İki Zamanlı Motor Niyə Avtomobildən Yox Oldu?

Dövrün hər addımında yanacağın bir hissəsini birbaşa ekzozuna atan sadə mühərrik, 1980-ci illərin sərt emissiya qaydaları qarşısında avtomobillərdən silinmək məcburiyyətində qaldı.
Dövrün hər addımında yanacağın bir hissəsini birbaşa ekzozuna atan sadə mühərrik, 1980-ci illərin sərt emissiya qaydaları qarşısında avtomobillərdən silinmək məcburiyyətində qaldı.

Bu Səhifəni Paylaşın

İki zamanlı motor otomobillerdən yox oldu, çünki əsas işləmə prinsipi yanacağın və yağın bir hissəsini birbaşa egzoz buraxırdı; 1980-ci illərdə sərtləşən emissiya qaydaları bu strukturu qadağan həddinə itələdi və dörd zamanlı mühərriklərin sürətli inkişafı boşluğu doldurdu. Amma bu, hekayənin sonu deyil. Bir dövr milyonlarla avtomobili hərəkətə gətirən, əllə qaldırıla bilən və istehsalı son dərəcə ucuz olan bu mühərrikin yüksəlişi və düşüşü avtomobil tarixinin ən maraqlı mühəndislik hesablaşmalarından birini nəql edir.

Diqqət Çəkənlər

  • İki zamanlı mühərrik bir güc dövrünü vals milinin iki fırlanmasında tamamlar; dörd zamanlı eyni işi iki fırlanmada görür.
  • Trabant 601-in mühərrikində yalnız 5 hərəkətli hissə var idi və mühərrik əllə qaldırıla biləcək qədər yüngül idi.
  • Saab 96-nın 841 cc üç silindrli iki zamanlısı əvvəlcə 38 at gücü istehsal edirdi; 1966-cı ilə qədər bu rəqəm 46 at gücünə çatdı.
  • Qərbdə iki zamanlı avtomobil istehsalı 1980-ci illərdə emissiya qaydaları səbəbindən sona çatdı; Şərq Bloku təxminən 1991-ə qədər davam etdirdi.
  • Tipik yanacağ-yağ nisbəti 32:1; bu yağ yandırılaraq atılırdı və karbohidrogen emissiyasını artırırdı.

İki Zamanlı Mühərrik Necə İşləyir və Niyə Bu Qədər Sadədir?

Daxili yanma mühərrikinin görməli olduğu işin tərifi açıqdır: udma, sıxma, yanma və egzoz. Dörd zamanlı mühərrik bu dörd mərhələni porsiyonun dörd hərəkətinə, yəni vals milinin iki tam fırlanmasına yayır. İki zamanlı mühərrik isə eyni dövrü porsiyonun iki hərəkətində, vals milinin tək bir fırlanmasında tamamlayır. Nəticə riyazi olaraq açıqdır: porsiyon hər dəfə yuxarı ölü nöqtəyə çatdıqda yanma baş verir və güc istehsal olunur. Dörd zamanlıda güc dörd güc hərəkətindən yalnız birində gəlirkən, iki zamanlıda hər yuxarı nöqtədə gəlir. Güc hərəkətinin tezliyi iki dəfə artır.

Bu sürətin bahası klapan mexanizminin qurban verilməsidir. Əsas karterli iki zamanlı dizaynda klapan yoxdur; onların vəzifəsini silindr divarındakı kanallar və porsiyonun öz hərəkəti yerinə yetirir. Egzoz kanalı güc hərəkəti zamanı porsiyon aşağı enərkən açılır; yeni yanacağ-hava qarışımı transfer kanalından silindrə daxil olur və qalan egzoz qazını xaricə itələyir. Bu təmizləmə prosesi mühərrikin həm ən ağıllı, həm də ən zəif halqasıdır - bir az sonra görəcəyik. Yağlama da oxşar sadəliyə əsaslanır: yağ yanacaqla qarışdırılır, karterdən keçir və mühərriklə birlikdə yanır. Qarışım hər istiqamətdə işləməyi mümkün edir; buna görə də iki zamanlı mühərrik yerçekiminin istiqamətinin əhəmiyyətsiz olduğu daşına bilən alətlər üçün hələ də ideallandır.

Dövri Təmizləmə: Kritik Təkmilləşdirmə

Erken ikizamanlı mühərriklər sadə eninə axınlı yuyulmadan istifadə edirdi və təzə qarışığın egzoz qaçması ciddi problem idi. Adolf Schnürle tərəfindən 1920-ci illərin ortasında hazırlanmış dövrü (loop) yuyulma dizaynı, təzə qarışığın silindr daxilində idarəolunan bir dövrə çəkərək egzoz qazını xaricə itələməsini təmin etdi. Bu həll 1930-cu illərdə Almaniyada geniş yayıldı və İkinci Dünya Müharibəsindən sonra bütün dünyaya yayıldı. Sonrakı mühəndis qiymətləndirmələri dövrü yuyulmanın hər şəraitdə eninə axından daha səmərəli olduğunu təsdiqlədi; müharibədən sonrakı bütün ikizamanlı avtomobillər bu memarlıq üzərində quruldu.

Erken Dövür: Clerk, Benz və Supasız Mühərrikin Doğulması

İkizamanlı fikri avtomobilin özü qədər qədimdir. Silindr sıxışdırmalı ilk kommersiya ikizamanlı mühərrikin patentini Şotlandiya mühəndisi Dugald Clerk 1881-ci ildə aldı; lakin Clerk-in dizaynı, sıxışdırmanı ayrı bir doldurma silindri ilə həyata keçirən ağır bir quruluş idi. Maraqlı tarixi qeyd: Karl Benz 1879-cu ilin 31 dekabrında ikizamanlı bir qaz mühərriki istehsal etdi və 1880-ci ildə Almaniyada patentini aldı. Avtomobilin atası sayılan şəxsin ilk mühərriki dördzamanlı deyil, ikizamanlı idi.

Əsl dönüş nöqtəsi müasir ikizamanlının onurğa sütununu təşkil edən karter-yuyulmalı dizaynın gəlişi oldu. Bu yanaşma adətən ingilis Joseph Day-ə aid edilir; Day-in işçisi Frederic Cock isə mühərriki tamamilə supasız hala gətirərək bu gün tanıdığımız formanı yaratdı. İlk həqiqətən praktiki tətbiq yenə İngiltərədən gəldi: Alfred Angas Scott 1908-ci ildən başlayaraq ikisilindrli, su ilə soyudulan motosikletlər istehsal etdi. Mühərrikdə yetkinləşən texnologiya sonrakı onilliklərdə avtomobilə ötürüləcəkdi - məhz Avropanın ən çox ehtiyac duyduğu anda.

DKW və Müharibədən Sonra Avropada İkizamanlı Partlayışı

Müharibədən sonrakı Avropada polis az idi, pul az idi, hər şey az idi. Avtomobilin hərəkətli hissəsi nə qədər azdırsa, o qədər ucuz istehsal edilə və o qədər asan təmir edilə bilərdi. İkizamanlı mühərrik bu hesablamanın tam ortasında idi: daha az hissə, daha aşağı çəki, daha sadə baxım. Bundan əlavə, güc təkanının iki dəfə sıx olması litr başına daha yüksək güc demək idi - kiçik həcmli mühərriklərlə məqbul performans əldə edilə bilərdi.

Bu səhnənin mərkəzindəki ad DKW idi. Təsisçisi danimarkalı Jørgen Skafte Rasmussen 1928-ci ildə Zwickaudakı Audi zavodunu satın almışdı. DKW 1929-cu ildən başlayaraq avtomobil istehsalına başladı və ikizamanlı mühərriklərini başqa istehsalçılara da tədarük etdi; 1929-cu ildə 600 sm³ həcmli ikisilindrli, 15 a.g gücündə mühərriklərlə motor idman karyerasına başladı. 1930-cu illərin DKW dizaynları bu gün ikizamanlı mühərrik tarixinin ən mühüm əsəri kimi qiymətləndirilir. 1953-cü ildə şirkət öncə çəkili, üçsilindrli, 896 sm³ həcmli ikizamanlı DKW 3=6 modelini - "Sonderklasse" adı ilə - təqdim etdi.

Başlıca İkizamanlı Avtomobil İstehsalçıları

  • Saab (İsveç): 92, 93, 95, 96, Sonett II və onun variantlarında üçsilindrli ikizamanlı istifadə etdi.
  • DKW və Auto-Union (Almaniya): Texnologiyanın əsas tərtibatçısı və təchizatçısı.
  • VEB Sachsenring (Şərqi Almaniya): Trabant-ın istehsalçısı.
  • VEB Automobilwerk Eisenach (Doğu Almaniya): Wartburg istehsal edirdi.
  • FSO və FSM (Polşa): Lisenziyalı iki takıtlı istehsal.
  • Suzuki və Subaru (Yaponiya): 1970-ci illərə qədər iki takıtlı avtomobil istehsal etdi.

Mikroavtomobillərdə də prinsip eyni idi. Messerschmitt KR200 kimi vasitələrdə geri vitessi aradan qaldırmaq bahaya başa gəlirdi; iki takıtlı motor qısa müddətə əks istiqamətdə işə salınmaqla geri hərəkət təmin oluna bilirdi. Bu, mühəndislik zərifliyindən çox yoxsulluq məntiqi idi - amma işləyirdi.

Trabant və Wartburg: Şərq Blokunun İki Takıtlı Onurğa Sütunu

Yalnızca beş hareketli parçayla ve elle kaldırılabilecek hafiflikte bir motor, Trabant sahiplerine aracını kendi elleriyle yolda tamir etme özgürlüğünü veriyordu.

Trabant, iki takıtlı fəlsəfəsinin ən saf ifadəsi idi. Trabant P50-nin motoru əslində DKW F8-dən gəlirdi: 500 sm³, əvvəlcə 17 at gücü, sonra 18 at gücü. Ardınca gələn Trabant 601, 594,5 sm³ həcmli (72×73 mm) iki silindrli iki takıtlı bir Otto motoru daşıyırdı. İstehsal ilinə görə versiyalar dəyişirdi: 1963-1970 arası motorlar 23 at gücü, 1970-1990 arası motorlar 4200 rpm-də 26 PS (19,1 kVt) istehsal etdi. Moment 53 Nm, maksimum sürət təxminən 100 km/sa, litr başına güc 38,7 at gücü idi.

Rəqəmlər mütevazıdır, amma əsas təsiredici olan motorun memarlığındadır: Ümumiyyətlə yalnız 5 hərəkətli hissəsi var idi və o qədər yüngül idi ki, əllə qaldırıla bilirdi. Şərqi Almaniya şəraitində bu, sahiblərinin öz motorlarını yolda təmir edə biləcəyi demək idi. Qiyməti də var idi: motor qarışıq yanacaqla (benzin-yağ qarışığı) işləyirdi, səyahət sürəti ətrafında yüksəlişlərdə 23 at gücü və 52 Nm-lik güc və moment açıq şəkildə çatmırdı. Performans problemi deyil, məsafə və rahatlıq problemi idi.

Qardaş marka Wartburg isə daha iddialı idi: DKW inkişafı 910 sm³ həcmli üç silindrli iki takıtlı motorla başladı (əvvəlcə 28 bhp), 1962-dən sonra həcm 991 sm³-ə qaldırıldı. Bu motorlar Trabantın mütevazı vahidinə görə yuxarı sinif sürüş təklif edirdi - amma eyni əsas prinsip üzərində qurulmuşdular və eyni ekoloji hesabı ödəmək məcburiyyətində idilər.

Saab: İki Takıtlının Ən Zərif Səsi

İki takıtlı avtomobilin ən uğurlu yozumlarından biri İsveçdə edildi. Saabın ilk avtomobili Saab 92, dekabr 1949-da istehsala girdi və son dərəcə aerodinamik gövdəsi ilə diqqət çəkdi. Şirkət, DKW dizaynına əsaslanan 750 və 850 sm³ üç silindrli, dövri doldurmalı motorlar inkişaf etdirdi; 750 sm³-lik standart vahid il və modelə görə 36-42 at gücü istehsal edirdi. Monte Carlo Ralli versiyasındaki doldurmalı krank milli motor isə 65 at gücünə çatırdı - kiçik həcmli bir iki takıtlı üçün təsirli bir dəyər.

Saab 93 (dekabr 1955) ilə ardıcıl üç silindrli motor gəldi və bu vahid, Saabın adını dünyaya tanıdan motor oldu. Saab 96 (1960-1980) isə əvvəlcə 841 sm³ həcmli üç silindrli iki takıtlı daşıyırdı: əvvəlcə 38 at gücü, 1966-ya qədər 46 at gücü. Amma mənzərə getdikcə daralırdı. Saab, iki takıtlıları 1960-cı illərin ortasında mərhələli şəkildə buraxdı və 1967 model ilindən etibarən Ford Taunus V4-ə keçdi. 1967 model Saab 96, tarixə "son yüksək səviyyəli iki takıtlı avtomobil" kimi keçdi. Dörd takıtlının səsliksiz, dumaqsız və narahatlıqsız xarakteri, isveçli müştərini də qazanmışdı.

İki Zamanlı Otomobiller Neden Silindi? Emisyon və Yanacaq Hesabı

Silinmənin səbəbi tək bir rəqəmlə ümumiləşdirilə bilər: 32:1. Tipik krankkasa-sıxışdırmalı iki zamanlı "total-loss" adlanan petroil yağlama sistemindən istifadə edir; yanacaq-yağ nisbəti təxminən 32:1-dir. Bu yağın bir hissəsi yanır, bir hissəsi isə egzoz damcıları kimi atmosferə atılır. Ekvivalent gücdə olan dörd zamanlı ilə müqayisədə, xüsusilə karbohidrogen emissiyası nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəkdir. Üstünə ikinci mexaniki problem əlavə olunur: supapsız qurğuda emmə və egzoz kanallarının eyni anda açıq qaldığı dövrdə təzə yanacaq buxarının bir hissəsi egzoza qaçır. Kiçik hava ilə soyudulan mühərriklərdə yüksək yanma temperaturu əlavə olaraq NOx istehsal edir.

Yanacaq sərfi də eyni kökdən qaynaqlanır. Təzyiqli yanacaq-hava qarışığı pistonda soyuducu təsir göstərərkən bir hissəsi birbaşa egzoz borusuna qaçır; yəni yanacağın bir hissəsi iş istehsal etmədən yanır və ya heç yanmadan çıxır. Nəzəri termodinamik səmərəliliyi yüksək bir dövr olsa da, praktikada yuma itkiləri bu üstünlüyü uddur və iki zamanlılar real dünyada dörd zamanlılardan daha çox yanacaq sərf edir. Emmə və egzoz kanallarının birlikdə açıq olduğu qısa müddətdə təzə qarışığın egzoza sızması, iki zamanlının taleyini müəyyən edən əsas fiziki məhdudiyyətdir.

Sadəlik Paradoksu

İki zamanlının əsas var olma səbəbi sadəliyi idi; amma müasir tələblər bu üstünlüyü əksinə çevirdi. Emisiyaları və səmərəliliyi düzəltməyə çalışan iki zamanlı dizaynlar, dörd zamanlı qədər bahalı, ağır və mürəkkəb hala gəldi - yəni öz var olma səbəbini itirirdi. Birbaşa inyeksiya, karbüratorlu iki zamanlardakı yanacaq qaçışını böyük ölçüdə aradan qaldıra bilərdi; amma bu həll, artıq ucuz mühərrik fəlsəfəsi ilə uyğun gəlməyən maliyyə və mürəkkəblik demək idi. Qərbdə getdikcə sərtləşən hava çirkliliyi qaydaları iki zamanlı avtomobil istehsalını 1980-ci illərdə sona çatdırdı; Şərq Bloku, Trabant və Wartburg ilə təxminən 1991-ə qədər müqavimət göstərdi.

Motosikletlər Niyə Daha Gec Buraxdı?

Eyni hesab iki təkər üçün də keçərli idi, amma zamanlama bir az fərqli işlədi. Honda, yol motosikletlərindən çox əvvəl imtina etmişdi; ABŞ-də isə iki zamanlı arazi motosikletlərinin satışını 2007-ci ildə dayandırdı. Bu gün ABŞ-də satılan bütün yeni daxili yanma mühərrikli avtomobillər dörd zamanlıdır - iki zamanlı, avtomotiv tarixinin zibilxanasına rəsmən yerləşib.

Bu Gün İki Zamanlı Mühərriklər Harada Yaşayır?

Avtomobillərdən silinən iki zamanlı tamamilə yox olmadı; sadəcə həcm və hüquqi dözümlülük kiçildi. Güc/çəki üstünlüyü və hər istiqamətdə işləyə bilmə qabiliyyəti müəyyən tətbiqlərdə hələ də həlledicidir. Müasir dövrdə iki zamanlı mühərriklər bu sahələrdə yaşayır:

  • Kiçik yollu və yolsuzluq motosiklləri, mopedlər, skuterlər və motorlu velosipedlər
  • Dəniz mühərrikləri, qar motosiklləri və qartlar
  • Əl alətləri: mişar, yarpaq üfürən, çəmən kənarı düzəldən
  • Tuk-tuklar, RC maşınlar, ultrayüngül və model təyyarələr
  • Böyük iki taktlı disellər: çəkinin əhəmiyyətsiz olduğu sənaye, dənizçilik, lokomotiv və generator tətbiqləri

Yenə də trend aydındır: inkişaf etmiş ölkələrdəki çirklənmə qaydaları iki taktlının istifadə sahələrini addım-addım daraldır. Qaydaların yumşaq qaldığı bölgələrdə isə kiçik həcmli iki taktlılar motosikl və mopedlərdə populyarlığını davam etdirir.

Nəticə: Bir Mühəndislik Tənliyinin Tarix Dərsi

İki taktlı mühərrikin avtomobillərdən silinməsi texnologiyanın pis olduğu üçün deyil, qazandığı müqayisənin dəyişdiyi üçün oldu. Müharibədən sonrakı illərin tənliyi hissə sayı, xərc və güc/çəki ağırlıqlı idi; iki taktlı bu üçündə də qazanırdı və DKW, Saab, Trabant və Wartburg ilə milyonlarla avtomobili hərəkətə gətirdi. 1980-ci illərin tənliyi isə emissiya, yanacaq sərfi və incə mühəndislik ağırlıqlı idi - və süpürmə itkiləri ilə total-loss yağlamanın yaratdığı fiziki məhdudiyyət iki taktlını bu hesabda məğlubiyyətə məhkum etdi. Avtomobil tarixində heç bir texnologiyanın üstünlüklərinin nə qədər möhkəm olduğunu anlamaq bu qədər aydın bir dərs olmamışdır: nə vaxt güclü olduğu qədər, nə vaxt keçərsiz hala gəldiyi də dizayn qərarının bir hissəsidir.

Mənbələr