A kétütemű motor milyen? Büdös és óriási a károsanyag kibocsájtása. Továbbá nyűgös, nagy a karbantartás igénye meg ciki is, ugye? Hát most elárulom, hogy ezek közül maximum az utolsó lehet igaz egy modern kétütemű motorra, de az meg csak rajtad múlik mit tartasz cikinek. A kétütemű motor lehetett volna a megoldás a belsőégésű motorok megmentésének. De miattad nem lett az.
Az ezredforduló környékén az autó gyártók komolyan elgondolkoztak azon, hogy modern kétütemű motorokat fejlesszenek az autóikba és ennek az oka teljesen egyértelmű. A belsőégésű motor teljesítményét megadó képletben (P=D2π/4*s*z*2n/i*p) szereplő “i” az osztóban az ütemszámot jelöli, tehát kettő vagy négy lehet. Ebből következik, hogy ha létezne két ugyanolyan paraméterekkel rendelkező motor amiből az egyik kétütemű a másik négyütemű, akkor a kétüteműnek kétszer annyi lenne a teljesítménye. Persze ilyen összehasonlítás nem létezik és a gyakorlatban nem is lenne kivitelezhető, de nagy vonalakban ez az elméleti háttér lényege.
És hogy miért mondom azt, hogy nem magas a károsanyag kibocsájtása, és nem nyűgösebb?
Pedig nézzük csak meg a kétütemű és négyütemű Trabit. Na ugye, hogy sokkal büdösebb a kétütemű füstje? Igen, csakhogy 2022 van és a technológia bizony fejlődik. A kétütemű motorok minden hátrányának a résvezérlés az oka. Ez persze bizonyos szempontból egyszerűsíti is, hiszen nincs vezérműtengely, szelepek, szelephimbák, stb. Azonban emiatt van szükség keverék olajzásra, ami miatt kegyetlen magas a károsanyag kibocsájtásuk és ezen okokból extrém kopásnak van kitéve egy négyütemű motorhoz képest. Sokkal hamarabb kopik el a dugattyú, a gyűrű, a hengerfal és ezért bizonyos motorok esetében akár tíz ezer kilométerenként tervezetten dugattyú csere és hengerfúrás a gyártói utasítás. Krossz motorok esetében pedig üzemóra alapján még sokkal gyakrabban.
Viszont a jó hír az, hogy erre van megoldás! Motoroknál és autóknál nem terjedt el, de kétütemű diesel motorok esetében főleg hajókon bevett megoldás a szelepvezérlés. Itt általában a kipufogó oldal szelepelt a friss töltet továbbra is a hengerfalba mart résen keresztül áramlik be és tolja ki az égésterméket. Ehhez valamilyen feltöltést, általában roots fúvót alkalmaznak. Azonban létezik olyan megoldás is ami lényegében ugyanolyan, mint a négyütemű motoroknál, tehát kipufogó és szívó szelep egyaránt van, sőt! Kísérleti jelleggel átépítések is születtek.
Kétütemmel működő négyütemű!?
Igen. Sőt, ötlet szinten még az is felmerült, hogy olyan motort készítsenek ami alacsony fordulatszám tartományban kétüteműként, magas fordulatszámon pedig négyüteműként működik. De legjobb tudomásom szerint ez nem valósult meg. Viszont szívó és kipufogó szelepekkel kiküszöbölhető az összes fent felsorolt hátrány. Hiszen ebben az esetben az olajzás pontosan úgy tud működni akár egy négyütemű motornál (a csapágyazást esetleg át kell alakítani, de nincs szükség keverék olajzásra). Ezzel egyértelműen nagyságrendekkel javul a károsanyag kibocsájtás. A kopás probléma szintén megoldott, hiszen nincsenek rések a hengerfalon és optimálisabb kenőanyagot lehet használni.
Már az ezredforduló idején indított projektekben is egyértelműen felmerült, hogy direkt befecskendezéssel kellene a tüzelőanyagot az égéstérbe juttatni. Ez akkor nem volt jellemző benzin esetében, de ma már elég gyakori. Tehát minden adott, hogy ilyen motorokkal szerelt autók és motorkerékpárok gördüljenek le a futószalagról.
A gyakorlati haszna leginkább a motorkerékpárok esetében szemléltethető, de az alábbi levezetés autók esetén is ugyanígy működik, csak kevésbé látványos.
Ez egy nagyrészt becsléseken alapuló szemléltetés, de a lényeg megértéshez megfelel. Tehát például egy 95 lóerős négyütemű motorkerékpár körülbelül 30 kilogrammal lehet könnyebb ha a motorblokkot kétüteműre cseréljük ugyanilyen teljesítménnyel. Ugye akár csak 5 kiló súlycsökkentés eszméletlen fejlesztési költségek árán érhető el, ez a 15 százalékot jelentő harminc kilogramm más módszerekkel szinte elérhetetlen. Egy motorosnak nem kell magyarázni, hogy egy ilyen mértékű súlykülönbség mit jelent, de egy autó esetében nincs szó ilyen óriási differenciáról, hiszen ott arányaiban kisebb a motorblokk tömege a teljes járműhöz képest. Viszont a fogyasztás csökkentési versenyben minden egyes kiló aranyat ér és a vezetési élményt is hasonlóan érinti. Nem beszélve arról, hogy a gyártónak sem mindegy mennyi vasat és alumíniumot kell megvenni és megmunkálni egy motor legyártáshoz. Hát még több millió motor legyártásához.
Akkor miért nem kétütemű az összes belsőégésű motor?
Fent már írtam: miattad. Na jó, valószínűleg pont nem miattad, hiszen te vetted a fáradtságot, idáig elolvastad az okfejtést és talán sikerült úgy felépítenem, hogy el is hiszed. Azonban mi a kisebbséghez tartozunk ebben a tekintetben. A kétezres évek elején volt az utolsó lehetőség arra, hogy esetleg megtérüljenek az ilyen jellegű fejlesztések mielőtt teljesen kifutnak a belsőégésű motorok. Viszont a marketingesek úgy látták, hogy a korábbi rossz, vagy semmilyen tapasztalat miatt a vásárlók nem bíznának a kétütemű technológiában. Így ez ennyiben maradt.
Ezért örülök mindig amikor olyan hírt hallok, hogy valamelyik motorkerékpár gyártó tovább fejleszti a kevés még megmaradt kétütemű blokkját, vagy esetleg teljesen újat dob piacra. Újak általában csak kis darabszámú, de annál érdekesebb gyártóktól érkeznek, mint korábban a Suter. Azonban most felcsillant egy fénysugár: a Minarelli egy új háromszázas blokkot dob piacra. Akinek nem lenne ismerős, a Minarelli zseniális kétütemű blokkokat gyártott főleg Yamaha robogókba és akár nagy motorokba is. Lassan két éve megvásárolta őket a Fantic és az EICMA-n bemutatott háromszázas erőforrást az ő modelljükbe szánják. Természetesen az euro ötös normákat is teljesíti hála a befecskendező rendszernek és a kipufogó szelepnek – ez nem a fent bemutatott négyüteműhöz hasonló megoldás, hanem egyfajta power szelep ami a kipufogó port szűkítésével növeli a nyomatékot alacsony fordulaton. De ez utóbbi már a 80-as évek végi szériamotorokban is megtalálható volt, csak tovább fejlesztették.
Szóval nincs minden veszve, kétütemű motorok voltak, vannak és lesznek. A krossz és endúró motorokat kivéve marginálisan elérhetőek, de ha ilyet keresel megtalálod.
forrás: https://www.mdpi.com/2411-5134/4/3/44
Mi lett a helyzet a keresztöblítéssel? Ott mekkora vesteségek/hatásfokok maradtak? Ugye sűrítés közben tolta ki a kipufogógázt a régi. De kiment a keverék egy része, és bent maradt valamennyi kipufogógáz. Most y szelepen csak levegő jön be sűrígve, valamennyit ki tud tolnu, de maximálisan nem tudhatja akkor sem kilökni az összes elégett anyagot. Valamikor be kell csukni a szelepeket, csa a feltöltő nem végezheti el a sűrítést, a dugattyúnak is bele kell szállnia. Így a négyüteműhöz képest akkor a befúvó mekkora arányú kell, hogy legyen egy ugyanakkora négyüteműhöz, hogy azonos többletlevegőt eredményezzen? Hiszen a négyüteműnél a sűrítési ütemben zárt hengerbe nyomja a levegőt, tehát mind felhasználásra kerül. A kétüteműnél meg jó darabig csa akisöprést végzi, és kisebb rész megy el a löketből sűrítésre. Itt az arányokat kellene tudni, mennyi veszítenek az öblítéssel, mennyi égéstermék marad visza, ami megint ront a hatásfokon. Tehán nem tisztán csa nyeségek vannak attól még, hogy kivonják a révezérlést, és a keveréket az egyenletből.
Amúgy az emberek jó része azt sem tudja, mi a négyütem, vagy a kocsija hol hajt ( pl. BMW vevői felmérés e téren, nagyjának fogalma sem volt, hol hat az autója). Régen a dízelek is lomhák, büdösek, zajosak voltak. Ilyen alapon azokat sem vennék a régi beidegződésekre hivatkozva. Akkor, ha jó kétüteműek lennének, azok esélyeit sem rontanák a régi kétüteműek tulajdonságai. Mifelénk emlékszünk az ilyenekre, nyugaton ugye sokkal hamarabb kikopott a technológia. USÁ-ban meg semmit sem mondana.