Mitä eroa on kaksitahtimoottorilla ja nelitahtisella moottorilla - vertaileva analyysi

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:26

Mitä eroa on kaksitahtimoottorilla ja nelitahtisella moottorilla? Huomattavin ero on palavan seoksen sytytystavat, jotka voidaan havaita välittömästi äänestä. 2-tahtimoottori tuottaa yleensä hirveää ja erittäin kovaa jyrinää, kun taas 4-tahtimoottorilla on yleensä hiljaisempi kehräys.

Hakemus

Useimmissa tapauksissa ero on myös yksikön päätarkoituksessa ja sen polttoainetehokkuudessa. Kaksitahtimoottorit syttyvät jokaisella kampiakselin kierroksella, joten ne ovat kaksi kertaa tehokkaampia kuin nelitahtimoottorit, joissa seos syttyy vain joka kierros.

Nelitahtiset moottorit ovat taloudellisempia, mutta raskaampia ja kalliimpia. Niitä löytyy yleisesti autoista ja hyötyajoneuvoista, kun taas pienemmät kaksitahtiset mallit ovat yleisempiä sovelluksissa, kuten ruohonleikkureissa, skoottereissa ja kevyissä veneissä. Mutta esimerkiksi bensiinigeneraattori löytyy sekä kaksitahtisena että nelitahtisena. Skootterin moottori voi myös olla mikä tahansa. Näiden moottoreiden toimintaperiaate on periaatteessa sama, ero on vain energian muuntamisen tavassa ja tehokkuudessa.

Mikä on biitti?

Polttoaineen prosessointi molemmissa moottoreissa suoritetaan neljän eri prosessin peräkkäisen suorittamisen kautta, jotka tunnetaan jaksoina. Nopeus, jolla moottori käy läpi nämä syklit, tekee kaksitahtisesta moottorista eron nelitahtimoottorista.

Ensimmäinen veto on ruiskutus. Tässä tapauksessa mäntä liikkuu alas sylinteriä pitkin ja imuventtiili avautuu päästäen ilma-polttoaineseoksen palotilaan. Seuraavaksi tulee puristusisku. Tämän iskun aikana imuventtiili sulkeutuu ja mäntä liikkuu sylinteriä ylöspäin puristaen siellä olevat kaasut. Tehoisku alkaa, kun seos sytytetään. Tällöin kynttilän kipinä sytyttää paineistetut kaasut, mikä johtaa räjähdykseen, jonka energia työntää männän alas. Viimeinen isku on pakokaasu: mäntä liikkuu sylinteriä ylöspäin ja pakoventtiili avautuu, jolloin pakokaasut pääsevät poistumaan palokammiosta, jotta prosessi voi alkaa uudelleen. Männän edestakaiset liikkeet pyörittävät kampiakselia, jonka vääntömomentti välittyy laitteen työosiin. Näin polttoaineen palamisen energia muunnetaan translaatioliikkeeksi.

Nelitahtimoottorin toiminta

Normaalissa nelitahtisessa moottorissa seos sytytetäänjoka toinen kampiakselin kierros. Akselin pyöriminen käyttää monimutkaista mekanismeja, jotka varmistavat jaksojen synkronisen suorittamisen. Imu- tai pakoventtiilien avaaminen tapahtuu nokka-akselilla, joka painaa vuorotellen keinuvarsia. Venttiili palautetaan kiinni-asentoon jousen avulla. Puristushäviön välttämiseksi on tärkeää, että venttiilit sopivat tiiviisti sylinterinkanteen.

Kaksitahtimoottorin toiminta

Katsotaan nyt, miten kaksitahtimoottori eroaa nelitahtimoottorista toimintaperiaatteen suhteen. Kaksitahtimoottoreissa kaikki neljä toimintoa suoritetaan yhdellä kampiakselin kierroksella, männän iskun aikana ylhäältä kuolleesta kohdasta alaspäin ja sitten takaisin ylös. Pakokaasujen vapautus (purge) ja polttoaineen ruiskutus integroidaan yhdeksi jaksoksi, jonka lopussa seos syttyy ja syntyvä energia työntää männän alas. Tämä rakenne eliminoi venttiilisarjan tarpeen.

Venttiileiden paikka on varattu kahdelle palotilan seinissä olevalle rei'alle. Kun mäntä liikkuu alas palamisenergian vaikutuksesta, poistokanava avautuu, jolloin pakokaasut pääsevät pois kammiosta. Alas liikkuessa sylinteriin muodostuu tyhjiö, jonka seurauksena ilman ja polttoaineen seos imeytyy sisään alla olevan imuaukon kautta. Ylöspäin liikkuessaan mäntä sulkee kanavat ja puristaa sylinterissä olevat kaasut. Tässä vaiheessa sytytystulppa syttyy ja koko yllä kuvattu prosessi toistetaan.uudelleen. Tärkeää on, että tämän tyyppisissä moottoreissa seos syttyy jokaisella kierroksella, jolloin niistä saadaan lisää tehoa ainakin lyhyellä aikavälillä.

Painon ja tehon suhde

Kaksitahtimoottorit sopivat paremmin sovelluksiin, jotka vaativat nopeita ja teräviä tehonpurskeita tasaisen toiminnan sijaan pitkiä aikoja. Esimerkiksi kaksitahtinen vesiskootteri kiihtyy nopeammin kuin nelitahtinen kuorma-auto, mutta se on suunniteltu lyhyille matkoille, kun taas kuorma-auto voi matkustaa satoja kilometrejä ennen kuin tarvitsee lepoa. Kaksitahtimoottorit kompensoivat lyhyen käyttöikänsä alhaisella paino-tehosuhteella: ne painavat yleensä paljon vähemmän, joten ne käynnistyvät nopeammin ja saavuttavat käyttölämpötilansa nopeammin. Ne vaativat myös vähemmän energiaa liikkuakseen.

Kumpi moottori on parempi

Useimmissa tapauksissa nelitahtimoottorit voivat toimia vain yhdessä asennossa, kun taas kaksitahtimoottoreiden vaativuus on tässä suhteessa vähemmän. Tämä johtuu suurelta osin liikkuvien osien monimutkaisuudesta sekä öljypohjan suunnittelusta. Tällaista moottorin voitelua tarjoavaa öljypohjaa löytyy yleensä vain nelitahtisista malleista ja sillä on suuri merkitys niiden toiminnalle. Kaksitahtimoottoreissa ei yleensä ole tällaista öljypohjaa, joten niitä voidaan käyttää lähes missä tahansa asennossa ilman öljyn valumisen tai voiteluprosessin keskeytymisen vaaraa. Laitteisiin, kuten moottorisahoihin, pyörösahoihin jamuut kannettavat laitteet, tämä joustavuus on erittäin tärkeää.

Polttoainetehokkuus ja ympäristötehokkuus

Kompaktien ja nopeiden moottoreiden havaitaan usein saastuttavan enemmän ilmaa ja kuluttavan enemmän polttoainetta. Männän liikkeen alaosassa, kun polttokammio on täytetty palavalla seoksella, osa polttoainetta katoaa pakoaukkoon. Tämä voidaan nähdä esimerkissä perämoottorista; Jos katsot tarkasti, voit nähdä sen ympärillä monivärisiä öljyisiä täpliä. Siksi tämän tyyppisiä moottoreita pidetään tehottomia ja saastuttavia. Vaikka nelitahtimallit ovat hieman raskaampia ja hitaampia, ne kuluttavat polttoainetta täysin.

Osto- ja ylläpitokustannukset

Pienemmät moottorit ovat yleensä halvempia sekä alkuperäisen hankinnan että huollon kann alta. Ne on kuitenkin suunniteltu lyhyempään käyttöikään. Vaikka joitakin poikkeuksiakin on, useimpia niistä ei ole suunniteltu jatkuvaan käyttöön muutaman tunnin pituiseksi, eikä niitä ole suunniteltu erittäin pitkälle käyttöikään. Erillisen voitelujärjestelmän puute tarkoittaa myös sitä, että tämän tyyppiset parhaatkin moottorit kuluvat suhteellisen nopeasti ja muuttuvat käyttökelvottomiksi liikkuvien osien vaurioitumisen vuoksi.

Osin siksi, että bensiinissä ei ole voitelujärjestelmää, joka on suunniteltu täytettäväksi esimerkiksi kaksitahtiseen skootterin moottoriin,on tarpeen lisätä tietty määrä erikoisöljyä. Tämä aiheuttaa lisäkustannuksia ja vaivaa ja voi myös aiheuttaa häiriön (jos unohdat lisätä öljyä). 4-tahtimoottori vaatii useimmissa tapauksissa vähän huoltoa ja hoitoa.

Kumpi moottori on parempi

Tässä taulukossa kuvataan lyhyesti, miten kaksitahtimoottori eroaa nelitahtimoottorista.

	Nelitahtimoottori	Kaksitahtimoottori
1.	Yksi tehotahti jokaista kahta kampiakselin kierrosta kohden.	Yksi tehojakso jokaista kampiakselin kierrosta kohden.
2.	Meidän on käytettävä raskasta vauhtipyörää kompensoimaan tärinää, joka syntyy moottorin käytön aikana epätasaisesta vääntömomentin jakautumisesta, koska palavan seoksen syttyminen tapahtuu vain joka toinen kierros.	Tarvitaan paljon kevyempi vauhtipyörä ja moottori käy melko tasaisesti, koska vääntömomentti jakautuu paljon tasaisemmin johtuen siitä, että polttoaineseos syttyy jokaisella kierroksella.
3.	Suuri moottorin paino	Moottorin paino paljon vähemmän
4.	Moottorin rakenne on monimutkainen venttiilimekanismin vuoksi.	Moottorin rakenne on paljon yksinkertaisempi venttiilin puuttumisen vuoksimekanismi.
5.	Korkeat kustannukset.	Halvempi kuin nelitahti.
6.	Matala mekaaninen tehokkuus useiden osien kitkan vuoksi.	Parempi mekaaninen hyötysuhde pienentyneen kitkan ansiosta, koska osien määrä on pienempi.
7.	Parempi tuottavuus täydellisen pakokaasun poiston ja tuoreen seoksen ruiskutuksen ansiosta.	Alennettu korkea suorituskyky, koska pakokaasujäämät sekoittuvat tuoreeseen seokseen.
8.	Alempi käyttölämpötila.	Korkeampi käyttölämpötila.
9.	Vesijäähdytys.	Ilmajäähdytteinen.
10.	Pienempi polttoaineen kulutus ja täydellinen palaminen.	Korkeampi polttoaineenkulutus ja tuoreen ruiskutuksen ja pakokaasujäämien sekoittuminen.
11.	Vietää paljon tilaa.	Vie vähemmän tilaa.
12.	Monimutkainen voitelujärjestelmä.	Paljon yksinkertaisempi voitelujärjestelmä.
13.	Alhainen melu.	Enemmän meluisaa.
14.	Venttiiliventtiilien ajoitusjärjestelmä.	Venttiileiden sijaan käytetään tulo- ja poistokanavia.
15.	Suuri lämpötehokkuus.	Pienempi lämpötehokkuus.
16.	Alhainen öljynkulutus.	Suurempi öljynkulutus.
17.	Vähemmän kulumista liikkuviin osiin.	Liikkuvien osien lisääntynyt kuluminen.
18.	Asennettu autoihin, linja-autoihin, kuorma-autoihin jne.	Käytetään mopoissa, skoottereissa, moottoripyörissä jne.

Se myös luettelee näiden kahden tyypin positiiviset ja negatiiviset ominaisuudet.