Tłok jest zaworem
W ścianie cylindra wycięto okna. Tłok, przesuwając się, sam je zasłania i odsłania. Wydech otwiera się pierwszy i zamyka ostatni, bo jego górna krawędź leży wyżej niż krawędź kanałów przelotowych.
Technika · Silnik dwusuwowy
Silnik dwusuwowy — praca przy każdym obrocie
Cały cykl — ssanie, sprężanie, spalanie i wydech — mieści się tu w dwóch ruchach tłoka, czyli w jednym obrocie wału. Nie ma zaworów ani wałka rozrządu: zaworem jest sam tłok, a pompą — skrzynia korbowa. Zobacz, co dzieje się jednocześnie nad tłokiem i pod nim.
świeża mieszanka
sprężona
spalanie
spaliny
kropelki oleju (1:50)
Przeciągnij koło zamachowe, by obrócić wał
Skróty: Spacja start / pauza · ← → krok 15° · + − prędkość · L etykiety · C porównanie z czterosuwem
Części silnika — najedź, dotknij lub wybierz
Najedź kursorem na dowolną część przekroju (albo jej dotknij), aby poznać jej nazwę i rolę. Numery odpowiadają oznaczeniom na rysunku w widoku mobilnym.
Dwusuw kontra czterosuw
Ten sam kąt wału, dwa różne silniki. Włącz porównanie i policz suwy pracy.
Dwusuw
suw pracy przy każdym obrocie
Czterosuw
suw pracy co drugi obrót
suwy pracy
suwy pracy
Obroty wału: 0
Dwusuw: 1 suw pracy na obrót · Czterosuw: 1 suw pracy na 2 obroty
| Cecha | Dwusuw | Czterosuw |
|---|---|---|
| Budowa | Tłok, korbowód, wał — i prawie nic więcej. Rozrządem są okna w cylindrze i samoczynny zawór membranowy. | Zawory ze sprężynami, wałek (lub wałki) rozrządu, napęd paskiem lub łańcuchem — dużo więcej precyzyjnych części. |
| Masa | Lekki i zwarty, świetny stosunek mocy do masy. Bez miski olejowej może pracować w dowolnej pozycji — pilarka działa nawet do góry nogami. | Cięższy przy tej samej mocy: głowica z rozrządem, miska i pompa oleju. Olej musi spływać do miski, więc pozycja pracy jest ograniczona. |
| Moc z litra | Wysoka — suw pracy w każdym obrocie. Teoretycznie 2× więcej przy tych samych obrotach, w praktyce mniej, bo część mieszanki ucieka, a cylinder nie napełnia się do końca. | Niższa przy tych samych obrotach bez doładowania; nadrabia wyższymi obrotami, turbodoładowaniem i lepszym napełnieniem cylindra. |
| Smarowanie | Olej dodany do paliwa (np. 1:50) albo dozowany pompką. Smaruje łożyska i gładź, a potem spala się razem z mieszanką. | Obieg zamknięty: miska, pompa, filtr. Olej krąży po silniku i wymienia się go okresowo — w normalnej pracy prawie się nie spala. |
| Emisje | Wysokie: straty przepłukania (niespalone paliwo w wydechu) i spalany olej — stąd niebieskawy dym. Nowoczesne dwusuwy z wtryskiem bezpośrednim są dużo czystsze. | Znacznie niższe; z katalizatorem łatwiej spełnić surowe normy spalin. |
| Zastosowania | Pilarki, kosiarki, dmuchawy, skutery, motocykle crossowe, silniki zaburtowe, dawniej Trabant i WSK — a także ogromne okrętowe diesle dwusuwowe (z zaworami wydechowymi i przepłukaniem wzdłużnym). | Samochody, większość motocykli, agregaty prądotwórcze, samoloty lekkie, lokomotywy i statki średniej wielkości. |
Jak to działa?
Cztery sprytne pomysły, dzięki którym dwusuw obywa się bez zaworów.
Skrzynia korbowa to pompa
Gdy tłok idzie w górę, objętość szczelnej skrzyni rośnie, ciśnienie spada i płatki membrany wpuszczają mieszankę. Gdy tłok idzie w dół, spręża ją wstępnie do ok. 1,3–1,4 bara, żeby mogła wpaść do cylindra.
Przepłukanie zwrotne
Kanały przelotowe kierują strumień świeżej mieszanki w górę, pod głowicę i w dół ku wydechowi — pętlą, która wypycha spaliny. Część mieszanki zawsze jednak ucieka prosto do wydechu: to straty przepłukania.
Wydech, który gra
Wydech rezonansowy działa jak instrument. Stożek rozbieżny odsyła falę podciśnienia, która pomaga wyssać spaliny, a stożek zbieżny — falę nadciśnienia, która wraca tuż przed zamknięciem kanału i wpycha uciekającą mieszankę z powrotem.
Czy wiesz, że…?
Trzy fakty, które zaskakują nawet mechaników.
- Największe silniki tłokowe świata to dwusuwy. Okrętowy diesel Wärtsilä-Sulzer RTA96-C w wersji 14-cylindrowej ma ok. 80 MW mocy (ponad 100 000 KM) i waży ok. 2 300 ton. Jego tłok ma 96 cm średnicy i 2,5 m skoku, a wał obraca się tylko ok. 100 razy na minutę. Zamiast skrzyni korbowej ma jednak zawór wydechowy w głowicy i turbosprężarki.
- Mieszanka 1:50 to 20 ml oleju na każdy litr benzyny. Olej osiada na łożyskach i gładzi cylindra po drodze przez skrzynię korbową, a potem spala się razem z paliwem — stąd niebieskawy dym i charakterystyczny zapach dwusuwa.
- Wydech potrafi wepchnąć mieszankę z powrotem do cylindra. Dzięki pracom Waltera Kaadena nad wydechem rezonansowym wyścigowe MZ 125 już w 1961 r. osiągały ok. 25 KM — czyli 200 KM z litra, wynik wtedy niespotykany dla silnika wolnossącego.
Wyzwanie
Sprawdź, czy rozumiesz rytm dwusuwa — strona sama wykryje, kiedy się uda.
- Zatrzymaj silnik, gdy otwarte są jednocześnie kanał wydechowy i przelotowy — to przepłukanie. Użyj pauzy, kroku ±15° albo przeciągnij koło zamachowe.
- Złap iskrę: zatrzymaj wał w chwili zapłonu (z dokładnością do 4°). Podpowiedź: szukaj żółtej gwiazdki na wykresie faz rozrządu.
- Włącz porównanie z czterosuwem i poczekaj, aż dwusuw wykona 10 suwów pracy. Ile zrobi w tym czasie czterosuw? Możesz przyspieszyć suwakiem albo klawiszem +.
Ukończone: 0 z 3
Z historii
Silnik, który ma prawie 150 lat — i wciąż pracuje w każdej pilarce.
- 1878–1881
Dugald Clerk
Szkocki inżynier buduje pierwszy działający silnik dwusuwowy i w 1881 r. go patentuje. Do tłoczenia mieszanki używa jednak osobnego cylindra-pompy.
- 1889
Joseph Day
Anglik wpada na genialnie prosty pomysł: pompą może być sama skrzynia korbowa pod tłokiem. Tak rodzi się silnik z przepłukaniem skrzyniowym — ten z animacji powyżej.
- lata 20. XX w.
Adolf Schnürle
Niemiecki inżynier opracowuje przepłukanie zwrotne (pętlowe): strumienie mieszanki zataczają pętlę pod głowicą, zamiast lecieć prosto do wydechu.
- lata 50.–60.
Walter Kaaden
Konstruktor z MZ w Zschopau zamienia wydech w rezonator. Jego wiedzę wywiózł w 1961 r. na Zachód kierowca Ernst Degner — rok później Suzuki zdobyło z nim pierwszy tytuł mistrza świata.