Bi aldiko motorra auto batean

Automobilen munduak tren motorraren garapen ugari izan ditu. Horietako batzuk denboran izoztu egin ziren, diseinatzaileak ez baitzuen baliabiderik izan garapena garatzeko. Beste batzuk eraginkorrak izan ziren, beraz, garapen horiek ez zuten etorkizun itxaropentsurik izan.

Lineako edo V formako motor klasikoaz gain, fabrikatzaileek bestelako potentzia unitateen diseinuak dituzten autoak ere ekoizten zituzten. Ikusten zenituen modelo batzuen kaputxaren azpian Wankel motorra, boxeolari (edo boxeolari), hidrogeno motorra. Zenbait automobilgilek oraindik potentzia-tren exotikoak erabil ditzakete beren modeloetan. Aldaketa horiez gain, historiak estandarrak ez diren hainbat motor arrakastatsuago ezagutzen ditu (horietako batzuk dira artikulu bereizi).

Hitz egin dezagun horrelako motor bati buruz, ia motoristekin topatzen ez denarekin, bestela belarra belarra segarekin mozteko edo motozerrarekin zuhaitza mozteko beharraz hitz egiteko. Bi aldiko potentzia unitatea da. Funtsean, barne errekuntzako motor mota hau ibilgailu motordunetan, tankeetan, pistoi hegazkinetan eta abarretan erabiltzen da, baina oso gutxitan autoetan.

Gainera, bi denborako motorrak oso ezagunak dira automobilismoan, unitate horiek abantaila handiak baitituzte. Lehenik eta behin, indar handia dute desplazamendu txiki baterako. Bigarrenik, diseinu sinplifikatuagatik, motor horiek arinak dira. Faktore horiek oso garrantzitsuak dira bi gurpileko kiroletarako.

Kontuan hartu aldaketen gailuaren ezaugarriak, baita autoetan erabiltzea posible den ere.

Zer da bi aldiko motorra?

Lehen aldiz, 1880ko hamarkadaren hasieran bi aldiko barne errekuntzako motor bat sortzeko patentea agertu zen. Garapena Douglad Clerk ingeniariak aurkeztu zuen. Bere burutazioaren gailuak bi zilindro zituen. Bata langilea zen, eta bestea, lankidetza militar-tekniko sorta berria ponpatzen ari zen.

10 urteren buruan, ganberaren putzarekin egindako aldaketa bat agertu zen eta bertan ez zegoen deskarga-pistoi bat. Motor hau Joseph Day-k diseinatu zuen.

Garapen horien paraleloan, Karl Benz-ek bere gas unitatea sortu zuen, 1880an ekoizteko patentea.

Bi denborako dvigun-ak, bere izenak dioen moduan, biela biratuaren birakada batean, aire-erregaiaren nahasketa hornitzeko eta erreketarako beharrezkoak diren kolpe guztiak egiten ditu, baita errekuntza-produktuak ibilgailuaren ihes-sistemara ateratzeko ere. . Gaitasun hori unitatearen diseinu ezaugarri batek ziurtatzen du.

Pistoiaren kolpe batean, zilindroan bi kolpe egiten dira:

1. Pistoia beheko puntu mortuan dagoenean, zilindroa purgatzen da, hau da, errekuntza produktuak kentzen dira. Kolpe hori BTC-ren zati berri bat hartzeak bermatzen du, ihesak ihes-bidera eramaten dituena. Momentu berean, ganbera VTS zati berri batekin betetzeko zikloa dago.
2. Goi-puntu hilera igota, pistoi hark sarrera eta irteera ixten ditu, eta horrek BTCren konpresioa ziurtatzen du pistoi gaineko espazioan (prozesu hori egin gabe, nahasketaren errekuntza eraginkorra eta potentzia-unitatearen beharrezko irteera ezinezkoa da). Aldi berean, airearen eta erregaiaren nahasketaren zati gehigarri bat xurgatzen da pistoi azpiko barrunbera. Pistoiaren TDCan, aire-erregaiaren nahasketa pizten duen txinparta sortzen da. Laneko kolpea hasten da.

Honek motor zikloa errepikatzen du. Gertatzen da bi kolpetan, kolpe guztiak pistoi bi kolpetan egiten direla: gora eta behera mugitzen den bitartean.

Bi aldiko motor baten gailua?

Bi aldiko barne errekuntzako motor klasikoa honako hauek osatzen dute:

• Carter. Hau da biela biraketa errodamenduekin finkatuta dagoen egituraren atal nagusia. Zilindro-pistoi taldearen tamainaren arabera, biradera-ardatzari dagokion biradera kopurua egongo da.
• Pistoi. Beira erako pieza da, biela erantsita dagoena, lau aldiko motorrek erabiltzen dutenaren antzekoa. Konpresio eraztunetarako zirrikituak ditu. Unitatearen eraginkortasuna MTC erreketan zehar pistoi dentsitatearen araberakoa da, beste motor mota batzuetan bezala.
• Sarrera eta irteera. Barne-errekuntzako motorreko karkasan bertan egiten dira, sarrerako eta ihes-kolektoreak konektatuta dauden lekuan. Horrelako motor batean ez dago gasa banatzeko mekanismorik, eta horregatik bi aldiko arinak dira.
• Balbula. Zati horri esker, airea / erregaia nahastea unitateko sarrerara itzultzea eragozten da. Pistoia igotzen denean, hutsunea sortzen da haren azpian, tapa mugituz, eta bertatik BTC zati berri bat barrunbera sartzen da. Laneko kolpearen kolpea gertatu bezain laster (txinparta piztu zen eta nahasketa piztu zen, pistoia beheko muinora eramanez), balbula hau ixten da.
• Konpresio eraztunak. Barne-errekuntzako beste edozein motatako pieza berak dira. Beren neurriak pistoi jakin baten neurrien arabera hautatzen dira zorrotz.

Hofbauer bi denborako diseinua

Ingeniaritza oztopo ugari direla eta, bidaiarien autoetan bi alditako aldaketak erabiltzeko ideia ezin izan da orain dela gutxi arte. 2010ean, aurrerapauso bat eman zen zentzu horretan. EcoMotors-ek inbertsio duina lortu zuen Bill Gates eta Khosla Ventures enpresen eskutik. Hondakin horien arrazoia boxeo motor originalaren aurkezpena izan zen.

Aldaketa hori aspalditik badago ere, Peter Hofbauerrek boxeo klasiko baten printzipioa lantzen zuen bi kolpearen kontzeptua sortu zuen. Konpainiak OROS deitu zion bere lanari (zilindro kontrajarriak eta kontrako pistoi gisa itzulia). Unitate horrek gasolinarekin ez ezik, gasolioarekin ere lan egin dezake, baina garatzaileak erregai solidoan oinarritu da orain arte.

Ahalmen horretan bi kolpetako diseinu klasikoa kontuan hartzen badugu, teorian antzeko aldaketa batean erabil daiteke eta 4 gurpileko ibilgailu batean instalatu daiteke. Posible litzateke ingurumen arauak eta erregaiaren kostu handia ez balitz. Bi aldiko barne errekuntzako ohiko motor baten funtzionamenduan, aire-erregaiaren nahasketaren zati bat ihes-ataka bidez kentzen da purgatze prozesuan. Era berean, BTCren errekuntza prozesuan, olioa erretzen da.

Automobilgile nagusien ingeniarien eszeptizismo handia izan arren, Hofbauer motorrak bi kolpetarako luxuzko autoen kaputxora sartzeko aukera ireki zuen. Bere garapena boxeolari klasikoarekin alderatzen badugu, produktu berria ehuneko 30 arinagoa da, bere diseinuak zati gutxiago dituelako. Unitateak funtzionamenduan zehar energia ekoizpen eraginkorragoa erakusten du lau aldiko boxer batekin alderatuta (eraginkortasuna ehuneko 15-50 artean handitzen da).

Lehen lan ereduak EM100 marka jaso zuen. Garatzailearen arabera, motorraren pisua 134 kg da. Bere potentzia 325 CV-koa da eta momentua 900 Nm-koa da.

Boxeo berriaren diseinuaren ezaugarria da bi pistoi zilindro batean kokatuta daudela. Biela biela berean muntatuta daude. VTSren erreketa bien artean gertatzen da, eta horregatik askatutako energiak aldi berean bi pistoi eragiten ditu. Horrek hain momentu izugarria azaltzen du.

Kontrako zilindroa ondokoarekin asinkronikoki abiarazteko konfiguratuta dago. Honek birabarkiaren biraketa leuna bermatzen du momentu egonkorrarekin tiraka egin gabe.

Ondorengo bideoan, Peter Hofbauerrek berak bere motorrak nola funtzionatzen duen erakusten du:

opoc motorra nola funtzionatzen duen.mp4

Ikus dezagun bere barne egitura eta lan eskema orokorra.

Turboalimentazioa

Turbokarga motor elektriko bat instalatuta dagoen ardatzaren errodagailu batek ematen du. Ihes-gasen korrontetik neurri batean abiatuko den arren, errodagailua elektronikoki kargatzeak errodagailua azkarrago bizkortu eta airearen presioa sor dezake. Giragailuaren biraketaren energia kontsumoa konpentsatzeko, gailuak elektrizitatea sortzen du palek ihes-presioa jasaten dutenean. Elektronikak ihes-fluxua ere kontrolatzen du ingurumenaren kutsadura murrizteko.

Bi kolpe berritzaileen elementu hau nahiko eztabaidagarria da. Beharrezko airearen presioa azkar sortzeko, motor elektrikoak energia dezente kontsumituko du. Horretarako, teknologia hori erabiliko duen etorkizuneko autoak sorgailu eraginkorragoa eta edukiera handiagoarekin bateriak hornitu beharko ditu.

Gaurtik aurrera, gainkarga elektrikoaren eraginkortasuna paperean dago oraindik. Fabrikatzaileak dioenez, sistema honek zilindroen purga hobetzen du eta bi aldiko zikloaren onurak maximizatzen ditu. Teorian, instalazio honek unitatearen litroko edukiera bikoizteko aukera ematen du lau aldiko parekoekin alderatuta.

Halako ekipamendua sartzeak, zalantzarik gabe, zentrala garestituko du, eta horregatik oraindik merkeagoa da barne errekuntzako motor klasiko potente eta lizun bat erabiltzea boxeo arin berria baino.

Altzairuzko biela

Bere diseinuaren arabera, unitateak TDF motorren antza du. Aldaketa horretan soilik, kontrako pistoiek bi biela biela biratu zituzten, baizik eta bat kanpoko pistoi biela luzeengatik.

Motorraren kanpoko pistoiak birabarkiarekin lotuta dauden altzairuzko biela luzeetan muntatuta daude. Ez dago ertzetan, ekipamendu militarrean erabiltzen den boxeolari aldaketa klasikoan bezala, zilindroen artean baizik.

Barruko elementuak biradera mekanismoarekin ere lotuta daude. Halako gailu batek aire-erregaiaren nahasketaren errekuntza-prozesutik energia gehiago ateratzeko aukera ematen du. Motorrak pistoi kolpe handiagoa ematen duten biraderak balitu bezala jokatzen du, baina ardatza trinkoa eta arina da.

Biela-arbola

Hofbauer motorrak diseinu modularra du. Elektronikak zilindro batzuk itzaltzeko gai dira, autoa ekonomikoagoa izan dadin ICEa gutxieneko karga denean (adibidez, errepide lau batean zehar ibiltzean).

Zuzeneko injekzioa duten 4 denborako motoreetan (irakurri injekzio sistema moten inguruko xehetasunak ikusteko) beste berrikuspen batean) zilindroak itzaltzea erregai hornidura etenez ziurtatzen da. Kasu honetan, pistoiak oraindik zilindroetan mugitzen dira bielaren biraketaren ondorioz. Besterik ez dute erregaia erretzen.

Hofbauer-en garapen berritzaileari dagokionez, zilindro pare baten itxiera bermatuta dago zilindro-pistoi bikoteen artean biradera-ardatzean muntatutako enbrage berezi batek. Modulua deskonektatuta dagoenean, enbrageak atal honen ardura duen birabarkiaren zatia deskonektatu besterik ez du egiten.

2 aldiko barne-errekuntzako motor klasiko batean pistonak abiaduraz abiaduran mugitzeak VTSaren zati berri bat xurgatzen duenez gero, aldaketa honetan modulu honek guztiz funtzionatzeari uzten dio (pistoiak geldirik daude). Potentzia-unitatearen karga handitu bezain laster, momentu jakin batean enbrageak bielaren ardatzaren atal ez-funtzionala konektatzen du eta motorrak potentzia handitzen du.

zilindroa

Zilindroa aireztatzeko prozesuan, 2 aldiko balbula klasikoek erre gabeko nahasketaren zati bat atmosferara igortzen dute. Hori dela eta, potentzia unitate horrekin hornitutako ibilgailuek ezin dituzte ingurumen arauak bete.

Gabezia hori konpontzeko, bi aldiko motor kontrako garatzaileak zilindroen diseinu berezia diseinatu du. Sarrerak eta irteerak ere badituzte, baina haien kokapenak emisio kaltegarriak murrizten ditu.

Nola funtzionatzen duen bi aldiko barne errekuntzako motor batek

Bi aldiko aldaketa klasikoaren berezitasuna da biradera eta pistoia aire-erregai nahasketaz betetako barrunbe batean daudela. Sarrerako balbul bat instalatuta dago sarreran. Bere presentziak pistoi azpiko barrunbean presioa sortzeko aukera ematen du beherantz mugitzen hasten denean. Buru honek zilindroen purga eta ihes-gasen ebakuazioa azkartzen ditu.

Pistoia zilindroaren barruan mugitzen denean, sarrerako eta irteerako txandakatuz irekitzen / ixten du. Hori dela eta, unitatearen diseinu-ezaugarriek ahalbidetzen dute gasa banatzeko mekanismoa ez erabiltzea.

Igurtzitako elementuak gehiegi higatu ez daitezen, kalitate handiko lubrifikazioa behar dute. Motor hauek egitura sinplea dutenez, olio barruko errekuntzako motorren zati guztietara olioa emango lukeen lubrifikazio sistema konplexua kenduko zaie. Hori dela eta, motorra olio gehitzen zaio erregaiari. Horretarako, marka berezi bat erabiltzen da bi aldiko unitateetarako. Material horrek tenperatura altuetan mantendu behar du koipeztasuna, eta erregaiarekin batera erretzen denean, ez du karbono gordailurik utzi behar.

Autoetan bi denborako motorrak oso erabiliak ez ziren arren, historiak ezagutzen ditu halako motorrak kamioi batzuen kanpaiaren azpian kokatzen ziren garaiak (!). Horren adibide YaAZ diesel potentzia unitatea da.

1947an, linea horretako 7 zilindroko diesel motorra instalatu zen 200 tonako YaAZ-205 eta YaAZ-4 kamioietan. Pisua handia izan arren (800 kg inguru), unitateak etxeko autoen barne errekuntzako motor askok baino bibrazio txikiagoak zituen. Arrazoia da aldaketa honen gailuak sinkronikoki biratzen diren bi ardatz dituela. Orekatzeko mekanismo horrek motorraren bibrazio gehienak apaldu zituen eta horrek zurezko kamioien gorputza azkar xehatuko zuen.

2 denborako motorren funtzionamenduari buruzko xehetasun gehiago honako bideo honetan azaltzen dira:

2 TACT. Saia gaitezen ulertzen ...

Non behar da bi aldiko motor bat?

2 denborako motor baten gailua 4 denborako analogikoa baino sinpleagoa da. Horregatik, pisua eta bolumena erregai kontsumoa eta beste parametro batzuk baino garrantzitsuagoak diren industria horietan erabiltzen dira.

Adibidez, motor horiek gurpileko belar sega arinetan eta lorezainentzako eskuz mozteko makinetan instalatzen dira. Motor astun bat eskuetan edukitzeak lorategian lan egitea oso zaila da. Motozerren fabrikazioan kontzeptu bera aurki daiteke.

Bere eraginkortasuna uraren eta airearen garraioaren pisuaren araberakoa da, beraz, fabrikatzaileek erregai kontsumo handiarekin konpromisoa hartzen dute egitura arinagoak sortzeko.

Hala ere, 2-tatnik-ak nekazaritzan eta hegazkin mota batzuetan ez dira erabiltzen. Auto / moto kiroletan, pisua parapente edo belarra mozteko makinetan bezain garrantzitsua da. Auto edo motozikleta abiadura handikoa izan dadin, diseinatzaileek, horrelako ibilgailuak sortuz, material arinak erabiltzen dituzte. Autoen karrozeriak egiten dituzten materialen xehetasunak azaltzen dira Hemen... Hori dela eta, motor hauek abantaila dute 4 denborako konplexu astun eta teknikoki konplexuen aldean.

Hona hemen barne errekuntzako motor baten bi aldiko kirol aldaketan izandako eraginkortasunaren adibide txiki bat. 1992az geroztik, zenbait motozikleta Honda NSR4 Japoniako 500 zilindroko V motako bi aldiko motorra erabiltzen dute MottoGP motozikleta lasterketetan. 0.5 litroko bolumena zuen unitate honek 200 zaldi garatu zituen, eta biela birakariak 14 mila birako minutuko biratu zuen.

Momentua 106 Nm da. dagoeneko 11.5 milara iritsi zen. Halako haur batek garatu ahal izan zuen abiadura maximoa orduko 320 kilometro baino gehiagokoa izan zen (pilotuaren pisuaren arabera). Motorraren pisua 45 kg baino ez zen. Kilo baten ibilgailuaren pisuak ia zaldi potentzia eta erdi hartzen du. Kirol auto gehienek inbidia izango dute potentzia-pisu erlazio horrekin.

Bi aldiko eta lau aldiko motorra alderatzea

Galdera da zergatik, beraz, makinak ezin du horrelako unitate produktiboa izan? Lehenik eta behin, bi aldiko klasikoa da ibilgailuetan erabiltzen den guztietatik unitate xahutzaileena. Horren arrazoia zilindroa garbitu eta betetzearen berezitasunak dira. Bigarrenik, Honda NSR500 bezalako lasterketetako aldaketetan bezala, bira handiak direla eta, unitatearen lan bizitza oso txikia da.

2 kolpetako unitate batek 4 kolpeko analogiko baten aurrean dituen abantailak hauek dira:

• Bielaren biraren biraketa bati boterea kentzeko gaitasuna 1.7-XNUMX aldiz handiagoa da gasa banatzeko mekanismoa duen motor klasiko batek sortutakoa baino. Parametro honek garrantzi handiagoa du abiadura txikiko itsas teknologiaren eta pistoi hegazkinen modeloetan.
• Barne errekuntzako motorraren diseinu ezaugarriak direla eta, dimentsio eta pisu txikiagoak ditu. Parametro hau oso garrantzitsua da ibilgailu arinetarako, hala nola, patineteak. Aurretik, potentzia unitate horiek (normalean haien bolumena ez zen 1.7 litrotik gorakoa) auto txikietan instalatzen ziren. Aldaketa horietan, biradera ganberaren putzua eman zen. Zenbait kamioi modelo ere bi aldiko motorrekin hornituta zeuden. Normalean barne errekuntzako motorren bolumena gutxienez 4.0 litrokoa zen. Aldaketa horietan putzua zuzeneko fluxu motaren arabera egin zen.
• Haien piezak gutxiago higatzen dira, elementu mugikorrek, 4 denborako analogikoen efektu bera lortzeko, mugimendu gutxi bikoitza egiten baitute (bi kolpe konbinatzen dira pistoi kolpe batean).

4 denborako motorra

Abantaila horiek gorabehera, bi aldiko motorra aldatzeak eragozpen handiak ditu, horregatik oraindik ez da praktikoa autoetan erabiltzea. Hona hemen desabantaila horietako batzuk:

• Karburadore modeloek zilindro ganberaren purgatzean VTSren karga berria galtzean funtzionatzen dute.
• 4 denborako bertsioan, ihes-gasak neurri handiagoan kentzen dira jotzen den analogikoan baino. Arrazoia zera da: 2 kolpeetan, pistoia ez da goiko puntu hildara iristen purgatzean, eta prozesu hori bere kolpe txikian soilik bermatzen da. Hori dela eta, aire-erregaiaren nahasketa batzuk ihesbideetan sartzen dira, eta ihes gas gehiago geratzen dira zilindroan bertan. Ihesean erre gabeko erregai kopurua murrizteko, fabrikatzaile modernoek injekzio sistema batekin aldaketak garatu dituzte, baina kasu honetan ere ezinezkoa da zilindrotik errekuntza hondarrak guztiz kentzea.
• Motor hauek potentzia gose handiagoa dute desplazamendu berdina duten 4 aldiko bertsioekin alderatuta.
• Errendimendu handiko turboalimentadoreak injekzioko motorren zilindroak garbitzeko erabiltzen dira. Horrelako motoreetan, airea bat eta erdi edo bi aldiz gehiago kontsumitzen da. Hori dela eta, aire iragazki bereziak instalatu behar dira.
• Gehieneko bira / min iristean, 2 denborako unitateak zarata gehiago sortzen du.
• Gogorrago erretzen dute.
• Giro txikietan bibrazio indartsuak sortzen dituzte. Zentzu horretan ez dago diferentziarik lau eta bi kolpetako zilindro bakarreko motorrek.

Bi aldiko motorren iraunkortasunari dagokionez, lubrifikazio txarra dela eta azkarrago huts egiten dutela uste da. Baina, kirol motozikletetarako unitateak kontuan hartzen ez badituzu (bira altuak bizkor desgaitzen ditu piezak), orduan gako-arau batek funtzionatzen du mekanikan: mekanismoaren diseinua zenbat eta errazagoa izan, orduan eta gehiago iraungo du.

4 denborako motorrek pieza txikien kopuru handiagoa dute, batez ere gasa banatzeko mekanismoan (irakurri balbularen denborak nola funtzionatzen duen jakiteko Hemen), edozein momentutan apur daitekeena.

Ikus dezakezun moduan, barne errekuntzako motorren garapena ez da orain arte gelditu, beraz, nork daki arlo horretan zer aurrerapen egingo duten ingeniariek. Bi aldiko motorren garapen berria agertzeak itxaropena ematen du etorkizun hurbilean autoek tren motordun arinagoak eta eraginkorragoak izango dituztela.

Bukatzeko, bi aldiko motor baten beste aldaketa bat aztertzea gomendatzen dugu, pistoiak elkarrerantz mugituz. Egia da, teknologia horri ezin zaio berritzailea deitu, Hofbauer bertsioan bezala, barne errekuntzako motor horiek 1930eko hamarkadan hasi ziren erabiltzen ekipamendu militarrerako. Hala ere, ibilgailu arinei dagokienez, oraindik ez dira erabili 2 denborako motorrak:

Counter Traffic Engine harrigarria 2018

Galderak eta erantzunak:

Zer esan nahi du 2 aldiko motor batek? 4 aldiko motor batek ez bezala, trazu guztiak biraderaren bira batean egiten dira (bi trazu pistoi aldi batean egiten dira). Bertan, zilindroa bete eta aireztatzeko prozesua konbinatzen da.

Nola lubrifikatzen da bi aldiko motorra? Motorraren barruko gainazal igurtzi guztiak erregaiaren olioarekin lubrifikatzen dira. Hori dela eta, horrelako motorretan olioa etengabe bete behar da.

Nola funtzionatzen du 2 aldiko motor batek? Barne-errekuntzako motor honetan, bi trazuak argi adierazten dira: konpresioa (Pistoia TDCra mugitzen da eta pixkanaka-pixkanaka purga eta gero ihes-ataka ixten du) eta lan-ibilbidea (BTC piztu ondoren, pistoia BDCra mugitzen da, purgatzeko ataka berdinak irekiz).