Dvitakčiai varikliai

Šiuolaikiniame pasaulyje plačiai naudojami du pagrindiniai variklių tipai: dvitaktis ir keturtaktis. Dvitaktis variklis, sukurtas apie 1879 metus, dėl savo nesudėtingos konstrukcijos ir didelės galios užėmė tvirtą poziciją.

Dvitakčio variklio veikimo principas

Dvitaktis variklis yra vidaus degimo variklio tipas, kuris užbaigia galios ciklą dviem stūmoklio taktais (judesiais aukštyn ir žemyn) per vieną alkūninio veleno apsisukimą. Dviejų taktų variklio veikimo procesas pasižymi vienu metu arba persidengiančiomis operacijomis, kurios konsoliduoja veiksmus ir suteikia galią kiekviename apsisukime.

Pagrindiniai komponentai ir jų funkcijos:

• Stūmoklis, žiedai: pagrindinis komponentas, judantis cilindre.
• Alkūninis velenas: paverčia stūmoklio tiesiaeigį judesį sukamuoju.
• Švaistiklis: jungia stūmoklį su alkūniniu velenu.
• Cilindras: darbinė erdvė stūmokliui.
• Degimo kamera: vieta, kurioje vyksta kuro mišinio degimas.
• Žvakė: uždega kuro mišinį.
• Cilindro galvutė: uždaro cilindrą iš viršaus.
• Įsiurbimo anga (1 ir 2): pro ją į variklį patenka kuro mišinys.
• Išmetimo anga: pro ją pašalinamos sudegusios dujos.

Dvitakčio variklio darbo ciklas:

1. Stūmoklis kildamas cilindre suspaudžia degų mišinį. Žvakės kibirkštis jį uždega, mišinys sprogsta ir stumia stūmoklį žemyn. Tuo metu, kai stūmoklis cilindre pakilęs į viršutinį tašką, per įsiurbimo angą į variklio karterį plūsteli šviežia kuro mišinio porcija.
2. Stūmoklis leisdamasis žemyn sudaro spaudimą karteryje, todėl jame esanti šviežia kuro mišinio porcija per antrą įsiurbimo angą įstumiama į degimo kamerą cilindre. Neatsiejamas dvitakčio variklio komponentas, kurio dėka variklis veikia sklandžiai - rezonansinis išmetimas.

Dvitakčiame variklyje visas darbo ciklas įvyksta per vieną alkūninio veleno apsisukimą. Dažniausiai naudojami vadinamieji karterinio pripildymo dvitakčiai varikliai.

Dvitakčių variklių privalumai

Dėl paprastesnės ir lengvesnės konstrukcijos dvitakčiai varikliai turi daug privalumų:

• Paprasta konstrukcija ir mažesnis svoris: Dvitakčiai varikliai iš esmės yra paprastesni nei keturtakčiai. Jų konstrukcija su mažiau judančių dalių ir be sudėtingos vožtuvų sistemos daro juos lengvesnius ir kompaktiškesnius. Tai leidžia lengvai montuoti variklį ant įvairios technikos, pvz., baidarės ar kitos mažos valties.
• Didesnis galios ir svorio santykis: Dvitaktis variklis su mažesniu taktų skaičiumi atlieka dvigubai daugiau darbo už keturtaktį, todėl išvysto didelę galią su dideliu galios ir svorio santykiu. Variklio sukimosi judesiai užtrunka tik vieną galios taktą kiekvienam alkūninio veleno apsisukimui.
• Mažesnės remonto ir priežiūros išlaidos: Dėl mažiau judančių dalių dvitakčių variklių remonto išlaidos yra mažesnės. Be to, paprastesnė konstrukcija sumažina variklio dalių trintį darbo metu ir padidina mechaninį efektyvumą.
• Patikimumas ir ilgaamžiškumas: Dvitakčiai varikliai garsėja savo patikimumu ir ilgaamžiškumu, ypač dėl atsparumo drėgmei, nes neturi elektroninių komponentų, kurie gali sugesti dėl jos poveikio.
• Galimybė veikti bet kokioje padėtyje: Dvitakčiai varikliai gali veikti bet kokioje pasvirimo padėtyje.

Dvitakčių variklių trūkumai

Nepaisant privalumų, dvitakčiai varikliai turi ir trūkumų:

• Ekonomiškumo stoka ir didelis degalų suvartojimas: Dvitakčiai varikliai nėra ekonomiški, nes mišinio įsiurbimo metu būna atvira ir išmetimo anga, per kurią dalis nesudegusio mišinio išstumiama lauk. Dėl dvitakčio variklio pobūdžio išmetimo anga lieka atvira, kol į variklį įpurškiamas kuras. Dalis kuro patenka tiesiai į išmetimo angą ir nesudega.
• Trumpesnis variklio resursas: Dvitaktis variklis su mažesniu taktų skaičiumi atlieka dvigubai daugiau darbo už keturtaktį, todėl ir dyla greičiau. Tai lemia trumpesnį tarnavimo laiką ir didesnį susidėvėjimą.
• Aplinkos tarša: Į degimo kamerą kartu su kuru patenkantis tepalas dega ir išmetamos dujos stipriau teršia aplinką. Dviejų taktų variklis nedega švariai, todėl oro tarša yra didesnė nei keturtakčio.
• Triukšmas ir vibracija: Dvitakčio variklio kartu su išmetimo rezonatoriumi skleidžiamas didelis garsas, o darbo metu gali atsirasti per didelė vibracija ar triukšmas.
• Siauras galios diapazonas: Dvitaktis variklis turi siaurą galios diapazoną arba greičio diapazoną, kuriame variklis yra efektyviausias, taip pat gali tapti nestabilus tuščiąja eiga.

Tepimo sistema

Dvitakčiuose varikliuose benzinas turi būti maišomas su alyva. Degalai ir tepalinė alyva paprastai sumaišomi prieš įsiurbimą. Tepimo alyva bus sudeginta kartu su kuru. Benzino ir alyvos santykis svyruoja nuo 10:1 iki 50:1 pagal tūrį. Būtina naudoti tik tinkamą alyvą, rekomenduojamą gamintojo. Sumažinus arba padidinus proporciją, galima pritaikyti variklio galios išvestį: padidinti ar sumažinti greitį bei judėjimo kryptį.

Dvitakčių variklių pritaikymas

Dėl savo stiprumo, paprastumo, kompaktiškumo ir lengvumo dvitakčiai varikliai dažniausiai naudojami mažesnėse, nešiojamose mašinose ir laivybos srityje:

• Sodo ir miško priežiūros technika: benzininiai pjūklai, žoliapjovės, krūmapjovės, trimeriai, pūstuvai, gyvatvorių žirklės ir daugybė kitų pritaikymų. Ši technika reikalauja variklių, kurie yra lengvi, bet pakankamai galingi, kad atliktų reikiamus darbus.
• Laivybos srityje: mažuose laivuose, kurie reikalauja didelės galios tam, kad greitai judėtų prieš srovę arba stiprų vėją. Ypač populiarūs žvejyboje mariose, kur svarbus variklio mažas dydis ir lengvumas, leidžiantis lengvai montuoti variklį ant baidarės ar kitos mažos valties.

Inovacijos ir ateities perspektyvos

Kompanijos, tokios kaip „EcoMotors“, domisi dvitakčių variklių tobulinimu, siekdamos padidinti jų efektyvumą ir sumažinti aplinkos taršą. Jų kuriami priešpriešinių vožtuvų ir priešpriešinių cilindrų (angl. opposed piston, opposed cylinder - OPOC) varikliai veikia su 4 vožtuvais ir priešingomis kryptimis sumontuotais cilindrais, kurie yra sujungti vienu alkūniniu velenu. Pilnas ciklas atliekamas per 2 taktus, atiduodant dvigubai daugiau galios nei įprastas keturtaktis variklis.

Tokie patobulinimai apima:

• Turbokompresoriaus naudojimas: leidžia valdyti slėgį cilindruose ir išgauti didžiausią efektyvumą.
• Kintamas vožtuvų atidarymo laikas: leidžia skirtingu metu atidaryti įsiurbimo ir išmetimo angas, taip sumažinant neišeikvoto kuro išmetimą.
• Aukšto slėgio įpurškimas ir kompiuterizuotas valdymas: padidina variklio efektyvumą.
• OPOC variklių konfigūracija: susideda iš dviejų cilindrų skirtingose alkūninio veleno pusėse, kurie gali veikti atskirai arba kartu, taip pagerindami kuro sąnaudų efektyvumą iki 45 proc.

Šios inovacijos leidžia tikėtis, kad patobulinti dvitakčiai varikliai galės būti plačiau naudojami ateities transporto priemonėse.

Dvitakčių variklių priežiūra

Norint išlaikyti dvitaktį variklį veikiantį puikiai, būtina tinkamai jį prižiūrėti:

• Alyvos ir benzino santykio palaikymas: būtina naudoti tik tinkamą alyvą, rekomenduojamą gamintojo, sumaišytą su benzinu prie iš anksto nustatyto santykio.
• Reguliarus valymas: reguliariai tikrinkite zoną ir tinkamai ją išvalykite nuo purvo, dumblo ir kitų priemaišų, kurios gali trukdyti varikliui veikti sklandžiai.
• Oro filtro tikrinimas ir keitimas: tikrinti variklio oro filtrą ir išvalyti arba pakeisti jį, jei jis yra purvinas ar sugadintas.
• Vizualinė patikra ir diagnostika: atidžiai stebėkite variklio išvaizdą, ieškokite įtrūkimų, prasiskverbimų ar kitų mechaninių pažeidimų, kurie gali sukelti gedimus. Deginimo gedimas gali būti siejamas su netinkamų tepalų naudojimu, deginimo kameros ar žiedų būklės pažeidimais arba variklio perkarbonizacija.

Prieš pradedant remonto procesą, būtina atlikti išsamų variklio diagnostiką ir įvertinti jo būklę. Remontas gali būti atliekamas specializuotoje techninės priežiūros darbo vietoje.

Aplinkai draugiškos alternatyvos

Laivybos srityje svarbu rinktis aplinkai draugiškus dvitakčių variklių variantus, kad sumažintume neigiamą poveikį aplinkai:

• Elektriniai dvitakčiai varikliai: veikia naudodami elektros energiją, neturi išmetamo CO2 ir dūminių dujų, yra tylūs, efektyvesni ir lengviau prižiūrimi. Tačiau jiems reikia greito įkrovimo, turi ribotą veikimo atstumą ir yra brangesni.
• Biolieptiniai tepalai: pagaminti iš natūralių žaliavų (augalinio aliejaus) yra palankūs aplinkai, leidžia mažinti CO2 išmetimą ir sumažina dirvožemio taršą. Be to, jie mažiau kenkia naudotojams ir reikalauja mažiau techninės priežiūros.

tags: #automobiliu #varikliai #dvitakciai