Niektóre silniki są skomplikowane, inne zaś prostsze, ale w swej prostocie równie genialne. Przykładem może być silnik dwusuwowy, który dziś jest już niemal zabytkiem, ale w swych czasach napędzał wiele aut. Poznajmy bliżej dwusuwa.
Silnik dwusuwowy – co to znaczy?
Silnik dwusuwowy to rodzaj silnika spalinowego, który działa na zasadzie dwóch skoków tłoka w cylindrze, co oznacza, że każdy pełny cykl składa się z dwóch ruchów tłoka: suwu roboczego i suwu powrotnego. Silniki dwusuwowe są stosunkowo proste, lekkie i mają wysoką moc w porównaniu do swojej masy, co sprawia, że obecnie są popularne w takich pojazdach jak motocykle, skutery, kosiarki, pilarki łańcuchowe i niektóre pojazdy wodne.
Dwusuw. Jak działa silnik dwusuwowy?
Zasada działania silnika dwusuwowego może być skomplikowana, ale poniżej przedstawiamy ogólny opis tego procesu.
- Wlot paliwa i sprężanie:
- Zamknięty dolny kanał ssący. W pierwszym etapie cylinder jest zamknięty, a tłok jest w pozycji dolnej. Dolny kanał ssący jest zamknięty, a górny kanał wydechowy jest otwarty.
- Aspiracja mieszanki. Podczas ruchu tłoka w górę, mieszanka paliwa i powietrza jest zasysana do cylindra przez dolny otwarty kanał ssący.
- Sprężanie:
- Zamknięcie kanału ssącego. W górnej pozycji tłoka, dolny kanał ssący zamyka się, a mieszanka paliwa i powietrza jest sprężana, co zwiększa ciśnienie w cylindrze.
- Zapłon i skok roboczy:
- Zapłon. W momencie największego sprężenia, iskra zapłonowa powoduje zapłon mieszanki paliwa i powietrza.
- Skok roboczy. Spaliny podgrzewają się, co powoduje wzrost ciśnienia. Wysokie ciśnienie powoduje przemieszczenie tłoka w dół cylindra, co stanowi skok roboczy.
- Wylot spalin:
- Otwarcie kanału wydechowego. W dolnej pozycji tłoka, górny kanał wydechowy jest otwarty, a spaliny są wypychane na zewnątrz cylindra.
- Skok powrotny:
- Zamknięcie kanału wydechowego. Tłok powraca do górnego położenia, a górny kanał wydechowy zamyka się. Dolny kanał ssący zostaje otwarty.
- Aspiracja mieszanki i powtórzenie cyklu:
- Aspiracja. Tłok porusza się w dół cylindra, otwierając dolny kanał ssący i zasysając nową mieszankę paliwa i powietrza.
- Chłodzenie:
- Cyrkulacja chłodziwa. Silniki dwusuwowe wymagają skutecznego chłodzenia, zazwyczaj przy użyciu mieszanki oleju i paliwa. Olej jest dostarczany do cylindra w celu schłodzenia i smarowania.
Silniki dwusuwowe mają jednak pewne wady, takie jak niższa sprawność, większe zużycie paliwa i emisje spalin. W związku z tym silniki te są mniej popularne w nowoczesnych pojazdach, a niemal wszyscy producenci przeszli na silniki czterosuwowe. Niemniej jednak, ze względu na swoją prostotę i lekkość, silniki dwusuwowe są wciąż szeroko stosowane w niektórych specjalistycznych zastosowaniach.
Czym się różni silnik dwusuwowy od czterosuwowego?
Silniki dwusuwowe, obecnie już praktycznie niestosowane w motoryzacji i pojawiające się głównie w starszych samochodach i maszynach, posiadają kilka ciekawych i niespotykanych obecnie cech.
- Silnik dwusuwowy nie posiada osobnego suwu ssącego i sprężającego, co odróżnia go od silników czterosuwowych.
- Mieszanka paliwowo-powietrzna jest przygotowywana w gaźniku i zasysana do cylindra podczas skoku sprężania.
- W tym typie silnika zapłon następuje w górnej części skoku sprężania, a tłok, będąc napędzany przez gaz pod wysokim ciśnieniem, wykonuje pracę w dół cylindra podczas skoku pracy.
- Wydech spalin odbywa się podczas tego samego skoku, co zasysanie mieszanki paliwowo-powietrznej, co czyni proces bardziej dynamicznym niż w silnikach czterosuwowych.
Wady i zalety silników dwusuwowych
Zalety silników dwusuwowych:
- Prostota konstrukcji. Silniki dwusuwowe mają znacznie prostszą budowę niż silniki czterosuwowe. Składowych silnika dwusuwowego jest po prostu mniej, co sprawia, że te silniki są łatwiejsze w konserwacji i naprawach.
- Mniejsza masa i objętość. Ze względu na mniejszą ilość elementów konstrukcyjnych, silniki dwusuwowe są zazwyczaj lżejsze i zajmują mniej miejsca niż ich odpowiedniki czterosuwowe. To czyni je atrakcyjnymi w zastosowaniach, gdzie masa i rozmiary są kluczowe, takich jak w motocyklach czy narzędziach ogrodniczych.
- Wyższa moc w stosunku do rozmiaru. Silniki dwusuwowe często oferują wyższą moc w stosunku do swojego rozmiaru w porównaniu do silników czterosuwowych. Działa to na korzyść zastosowań, gdzie istotne jest uzyskanie jak największej mocy przy ograniczonej przestrzeni.
- Brak oddzielnej fazy smarowania. Olej smarujący jest mieszaniną paliwa, co eliminuje potrzebę oddzielnej fazy smarowania, a to z kolei jest konieczne w przypadku silników czterosuwowych. To upraszcza konstrukcję i obsługę.
- Lepsza reakcja na gaz. Silniki dwusuwowe mają tendencję do szybszej reakcji na zmiany obciążenia, co sprawia, że są bardziej dynamiczne i elastyczne w przypadku zmian prędkości obrotowej.
Wady silników dwusuwowych:
- Większe zużycie paliwa. Silniki dwusuwowe charakteryzują się większym zużyciem paliwa niż silniki czterosuwowe. Wynika to z tego, że olej smarujący jest wprowadzany bezpośrednio do mieszanki paliwowej, co zmniejsza jej wartość energetyczną.
- Większe emisje spalin. Silniki dwusuwowe generują większe ilości emisji spalin, co stawia je w niekorzystnej sytuacji w kontekście norm środowiskowych. W dzisiejszych czasach, kiedy kwestie związane z ochroną środowiska są priorytetem, to stanowi istotną wadę i niemal wyklucza tego typu jednostki z seryjnej produkcji dla motoryzacji.
- Konieczność dodawania oleju do paliwa. Te silniki wymagają dodawania do paliwa oleju, i to w odpowiednich proporcjach, co może być uciążliwe i nieco skomplikowane dla niektórych użytkowników.
- Mniej efektywne spalanie. Z powodu mieszania oleju z paliwem, spalanie w silnikach dwusuwowych jest mniej efektywne niż w silnikach czterosuwowych, co przekłada się na większe zużycie paliwa.
- Krótsza żywotność silnika. Ze względu na wyższe obciążenia termiczne i mechaniczne, silniki dwusuwowe mogą mieć krótszą żywotność w porównaniu do silników czterosuwowych.
Warto zauważyć, że mimo tych wad, silniki dwusuwowe są nadal stosowane w wielu zastosowaniach, zwłaszcza tam, gdzie istotne są inne aspekty, takie jak masa, rozmiar, koszty produkcji, czy prostota obsługi. Jednak postęp technologiczny i rygorystyczne normy emisji sprawiły, że na popularności mocno zyskały silniki czterosuwowe.
Czy silniki dwusuwowe mają rozrząd?
Silniki dwusuwowe zazwyczaj nie posiadają tradycyjnego układu rozrządu, jak to jest w przypadku silników czterosuwowych. W silnikach czterosuwowych rozrząd składa się z wałka rozrządu, który obraca się z połową prędkości wału korbowego. W silnikach dwusuwowych, gdzie pełny cykl pracy zachodzi w jednym obrocie wału korbowego, odpada konieczność stosowania tego typu rozrządu. W przypadku silników dwusuwowych, kontrola przepływu mieszanki paliwowo-powietrznej i spalin odbywa się głównie za pomocą konstrukcyjnych elementów cylindra i tłoka. Typowym przykładem są otwory zwane oknami w tłoku, które kontrolują przepływ mieszanki i spalin w silniku dwusuwowym.
Należy jednak zauważyć, że niektóre silniki dwusuwowe mogą być wyposażone w dodatkowe elementy, takie jak mechanizmy regulujące przepływ paliwa i powietrza, które mogą pełnić rolę podobną do rozrządu w kierowaniu procesami w cylindrze. Jednak w porównaniu do silników czterosuwowych, w dwusuwach te mechanizmy są zazwyczaj prostsze i mniej rozbudowane.
Jakie paliwo do silnika dwusuwowego?
Silniki dwusuwowe wymagają specjalnego rodzaju paliwa, zazwyczaj mieszanki benzyny z olejem. Mieszanka ta jest konieczna do smarowania elementów ruchomych silnika, ponieważ w silniku dwusuwowym nie ma oddzielnej komory olejowej. Olej smarujący jest wprowadzany do cylindra razem z paliwem, co umożliwia skuteczne smarowanie podczas spalania mieszanki paliwowo-olejowej.
Należy zachować ostrożność i precyzję przy przygotowywaniu tej mieszanki, ponieważ stosunek paliwa do oleju ma istotne znaczenie dla właściwego funkcjonowania silnika. Standardowy stosunek mieszanki benzyny do oleju w silnikach dwusuwowych wynosi zazwyczaj od 50:1 do 25:1, w zależności od specyfikacji producenta. Przykładowo, stosunek 50:1 oznacza 50 części benzyny do 1 części oleju.
Najczęściej używane oleje do mieszania z paliwem w silnikach dwusuwowych to oleje jednokomponentowe lub specjalne oleje dwukomponentowe przeznaczone do tego celu. W przypadku braku precyzyjnych informacji od producenta silnika, zawsze należy stosować się do zaleceń producenta oleju smarującego. Warto również zauważyć, że ze względu na ograniczenia środowiskowe i normy emisji, niektóre obszary i kraje wprowadziły restrykcje dotyczące stosowania silników dwusuwowych. W niektórych miejscach są one zakazane w pojazdach poruszających się po drogach publicznych ze względu na zwiększone emisje spalin i większe zużycie paliwa w porównaniu do silników czterosuwowych.
Co jest lepsze – dwusuw czy czterosuw?
Jeśli ktoś zadaje sobie pytanie „Dwusuw czy czterosuw? Który silnik jest lepszy?” – raczej nie znajdzie jednoznacznej odpowiedzi. Te silniki są tak różne i mają tak odmienną charakterystykę, że trudno je ze sobą bezpośrednio porównywać. Silniki dwusuwowe to raczej pieśń przeszłości, która obecnie jest stosowana głównie w maszynach, sprzętach ogrodniczych i prostszych pojazdach, np. w motocyklach. Kiedyś tego typu silniki montowano w samochodach (np. w popularnych kiedyś Syrenach, Trabantach i Wartburgach, a także w niektórych Saabach), ale obecnie nie są stosowane w nowoczesnych modelach. Silniki dwusuwowe są proste, lekkie i tanie w serwisowaniu, ale nie są w stanie zapewnić osiągów, jakich oczekujemy od współczesnych samochodów.
Polecamy również:
