Tweetaktmotor
Van Wikipedia
Een tweetaktmotor (ook: tweeslagmotor) is een zuigermotor (een type verbrandingsmotor) die kracht levert bij elke neergaande beweging van de zuigers in de cilinders. Dit in tegenstelling tot een viertaktmotor waar de zuigers kracht leveren bij elke tweede neergaande beweging.
Inhoud |
[bewerk] Toepassingen
Tweetaktmotoren op benzine worden veel toegepast bij voertuigen waarvan het vermogen belangrijker is dan het brandstofverbruik: als aandrijving van racemotoren, racekarts, crossmotoren, brommers, buitenboordmotoren, grasmaaiers en dergelijke. Bij deze toepassingen wordt wat smeerolie door de brandstof gemengd (mengsmering), omdat de inwendige delen van de motor niet over een eigen smeerolietoevoer beschikken.
De meeste grote dieselmotoren die worden gebruikt voor aandrijving van zeeschepen werken eveneens volgens het tweetaktprincipe. Dit type motor wordt ook toegepast in o.a. aggregaten, dieselhydraulische en dieselelektrische locomotieven en is in de Verenigde Staten populair voor de aandrijving van vrachtauto's.
Tegenwoordig hebben bijna alle auto's geen tweetakt- maar een viertaktmotor.
[bewerk] Werking
[bewerk] Tweetaktbenzinemotor
De werking van een tweetaktmotor berust op hetzelfde principe als de vierslag- of viertaktmotor, maar het proces is anders. In plaats van vier 'slagen', heeft de tweetaktmotor maar twee 'slagen', waarin deze hetzelfde doet als de viertaktmotor.
Bij een viertaktmotor wordt een mengsel van benzine en lucht in de cilinder gebracht (hiervoor wijkt de zuiger, die daarmee zijn aanvoerslag maakt). Het mengsel wordt samengedrukt (de compressieslag) door de zuiger, die hiervoor weer terug in de cilinder schuift. Dan is er een ontsteking die voor een explosie zorgt, die de zuiger wegduwt (die daarmee de arbeidsslag maakt). Tot slot worden de uitlaatgassen naar buiten gedreven door de zuiger die weer naar binnen komt (de afvoerslag).
De tweetaktmotor heeft alleen maar een arbeidsslag en een compressieslag.
De tweetaktmotor heeft geen kleppen maar een uitlaatpoort. Het instromen van de verse lucht geschiedt door middel van spoelpoorten onderaan de cilindervoering die in verbinding staan met de carburateur. Op het moment dat de zuiger zich bovenin de cilinder bevindt en deze naar beneden beweegt, zal op een gegeven moment de uitlaatpoort opengaan (ca. 30 graden voor bodem) en zullen door de zuiger zelf de spoelpoorten geopend worden. En steeds opnieuw wordt er benzine aangezogen.
De spoelpoorten en uitlaatpoort dienen elkaar te overlappen qua opening (net zoals de klepoverlap bij een viertaktmotor). Dit ten behoeve van de koeling en de spoeling van de cilinder.
Om een goede spoeling en koeling van de cilinder te krijgen moet de spoelluchtdruk hoger zijn dan de atmosferische druk (1 bara) (bar absoluut). Dit wordt bereikt door compressor (gas) te koppelen aan de uitlaat van de motor, zodat de spoelluchtdruk door middel van een luchtcompressor omhoog kan worden gebracht tot zo'n 3 à 5 bar.
Als de zuiger voorbij zijn onderste dode punt (ODP) is, worden in dezelfde krukstand (dus bijv. 20 graden na ODP) de spoelpoorten gesloten waarna de uitlaatpoort ook sluit. Nu kan de effectieve compressieslag beginnen.
Het draaiende vliegwiel zal de zuiger verder doorbewegen waardoor compressie plaatsvindt, en als de zuiger in het bovenste dode punt (BDP) is begint de verbranding van de brandstof.
Over het algemeen zijn tweetaktmotoren krachtiger dan viertaktmotoren omdat bij hetzelfde aantal cilinders er twee keer zoveel verbrandingen plaatsvinden bij een gegeven toerental.
De tweetaktmotoren op racemotoren, crossmotoren en brommers zijn zeer hoogtoerig. Zij hebben bovendien een veel smallere en fellere powerband dan een viertaktmotor. Omdat de powerband zo scherp is, is het belangrijk dat je daar binnen blijft, om optimaal te kunnen profiteren van de kracht van de motor. Daarom vergt een tweetaktmotor nauwkeuriger schakelen.
De powerband wordt voor een groot deel beïnvloed door de uitlaat. Daarom moet de uitlaat van een tweetaktmotor aan speciale eisen voldoen. Op de meeste moderne tweetaktmotoren zit een expansie-uitlaat. Deze uitlaat veroorzaakt een drukgolf die tegendruk biedt aan de motor waardoor er minder onverbrand mengsel weg kan lekken. Vroeger werden er uitlaten met schotten gebruikt om tegendruk te creëren; deze werken echter minder goed dan een expansie-uitlaat.
De terugloopuitlaat die je vaak ziet op scooters is ook een expansie-uitlaat en het teruglopen van de demper is er alleen omdat de uitlaat anders te ver uit zou steken. Het teruglopen biedt verder geen extra vermogen.
Tweetaktmotoren komen op motorfietsen steeds minder voor, omdat ze veel slechter voor het milieu zijn doordat ze olie verstoken. En omdat er geen kleppen zijn, kan er ook nog goed brandstofmengsel via de uitlaat weg lekken. Zo is in de meest bekende motorwegwedstrijdklasse, de MotoGP (MotoGrandPrix) de regel ingevoerd dat een tweetakt maximaal 500cc cilinderinhoud mag hebben en een viertakt maximaal 990cc. In 2007 is dit terug gevoerd van 990 cc naar 800 cc motoren. Daarom is er op dit moment geen MotoGP-team meer dat een tweetaktmotor gebruikt omdat een viertakt 990cc het wint van een tweetakt 500cc.
Bij bromfietsen zijn benzine-injectietechnieken in opkomst. Door deze technieken wordt het verbruik van olie ook verminderd; ze worden echter nog niet op grote schaal toegepast op motoren met een grotere cilinderinhoud. Wel wordt er nog wat onderzoek naar gedaan, maar het lijkt er op dat tweetakt in de niet al te verre toekomst onmogelijk zal worden en dus zal verdwijnen. Nu al zijn moderne Aprilia RS125 motoren "geknepen" om aan de emissie-eisen te voldoen. In 2001 stopte de productie van RS250 motoren omdat Aprilia geen mogelijkheden meer zag om deze motor aan de emissie-eisen te laten voldoen.
Ook wordt het gewichtsverschil tussen viertakt- en tweetaktmotoren steeds kleiner. Dit is duidelijk te zien in de motorcross-sport waar nog steeds tweetaktmotoren worden gebruikt vanwege het lagere gewicht. Veel rijders stappen echter over op viertakt omdat het gewichtsverschil steeds kleiner wordt, en omdat een viertaktmotor een makkelijker bruikbare powerband heeft vanwege de grotere kracht bij lage toerentallen, en daardoor veel vergevingsgezinder is.
[bewerk] Tweetaktdieselmotor
Meestal zijn tweetaktdieselmotoren op schepen langzaamlopers. Ze zijn krachtig en kunnen het schip snel en goed voortbewegen. Tweetaktmotoren met zware stookolie als brandstof kunnen tot 100 MW (ca. 130.000 pk) aan vermogen leveren.
De brandstoftoediening van een grote tweetaktmotor geschiedt (op 'oudere' modellen) met een hogedrukbrandstofpomp die aangedreven wordt door de nokkenas. Maar met de laatste technologieën, zoals common-rail, wordt de brandstof onder constante hoge druk gehouden (tot 1000 à 2000 bar - voor een goede menging met de lucht in de cilinder) en door middel van een hydraulische klep geopend en gesloten. Zo kan de tijd van inspuiting precies geregeld worden, en kan - indien nodig - één cilinder helemaal afgesloten worden van de motor.
Het common-rail systeem is ook van toepassing op het openen en sluiten van de uitlaatklep.
| {{{afb_links}}} | Motoren | {{{afb_rechts}}} | {{{afb_groot}}} |
|---|---|---|---|
|
draaistroom | verbrandingsmotor | straalmotor | wankel | draaischijf | zuigermotor | diesel | dubbelzuiger | 2-takt | 4-takt | lijn | U-motor | V-motor | V-twin | L-twin | W-motor | kopklep | zijklep | schuivenmotor | ster | bayern | boxer | H-motor | inbouwmotor | K-motor | clip-on | hulp | zijboord | naaf | MR layout | FR layout | Lineaire inductiemotor (LIM) |
