Silnik dwusuwowy

W silniku tym cykl pracy odbywa się w czasie dwóch suwów tłoka, tzn. w czasie jednego obrotu wału korbowego. W silnikach tych odbywa się tylko suw sprężenia oraz suw pracy. Czynności związane z zmianą ładunku, tj. zapełnienie cylindra oraz wydobycie spalin, ma miejsce tu niejako równocześnie, w momencie gdy tłok jest w sąsiedztwie DMP, a zatem pod koniec suwu pracy oraz na początku suwu sprężenia. Silniki dwusuwowe na ogół nie posiadają zaworów. Wylot oraz wlot spalin jest regulowany za pomocą tłoka, odsłaniając lub zasłaniając konkretne otwory w ściankach cylindra. Spowodowane jest to tym, że w silnikach dwusuwowych nie ma suwu wlotu. Nowy ładunek przeznaczony do zapełnienia cylindra najpierw powinien być wcześniej sprężony poza cylindrem roboczym. To wcześniejsze sprężanie zachodzi w specjalnie przygotowanej w tym celu dmuchawie albo sprężarce, lub w komorze korbowej silnika.

Zaletą silników dwusuwowych jest ich prosta budowa, ogromna równomierność biegu oraz teoretycznie dwukrotnie większa moc w porównaniu z silnikami czterosuwowymi o takich samych wymiarach cylindra, prędkości obrotowej czy ciśnieniu w cylindrze.

Praktycznie na ogół zysk na mocy jest rzędu tylko 50-70% , wynika to ze zmniejszenia objętości skokowej cylindra przez szczeliny a także z powodu niemożności całkowitego przepłukania cylindra oraz usunięcia z niego spalin.

Sprawność silników dwusuwowych jest dużo mniejsza niż czterosuwowych, ponieważ ogromna część nie spalonej mieszaniny uchodzi przez szczelinę wylotową w trakcie przepłukiwania cylindra. W dużych silnikach dwusuwowych w miejsce sprężania w komorze korbowej używa się oddzielną dmuchawę tłokową albo wirową napędzaną przez wał korbowy silnika.

Wykres indykatorowy posiada tylko i wyłącznie pracę wewnętrzną, nie bierze on pod uwagę pracy sprężarki oraz dmuchawy ładującej (lub pracy straconej na początku sprężania w komorze korbowej). Naturalnie wykresy obu pól trzeba zrobić z zachowaniem takich samych podziałek.

Suw sprężania

W czasie tego suwu ma miejsce wzrost ciśnienia ładunku, który nagromadzony został w cylindrze. Proces ten zachodzi w warunkach ciągłej wymiany ciepła pomiędzy ładunkiem a ściankami cylindra, głowicą oraz denkiem tłoka. Wymiana ciepła zachodzi wraz ze różnym nasileniem, a także z różnym kierunkiem przepływu ciepła. Z początkiem suwu ładunek bierze ciepło od denka tłoka i ścianek cylindra, natomiast na końcu na miejsce oddawanie ciepła przez ładunek do ścianek przestrzeni roboczej. Z początkiem suwu sprężania odbywa się także proces przepłukiwania cylindra, czyli wymiany ładunku.

Suw rozprężenia (praca).

Proces rozprężenia zaczyna się po skończeniu spalania mieszaniny. Wysokie ciśnienie będących w cylindrze silnika gazów spalinowych powoduje, iż powodują one, że tłok ma ogromna siłę, pod wpływem, której to tłok przemieszcza się ku DMP. Zatem spaliny, które się rozprężają wykonują pracę. Stąd suw rozprężenia nazywamy suwem pracy. Także w czasie sprężania tak i tutaj następuje nieprzerwana wymiana ciepła pomiędzy gazami a czynnikiem chłodzącym za pomocą ścianek cylindra oraz głowicy. Pod koniec suwu zaczynają się procesy przepłukiwania.

W tym układzie okna (szczeliny) dolotowe oraz wylotowe zatają ułożone po przeciwległych stronach cylindra. Aby zapobiec wydostaniu się świeżego ładunku, który dopływa do cylindra jego strumień kierowany jest ku górze poprzez wykorzystanie nasady sterującej na tłoku albo pochylenie kanału dolotowego. Sposób z nasadą sterującą na tłoku posiada mnóstwo wad. Złożony układ denka tłoka oraz komory spalania w głowicy przeszkadza w obróbce tych elementów oraz powiększa ich koszty. Niesystematyczna forma wspiera powstanie odkształceń cieplnych oraz pękanie tłoka. Sprzyjającym sposobem jest pochylenie kanału dolotowego. Trzeba wprawdzie pamiętać, iż pochylenie kanału dolotowego spowoduje wzrost wysokości okien, a tym samym pomniejszenie czynnego skoku tłoka.

Wyróżniamy dwa rodzaje przepłukiwania zwrotnego: MAN oraz system Shnurlego.

W systemie MAS okna wylotowe znajdują się nad oknami dolotowymi. W systemie tym również okna wylotowe ale także i dolotowe umieszczone są po tej samej stronie cylindra. Takie ułożenie okien powoduje, że muszą być niższe niż w innym możliwościach i z tej przyczyny potrzeba wykorzystywać wyższe ciśnienia czynnika przepłukującego.

Natomiast w systemie Shnurlego okna dolotowe umieszczone są po obu tych samych stronach okien wylotowych, w przybliżeniu umieszczane są na takiej samej wysokości. Ulokowanie kanałów dolotowych po obu stronach kanału wylotowego ma korzystny wpływ na jednorodność mieszaniny co powoduje łatwe odparowanie paliwa.

System Schnurlego dostarcza sprawne przepłukiwanie cylindra bez względu na sposób tłoczenia mieszaniny palnej oraz częstotliwości obrotów silnika. Silniki z przepłukiwaniem systemem Schnurlego cechują się małym zużyciem paliwa, większą mocą, cichszą pracą, dłuższymi przebiegami pomiędzy naprawczymi oraz znaczną elastycznością

Atrybutem specyficznym przepłukiwania wzdłużnego, nazywanego także przepłukiwaniem jednokierunkowym, jest przepływ świeżego ładunku nie opodal osi cylindra nie zmieniając kierunku. Okna czy zawory są umieszczone po obu krańcach cylindra.

Kanały dolotowe mogą posiadać kierunek promieniowy. Osie tych kanałów mogą się przecinać albo mogą być ukośne. W przypadku drugiej ewentualności kanały dolotowe przekazują strumieniom przepłukującym ruch po torze śrubowym, co poprawia zmieszanie paliwa z powietrzem. Jest to istotne w silnikach z wtryskiem paliwa.

Przepłukiwanie wzdłużne za pomocą zaworu wylotowego gwarantuje możliwe ułożenie rozrządu wylotu, co powoduje dobre przepłukiwanie oraz napełnianie cylindra i przede wszystkim upraszcza wykorzystanie doładowania. W silnikach z tłokami przeciwsobnymi używa się przepłukiwania wzdłużnego. W wyjściu tym jeden tłok zajmuje się otwieraniem okien dolotowych, drugi natomiast otwieraniem okien wylotowych.

Silnika dwusuwowy - jego wady oraz zalety

Zacznijmy od zalet

1. Prosta i lekka budowa porównując z silnikami czterosuwowymi.

2. Ogromna równomierność biegu (perspektywa wykorzystania mniejszego koła zamachowego).

3. Duża moc silnika (0 50-70%) porównując z silnikiem czterosuwowym z tej samej pojemności skokowej.

4. Tańsze koszty wyrobu.

A teraz wady

1. Budowa silnika to ogromne problemy dla przyrody, natury porównując z silnikiem czterosuwowym.

2. Mała sprawność porównując z silnikiem czterosuwowym(ubytek w czasie przepłukiwania w dużym stopniu zwiększają zużycie paliwa).

  1. Krótsze przebiegi naprawcze porównując z silnikiem czterosuwowym.