Porównanie silnika dwusuwowego i czterosuwowego

Silnik dwusuwowy

Silnik dwusuwowy może być silnikiem o zapłonie zarówno iskrowym jak i samoczynnym. Ideą działania tych silników jest wykonywanie tylko 2 suwów tłoka na wszystkie fazy pracy silnika (ssanie, sprężanie, praca, wydech).

Budowa silnika dwusuwowego

Budowa silnika dwusuwowego zasadniczo różni się od budowy silnika czterosuwowego. Podstawową różnicą jest brak układu rozrządu w większości silników dwusuwowych. Rolę rozrządu w silniku tym pełni tłok, który odsłania i zamyka poszczególne kanały sterując jednocześnie zarówno suwem ssania jak i wydechu. Kolejną różnicą budowy obu silników jest brak miski olejowej w silniku dwusuwowym. Łożyska wału korbowego oraz przestrzeń cylindryczna smarowane są tutaj olejem silnikowym dodawanym do paliwa. Istnieją również silniki dwusuwowe, w których olej podawany jest pod ciśnieniem. Jednak znacznie komplikuje to jego budowę a zarazem większa ciężar, co nie jest pożądane w tego rodzaju silnikach.

Zasada działania

W pierwszej fazie suwu sprężania komora robocza silnika (1) jest przepłukiwana przez mieszankę paliwowo-powietrzną, która zgromadzona w przestrzeni korbowej silnika (4) napływa przez kanał międzykomorowy (3). Jednocześnie z przestrzeni roboczej usuwane są spaliny przez kanał wydechowy (2). W kolejnej fazie suwu sprężania tłok, pełniący zarazem rolę zaworów zamyka kanał wylotowy i międzykomorowy, otwierając jednocześnie kanał ssawny (6), przez który do przestrzeni korbowej silnika napływa świeża porcja mieszanki paliwowo powietrznej.

W górnej fazie ruchu tłoka tuż przed jego górnym martwym punktem następuje zapłon mieszanki i rozpoczyna się suw pracy. W suwie pracy tłok silnika poruszając się w dół w dolnej fazie odsłania zarówno przestrzeń międzykomorową oraz kanał wydechowy w wyniku czego następuje usuniecie spalin oraz przepłukanie przestrzeni roboczej silnika. Cały cykl pracy silnika dwusuwowego zaczyna się powtarzać.

Wady i zalety silnika dwusuwowego

Wady
Do wad silnika dwusuwowego należą znacznie krótsze przebiegi między naprawami. Istotną wada jest również przepłukiwanie silnika ponieważ powoduje to znaczne straty paliwa zmniejszając tym samym sprawność silnika dwusuwowego w porównaniu z silnikiem czterosuwowym. Silniki dwusuwowe przez spalanie oleju dodanego do paliwa są bardziej uciążliwe dla środowiska przez co wypierane są przez silniki czterosuwowe, których konstrukcja pozwala na łatwiejsze spełnienie wymaganych norm czystości spalin.

Zalety
Silniki dwusuwowe osiągają większą moc (o 50-70%) w porównaniu do silników czterosuwowych o tej samej pojemności skokowej. Silniki te mają również znacznie prostszą i lżejszą konstrukcje dzięki czemu znacznie zmniejszają się również koszty produkcji tego silnika.

Silnik czterosuwowy

W silniku czterosuwowym przeciwieństwie do silnika dwusuwowego, na jeden cykl pracy przypadają cztery suwy tłoka (droga jaką wykonuje tłok pomiędzy górnym i martwym położeniem). Silniki te mogą być również o zapłonie iskrowym lub samoczynnym.

Budowa silnika czterosuwowego

Budowa silnika czterosuwowego jest znacznie bardziej skomplikowana od budowy silnika dwusuwowego. W silniku czterosuwowym konieczne jest zastosowanie układu rozrządu oraz układu smarowania, które dość znacznie komplikują budowę silnika. Układ chłodzenie podobnie jak w silniku dwusuwowym może być zarówno bezpośredni jak i pośredni jednak znacznie częściej stosowany jest układ pośredni.

Zasada działania

Grafika na licencji GNU Free Documentation Licence pochodzi z Wikipedii.

Suw ssania
W czasie suwu ssania następuje ruch tłoka w dół w wyniku czego na skutek powstałego podciśnienia przez otwarty zawór dolotowy następuje zassanie mieszanki paliwowo powietrznej lub powietrza. Następnie następuje zamkniecie zaworu dolotowego, a tłok zaczyna poruszać się do góry.

Suw sprężania
W czasie suwu tłoka do góry następuje sprężanie mieszanki paliwowo-powietrznej bądź taż zależnie od rozwiązania samego powietrza. Tuż przed osiągnięciem przez tłok GMP (górnego martwego położenia) następuje zapłon mieszanki (który zależnie od rozwiązania silnika poprzedzony może byś wtryskiem paliwa), a w wyniku rozprężających się powstałych w wyniku spalania gazów następuje odepchniecie tłoka w dół.

Suw pracy
W czasie suwu pracy tłok odpychany siłą powstałych w wyniku spalania gazów napędza wał korbowy, powodując tym samym powstanie momentu obrotowego koniecznego do napędzania pojazdu.

Suw wydechu
Tuż przed osiągnięciem przez tłok DMP (dolnego martwego punktu) następuje otwarcie zaworu wydechowego, a w wyniku ruchu tłoka w górę następuje usunięcie spalin z cylindra. Po osiągnięciu przez tłok GMP następuje suw ssania i cykl się powtarza.

W obecnych czasach następuje wypieranie silników dwusuwowych przez czterosuwy. Dzieje się tak w wyniku rygorystycznych norm emisji spalin, z którymi producenci silników dwusuwowych coraz trudniej sobie radzą. Jednak jak opisano w artykule silniki dwusuwowe mają kilka istotnych zalet w porównaniu do silników czterosuwowych.

Czytaj także:

Silnik rzędowy i widlasty - porównanie
Silnik Wankla - mała pojemność, duża moc
Benzynowy silnik wysokoprężny? DiesOtto to potrafi!
Silnik HEMI
Silnik z wtryskiem bezpośrednim FSI
Budowa pojazdu samochodowego
Napęd hybrydowy napędem przyszłości?
Turbodoładowanie - mocno i... oszczędnie
Krótko o silniku wysokoprężnym
Ogniwa Paliwowe jako źródło napędu samochodu
Intercooler - chłodniej czyli mocniej
Filtry stosowane w pojazdach samochodowych
Świece żarowe
Diesel czy benzyna?