Zweitakt- vs. Viertakt-Design

Kommt darauf an.

Ein wichtiger Punkt bei 2-Takt-Motoren ist, dass eine sogenannte Spülung mit dem Kolben unten stattfindet: am Ende des Arbeitszyklus / Beginn des Kompressionszyklus. Beim Spülen wird die verbrauchte Abluft durch das Einschieben frischer Luft herausgedrückt. Irgendetwas schiebt nach . Dies erfüllt den Zweck der Auslass- und Einlasshübe des 4-Takt-Motors in einem kleinen Bruchteil eines Hubs!

Luft ist groß, also braucht es eine große Pumpe (in Bezug auf Größe, nicht Leistung).

Winzige kleine Modellflugzeuge und Kettensägen mit 2 Takten sind gottverdammte Zweckmäßigkeitsstudien: Wie leicht und einfach können wir den Motor machen und ihn trotzdem laufen lassen? Sie verwenden die Rückseite des Kolbens als Spülpumpe, sodass das Öl im Kraftstoff alles verwüstet, von einer schlechten Kurbelschmierung bis hin zu einer Schwergängigkeit des Auspuffs mit öliger karbonisierter Masse.

Die größeren 2-Takt-Motoren sind großartig. Sie haben oft 4 Ventile pro Zylinder (alle Auspuffe) - der Einlass erfolgt über die üblichen Öffnungen, die vom Kolben nicht abgedeckt werden. Offensichtlich reduziert dies nicht die Komplexität, aber es gibt doppelt so viele Krafthübe für mehr Leistung im selben Motor.

Da ein Mehrzylinder*-Motor die Rückseite des Kolbens nicht zum Spülen verwenden kann, verwenden diese Motoren ein geeignetes und normales Ölsystem. Sie müssen auch aufgeladen werden – keine Option. Die ganz Ausgefallenen verwenden einen Zentrifugallader mit Turbinenunterstützung – praktisch einen Turbolader, der auch mit einer Überholkupplung von der Kurbelwelle angetrieben wird. (Mit einem hauchzarten Getriebe). Es wird mechanisch geblasen, bis der Motor genug Leistung entwickelt, um die Turbine zu übernehmen.

Ein Fairbanks-Morse und einige der großen Schiffsmotoren sind das Beste aus beiden Welten, weil er den Ventiltrieb beseitigt und eine zweite Kurbelwelle hinzufügt, die ein Gegenkolben ist (kein Gegenzylinder wie ein Boxermotor). Die beiden Kolben schlagen zusammen. Ernsthaft . Ein Kolben legt Einlassöffnungen frei und der andere legt Auslassöffnungen frei.

Der britische Deltic fügt eine dritte Kurbelwelle hinzu – im Ernst – und jetzt gibt es drei Zylindersätze in Dreiecksform. Ein Paar gegenüberliegender Kolben in jedem Zylinder, für sechs pro Zylinderreihe. Wirklich . Wie beim Fairbanks-Morse befinden sich die Einlass- und Auslassöffnungen auf verschiedenen Kolben.

Die Fairbanks und Deltic haben Nocken, aber nur um die Einspritzdüsen zu betätigen, da es sich um Diesel handelt.

* Nun, zwei sind mit Kolbenspülung möglich, aber sie müssen gleichzeitig zünden, was den Punkt von zwei Zylindern weitgehend zunichte macht.

Für Zweitaktmotor:

1. Ein Arbeitshub in jedem Zylinder pro Umdrehung der Kurbelwelle.
2. Leicht im Gewicht.
3. Bewegliche Teile sind wenige.
4. Mechanische Effizienz ist mehr.
5. Der thermische Wirkungsgrad ist geringer, weil ein Teil des Luft-Brennstoff-Mischgases als Abfall mit dem Abgas zusammenfällt.
6. Lärm ist mehr.
7. Der Verschleiß ist aufgrund der geringeren Größe bei gleicher Leistung größer.
8. Der Aufbau ist einfach und leicht herzustellen.

Für Viertaktmotor:

1. Pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle ein Arbeitstakt in jedem Zylinder.
2. Größe und Gewicht des Motors ist schwer und größer.
3. Bewegliche Teile sind zahlreicher.
4. Der mechanische Wirkungsgrad ist geringer.
5. Thermischer Wirkungsgrad ist mehr.
6. Erzeugt weniger Lärm.
7. Verschleiß ist geringer.
8. Die Konstruktion ist aufgrund des Ventilmechanismus komplizierter.

Ich bin mir nicht sicher, ob Sie das unter „neben dem Scheinbaren“ zählen ... aber meiner Meinung nach ist die auffälligste Besonderheit eines Zweitakters, dass er beide Seiten der Kolben verwendet, um mit dem Gasvolumen zu arbeiten ^† . Das ist es, was ihm bei einer bestimmten Größe eine so hohe Leistung verleiht: Er „verschwendet“ nicht den Platz, den das Kurbelgehäuse ohnehin zwangsläufig einnimmt. Auf der anderen Seite bedeutet dies, dass die Kurbelwelle unter nicht idealen Bedingungen arbeiten muss: anstatt verwöhnt zu werden ^‡mit einer guten Versorgung mit frisch gefiltertem Öl, das speziell für diesen Zweck ausgewählt wurde, muss es mit dem bisschen Öl auskommen, das dem Kraftstoff beigemischt ist. Und eben dieses Öl macht der eigentlichen Verbrennung zu schaffen, das bei einem Ottomotor nicht heiß genug ist, um die weniger flüchtigen Bestandteile in der zur Verfügung stehenden Zeit richtig zu verbrennen. Die Reste des Öls tragen dazu bei, den Zweitakter so schmutzig zu machen, im Vergleich zu einem Viertakter, der die schmierhungrigen Teile schön vom Gasstrom trennt: die Kurbelwelle unter dem Kolben und die Nockenwelle aus dem Motorraum.

^† _{Dies gilt nicht für große Schiffsdieselmotoren, die ebenfalls Zweitakter sind, aber anders gebaut sind . Aber ich nehme nicht an, dass dies das ist, was Sie im Sinn haben.}

^‡ _{...außer wenn es nicht so ist. Die Standard-Nasssumpf-Viertaktmotoren haben den Nachteil, dass sie eine konstante Abwärtsorientierung des Gravitations-/Beschleunigungszugs erfordern. Das ist weder bei Hochleistungs-Rennwagen gegeben (die dazu neigen, komplizierte Trockensumpfsysteme zu verwenden), noch bei kleinen, tragbaren Motoren wie in RC-Flugzeugen oder Kettensägen (die sich kaum zusätzliche Komplexität leisten könnten). Ein Zweitakter achtet wenig auf die Orientierung, da der Gasstrom das Öl ohne weiteres überall dort verteilt, wo es benötigt wird.}

Ja, Anzahl der Arbeitshübe pro Umdrehung, weniger kompliziert: weniger bewegliche Teile, Emissionen oder Schadstoffbelastung. Schau mal hier: http://mechstuff.com/differences-advantages-disadvantages-of-4-stroke-2-stroke-engine/

Auch der TS3-Motor - zweitaktige, horizontal gegenüberliegende Kolben, die von Rootes / Commer verwendet wurden und ein Gebläse hatten.

Es ist wichtig zu verstehen, dass ein Gebläse, wie es in einem Detroit Diesel 2-Takt-Lkw oder -Industriemotor verwendet wird, KEIN Kompressor ist. Das Gebläse wird verwendet, um einen positiven Luftstrom zum Kurbelgehäuse bei relativ niedrigem Druck, aber mehr als Atmosphäre, bereitzustellen. Ein Roots-Gebläse wird, wenn es als "Kompressor" wie bei einem Dragster verwendet wird, mit einer Übergeschwindigkeitsrate verwendet, um eine Hochdruckverstärkung für den Kraftstoffeinlass bereitzustellen. Bei einem Detroit Diesel 2-Takt kommt die Luftansaugung durch die Öffnungen im Zylinder, verstärkt durch das Gebläse. Der Kraftstoff wird über Einspritzdüsen am oberen Ende des Kompressionshubs zugeführt, und die Ventile werden nur zum Auslassen verwendet. Vier Takte arbeiten nach dem gemeinsamen 1. Saugen, 2. Drücken, 3. Knallen, 4. Schlagen oder 1. Ansaugen, 2. Verdichten, 3. Leistung, 4. Ausblasen.