powered by CADENAS

Social Share

Silnik dwusuwowy (36353 views - Mechanical Engineering)

Silnik dwusuwowy – silnik spalinowy, w którym cały obieg pracy (w tym suw pracy) następuje co drugi suw (przemieszczenie od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka, a więc za każdym obrotem wału korbowego. Silniki dwusuwowe teoretycznie mogą osiągać dzięki temu wyższą moc jednostkową, niż czterosuwowe (w czterosuwie jeden cykl pracy przypada na dwa obroty wału). W praktyce jednak przyrost mocy jest nieznaczny z uwagi na kwestię mniej precyzyjnej wymiany ładunku w silniku, a w niektórych silnikach są straty ładunku podczas przepłukania, co przyczynia się do wzrostu zużycia paliwa. Kwestie te sprawiły, że ze względów ekologicznych (głównie emisja spalin) silniki dwusuwowe o zapłonie iskrowym – poza najmniejszymi pojemnościami do skuterów i lekkich motocykli zostały niemal zupełnie wyparte przez oszczędniejsze i czystsze (pod względem spalin) silniki czterosuwowe. Wady silnika dwusuwowego: niski moment na małych obrotach duża emisja spalin mała wytrzymałość smarowanie olejem z zewnątrz mała regularność biegu jałowego duże obciążenie cieplne hałaśliwa praca duże spalanie Zalety silnika dwusuwowego: duża moc i moment na wysokich obrotach rezonans zwiększenie mocy poprzez dodanie kanałów, powiększenie ich łatwy rozruch, szybkość nagrzewania niewielki koszt naprawy, obsługi prosta konstrukcja, korzystniejszy w stosunku do silników czterosuwowych stosunek mocy do masy silnika oraz mocy do pojemności skokowej. Ciekawostką jest fakt, że silniki najmniejsze (modelarskie, czy do niektórych skuterów i motorowerów) jak i największe (zob. silnik wodzikowy, niekiedy silniki kolejowe) są przeważnie w obiegu dwusuwowym. W innych zastosowaniach prym wiodą silniki czterosuwowe. Suw ssania i sprężania znany z cyklu czterosuwowego zastąpiony jest tzw. cyklem płukania, przeprowadzanym przez zewnętrzną względem cylindra pompę ładującą. Obieg pracy silnika dwusuwowego Suw sprężania – w pierwszej fazie suwu sprężania następuje płukanie przestrzeni roboczej silnika. Wtedy to spaliny powstałe w poprzednim cyklu pracy są wytłaczane przez kanał wydechowy napływającym świeżym ładunkiem. Suw pracy – przed dojściem do górnego martwego położenia tłoka następuje zapłon paliwa, które gwałtownie rozprężając się powoduje ruch tłoka w dół do dolnego skrajnego położenia. W końcowej fazie tego suwu może mieć miejsce początek cyklu płukania. Jako pompa ładująca w najprostszych silnikach benzynowych wykorzystywana jest skrzynia korbowa. Rozrząd w takich silnikach najczęściej jest przeprowadzany poprzez odsłanianie i zasłanianie przez tłok odpowiednich kanałów w cylindrze, co upraszcza konstrukcję (brak oddzielnego układu rozrządu). Przepływ ładunku przez skrzynię korbową umożliwia smarowanie silnika wtryskiem oleju do układu dolotowego (lub dodanie go do paliwa), co pozwala na rezygnację z układu smarowania i dalsze uproszczenie konstrukcji. Taki uproszczony silnik, często stosowany dawniej w motocyklach i małych samochodach, jest jednak niedoskonały (niekorzystny symetryczny rozrząd, straty energii na przepompowanie ładunku przez skrzynię korbową, spalanie oleju) i nieefektywny, co jest przyczyna złej opinii o dwusuwach w ogóle i niemal zaniknięcia silników dwusuwowych niskoprężnych. Konstrukcje zaawansowane używają mechanicznych pomp ładujących (głównie systemu Roots), rozrządu zaworowego (przepłukanie wzdłużne) i ciśnieniowych układów smarowania. Podstawową wadą silników dwusuwowych jest duże zużycie paliwa (niższa sprawność), wysoka emisja spalin oraz głośna praca. Głównym tego powodem jest utrudniona wymiana ładunku w silniku (oczyszczenie cylindra ze spalin podczas płukania nie zawsze jest zupełne). Do zalet silników dwusuwowych, oprócz prostszej konstrukcji, zaliczyć trzeba zdolność do pracy w dowolnej pozycji co dla silników czterosuwowych wiąże się ze znacznym skompilowaniem układu smarowania. Dlatego silniki te pozostają stale w użyciu w napędzie maszyn odwracanych w czasie pracy - pił i kos spalinowych. Silniki dwusuwowe benzynowe, aczkolwiek mają zalety, stosowane są dużo rzadziej niż czterosuwowe. Obecnie najistotniejsze są kwestie ekologiczne (kwestie zanieczyszczania środowiska i nadmierna emisja dwutlenku węgla). Stosowano je głównie tam, gdzie ważne było, aby silnik był jak najmniejszy i najprostszy. Z początku m.in. do napędu lekkich motocykli i motorowerów, później także np. kosiarek do trawy. W ostatnich czasach w krajach wysoko rozwiniętych nawet w tych zastosowaniach wypierają je silniki czterosuwowe. Pierwsze samochody Saaba wyposażone były w silniki dwusuwowe, w latach 70. XX w. używała ich do napędu małych samochodów firma Suzuki, jednak najczęściej i najdłużej, bo aż do lat 80. XX w. stosowano je w Polsce i NRD gdzie były montowane do aut osobowych: Syrena, Trabant i Wartburg. Silniki dwusuwowe średnioprężne mogły być zasilane różnymi paliwami naftą, olejem napędowym, spirytusem, benzyną. Silniki te miały stopień sprężania od 4,5 – 4,75, a więc niższy niż stopień sprężania silników benzynowych. Były stosowane jako silniki stacjonarne i w ciągnikach rolniczych z których najbardziej znany jest Lanz Bulldog, a w Polsce Ursus C-45. Wysokoprężne silniki dwusuwowe, zasilane olejem napędowym, stosowano natomiast do napędzania bardzo dużych pojazdów, takich jak statki, lokomotywy (np. ST44, Class 66), czy bardzo duże samochody techniczne, np. straży pożarnej. Obecnie w krajach wysoko rozwiniętych także tu wypierane są one przez czterosuwowe silniki wysokoprężne, nadal są jednak często stosowane jako nowoczesne silniki okrętowe i stacjonarne. Największy obecnie oferowany spalinowy silnik tłokowy – Wartsila-Sulzer RTA96-C –– jest dwusuwowym silnikiem wodzikowym z zapłonem samoczynnym.
Go to Article

Silnik dwusuwowy

Silnik dwusuwowy

Silnik dwusuwowysilnik spalinowy, w którym cały obieg pracy (w tym suw pracy) następuje co drugi suw (przemieszczenie od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka, a więc za każdym obrotem wału korbowego. Silniki dwusuwowe teoretycznie mogą osiągać dzięki temu wyższą moc jednostkową, niż czterosuwowe (w czterosuwie jeden cykl pracy przypada na dwa obroty wału). W praktyce jednak przyrost mocy jest nieznaczny z uwagi na kwestię mniej precyzyjnej wymiany ładunku w silniku, a w niektórych silnikach są straty ładunku podczas przepłukania, co przyczynia się do wzrostu zużycia paliwa. Kwestie te sprawiły, że ze względów ekologicznych (głównie emisja spalin) silniki dwusuwowe o zapłonie iskrowym – poza najmniejszymi pojemnościami do skuterów i lekkich motocykli zostały niemal zupełnie wyparte przez oszczędniejsze i czystsze (pod względem spalin) silniki czterosuwowe.

Wady silnika dwusuwowego:

  • niski moment na małych obrotach
  • duża emisja spalin
  • mała wytrzymałość
  • smarowanie olejem z zewnątrz
  • mała regularność biegu jałowego
  • duże obciążenie cieplne
  • hałaśliwa praca
  • duże spalanie

Zalety silnika dwusuwowego:

  • duża moc i moment na wysokich obrotach
  • rezonans
  • zwiększenie mocy poprzez dodanie kanałów, powiększenie ich
  • łatwy rozruch, szybkość nagrzewania
  • niewielki koszt naprawy, obsługi
  • prosta konstrukcja, korzystniejszy w stosunku do silników czterosuwowych stosunek mocy do masy silnika oraz mocy do pojemności skokowej.

Ciekawostką jest fakt, że silniki najmniejsze (modelarskie, czy do niektórych skuterów i motorowerów) jak i największe (zob. silnik wodzikowy, niekiedy silniki kolejowe) są przeważnie w obiegu dwusuwowym. W innych zastosowaniach prym wiodą silniki czterosuwowe.

Suw ssania i sprężania znany z cyklu czterosuwowego zastąpiony jest tzw. cyklem płukania, przeprowadzanym przez zewnętrzną względem cylindra pompę ładującą.

Obieg pracy silnika dwusuwowego

  1. Suw sprężania – w pierwszej fazie suwu sprężania następuje płukanie przestrzeni roboczej silnika. Wtedy to spaliny powstałe w poprzednim cyklu pracy są wytłaczane przez kanał wydechowy napływającym świeżym ładunkiem.
  2. Suw pracy – przed dojściem do górnego martwego położenia tłoka następuje zapłon paliwa, które gwałtownie rozprężając się powoduje ruch tłoka w dół do dolnego skrajnego położenia. W końcowej fazie tego suwu może mieć miejsce początek cyklu płukania.

Jako pompa ładująca w najprostszych silnikach benzynowych wykorzystywana jest skrzynia korbowa. Rozrząd w takich silnikach najczęściej jest przeprowadzany poprzez odsłanianie i zasłanianie przez tłok odpowiednich kanałów w cylindrze, co upraszcza konstrukcję (brak oddzielnego układu rozrządu). Przepływ ładunku przez skrzynię korbową umożliwia smarowanie silnika wtryskiem oleju do układu dolotowego (lub dodanie go do paliwa), co pozwala na rezygnację z układu smarowania i dalsze uproszczenie konstrukcji. Taki uproszczony silnik, często stosowany dawniej w motocyklach i małych samochodach, jest jednak niedoskonały (niekorzystny symetryczny rozrząd, straty energii na przepompowanie ładunku przez skrzynię korbową, spalanie oleju) i nieefektywny, co jest przyczyna złej opinii o dwusuwach w ogóle i niemal zaniknięcia silników dwusuwowych niskoprężnych. Konstrukcje zaawansowane używają mechanicznych pomp ładujących (głównie systemu Roots), rozrządu zaworowego (przepłukanie wzdłużne) i ciśnieniowych układów smarowania.

Podstawową wadą silników dwusuwowych jest duże zużycie paliwa (niższa sprawność), wysoka emisja spalin oraz głośna praca. Głównym tego powodem jest utrudniona wymiana ładunku w silniku (oczyszczenie cylindra ze spalin podczas płukania nie zawsze jest zupełne).

Do zalet silników dwusuwowych, oprócz prostszej konstrukcji, zaliczyć trzeba zdolność do pracy w dowolnej pozycji co dla silników czterosuwowych wiąże się ze znacznym skompilowaniem układu smarowania. Dlatego silniki te pozostają stale w użyciu w napędzie maszyn odwracanych w czasie pracy - pił i kos spalinowych.

Silniki dwusuwowe benzynowe, aczkolwiek mają zalety, stosowane są dużo rzadziej niż czterosuwowe. Obecnie najistotniejsze są kwestie ekologiczne (kwestie zanieczyszczania środowiska i nadmierna emisja dwutlenku węgla). Stosowano je głównie tam, gdzie ważne było, aby silnik był jak najmniejszy i najprostszy. Z początku m.in. do napędu lekkich motocykli i motorowerów, później także np. kosiarek do trawy. W ostatnich czasach w krajach wysoko rozwiniętych nawet w tych zastosowaniach wypierają je silniki czterosuwowe. Pierwsze samochody Saaba wyposażone były w silniki dwusuwowe, w latach 70. XX w. używała ich do napędu małych samochodów firma Suzuki, jednak najczęściej i najdłużej, bo aż do lat 80. XX w. stosowano je w Polsce i NRD gdzie były montowane do aut osobowych: Syrena, Trabant i Wartburg.

Silniki dwusuwowe średnioprężne mogły być zasilane różnymi paliwami naftą, olejem napędowym, spirytusem, benzyną. Silniki te miały stopień sprężania od 4,5 – 4,75, a więc niższy niż stopień sprężania silników benzynowych. Były stosowane jako silniki stacjonarne i w ciągnikach rolniczych z których najbardziej znany jest Lanz Bulldog, a w Polsce Ursus C-45.

Wysokoprężne silniki dwusuwowe, zasilane olejem napędowym, stosowano natomiast do napędzania bardzo dużych pojazdów, takich jak statki, lokomotywy (np. ST44, Class 66), czy bardzo duże samochody techniczne, np. straży pożarnej. Obecnie w krajach wysoko rozwiniętych także tu wypierane są one przez czterosuwowe silniki wysokoprężne, nadal są jednak często stosowane jako nowoczesne silniki okrętowe i stacjonarne. Największy obecnie oferowany spalinowy silnik tłokowy – Wartsila-Sulzer RTA96-C –– jest dwusuwowym silnikiem wodzikowym z zapłonem samoczynnym.

Animacja działania silnika z rezonansową komorą rozprężną

Zobacz też



This article uses material from the Wikipedia article "Silnik dwusuwowy", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia

Mechanical Engineering

AutoCAD, SolidWorks, Autodesk Inventor, FreeCAD, Catia, Siemens NX, PTC Creo, Siemens Solid Edge, Microstation, TurboCAD, Draftsight, IronCAD, Spaceclaim, VariCAD, OnShape, IntelliCAD,T-FLEX, VariCAD, TenadoCAD, ProgeCAD, Cadra, ME10, Medusa, Designspark, KeyCreator, Caddy, GstarCAD, Varimetrix, ASCON Kompas-3D, Free Download, Autocad, 2D Library, DXF, DWG, 2D drawing, 3D digital library, STEP, IGES, 3D CAD Models, 3D files, CAD library, 3D CAD files, BeckerCAD, MegaCAD, Topsolid Missler, Vero VisiCAD, Acis SAT, Cimatron, Cadceus, Solidthinking, Unigraphics, Cadkey, ZWCAD, Alibre, Cocreate, MasterCAM, QCAD.org, QCAD, NanoCAD