Kuo skiriasi dvitaktis variklis nuo keturtakčio?

Varikliai yra bet kokios motorizuotos transporto priemonės širdis, o jų įvairovė gali sukelti painiavą. Dvi pagrindinės vidaus degimo variklių kategorijos – dvitakčiai ir keturtakčiai – nors ir atlieka tą pačią funkciją, veikia iš esmės skirtingais principais. Šis straipsnis padės geriau suprasti šiuos skirtumus, nurodyti kiekvieno tipo variklio privalumus ir trūkumus, ir paaiškinti, kodėl vienas ar kitas gali būti geriau pritaikytas konkrečioms reikmėms.

Kaip veikia vidaus degimo varikliai?

Prieš gilindamiesi į skirtumus, svarbu suprasti bendrą vidaus degimo variklio veikimo principą. Šie varikliai paverčia cheminę energiją (degalų) į mechaninę energiją, kuri stumia transporto priemonę. Tai pasiekiama deginant degalų ir oro mišinį uždaroje kameroje, vadinamoje cilindru, ir sukeliant slėgį, kuris stumia stūmoklį.

Dvitaktis variklis: paprastumas ir galia

Dvitaktis variklis, kaip pavadinimas sufleruoja, visą darbo ciklą atlieka per du stūmoklio taktus – tai reiškia, kad abu degimas ir išmetimas vyksta vienu metu. Dėl savo paprastumo ir galios koeficientų, dvitakčiai varikliai ilgą laiką buvo populiarūs tam tikrose srityse.

Dvitakčio variklio veikimo principas yra toks:

• Pirmasis taktas (išmetimas ir suspaudimas): Stūmoklis juda aukštyn, suspausdamas degalų ir oro mišinį, esantį virš stūmoklio. Tuo pačiu metu, kai stūmoklis juda aukštyn, išleidžiamieji vožtuvai (arba angos) atsidaro, leisdami išmetimosi dujoms pasišalinti, o naujo mišinio įsiurbimo angos (per karbiuratorių) atsidaro po stūmokliu, užpildydamos karterį šviežiu mišiniu.
• Antrasis taktas (darbas ir įsiurbimas): Kai stūmoklis pasiekia viršutinį negyvąjį tašką, uždegimo žvakė sukuria kibirkštį, uždegdama suspaustą mišinį. Degimo metu susidarantis slėgis stumia stūmoklį žemyn. Kai stūmoklis juda žemyn, jis atidengia išmetimo angą, per kurią išmetamosios dujos palieka cilindrą, ir perduoda suspaustą degalų mišinį iš karterio į degimo kamerą.

Šis supaprastintas veikimo būdas lemia tam tikrus privalumus ir trūkumus.

Dvitakčių variklių privalumai:

• Lengvesnis ir paprastesnis: Mažiau judančių dalių reiškia mažesnį svorį ir lengvesnę priežiūrą.
• Didelė galia vienam tūriui: Kiekvienas apsisukimas yra galios taktas, todėl jie generuoja daugiau galios lyginant su keturtakčiais varikliais to paties tūrio.
• Pigesnis: Dėl paprastesnės konstrukcijos jie paprastai yra pigiau pagaminami.

Dvitakčių variklių trūkumai:

• Didelė degalų ir alyvos sąnaudos: Degalai sumaišomi su alyva, kuri sudeginama kartu su degalais, kas didina eksploatacijos kaštus ir teršalų emisiją.
• Didesnė tarša: Degindami alyvą ir neišnaudodami viso degalų mišinio, jie išmeta daugiau teršalų.
• Trumpesnis tarnavimo laikas: Dėl didesnės apkrovos judančioms dalims ir prastesnio tepimo jie dažnai dėvisi greičiau.
• Triukšmingesnis: Dėl greitesnio degimo ciklo jie paprastai yra triukšmingesni.

Keturtaktis variklis: efektyvumas ir ilgaamžiškumas

Keturtaktis variklis, tuo tarpu, darbo ciklą atlieka per keturis stūmoklio taktus ir du alkūninio veleno apsisukimus. Tai užtikrina geresnį degalų sudeginimą, mažesnę taršą ir ilgesnį tarnavimo laiką.

Keturtakčio variklio veikimo principas yra sudėtingesnis, bet efektyvesnis:

• Pirmasis taktas (įsiurbimas): Stūmoklis juda žemyn, įsiurbimo vožtuvas atsidaro, ir degalų ir oro mišinys (arba tik oras, dyzeliniuose varikliuose) patenka į cilindrą.
• Antrasis taktas (suspaudimas): Stūmoklis juda aukštyn, abu vožtuvai užsidaro, ir degalų ir oro mišinys suspaudžiamas.
• Trečiasis taktas (darbas): Kai stūmoklis pasiekia viršutinį negyvąjį tašką, uždegimo žvakė (benzininis variklis) uždega mišinį, arba įpurškiami degalai (dyzelinis variklis) užsidega dėl aukštos temperatūros. Degimo metu susidarantis slėgis stumia stūmoklį žemyn.
• Ketvirtasis taktas (išmetimas): Stūmoklis vėl juda aukštyn, išmetimo vožtuvas atsidaro, ir išmetamosios dujos pašalinamos iš cilindro.

Šis keturių taktų ciklas leidžia varikliui veikti efektyviau ir sklandžiau.

Keturtakčių variklių privalumai:

• Ekonomiškesnis: Geriau sudegina degalus, todėl yra ekonomiškesnis degalų sąnaudų atžvilgiu.
• Mažesnė tarša: Dėl atskirų įsiurbimo ir išmetimo taktų, degalai sudeginami efektyviau ir išmetama mažiau teršalų.
• Ilgesnis tarnavimo laikas: Geresnis tepimas ir mažesnė apkrova judančioms dalims užtikrina ilgesnį variklio tarnavimo laiką.
• Tylesnis veikimas: Sklandesnis degimo ciklas lemia tylesnį variklio veikimą.

Keturtakčių variklių trūkumai:

• Sunkesnis ir sudėtingesnis: Daugiau dalių (vožtuvai, kumštelinis velenas) reiškia didesnį svorį ir sudėtingesnę konstrukciją.
• Brangesnis: Didesnis dalių skaičius ir sudėtingesnis gamybos procesas lemia didesnę kainą.
• Mažesnė galia vienam tūriui: Palyginti su dvitakčiais to paties tūrio, keturtakčiai generuoja mažiau galios, nes tik kas antras stūmoklio judesys yra galios taktas.

Pagrindiniai skirtumai apibendrinant

Siekiant aiškumo, apibendrinkime pagrindinius dvitakčių ir keturtakčių variklių skirtumus patogioje lentelėje:

Ši lentelė aiškiai parodo, kad kiekvienas variklio tipas turi savo nišą ir privalumus, priklausomai nuo konkrečių reikalavimų ir naudojimo srities.

Kur naudojami šie varikliai?

Atsižvelgiant į jų savybes, dvitakčiai ir keturtakčiai varikliai yra naudojami labai skirtingose srityse, kur jų unikalios savybės yra vertinamos labiausiai.

Dvitakčių variklių naudojimo sritys:

Dvitakčiai varikliai yra idealūs ten, kur svarbiausia yra paprastumas, lengvumas ir didelis galios santykis, o ekonomija ir ekologija nėra pagrindiniai prioritetai. Jie dažnai randami:

• Mažuose sodo įrankiuose: Grandininiai pjūklai, žoliapjovės, lapų pūstuvai ir kiti nešiojami įrenginiai.
• Motoroleriuose ir mopedose: Ypač senesni modeliai, kur nedidelis svoris ir paprastumas buvo didelis privalumas.
• Pakabinamuose valčių varikliuose: Mažesniems valčių varikliams, kur svarbu lengvumas ir kompaktiškumas.
• Kai kuriose sporto šakose: Motokrose, sniego motocikluose, kur reikalinga greita reakcija ir didelė galia.

Keturtakčių variklių naudojimo sritys:

Keturtakčiai varikliai dominuoja ten, kur reikalingas patikimumas, degalų ekonomija, mažesnė tarša ir ilgas tarnavimo laikas. Tai apima daugelį šiuolaikinių transporto priemonių ir įrenginių:

• Automobiliai ir sunkvežimiai: Beveik visi šiuolaikiniai automobiliai, sunkvežimiai ir autobusai naudoja keturtakčius benzininius arba dyzelinius variklius.
• Motociklai: Dauguma šiuolaikinių motociklų, pradedant mažais miesto motociklais ir baigiant galingais sportiniais, naudoja keturtakčius variklius.
• Didelės valtys ir laivai: Pradedant nuo jachtų baigiant komerciniais laivais, keturtakčiai varikliai užtikrina patikimą ir efektyvų veikimą.
• Žemės ūkio technika: Traktoriai, kombainai ir kita sunki technika naudoja keturtakčius dyzelinius variklius dėl jų galios ir ilgaamžiškumo.
• Elektros generatoriai: Didžioji dalis nešiojamų ir stacionarių elektros generatorių veikia su keturtakčiais varikliais.

Apibendrinimas

Nors dvitakčiai ir keturtakčiai varikliai abu atlieka pagrindinę degalų pavertimo energija funkciją, jų veikimo principai, savybės ir tinkamumo sritys yra labai skirtingos. Dvitakčiai varikliai pasižymi paprastumu, lengvumu ir didele galia, tačiau yra mažiau ekonomiškos ir labiau teršiančios aplinką. Keturtakčiai varikliai, nors ir sudėtingesnis bei sunkesnis, yra daug ekonomiškesni, ekologiškesni ir ilgaamžiškesni, todėl dominuoja šiuolaikinėje transporto priemonių pramonėje. Pasirinkimas tarp šių dviejų variklių tipų priklauso nuo konkrečių poreikių, naudojimo tikslo ir aplinkosaugos reikalavimų.