Pracovní oběh dvoudobého motoru

U dvoudobého motoru jsou k vykonání jednoho pracovního cyklu (oběhu) potřeba pouze dva zdvihy pístu. Celý pracovní cyklus tedy proběhne během jedné otáčky klikového hřídele tj. 360°. U dvoudobého motoru je funkční i prostor v klikové skříni tj. pod pístem. Proto musí být kliková skříň utěsněna! Výměna náplně je většinou řízena pístem a uskutečňuje se kanály ve stěně válce.

Motor má tři druhy pracovních kanálů (obr. 1):
A.  sací
B.  výfukový
C.  přepouštěcí

obr. 1 – princip činnosti dvoudobého motoru

Princip činnosti:
Píst se pohybuje z DÚ do HÚ (obr. 1-1)

Činnost v klikové skříni (pod pístem)
Po uzavření přepouštěcího kanálu horní hranou pístu se v utěsněné klikové skříni zvětšuje objem a vzniká v ní podtlak asi 20 kPa až 40 kPa. Po uvolnění sacího kanálu dolní hranou pístu, začne skutečné nasávání směsi (obvykle výbušná směs+mazací olej) do klikové skříně.

Činnost ve spalovacím prostoru (nad pístem)
Po uzavření výfukového kanálu začíná stlačování zápalné směsi ve válci nad pístem. Krátce před HU přeskočí na svíčce jiskra a zažehne zápalnou směs.

Píst se pohybuje z HÚ do DÚ (obr. 1-2)

Činnost ve spalovacím prostoru
V důsledku hoření směsi rychle vzroste teplota a tím i tlak. Vzniklé plyny se rozpínají a tlačí na píst z HÚ do DÚ. Energie horkých plynů se tak převádí na mechanickou práci.

Činnost v klikové skříni
Píst uzavře sací kanál a směs uzavřená v klikové skříni se začne stlačovat. V klikové skříni bude přetlak 30 kPa až 60 kPa.

Výměna náplně (činnost pod i nad pístem) (obr. 1-3)

Nejprve horní hrana pístu otevře výfukový kanál. Spaliny prudce unikají do výfukového potrubí a tlak nad pístem prudce poklesne. Krátce nato píst svojí horní hranou otevře přepouštěcí kanál a zápalná směs vlivem přetlaku v klikové skříni začne proudit do pracovního prostoru. Před sebou vytlačuje spaliny do výf. kanálu a tím dochází k vyplachování válce. Tento děj končí po uzavření přepouštěcího a následně i výfukového kanálu. Pak nad pístem následuje komprese.

Různé způsoby vyplachování válce (obr. 2)

a)  příčné vyplachování – píst s deflektorem
b)  příčné vyplachování – píst bez deflektoru
c)  křížové
d)  souproudé vratné (d až f)

obr. 2 – různé způsoby vyplachování válce

Indikátorový diagram skutečného oběhu dvoudobého motoru (obr. 3)

Rozvodový diagram dvoudobého motoru (obr. 4)
(diagram motoru s rozvodem pístem – tzv. symetrický rozvod, nebo také souměrný rozvod)

1. Sací kanál píst ovládá svojí spodní hranou. Začátek sání je před HÚ ve stejném okamžiku, jako jeho konec za HÚ. Tzn., že odkryje-li píst sací kanál (začíná sání) např. 70° před HÚ, potom ho rovněž 70° za HÚ musí zakrýt (končí sání). Sání by tedy v tomto případě trvalo 140° otáčky klikového hřídele.

2. Výfukové i přepouštěcí kanály jsou ovládány horní hranou pístu rovněž symetricky.

Výfukový kanál se otevírá s určitým předstihem (obr. 4). Jakmile se výfukový kanál otevře, ve válci prudce klesne tlak a čerstvá směs může potom volně proudit do válce – probíhá výplach. Kdyby se oba kanály otevíraly současně, příliš vysoký tlak spalin ve válci by způsobil, že by spaliny vnikaly přepouštěcími kanály do klikové skříně a znehodnocovaly by čerstvou směs.

Výhody a nevýhody dvoudobého motoru oproti čtyřdobému

Výhody dvoudobého motoru
1.  Jednoduchá konstrukce – menší počet pevných i pohyblivých dílů => jednodušší výroba => nižší ceny
2.  Vyšší měrný výkon PVz – udává se jako poměr výkonu a zdvihového objemu motoru. Objem bývá přepočítán většinou na 1000 cm3, tedy na jeden litr. Příklad: Dvoudobé motory mají tuto hodnotu o 10% i více vyšší než moderní čtyřdobé motory.
3.  Menší hmotnost připadající na 1kW výkonu – méně dílů
4.  Menší nároky na obsluhu
5.  Dobře snáší přetáčení nad max. otáčky
6.  Snadnější spouštění v zimě

Nevýhody dvoudobého motoru
1.  Větší měrná spotřeba paliva – udává se v g/kWh. Je způsobena hlavně nedokonalým vyplachováním, při čemž vždy část čerstvé náplně unikne nevyužita do výfuku.
2.  Větší tepelné namáhání motoru – je způsobeno dvoudobým cyklem – jedna expanzní doba na jednu otáčku
3.  Větší hluk výfuku a sání
4.  Větší obsah škodlivin ve výfukových plynech
5.  Horší průběh křivky točivého momentu

Tato charakteristika se týká hlavně nejjednodušších dvoudobých motorů. V současně době se pracuje na vývoji moderních přeplňovaných dvoutaktů, u kterých je již mnoho nevýhod vyřešeno.

www.uceni.wz.cz

Copyright © smartweb
Všechna práva vyhrazena.

Publikováno: 13.07. 2007 (7572 čtenářů)