Anonim

Vienkārši sakot, divtaktu motoram kaut kā jāsaspiež četras motora funkcijas - jauda, ​​izplūde, ieplūde un saspiešana - tikai divos virzuļa gājienos. Tas tika izdarīts, sadalot katru virzuļa gājienu aptuveni uz pusēm, vienu funkciju veicot virs pustakta punkta (saspiešana un jauda), bet citas funkcijas zem tā (izplūdes gāzu un cilindra uzpilde).

Vārds “tīrīšana” raksturo gāzes apmaiņas procesu balonā. Lāpīšana sākas tūlīt pēc sākotnējās izplūdes gāzu izlaišanas (virzulis atklāj lielu izplūdes atveri, kas izgriezta caur cilindra sienu), pēc tam caur divām vai vairākām pārvades atverēm cilindrā tiek iepūsts svaiga degvielas un gaisa maisījuma dvesma. Šis dvesma nospiež atlikušās izplūdes gāzes izplūdes atveres virzienā, vienlaikus uzpildot balonu. Šajā procesā neizbēgami ir divi neveiksmīgi rezultāti: 1) izplūdes gāzu sajaukšana svaigā lādiņā; un 2) daži izplūdes zudumi izplūdes atverē. Tas izraisīja lielāku degvielas patēriņu (vismaz par 30 procentiem vairāk nekā tāda paša tilpuma četrtaktu) un lielu nesadegušo ogļūdeņražu (UHC) emisiju. Tieši pēdējais ierobežos jaunus velosipēdus ar četrtaktu jaudu.

No kurienes nāk svaiga maisījuma dvesma? Tas nāk no kartera, ko izmanto kā virzuļa gaisa sūkni. Maisījums no karburatora nonāk karterī uz virzuļa virziena (caur vienvirziena niedru vārstu, rotējošu disku vārstu vai ļaujot virzuļa apakšējai malai atklāt caurumu caur cilindra sienu), un pēc tam to nedaudz saspiež. virzuļa pavērsiens. Šis nedaudz saspiestais maisījums iekļūst cilindrā tīrīšanas laikā, pārejot no kartera uz cilindru caur diviem vai vairākiem pārvades kanāliem, kurus virzulis ir atvēris tā pēdējā ceturkšņa laikā. Viņi savieno karteri ar pārvietošanas logiem, kas izgriezti caur cilindra sienu.

Daudzu veidu divtaktu motorus šādā veidā neizraisa. Lielie autobusu un kravas automašīnu dzinēji ir izmantojuši rotācijas pūtējus gaisa padevei, un milzīgie divtaktu jūras dīzeļi, kas veic starptautisko tirdzniecību, saņem gaisa spiedienu no lielajiem turbopūtītājiem. DKW sarežģītajiem divdimensiju sacīkšu divcīņas gājieniem pagājušā gadsimta 30. gadu beigās sākumā tika izmantots atsevišķs virzuļu tīrīšanas pūtējs (ar daudz lielāku darba tilpumu nekā jaudas cilindriem) un vēlāk tika pārslēgti uz rotācijas pūtējiem.

Vienmēr centrālais divtaktu attīstībā - gan mazā motocikla motorā, gan lielu kravas automašīnu vai kuģu motoros - ir tas, ka pie dotajiem apgriezieniem divtaktu virzuļi tiek uzkarsēti divreiz biežāk nekā četrtaktu virzuļi. .

Kad sacīkstes atsākās pēc Otrā pasaules kara, noteikumu izstrādātāji nolēma padarīt dalību lētāku, aizliedzot pārmērīgu uzlādi. Tas izslēdza spēcīgos DKW. Dzinēji, kas kā kartera sūkni izmanto karteri, netika uzskatīti par uzlādētiem, jo ​​tilpums, kas tika izsūkts virs virzuļa (motora darba tilpums), bija identisks tilpumam, kas izsūkts zem tā (kartera sūknēšana). Šādi nepārslogoti divtaktu gājieni tika noraidīti kā draudi, jo visizplatītākais piemērs, DKW mazais 1939. gada piepilsētas piepilsētas automobilis, deva tikai 4.5 ZS.

Vienmēr centrālais divtaktu attīstībā - gan mazā motocikla motorā, gan lielu kravas automašīnu vai kuģu motoros - ir tas, ka pie dotajiem apgriezieniem divtaktu virzuļi tiek uzkarsēti divreiz biežāk nekā četrtaktu virzuļi. . Vienkāršākie agrīnā kartera skārusi divtaktu to padarīja vēl sliktāku, ja virzuļa vainagā ievietots žogs vai deflektors. Šajā konstrukcijā izplūdes atvere atradās cilindra vienā pusē, bet pārvietošanas atveres - otrā. Lai nepieļautu, ka svaigā maisījumā iekļūst taisni pāri virzuļa koronam un izplūst no izplūdes, pārvades portu priekšā tika novietots deflektors. Tā klātbūtne novirzīja ienākošo lādiņu, lai plūst taisni augšpus neizplūstošā cilindra sienas līdz galvai, kas pēc tam plūsmu novirzīja uz izplūdes cilindra sienu un uz leju līdz izplūdes atverei. Ja svaigais lādiņš pārvietojās pa šo garo cilpu, diezgan lielam maisījuma tilpumam ļāva iekļūt cilindrā, pirms tas varēja nokļūt izplūdes atverē.

Tas padarīja praktiski ļoti vienkāršu motoru, bet virzuļa deflektora papildu virsmas laukums būtībā divkāršoja tā siltuma slodzi, kas jau bija divreiz lielāka par četrtaktu. Šī papildu siltuma slodze uzlika motora jaudas “krampju robežu”, jo karstāks virzulis kļuva, jo vairāk tas paplašinājās, līdz notika krampji.

Vai divtaktu dzinējam ir nākotne motociklu braucienā?

Liels solis uz priekšu tika sasniegts, kad DKW licencēja jaunu jūras dīzeļdegvielas inženiera Ādolfa Šnirle patentēto patentu. Viņš bija atradis veidu, kā deflektora-virzuļdzinēja vēlamo garo skropstu cilpu apvienot ar dzesēšanas virzienā darbināmu plakanu (vai ļoti nedaudz kupolu) virzuļu. Viņš novietoja svaigas uzlādes portu (pārvades portu) abās izplūdes atveres pusēs, vērsts uz zemu pret pretējo (neizplūdes) cilindra sienu. Kad abas plūsmas apvienojās un saskārās ar šī cilindra sienu, tās to novirzīja uz augšu, lai virzītos pa to pašu plūsmas ceļu kā deflektora motorā. Šis garais plūsmas ceļš, tāpat kā iepriekš, neļāva lielai daļai svaigo lādiņu nokļūt izplūdes caurulē, kā arī samazināja sajaukšanos starp izplūdes gāzēm un svaigo lādiņu.

Pēc II pasaules kara daudzi ražotāji visā pasaulē veica simtiem tūkstošu RT 125 sitienu, katram no tiem bija viens cilindrs ar vienu izplūdes atveri, virzuļu ar plakanu augšpusi, diviem Šchnirle pārvades portiem un ar virzuļiem kontrolētu kartera ieplūdes atveri. Šajā periodā ražotāji bija DKW, BSA (Bantam), Harley-Davidson (tā mazais Hummers), Yamaha, Bultaco, MV Agusta un Mondial.

Ir diezgan viegli iegūt vairāk enerģijas no četrtaktu; jūs vienkārši to pagriežat ātrāk, piešķirat palielinātu vārsta laukumu un atvērtu laiku, lai piegādātu nepieciešamo gaisu, un pievienojiet taisnas caurules vai caurules plus megafona izplūdi. Bet, kad inženieri un skaņotāji mēģināja atslābināt šos vienkāršos divtaktu gājienus, viņi secināja, ka, paaugstinot izplūdes atveri (lai izplūdes gāzēm būtu laiks atstāt cilindru pie augstākiem apgriezieniem), virzulis, kas paceļas, saspiežot, ļauj vairāk izstumt no svaigs lādiņš izplūdes gāzē. Viņi spēja palielināt jaudu, pārsniedzot RT 125 4, 5 Zs jaudu, taču ne tik daudz. Brīvas plūsmas izplūdes sistēmas pievienošana tikai pasliktināja svaigas uzlādes zudumus.

Daži dizaineri mēģināja izmantot mehāniskos vārstus, lai to apietu, jo tos varēja atvērt krietni pirms pārsūtīšanas atvēršanas un pēc tam aizvērt pirms pārvešanas slēgšanas, tādējādi novēršot svaigas uzlādes zudumus izplūdes gāzēm.

1940. gadu beigās un 50. gadu sākumā sacīkšu divtaktu jauda tika paralizēta ar ātrumu 8–12 ZS no 125 cm3 cilindra. Ostu laiks, kurā viņi ieradās, bija diezgan ierobežots. Izplūdes gāze tika atvērta 100 līdz 110 grādu leņķī pēc augšējā mirušā centra (ATDC), un abas pārneses tika atvērtas 12 līdz 15 grādus vēlāk. Tas 12 līdz 15 grādi, ko sauc par “izplūdes vadu” vai “izpūtēju”, bija kompromiss. Lai palielinātu apgriezienu skaitu, bija nepieciešams vairāk izplūdes gāzu, lai ļautu strauji pazemināt spiedienu cilindrā, lai varētu iekļūt svaigs lādiņš. Bet, lai samazinātu svaigo lādiņu, kas zaudēja izplūdes gāzu daudzumu, virzienam paceļoties saspiežot, labāk bija mazāk izplūdes gāzu.

Daži dizaineri mēģināja izmantot mehāniskos vārstus, lai to apietu, jo tos varēja atvērt krietni pirms pārsūtīšanas atvēršanas un pēc tam aizvērt pirms pārvešanas slēgšanas, tādējādi novēršot svaigas uzlādes zudumus izplūdes gāzēm. Bet tam būtu jānotiek divreiz biežāk kā četrtaktu izplūdes gāzu darbībai. Tādējādi mehāniskiem izplūdes vārstiem būtu jādarbojas ar ekvivalentu 15 000 apgr./min ar divtaktu 7500 apgr./min. Ja divtaktu būtu paredzēts radīt jaudu ar ātrumu 10 000 apgr./min, tā izplūdes vārstiem būtu jāsaskaras ar tādām pašām problēmām kā ar 20 000 apgriezieniem minūtē četrtaktu. Tas bija ne tikai dārgs un nepraktisks, bet arī iznīcināja divtaktu galveno pievilcību: tā vieglumu un vienkāršību.