OLDTIMERI.HR

Dvotaktni motor je motor s unutrašnjim izgaranjem koji cijeli svoj radni ciklus obavi u dva takta ili jedan krug koljeničaste osovine. Time se razlikuje od četverotaktnog motora koji to obavi za dva kruga. Dva takta dvotaktnog motora su:
1. TAKT – izmjena medija i kompresija
2. TAKT – izgaranje i ekspanzija (radni takt)
Dvotaktni motor prilikom svakog kruga koljeničaste osovine ima jedno izgaranje i ekspanziju (radni takt), za razliku od četverotaktnog koji ima jedan radni takt svaka dva kruga koljeničaste osovine. Time teoretski dvotaktni motor ima duplo veći radni učin od četverotaktnog motora.

Dvotaktni motor je po svojim konstrukcijskim obilježjima mnogo jednostavniji od četverotaktnog motora. Neki dijelovi koji su neophodni za rad četverotaktnog motora, kod dvotaktnog ne postoje; primjer su usisni ventili, zajedno sa podizačima i kvrgama, a kod velike većine jednostavnih dvotaktnih motora, bez ventila uopće (nema ni ispušnih). Time se pojednostavljuje i pojeftinjuje izvedba motora.

Košuljice dvotaktnih motora su napravljene s kanalima, kroz koje se vrši izmjena medija, tako da kod svakog dvotaktnog motora imamo ispirne kanale, a kod onih bez ventila i ispušne.

Jedna od karakteristika dvotaktnih benzinskih motora je da se mogu izvesti i bez ulja u karteru, tada rade na mješavinu ulja i goriva, obično u mješavinama 2-4% ulja u njoj, pri čemu ulje u mješavini služi za podmazivanje ležajeva i prstenova (primjer takve izvedbe je legendarni Tomos 4).

Kompresija počinje trenutkom zatvaranja ispušnog kanala, kojeg zatvara klip u svom gibanju prema gore. Kompresija traje do nešto prije GMT, kada dolazi do paljenja smjese ili ubrizgavanja goriva u cilindar. Klip inercijom prolazi GMT, te se započinje gibati ka DMT u ekspanziji.

Ekspanzija završava trenutkom otvaranja ispušnog kanala, kada ispušni plinovi pod tlakom 'jurnu' iz cilindra u ispušnu cijev čime počinje izmjena medija u cilindru. Zatim klip u svom gibanju otvara ispirne kanale i zrak koji je tlačen u podstapnom prostoru ulazi u cilindar i ispire cilindar od preostalih plinova. Tijekom gibanja oko DMT, oba kanala su otvorena, i ispušni i ispirni, te dio zraka (ili smjese) odlazi u ispušnu cijev. Klip svojim gibanjem ka GMT zatvara prvo ispirne kanale, a zatim i ispušne, te počinje kompresija. Ispuh se temelji na istjecanju ispušnih plinova iz cilindra (s većeg na manji tlak), malim dijelom na inerciji, a zatim i na tlaku ispirnog zraka koji ulazi u cilindar.

Dvotaktni motori se danas manje upotrebljavaju nego nekada, pogotovo izvedenice koje rade po Otto procesu. To je stoga što dio gorive smjese izađe neizgoren iz cilindra, te time povećava potrošnju i zagađenja. Stoga se dvotaktni motori sve više zamjenjuju četverotaktnima, i na uređajima koji su nekada bili rezervirani isključivo za dvotaktne.

Takav primjer su vanbrodski motori, kod kojih je došlo do gotovo potpune promjene izvedbe, danas je gotovo nemoguće pronaći dvotaktni vanbrodski motor. Dvotaktni motor gubi utrku i na području strojeva za vrt i polje (kosilice, motokultivatori, motorne prskalica,...), gdje se ulažu znatni napori u smanjenju veličina četverotaktnog motora uz povećanje snage.

U automobilskoj industriji dvotaktni motor se više ne upotrebljava (gdje je Wartburg!!), a i u motociklizmu je zamijenjen četverotaktnim. Jedino područje gdje dvotaktni motor dominira je brodski pogon, gdje se velika većina brodova pogoni dvotaktnim sporokretnim motorima, najvećim motorima današnjice.

Motore s klipom koji se okreće ili rotacijske motore nazivamo i Wankel motori, po Nijemcu Felixu Wankelu koji ih je izumio.

Velika prednost Wankel motora je u tome da se klip ne giba pravocrtno gore dolje, nego se okreće. Motor je manji, lakši je i ima manje pokretnih dijelova nego obični motor s klipom koji se giba pravocrtno.

Wankel motor je sastavljen od ovalnog, u sredini nešto malo stisnutog kućišta (trohoidno kućište), u koje naliježe rotor (klip) u obliku trokuta s izbočenim stranicama. Sastavljanjem dvaju ili više takvih rotora dobivamo višerotorski motor koji ima bolje karakteristike. Pri svakom okretu rotora se pogonsko vratilo (motorno) okrene tri puta. Rotor se u kućištu okreće ekscentrično i to tako da su njegova tri ugla uvijek na stijenci kućišta.

Rotor je s motornim vratilom povezan planetarnim zupčanikom. Između triju stranica rotora i unutrašnje stijenke kućišta su tri radna prostora čija se zapremina stalno mijenja dok se rotor okreće. U kućištu su i jedna ili dvije svjećice, i po jedan usisni i ispušni otvor, koje jedan za drugim otvara rotor koji se okreće.

Na taj način se u svakom radnom prostoru pri svakom okretu rotora zbiva četverotaktni proces koji odgovara četverotaktnom procesu običnog klipnog motora: usisavanje, kompresija, rad i ispuh. Budući da su između rotora i kućišta tri radna prostora (komore), motor pri svakom okretu rotora obavi tri radna takta. Rotor je na svojim trima uglovima (bridovima) i na bokovima, što znači na svim dodirnim površinama prema kučištu, tako zabrtvljen, da plinovi iz jedne radne komore ne mogu prodrijeti u drugu.

Većina Wankel motora ima rasplinjač, ali ima ih i s uštrcavanjem goriva. Wankel motor se uglavnom hladi vodom, a rotor još i zrakom. U automobile se ne ugrađuju rotacijski motori potpuno hlađeni zrakom.

Dizel motor nema svjećice, a za gorivo upotrebljava plinsko ulje.

Paljenje u dizelskom motoru uzrokuje visoka temperatura jako stisnuta zraka u cilindrima. Uslijed visokog tlačenja zrak se ugrije na temperature koje su više od temperature paljenja plinskog ulja. Plinsko ulje ne dolazi u cilindre pomiješano sa zrakom, nego ga pod visokim pritiskom u cilindre uštrcava posebna mlaznica. Kada dođe u dodir s užarenim zrakom, plinsko ulje se samo zapali. Svaka mlaznica uštrca u cilindar točno odmjerenu količinu goriva koje dovodi pumpa pod visokim pritiskom koju pokreće motor. Količinu uštrcanog goriva, a to znači i snagu motora u određenom trenutku podešava vozač papučicom akceleratora (gasa).

Prednosti dizel motora su: bolja iskorištenost goriva (a time i manji troškovi), dulji vijek trajanja i niži troškovi održavanja.
Nedostaci su: skuplja izrada, veća težina, nešto bučniji prazan hod, neprijatan miris ispuha i sporija ubrzanja.

Dok je kod običnog benzinskog motora omjer kompresije oko 9:1, kod dizelskih motora je potreban omjer kompresije do 22:1, da bi se u cilindrima stisnuti zrak mogao dovoljno ugrijati za samozapaljenje dizelskog goriva.
Prostor za izgaranje u dizel motoru je manji nego u benzinskom motoru jednake radne zapremine, ali zbog velike kompresije mnogo je povoljnija potrošnja goriva. Gorivo se uštrcava pumpom koja se okreće s polovicom okretaja koljenastog vratila. Mlaznice (dizne) kojih ima u svakom cilindru po jedna u pravom trenutku uštrcaju pravu količinu goriva i to po redoslijedu paljenja u cilindrima.

Četiri takta u dizel motoru smjenjuju se ovako:1. Usisni takt: čisti zrak se usisava u cilindar.2. Kompresijski takt: prije nego što klip dođe u gornju mrtvu točku, mlaznica uštrca gorivo i ono se zapali. 3. Radni takt: plinovi koji se šire pritisnu klip prema dolje.4. Ispušni takt: klip u gibanju prema gore istiskuje plinove u ispuh.
Automobilski dizel motori obično imaju svjećicu (žarnicu), koja olakšava pokretanje hladnog motora na taj način da prije pokretanja žari toliko dugo da se zrak u cilindrima ugrije na dovoljno visoku temperaturu da bi se plinsko ulje spalilo.

Toplinu dobivenu izgaranjem goriva motor pretvara u mehaničku energiju za pogon kotača.

Gorivo, obično smjesa benzina i zraka, izgara u potpuno zatvorenim cilindrima u unutrašnjosti motora (motor s unutrašnjim izgaranjem). Smjesa benzina i zraka stvara se u rasplinjaču. Kod gibanja klipova prema dolje nastaje u cilindrima podtlak koji usisava smjesu, a kod gibanja prema gore klipovi stiskaju (komprimiraju) smjesu. Kad je smjesa najstisnutija, zapali je električna iskra. Izgorjeli plinovi se šire i potiskuju klipove prema dolje (radni takt). Gibanje klipova se pretvara u okretanje i prenosi na koljenasto vratilo koje posredovanjem spojke, mjenjača i diferencijala prenosi snagu na kotače. Klip i koljenasto vratilo su među sobom povezani klipnjačom. Koljenasto vratilo pokreće i bregasto vratilo: koje osigurava otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila svakog cilindra.

Električni pokretač daje snagu potrebnu za puštanje motora u pogon. Zupčasti kotačić pokretača pri tome zahvaća u nazubljeni vijenac na vanjskom rubu zamašnjaka, koji je pričvršćen na koncu koljenastog vratila i potjera zamašnjak i koljenasto vratilo u okretanje. Na taj način počnu se i klipnjače i klipovi gibati gore dolje.

Zamašnjak izravnava trzaje koje uzrokuju klipovi u radnom taktu i osigurava jednakomjerno okretanje koljenastog vratila. Izgaranje stvara tako visoke temperature da bi se kovinski dijelovi mogli pregrijati i pokvariti. Zato motor ima dvostruke stijenke između kojih prolazi voda. Odatle voda teče u hladnjak, gdje toplinu predaje u okolicu. Hlađenje ubrzava ventilator koji kroz hladnjak pokreće zrak. Kod nekih motora zrak hladi motor neposredno.

Podmazivanje smanjuje trenje između gibljivih dijelova motora i osigurava dodatno hlađenje. Zbog toga dok motor radi, pumpa za ulje sve vrijeme dovodi ulje iz korita motora (kartera) koje je pod cilindrima, do mjesta koja treba podmazivati u motoru.