgasstötarna rör sig med ljudets hastighet inuti expansionskammaren. Om rörets totallängd halveras, dubbleras varvtalet där toppeffekten finns. Oftast fås en högre effekt ut vid ett högre varvtal. Detta avgassystem ger stor effektökning och utnyttjas ofta vid t.ex. mopedtrimning, då man ofta köper så kallat effektrör, vilket oftast är effektivare än originalröret. En moped utrustad med expansionskammare ger ofta ett så kallat "ketchup effekt", d.v.s. att effekten kommer mycket plötsligt vid ett visst varvtal.
Dock så är nya tvåtaktsmotorer på tex en snöskoter nästan alltid utrustade med avgasventiler som gör att mindre oförbrännd bränsleblandning åker ut i avgasporten när kolvrörelsen är i botten, samtidigt gör avgasventilen så att motorn får en ökad effekt och vridmoment.
Tvåtakts dieselmotorer
Tvåtakts dieselmotorer är den vanligaste typen av huvudmotor i maskineriet hos större fartyg. Till skillnad från tvåtaktsmotorn av ottotyp har tvåtaktsdieseln hög verkningsgrad jämfört med andra motortyper. I dieselmotorn sprutas bränslet in direkt i cylindern vid förbränningen, och problemet med oförbränt bränsle i avgaserna uppstår inte. Luft med högre tryck används för spolning och därigenom undviks problemet med kvarvarande förbränningsrester (ofta är motorerna turboladdade). Vissa tvåtaktsdieslar har avgasventiler liknande fyrtaktsmotorns. Ofta är motorerna i fartyg mycket lågvarviga (cirka 100 varv per minut) och kan då direkt driva propellern utan nedväxling. Tvåtaktsmotorer kan i princip fungera oavsett rotationsriktning, och på vissa fartyg backar man genom att reversera maskinen. På så vis behövs ingen reverserväxel.
