Kahe- ja neljataktilise mootori võrdlus (0)

Kahe- ja neljataktilise mootori võrdlus Essee Tehnika ja tehnoloogia õppekava Tartu 2022


Sisukord
1.SISSEJUHATUS................................................................................................. 3
2.SISEPÕLEMISMOOTORI AJALUGU.....................................................................4
3. KAHETAKTILINE MOOTOR...............................................................................4 3.1 Kahetaktilise mootori ehitus......................................................................4
3.2 Kahetaktilise mootori kasutamine.............................................................5 4.NELJATAKTILINE MOOTOR................................................................................5 4.1 Neljataktilise mootori ehitus......................................................................5 4.2 Neljataktilise mootori kasutamine................................................................6 5. KAHE- JA NELJATAKTILISE MOOTORI ERINEVUSED....................................7 KASUTATUD KIRJANDUS......................................................................................8 2


1.SISSEJUHATUS Kindlasti   olete   kuulnud   kedagi   rääkimas   mootoritest   ning   olete   kuulnud   väljendit
kahetaktiline mootor või neljataktiline mootor. Kuna minu hobiks on kalapüük siis olen
palju kuulnud paadimootorite kohta just sellist juttu. Esimesed korrad mõtlesin ma, et mis
takt? Kas tõesti liigitakse mootoreid selle järgi mis takti mootor lööb? Tegelikult pole sel
puhul   muusikaga   mingit   seost.   Antud   kontekstis   tähendavad   taktid   mootori   ehitust   ja
tööpõhimõtet. Antud essees üritan tuua välja põhilised erinevad, eelised ja puudused. 3


2.SISEPÕLEMISMOOTORI AJALUGU Mitmed teadlased ja insenerid on ajaloos aidanud kaasa sisepõlemismootori arendamisele.
Aastal  1791  arendas   John  Barber   gaasitubiini.   Aastal  1794  patendeerid   Thomas  Mead
gaasimootori, samal aastal patendeeris Robert Street sisepõlemismoori, see oli esimene
mootor   mis   töötas   vedelal   kütusel.   1789   aastal   ehitas   John   Stevens   esimese   ameerika
sisepõlemimootori. Aastal 1807, tegid kaks prantsuse inseneri  Nicéphore Niépce ja Claude
Niépce esimese prototüübi, mis töötas kontrollitud tolmuplahvatustel. Sellele andis patendi
Napoleon   Bonaparte.   Antud   mootor   töötas   paadis   Saone,   mis   sõitis   Prantsusmaa   jõel.
Samal aastal leiutas Sveitsi insener François Isaac de Rivaz esimese hüdrogeeni-baasil
sisepõlemismootori, mille pani tööle elektri säde. 1872. aastal leiutas Ameeriklane  George
Brayton   esimese   kommertsiaalse   vedelkütusel   töötava   sisepõlemismootri.   Aastal   1879
patendeeris  Karl Benz  kahetaktilise  sisepõlemismootori.  Veidi  peale  seda alustas Benz
esimeste   kommertsiaal   sisepõlemismootoritega   sõidukite   tootmist.   1926.aastal   nägi
ilmavalgust esimene vedelkütusel töötav rakett, mille loojaks oli Robert Goddard. [1] 3. KAHETAKTILINE MOOTOR 3.1 Kahetaktilise mootori ehitus Nagu nimi ütleb, teeb mootor ühe töö tsükkli jaoks 2 takti. Esimene takt on sisselaske ja
kokkusurumise   ajal   ning   teine   takt   on  põlemise   ja   heitgaasi   välja   pumpamise   ajal.
Kahetaktilises mootoris on sisselaskeava ja väljalaskeava jaoks 2 ava. See tähendab, et tal
pole ventiile, nii et sellel oleks lihtsam üles ehitus kui neljataktilisel mootoril. Ventiilide
funktsiooni   täidab   kolb   ja   need   kaks   ava.   Üldiselt   kasutatakse   kahetaktilisi   mootoreid
väiksemates   masinates.   Sest   erinevalt   neljataktilistest   mootoritest   on   kahetaktilised
mootorid   kergemad.   Kahetaktilistel   mootoritel   toimub     igas   taktis   põlemissündmus.
Kahetaktilisi   mootoreid   saab   kasutada   mis   tahes   asendis,   kuna   neil   puudub   õlikorpus.
Kuigi   väntvõlli,   silindri   seinte   ja   ühendusvarda   määrimiseks   oleks   parem   omada   head
määrimissüsteemi,   pole   siiski   kahetaktilistel   mootoritel   õiget   määrimissüsteemi.   Selle
asemel kasutavad nad kütuse ja õli segu. Seetõttu tekitab see rohkem reostust. Samuti on
enamikul   kahetaktilistest   mootoritest   kiirem   kulumine   ja   lühem   mootori   eluiga.   Kuid
kahetaktiline   mootor   on   oma   suure   jõudluse   ja   kergekaalulisuse   tõttu   populaare.
Kahetaktilise mootori ehitust kujutab Joonis 1. [2] 4


3.2 Kahetaktilise mootori kasutamine Kahetaktilist mootorit eelistatakse selle ehituse lihtsuse, kerge kaalu ja kõrge jõu-kaalu suhte poolest. Segades õli ja kütuse on võimalik kasutada mootorit igasuguses asendis, õli liikumine   sel   juhul   ei   sõltu   gravitatsioonist.   Paljud   kuulsad   autotootjad   kasutasid kahetaktilisi   mootoreid   oma   sõidukites.   Kahetaktiliste   mootoritega   autode   tootmine lõpetati   ära   läänes   1980.   aastatel   õhusaaste   reguleerimis   tagajärjel.   Idas   aga   toodeti kahetaktiliste mootoritega autosid veel 1991. aastani. Praegusel hetkel leiab kahetaktilist mootorit enamasti väiksematest masinatest. Nagu näiteks mootorattad, mopeedid, kardid, paadimootorid. Lisaks kasutatakse antud mootorit ka paljudes väike tehnikates. Näiteks muruniidukid, mootorsaed, lehepuhurid, trimmerid jne. [4] 4.NELJATAKTILINE MOOTOR
4.1 Neljataktilise mootori ehitus Neljataktilise sisepõlemismootori tööpõhimõte seisneb kütuse põlemisel saadava energia muutmises   mehaaniliseks   energiaks.   Neljataktilise   mootori   põhiosad   on   mootoriplokk, karter,   väntvõll   koos   hoorattaga,   silinder,   kolb,   keps   (v.a.   vankelmootoris),   sisse-   ja väljalaskeklapid,  nukkvõll(id)  ning sõltuvalt  mootori tüübist süüteküünal  ja/või  pihusti. Neljataktilisel mootoril on lisaks töötaktile, mille ajal põlevate gaaside energia edastatakse väntmehhanismile,   vaja   kolme   abitakti.   Sisselasketakt.   Takti   alguses   avaneb sisselaskeklapp. Väljalaskeklapp on suletud. Kolb liigub silindris alla, tekitades hõrenduse. Sellega imetakse silindrisse sisselaskeklapi kaudu värske küttesegu (diiselmootoris õhk). Takt lõpeb, kui kolb on jõudnud alumisse surnud seisu.Survetakt. Sulgub sisselaskeklapp. Kolb hakkab liikuma üles, surudes silindris küttesegu (diiselmootoris õhku) kokku. Veidi enne,   kui   kolb   jõuab   ülemisse   surnud   seisu,   tekitab   süüteküünal   sädeme,   mis   süütab kokkusurutud küttesegu. Diiselmootoril pritsitakse sel hetkel silindrisse kütus, mis süttib kõrge   rõhu   alla   kokku   surutud   ning   seetõttu   kuumenenud   õhuga   kokkupuutumise tõttu.Töötakt. Põlema süttinud kütusest tekivad gaasid paisuvad kiiresti, tekitades kõrge rõhu, ja suruvad kolvi alla. Kolb annab selle surve kepsu kaudu edasi väntvõllile, andes sellele pöörlemiseks hoogu.Väljalasketakt. Kui kolb jõuab alumisse surnud seisu, avaneb väljalaskeklapp.   Kolb   hakkab   liikuma   üles,   surudes   põlemisgaasid   läbi   väljalaskeklapi välja.   Kui   kolb   jõuab   uuesti   ülemisse   surnud   seisu,   algab   jälle   1.   takt.   Neljataktilist mootorit   käivitatakse   tavaliselt   käivitiga,   mis   paneb   mootori   väntvõlli   pöörlema   kuni 5


mootori käivitumiseni. Seejärel tagab mootori sujuva töö väntvõllile kinnitatud hooratas, mille ülesanne on leevendada töötakti ajal tekkivat järsku jõumomenti ning sisselaseke- ja survetaktis anda kolvile liikumisenergiat. Joonisel 2 näeme neljataktilise mootori ehitust ja tööpõhimõtet. [5] Joonis 2. Neljataktilise mootori ehitus 4.2 Neljataktilise mootori kasutamine Neljataktilised mootorid on saanud inimeste arengusümboliks alates 19. sajandi lõpust, neljataktilisi   mootoreid,   erinevat   tüüpi   ja   konfiguratsioonidega,   kasutatakse   tänapäeval muruniidukites,   generaatorites,   autodes,   veoautodes,   lennukites,   tööstuses, põllumajanduses,   meelelahutuses.   Neljataktiline   mootor   moodustab   inimese   põhilise liikuvuse, võimsuse aluse ja on seega kasulik meie igapäevaelus, st ületab kujutlusvõime, mistõttu ma ei kõhkleks väitmast, et maailma majandus tugineb 4-taktilistele mootoritele. Seda olulisust nähes mõtisklevad teadlased selle üle, mis oleks täpselt 1900. aastate lõpus leiutatud 4-taktilise mootori hea asendus. 6


5. KAHE- JA NELJATAKTILISE MOOTORI ERINEVUSED Peamine   erinevus   nende   mootorite   vahel   on   tingitud   nende   gaasivahetusmehhanismide erinevusest   .Ehk   õhu   ja   kütuse   segu   tarnimine   silindrisse   ja   heitgaaside   eemaldamine. Neljataktilises   mootoris   valmistatakse   silindri   puhastus-   ja   täitmisprotsessid,   kasutades spetsiaalset gaasijaotusmehhanismi, mis avaneb ja sulgeb sisselaskeava ja väljalaskeava töötsükli teatud aja jooksul. Neljataktiline mootor on palju ökonoomsem. See tuleneb sellest, et kütust tarbitakse palju vähem. Neljataktilises iga nelja takti tagant, kahetaktilisel aga iga kahe takti tagant.  Neljataktiline mootor on palju raskem.  Kahetaktilisel mootoril on on võimsam pöördemoment kõrgete pöörete peal. Neljataktilisel selle eest on võimam pöördemoment just madalamate pöörete peal. Neljataktilinemootor on palju vaiksem.  Kahetaktilised mootorid kuluvad kiiremini. Seda sellel põhjusel, et kahetaktiline mootor on ette nähtud töötama suurematel pööretel. Kahetaktilised mootorid on palju lihtsama ehitusega, tänu sellele on neid palju lihtsam parandada ja toota. Kahetaktilisel mootoril on vaja töötamiseks kasutada kütuse ja õli segu. Neljataktilises on need eraldi. Kahetaktiline   mootor   on   keskkonnal   kahjulikum,   kuna   koos   kütusega   põleb   õli   ja   see
väljub koos heitgaasidega. 7


KASUTATUD KIRJANDUS 1) https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine     (29.09.2022) 2) https://upwikiet.top/wiki/Two-stroke_engine     (27.09.2022) 3) https://mechanicalboost.com/2-stroke-engine/     (27.09.22) 4) https://en.wikipedia.org/wiki/Two-stroke_engine     (27.09.2022) 5) https://et.wikipedia.org/wiki/Neljataktiline_sisep%C3%B5lemismootor     (27.09.2022) 8

Document Outline

• 1.SISSEJUHATUS
• 2.SISEPÕLEMISMOOTORI AJALUGU
• 3. KAHETAKTILINE MOOTOR
  • 3.1 Kahetaktilise mootori ehitus
  • 3.2 Kahetaktilise mootori kasutamine
• 4.NELJATAKTILINE MOOTOR
  • 4.1 Neljataktilise mootori ehitus
• 4.2 Neljataktilise mootori kasutamine
  • 5. KAHE- JA NELJATAKTILISE MOOTORI ERINEVUSED
• KASUTATUD KIRJANDUS