Vraag:
Wat maakt tweetaktmotoren minder brandstofzuinig dan viertaktmotoren?
Zaid
2016-01-20 17:19:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Algemeen wordt aangenomen dat tweetaktmotoren minder brandstofefficiënt zijn dan viertaktmotoren, en enkele BSFC-cijfers lijken dit ook te bevestigen.

Maar wat zorgt ervoor dat tweetaktmotoren minder brandstofefficiënt zijn?

Vroeger dacht ik dat het komt door het feit dat de inlaatslag één keer per twee omwentelingen optreedt bij een viertakt motor, in tegenstelling tot de eenmaal per omwenteling van een tweetaktmotor, maar ik ben er nu niet zo zeker van.

Dit Evinrude-artikel suggereert dat het verschil in brandstofefficiëntie tot de methode van brandstoftoevoer, dus de verschillen in brandstofverbruik zijn te wijten aan een oneerlijke vergelijking van oudere tweetaktmotoren met nieuwere viertaktmotoren.

Dus welke factoren zouden de verschillen in brandstofverbruik tussen de twee soorten motoren?

Tweetakt-diesels kunnen efficiënter zijn dan viertaktmotoren: http://www.marineinsight.com/main-engine/why-2-stroke-engines-are-used-more-commonly-than-4-stroke-on -schepen/
Zes antwoorden:
cdunn
2016-01-20 23:09:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dus we zijn op dezelfde pagina over hoe twee slagen werken, hier is een foto. Ik moest het opzoeken omdat ik het verkeerde beeld in mijn hoofd had.

Two Stroke Motor Anatomy

Als ik keek naar hoe de cyclus echt werkt, de krachtslag gaat af en creëert de verbrandingsproducten en het vermogen. Als de neergaande slag begint, is de druk in de cilinder hoog waardoor de uitlaatgassen kunnen ontsnappen en de inlaatklep wordt gesloten. Terwijl de opwaartse slag plaatsvindt, is de druk in de cilinder nu laag omdat de ontsnappende uitlaatgassen een kleine drukgolf van ontsnappend gas veroorzaken die nu de rietwaarde opent en een nieuw brandstof / luchtmengsel aanzuigt.

Het lijkt een beetje belangrijkste redenen waarom de motor inefficiënt is:

  • De cilinders worden niet weggevangen van uitlaatgassen door de zuiger die ze naar buiten duwt, ze ontsnappen gewoon omdat de buitenluchtdruk lager is dan de cilinderdruk na de vonk ontsteekt de brandstof. Dit zou leiden tot een onvolledige uitstoot van de uitlaatgassen. Het volume dat wordt verbruikt door die overgebleven gassen, voorkomt dat er meer lucht / brandstofmengsel wordt opgenomen.
  • Naarmate de opwaartse slag plaatsvindt, wordt voor een deel van de reis ook het lucht / brandstofmengsel verdreven. Zo wordt brandstof verspild terwijl het wordt verdreven.

    Misschien worden deze problemen opgelost in twee grotere slagen, maar de kleintjes drijven dingen aan als onkruidfrezen, sneeuwblazers, grasmaaiers, enz., Kleine motoren voor beperkte toepassingen. Niet cross country rijden. Voor deze kleine motoren zijn het aantal onderdelen en de kosten veel belangrijker, dus ze werken heel goed voor die toepassingen.
Wat het opruimen betreft, dat zou het brandstofverbruik moeten helpen verbeteren, zij het in beperkte mate
@Zaid klopt, wat ik probeerde te zeggen, en blijkbaar slecht, sorry daarvoor, is dat de 2-takt niet erg goed is in het wegvangen van de uitlaatgassen omdat er geen slag is om ze te verdrijven. Ze ontsnappen omdat de druk in de cilinder hoger is dan atmosferisch nadat de vonk uitgaat. Doordat ze niet naar buiten worden geperst, blijft er meer uitlaatgas achter dan wanneer ze met kracht verdreven zouden worden zoals ze in een 4-takt zijn, wat de 2-takt minder efficiënt maakt. Hoeveel van het algehele effect het gevolg is van opruimen, ik heb geen idee ...
De kapitaalkosten van apparatuur zullen natuurlijk in evenwicht zijn met de lopende kosten. Naarmate brandstoffen schaarser worden, zal de prijs stijgen en zal de markt naar efficiëntere ontwerpen gaan die 'toegestaan' zullen zijn om hogere kapitaalkosten te hebben. Benzine is in mijn rijervaring gestegen van 7c / gallon naar 12,50 per liter. Het OP citeerde cijfers die in deze context opzienbarend zijn.
Ik zou ook willen toevoegen dat voor kleine motoren de gewichtsreductie en het vermogen om met hoge toerentallen te werken ook belangrijke factoren zijn. Het ontbreken van koppel bij lage toerentallen is ook minder een nadeel voor een grasmaaier dan voor een auto.
Paul Ellis
2017-03-17 18:56:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De efficiëntie van een verbrandingsmotor houdt rechtstreeks verband met de Carnot-efficiëntie, waarbij de efficiëntie gelijk is aan de inlaatluchttemperatuur minus de uitlaatgastemperatuur gedeeld door de inlaattemperatuur. Dit wordt direct beïnvloed door de expansieverhouding van de gassen. Een dieselmotor heeft een expansieverhouding van bijna 30: 1, terwijl een benzinemotor zelden hoger kan zijn dan 13: 1 vanwege detonatieoverwegingen met een gemiddeld octaangetal van de brandstof. om de cilinderdruk ver onder die van de inkomende lading te laten vallen, om te voorkomen dat afgewerkte gassen de overdrachtspoorten binnendringen en zich vermengen met de verse lading. Hoe hoger het bedrijfstoerental, hoe groter de benodigde uitlaatleiding ("spuien" genoemd). Over het algemeen is de expansieverhouding gelijk aan de expansieverhouding bij tweetaktmotoren met zuigerpoort. Bij viertaktmotoren worden de uitlaatpoorten doorgaans net geopend. voorafgaand aan de onderste dode punt van de zuiger, waardoor een maximale expansieverhouding ontstaat. In een tweetaktmotor kan de uitlaat tot wel 90 graden voor het onderste dode punt opengaan, waardoor 50% van de arbeidsslag wordt verspild en de efficiëntie drastisch wordt verminderd ten koste van een hoog vermogen bij hogere toerentallen.

IMHO, verreweg het beste antwoord op deze vraag, goed gedaan.
Shobin P
2016-01-20 18:33:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik ben het zowel eens als oneens met uw uitspraken in de vraag en het artikel.

Het hogere brandstofverbruik van een tweetaktmotor is voornamelijk te wijten aan het feit dat deze een arbeidsslag per omwenteling heeft van de krukas.

Ik ben het echter niet eens met het artikel waarin staat dat de brandstoftoevoer een grote rol speelt in het brandstofverbruik van oudere tweetaktmotoren.

Ik steun mijn uitspraken door het voorbeeld nemen van het verschil in brandstofefficiëntie tussen een carburateur 2-takt & een carburateur 4-taktmotor. Zelfs als we EFI niet in overweging nemen als beide koolhydraten zijn, voert de 4-takt de 2-takt nog steeds aanzienlijk uit.

  • Een Yamaha 125cc 2-takt-motor geeft ongeveer 70 mpg
  • Een honda 125cc-4-takt motor geeft ongeveer 153 mpg

Nu natuurlijk EFI, of het nu gaat om directe injectie of poortinjectie, zal de efficiëntie en uitlaatgassen van elke motor verbeteren, ongeacht of het een 2-takt of 4-takt is.

De E-TEC-technologie die in de video wordt getoond, is slechts een GDI op een tweetaktmotor, het verhoogt de efficiëntie, maar zal deze gelijk zijn aan een GDI-viertaktmotor met dezelfde capaciteit? Ik betwijfel het bijvoorbeeld sterk

  • De EFI-versie van de bovengenoemde 125 cc honda-motor geeft ongeveer 166 mpg

Dit betekent dat de 2-takt suzuki-motor met GDI kan meer dan het dubbele van de FE produceren, dan ben ik het eens met het concept, maar met mijn kennis van hoe GDI werkt, ben ik er niet zeker van.

Opmerking: de motoren zijn van Yamaha RX135, Honda Stunner en Honda knaller PGM-FI en dit zijn echte wereldfiguren.

"Het hogere brandstofverbruik van een tweetaktmotor is vooral te danken aan het feit dat deze een krachtslag per omwenteling van de krukas heeft." - Ondersteunt deze verklaring niet het tegenovergestelde? Meer krachtslagen per omwenteling = minder vermogen dat 'nutteloos' wordt verspild door de zuiger op en neer te bewegen zonder kracht te leveren.
MPG is geen goede maatstaf voor deze discussie omdat het factoren zoals gearing met zich meebrengt die ik buiten deze discussie wil houden.
Ik zou ook graag uitleg willen hebben over hoe het aantal krachtslagen per omwenteling gerelateerd is aan het brandstofverbruik.
@IhavenoideawhatI'mdoing U spuugt twee keer zoveel brandstof in als een relatieve 4-taktmotor die alleen om de andere slag brandstof uitspuugt voor een vergelijkbare hoeveelheid werk en een vergelijkbaar interval.
@Anarach Je spuugt twee keer zo vaak brandstof, maar niet noodzakelijk twee keer zoveel, als ik het begrijp.
@IhavenoideawhatI'mdoing Nou, in mijn voorbeeld hebben we het over motoren met hetzelfde vermogen, dus vergeleken met een 4-taktmotor voor een vergelijkbare cyclus zul je twee keer zo vaak en twee keer zo veel spugen.
Maar waarom? Motoren met dezelfde capaciteit hebben min of meer dezelfde traagheid, als je twee keer zoveel blaast, zouden de ontploffingen half zo zwak moeten zijn om dezelfde snelheid te behouden, niet?
De 2-takt kan meer vermogen produceren dan de 4-takt voor dezelfde capaciteit, daarom heeft hij minder gas (of een kleinere motor) nodig om dezelfde hoeveelheid vermogen te produceren. Vele jaren geleden had ik een Honda H100S 2-takt gevolgd door een Honda CB100N 4-takt. De H100S zou ongeveer 95 mpg halen, hoe hij ook werd gereden, terwijl de CB100N ongeveer 80 mpg zou halen bij hetzelfde gebruik. Over het algemeen produceren 2-taktmotorfietsen hun piekvermogen bij een VEEL lager toerental dan gelijkwaardige 4-taktprestaties (bedrijf een CBR250 van ~ 1990, die 45 pk produceert bij ~ 19000 tpm)
@IhavenoideawhatI'mdoing: Ik denk dat een viertaktmotor aanzienlijk meer traagheid heeft, vanwege de kleppentrein, en het is ook geen simpele rotatietraagheid.
@TMN Zelfs als dat het geval is, waarom heeft een motor met minder traagheid dan meer brandstof nodig om snelheid te behouden? Minder traagheid betekent dat het minder gewicht heeft, dus er is minder energie nodig om het in beweging te houden, zelfs als de krachtslagen vaker voorkomen. Dit antwoord behoeft een toelichting.
@IhavenoideawhatI'mdoing: Ik denk niet dat we echte gegevens hebben om verder te gaan. De traagheid van de motor zal een verwaarloosbare factor zijn in MPG-motoren, dus als je het echt wilt meten, moet je twee vergelijkbare onbelaste motoren met hetzelfde toerental laten draaien en hun brandstofverbruik meten. Ik denk dat de bewering van Anarach dat een tweetakt twee keer zo vaak twee keer zoveel brandstof verbruikt, onjuist is. Als de cilindermaat en compressieverhouding hetzelfde zijn, is het brandstof / luchtmengsel hetzelfde, niet 2x.
Kickstart
2016-04-11 17:09:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Heel veel hangt af van de specifieke 2-takt- en 4-taktmotoren. Maar een groot voordeel van een 2-takt is dat ze ongelooflijk eenvoudig en zo goedkoop te produceren zijn. Een motor met 3 bewegende componenten (krukas, drijfstang en zuiger) is waarschijnlijk niet getweaked voor brandstofverbruik.

Het grootste probleem is waarschijnlijk dat de uitlaatpoort open is terwijl het inlaatmengsel wordt aangezogen. een potentieel grote hoeveelheid onverbrande brandstof verdwijnt recht door de uitlaat en heeft geen nuttige functie vervuld (behalve misschien de motor een beetje afkoelen).

Verdere brandstofverneveling wordt waarschijnlijk niet geholpen door het inlaatmengsel door de carters en poorten, waardoor de brandstof meer kans krijgt om grotere druppels te vormen.

Bij een prestatie-tweetakt zal de uitlaat ontworpen zijn om mengsel door de motor te zuigen, zowel verbrande uitlaatgassen als vers mengsel erin. Waarschijnlijk meer vers mengsel wordt naar de uitlaat gezogen, voordat drukgolven dit mengsel weer in de motor duwen. Dit werkt goed om extra brandstof (en dus vermogen) te krijgen, maar is niet zo goed voor de economie. Verder werkt het alleen bij bepaalde toerentallen.

Sommige van deze problemen kunnen worden verholpen met directe brandstofinspuiting (en er zijn tweetaktmotorfietsen met directe brandstofinjectiemotoren geproduceerd, en Ford produceerde een partij Fiesta's in de jaren 90 met 2-taktmotoren voor evaluatiedoeleinden). Maar directe brandstofinjectie is een dure en complexe toevoeging aan een eenvoudige motor. Met een dergelijk systeem kan lucht in de motor worden aangezogen waarbij de brandstof pas wordt ingespoten als de uitlaatpoort is gesloten.

De 2-taktmotor heeft wel een groot voordeel ten opzichte van de conventionele 4-taktmotor. Zonder kleppen te hoeven bevatten, kan de verbrandingskamer veel gemakkelijker worden aangepast aan de doeleinden van die specifieke motor.

ChrisR
2016-01-20 21:22:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bekijk hoe een 4-taktmotor werkt.

a) Downstroke - zuigt mix in de motor

b) Upstroke - comprimeert gassen

c) Vuur

d) Downstroke - engine werkt

e) Upstroke - gebruikte gassen worden verdreven

Kijk nu naar de 2-takt

a) Vuur

b) Downstroke Engine werkt (hoge druk in cilinder) Comprimeert mix in carter

c) Opgaande slag - Motor moet zowel uitlaatgassen als nieuwe mix binnen krijgen - zuigt nieuwe mix in carter

Er zal dus altijd een mix zijn van uitlaatgassen en onverbrande gassen in een tweetaktmotor. Er was ook een tijd dat, om het vermogen te vergroten, de tweetaktoverdracht van het mengsel uit het onderste carter de uitlaatpoort die werd geopend overlapt. Dit had tot gevolg dat onverbrande brandstof recht door de motor stroomde.

Modern ontwerp vermindert, maar kan deze efficiëntieverbeteringen niet helemaal wegnemen, die nog steeds zwaarder lijken dan de viertaktmethode waarbij de motor twee keer wordt gedraaid om één werkslag te krijgen.

NoMore
2019-01-08 15:56:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het is heel eenvoudig. In een 2-takt is de brandstof ook het smeermiddel en koelmiddel en het mengen van olie met benzine verhoogt de energie-inhoud van de brandstof terwijl het octaangetal daalt, zodat 2-taktmotoren een vast ontstekingstijdstip moeten hebben en superrijke brandstof-luchtmengsels nog rijker worden gemaakt door de hoogenergetische olie met een laag octaangehalte die erin wordt gemengd. Luchtkoeling maakt ze nog gevoeliger voor timing, cilindertemperaturen en andere variabelen waarvoor hun vaste timing en total loss smerings- en koelsystemen niet kunnen compenseren. En natuurlijk hebben ze enorme, ingebouwde vacuümlekken die op het slechtst mogelijke moment optreden voor volumetrische efficiëntie en de kleptiming is ook vast, terwijl zelfs met een mechanische hefnok de kleptiming van een viertaktmotor vordert naarmate het motortoerental toeneemt. Voor een bepaalde hoeveelheid klepspeling geldt: hoe sneller de motor draait, hoe sneller de klep wordt opgenomen en hoe eerder klepgebeurtenissen optreden.

2-taktmotoren waren concurrerend met lage compressie, langzame platkopmotoren alleen voor seizoensgebonden gebruik totdat de metallurgische en fabricagevooruitgang het mogelijk maakten om goedkope 4-takt kopklepper-motoren te bouwen met elektronische ontsteking en brandstofinjectie, dus ontsteking en brandstofafstemming werd automatisch en optimaal voor de meer automobiel- en seizoenstoepassingen zoals sneeuwscooters, ATV's, buitenboordmotoren, elektrische buitenapparatuur zoals snaartrimmers en bladblazers en andere consumentenproducten. Verbeteringen aan het elektronische ontstekingssysteem en toegewijde, toepassingsspecifieke carburatie en prestatieverwachtingen van professionele kwaliteit en prijspunten houden tweetaktmotoren nauwelijks concurrerend in industriële / commerciële machines zoals draagbare snijgereedschappen. Doorslijpzagen, kettingzagen enz.



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...