N E T T B U T I K K :-)
Hovedside
Nyheter

Motorlære

Hvordan fungerer henholdvis en 2-takts og en 4-takts motor?

De fleste mopeder og lette mc har vært ustyrt med 2-takts motor, mens  4-takts motoren som regel har vært brukt i større og dyrere sykler. Dette er imidlertid i ferd med å endres grunnet strengere krav til utslipp og støy. 2-takts motoren går hardere tider i møte. Jeg tar intet ansvar for feil opplysninger på denne siden...

Vi vil her først og fremst konsentrere oss om forskjellene på en totakts og en firetakts motor, og vil se mest på det som har med sylinder og forbrenning å gjøre. Ellers har de fleste tradisjonelle motorer kraftoverføring via en girkasse og kjede til bakhjul. I dag er scootere med automatgir meget populært, men dette har jeg ikke særlig erfaring med. Prinsippene vil likevel være de samme når det gjelder selve sylinder/topp/forgasser delen.

2-TAKTS MOTOREN:

I en totaktsmotor tilsvarer hver gang stempelet går ned ELLER opp EN motor-takt. En slik motor har følgelig et høyt potensiale for effekt. Den er meget enkel og rimelig i konstruksjon slik den framstår i ensylindrede moped og mc-motorer. Det finnes avanserte totaktsmotorer med flere sylindere og meget høy effekt, men de faller utenfor rammen av vår interesse her.

Den uunngåelige blandingen av frisk gass og gass fra eksosen medfører et høyere forbruk og et høyt utslipp av oljer som ikke er forbrent skikkelig. Dette er - sammen med kjølings- og smørings-problemer - den største ulempen med denne type motor. Totakteren har rykte på seg for å drikke mye bensin, være støyende og føre til risiko for overskridelse av diverse lovbestemmelser. Nyere utvikling har dog ført til at disse problemene har blitt mindre.

I innsugsfasen går stempelet oppover og presser bensin&luft blandingen sammen. Denne eksplosive gassen ble sugd inn fra forgasseren og ned i veivhuset da stempelet gikk oppover forrige gang, og når det kom ned, ble denne gassen presset inn i sylinderen over stempelet via kanaler. Når stempelet når 20 grader før topp-punktet, blir bensin/luft blandingen som befinner seg i forbrenningskammeret antent av tennpluggen. Som følge av den eksplosjonen som nå oppstår, presses stempelet nedover; blandingen som befinner seg nede i veivhuset blir følgelig sammenpresset og stiger oppover i sylinderen gjennom gjennomstrømningskanaler hvor åpningen blir frigjort når stempelet går ned. Men først når stempelets topp eksosporten hvor den forbrente gassen presses ut. Dette er en renselsesfase for sylinderen, men omtrent i samme øyeblikk kommer det ny frisk gassblanding inn i sylinderen.

INNSUG/KOMPRIMERING:

Idet stempelet går oppover, komprimerer det blandingen av luft og bensin i sylinderen samtidig som det åpner for innsuget i nedkant, hvor frisk blanding kommer inn.

Sylinderen på en luftkjølt sylinder er utstyrt med kjøleribber. Disse er ofte laget i aluminium for bedre kjøling. Stempelet er laget med en legering som inneholder silikon og aluminium.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EKSPLOSJON:

 

Gnisten fra tennpluggen antenner de komprimerte gassene i forbrenningskammeret i topplokket. Gassene eksploderer og jager stempelet nedover. Alt etter stempelets posisjon åpnes eller lukkes kanalene som bringer ny blanding fra veivhuset. Deres antall og plassering blir bestemt utifra hvordan man kan oppnå et renest mulig resultat i forhold til de forbrente gassene. Størrelse og antall på portene vil også ha mye å si for effekten. På noen eldre totaktere er det montert forgasser på siden av sylinderen, hvor innsuget styres av en dreieventil. I dag brukes som regel en membran i en såkalt reedventil til forgasser som er montert bak sylinderen for å styre åpning og lukking av innsug.

Temperaturer i motor: Eksplosjon: 2 000 grader celsius. Stempelets topp: 300-500 grader celsius.

 

 

 

 

 

 

UTBLÅSNING/EKSOS:

De brente gassene presser seg ut samtidig som stempelet komprimerer frisk blanding i veivhuset og skyver dem inn i sylinderen. Denne nye gassen skyver eksosen ut når stempelet kommer i passelig posisjon.

Veiv-lagrene må smøres godt uten at oljen soter til forbrenningskammeret. På eldre maskiner blandet man olje i bensinen i bensintanken. I dag har man som regel en oljepumpe som varierer oljemengden i forhold til turtallet på motoren og sender olje direkte ned i veivlagrene i en mengde av 0,1 til 3 kubikkcentimeter per minutt.

EN TOTAKTS MOTOR MÅ HA TILFØRT TOTAKTS OLJE TIL SMØRING AV SYLINDEREN, ELLERS VIL DENNE FORT SKJÆRE SEG.

En totakts motor skal ha et visst mottrykk fra eksosanlegget for å skape best mulig forbrenning!

 

 

 

 

 

4-TAKTS MOTOR:

I syklusen til en 4-takts motor tilsvarer hver fase av innsug, kompresjon, eksplosjon og eksosutblåsning en rundtur for stempelet. Denne vel avbalanserte syklusen av innsug og utblåsning tillater at man får myk motorgange, økonomisk forbruk, renere utslipp og kraftige motorer.

Dens ulemper er kompleks konstruksjon som er kostbar, for styring av ventilene. Av alle dens 4 takter er det kun 1 som skaper kraft. En ensylindret motor vil derfor gå uregelmessig dersom man ikke monterer et tungt avbalansert svinghjul på veivakslingen.

Myk gange (mange gamle motorsykler hadde bare ett gir og ikke clutch) og enkelhet (innsugsventiler ble styrt av gasspådraget) karakteriserte de første motorene. Men de var trege. I løpet av årenes gang har ytelsen og holdbarheten økt betraktelig takket være teknologi og konkurranse, som tjener som prøvebenk (smøring ved hjelp av oljepumpe og bedre ventilløsninger i flersylindrede motorer). Men kompleksiteten har også økt.

Innsug og eksos blir kontrollert av ventiler som blir holdt på plass i sine seter ved hjelp av fjærer. Åpningen av ventilene styres av en kamaksling som vanligvis ligger i topplokket over sylinderen.
Det gamle prinsippet med sideventiler var lett å bygge og lett å vedlikeholde, men utformingen av forbrenningskammerne ga lite effekt. Ved å beholde kamakslingen i veiven mens man benytter støtstenger for å styre ventilene som da plasseres over stempelet - i toppen - kan man få et kompakt forbrenningskammer - noe som er høyst nødvendig dersom man vil unngå varmetap og gasslommer.

Man kan redusere vekten av ventilstyringssystemet i topplokket ved å montere en overliggende kamaksling nær ventilene. Denne akslingen blir drevet av veivakslingen, ofte ved hjelp av en kjede og tannhjul der diameterne står i forholdet 2:1 slik at kamakslingen dreier rundt halvparten så raskt som veivakslingen. Kamakslingen kan også drives på andre måter, som for eksempel ved hjelp av en tannrem, tannhjul etc.

I kompakte forbrenningskammere kan man montere ventiler som har en større diameter en halvparten av sylinderens diameter ved å la dem helle i forhold til sylinderens akse. Slike skråstilte ventiler bør helst drives av doble kamakslinger, en for innsugsventil(er) og en for eksosventil(er). Dette lar seg lett gjøre på motorer som har flere sylindere som er sidestilt. Dersom veiven har kort slaglengde i forhold til borring, kan man også montere større ventiler.

INNSUG:

 

 

Innsugsventilen holdes åpen takket være kamakslingens rotasjon. Stempelet går ned og suger inn i sylinderen en blanding av luft/bensin fra forgasseren.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KOMPRESJON:

 

De 2 ventilene er lukket mens stempelet går opp og komprimerer blandingen under et trykk på 11,23 kg/cm2 (160 psi). Stempelet: Moderne stempler som består av aluminum-silikon sirkulerer i sylinderen. De har 2 jernringer. Under disse 2 ringene befinner det seg en oljering som på en 4-takts motor sender oljen gjennom veivhuset gjennom hull og kanaler i ringen og i stempelet. Dette blir avkjølt av oljen som er i kontakt med sylinderveggen. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EKSPLOSJON:

Med stengte ventiler blir blandingen antent av tennpluggen, 5 til 35 grader før øverste dødpunkt. De brente gassene utvider seg og utøver et maks trykk idet stempelet begynner sin tur nedover. Før denne turen er over, begynner eksosventilen å åpne seg.

Hastigheten på flammen er 2,5 m/s. Under eksplosjonen overstiger temperaturen smeltepunktet for metall. Eksosgassen har en temperatur på over 500 grader celsius (dersom temperaturene til elektrodene på tennpluggen og eksosventilene overstiger 800 grader, risikerer man en fortenning som er skadelig for motoren.

Tenning: Svak strøm kommer fra batteriet og via stifter / cdi boks og en transformator (coil). Fra coilen kan det komme en spenning opp mot 22000 volt. Mellom tenningstidspunktene blir strømmen akkumulert i en kondensator.

 

 

 

 

EKSOSUTBLÅSNING:

 

Når stempelet går oppover, og eksosventilen er åpen, skyver det ut eksosgassene. Når stempelet har kommet til toppen, begynner en ny syklus.

Eksosgassene har en temperatur på 600 grader, og de bør få slippe ut med lite motstand slik at ikke varmen slår tilbake på den glovarme eksosventilen.

 

 

 

 

 

 

 

 

John Kjetil Lode har forfattet denne lille motorlære-snutten. Mye av stoffet er hentet fra Le manuel de la moto utgitt av France loisirs Paris 1982. Stoffet er oversatt fra fransk til norsk av  Lode

 

Om virksomhetenNettstedskart