Kaksitahtityyppisen polttomoottorin toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:15

Polttomoottori (lyhennettynä ICE) keksittiin 1800-luvun puolivälissä. Sen jälkeen paljon on muuttunut. Tällä hetkellä sitä käytetään ehdottomasti kaikissa tuotantoautoissa. Tätä mekanismia on paranneltu useammin kuin kerran, mutta polttomoottorin toimintaperiaate sinänsä on pysynyt samana.

On olemassa neli- ja kaksitahtimoottoreita. Jälkimmäisessä kaikki syklit (suora polttoaineen ruiskutus, pakokaasujen poisto ja tyhjennys) tapahtuvat kahdessa jaksossa kampiakselin työkierrosta kohden. Tällaisten mekanismien rakenteessa ei ole lisäventtiilejä. Mäntä selviytyy suoraan niiden tehtävästä, koska liikkeen aikana se sulkee vuorotellen tulo-, poisto- ja tyhjennysreiät. Siksi kaksitahtisen polttomoottorin toimintaperiaate on melko yksinkertainen.

Teoriassa kaksitahtituotteen teho on kaksinkertainen nelitahtiseen verrattuna (johtuen lisääntyneestä iskujen määrästä). Käytännössä näin ei kuitenkaan olejuuri niin. Polttomoottorin toimintaperiaate on, että männän epätäydellisen iskun, jäännöspakokaasun vähemmän intensiivisen vapautumisen ja joidenkin muiden tekijöiden vuoksi tehon kasvua havaitaan lähdössä enintään 60 - 70 prosenttia.

Moottori toimii kahdessa jaksossa. Ensimmäisen iskun aikana mäntä liikkuu nopeasti alha alta yläasentoon. Liikkeensä aikana se tukkii pako- ja tyhjennysikkunat. Tässä vaiheessa aiemmin syötetty polttoaineneste puristuu voimakkaasti. Tätä seuraa toinen lyönti. Polttomoottorin toimintaperiaate on, että puristettu polttoaine sytytetään kynttilän avulla. Kaasun paisuntavoiman vaikutuksesta mäntä siirtyy kohti alempaa "kuollutta" asentoa. Tässä tapauksessa hyödyllistä työtä tehdään. Heti kun mäntä laskeutuu tarpeeksi avatakseen pakoaukon, pakokaasut lähetetään ilmakehään. Paine sylinterissä laskee nopeasti ja mäntä jatkaa liikkumista alas hitauden vaikutuksesta. Alemmassa asennossa tyhjennysreikä avautuu ja uusi osa tuoretta palavaa seosta tulee ns. kampikammio, jossa se on paineen alaisena.

Kaksitahtinen voimayksikkö on melko kätevä mekanismi. Polttomoottorin toimintaperiaatteen vuoksi sillä on kuitenkin etunsa. Nelitahtiin verrattuna se onvähemmän tilaa vieviä, paljon helpompi valmistaa, ei vaadi tilavuusvoitelujärjestelmiä ja kaasun jakelua. Tämä vähentää huomattavasti näytekustannuksia ja ylläpitokustannuksia.

Tämäntyyppisessä moottorissa on myös varsin merkittäviä haittoja, joiden vuoksi se ei ole tehokkain yksikkö. Tällaiset laitteet ovat melko meluisia ja toimivat paljon kovemmin kuin nelitahtiset kollegansa. Nelitahtiset tuotteet puolestaan toimivat pienemmällä tärinällä, koska kaksitahtityyppisen polttomoottorin toimintaperiaate edellyttää, että on luotava suurempi määrä värähteleviä liikkeitä. Polttoaineen kulutus hevosvoimaa kohden on 300 grammaa. Vertailun vuoksi: nelitahtimallit tarvitsevat vain 200 grammaa polttoainetta.