Anksčiau dvitakčiai varikliai buvo sutinkami ir motocikluose, ir automobiliuose, o dabar jie montuojami tik į mažiausius įrankius. Kodėl? Kuo jie geresni už keturtakčius?
Dvitakčiai nėra vieninteliai praktiški išnykę varikliai – kas dar prisimena garo variklį? Ar žinote, kada buvo pagamintas paskutinis garvežys? O kodėl garo varikliai turi porą besisukančių rutulių? Oru aušinami varikliai transporto priemonėse dabar irgi yra reti – net sunku patikėti, kad kadaise toks buvo naudojamas ir Formulėje 1.
Jei jūsų gyvenime dar yra dvitaktis variklis, tikriausiai jis burzgia grandininiame pjūkle, kokiame sename motocikle ar pakabinamame valties variklyje. Anksčiau jų tikrai buvo daugiau.
Dabar mūsų plačiai naudojami stūmokliniai vidaus degimo varikliai yra keturtakčiai. Ką tai reiškia? Na, vienas degimo ciklas apima keturis įvykius. Tai – įsiurbimas (stūmoklis keliauja žemyn, pro atvertą įsiurbimo vožtuvą į cilindrą plūsteli degalų ir oro mišinys), suspaudimas (vožtuvai užverti, stūmoklis keliauja aukštyn, mišinys suslegiamas), degimas (mišinys uždegamas, išsiplėtusios dujos stumia stūmoklį žemyn) ir išmetimas (stūmoklis vėl keliauja aukštyn, per atvertą išmetimo vožtuvą išstumdamas šalutinius degimo produktus). Tai reiškia, kad vieno degimo ciklo metu stūmoklis aukštyn-žemyn suvaikšto du kartus ir galią išvysto tik vieno takto metu (degimo).
Dvitakčiai varikliai yra kitokie ir šį procesą nupjauna perpus. Dvitakčiame variklyje stūmoklis, galima sakyti, išnaudoja abi savo puses. Pirmojo takto metu keliaudamas aukštyn stūmoklis ne tik suslegia cilindre esantį degalų ir oro mišinį, bet ir sukuria vakuumą už savęs karteryje, dėl ko į jį plūsteli naujas degalų-oro mišinys. Suspaustas mišinys uždegamas, išsiplėtusios dujos stumia stūmoklį žemyn ir jis tuomet šiek tiek suslegia naują oro-degalų mišinį karteryje. Kai stūmoklis atidengia kanalus, šis suspaustas mišinys iš karterio patenka į cilindrą. Antrojo takto metu naujas mišinys ne tik užpildo cilindrą, bet ir iš jo išstumia degimo produktus.
Kadangi jėgos taktai dvitakčiuose varikliuose yra dvigubai dažnesni, dvitakčiai varikliai pasižymi geresniu galios ir svorio santykiu. Jie gali būti lengvesni, turi mažiau judančių dalių. Taigi, nieko keisto, kad dvitakčiai varikliai buvo montuojami daugybėje motociklų ir kitų mašinų. Įskaitant, beje, automobilius.
1885-ųjų Benz Patent-Motorwagen, pirmasis praktiškas automobilis su vidaus degimo varikliu, turi keturtaktį variklį, bet dvitakčiai tada jau egzistavo. Pats Karlas Benzas tokį buvo pagaminęs 1879 metais. Pirmiausia paplito būtent keturių taktų vidaus degimo varikliai, nes dvitakčiai buvo grubūs ir nepatvarūs. Tačiau su laiku vidinė dviejų taktų variklio geometrija buvo išspręsta ir 1908 metais britas Alfredas Angas Scottas pradėjo gaminti pirmuosius praktiškus dviejų taktų variklius. Ir su laiku šis stūmoklinių vidaus degimo variklių tipas paplito.
Dvitakčiai varikliai yra lengvesni, kompaktiškesni, techniškai paprastesni, galingesni, pigesni, gerai dirba net kai yra apversti ar pasukti šonu. Nieko keisto, kad dvitakčiai varikliai varė nemažai automobilių, įskaitant ankstyvuosius DKW, SAAB, Subaru ir kai kuriuos nišinius ir itin pigius modelius kaip Goggomobil, Trabant ir daugybę kitų. Jie taip pat puikiai tiko motociklams, kuriems geras galios ir svorio santykis yra kritiškai svarbus. Na, o tai, kad benzininiai įrankiai, ypač grandininiai pjūklai, naudoja dvitakčius variklius, jūs jau žinote.
Tačiau su laiku ir gana greitai automobilių su dvitakčiais varikliais nebeliko. Kodėl? Na, automobiliams jie niekada idealiai ir netiko. Atkreipkite dėmesį, kad net tokių piguolių kaip Ford Model T, Volkswagen Käfer, Fiat 500 ir Citroën 2CV tame sąraše nebuvo. Šalia visų privalumų, dvitaktis variklis turi ir trūkumų. Visų pirma, kadangi kas antras taktas yra degimo, toks variklis yra gana karštas. Įprastai tai nėra didelė problema, nes dvitakčiai varikliai dažniausiai yra visai maži. Bet didinant variklio darbinį tūrį, pridedant papildomus cilindrus, kad jis galėtų išjudinti sunkų automobilį, jau reikia labai geros aušinimo sistemos tam karščiui pažaboti. Ypač, kai patiriamos didesnės apkrovos važiuojant į kalną, bėgėjantis ar vežant sunkesnį krovinį.
Ta šiluma neatsiranda iš niekur – dvitakčiai varikliai sunaudoja žymiai daugiau degalų. Kartais net 20-40 % daugiau. Jie sunaudoja ir žymiai daugiau tepalų, nes tepimui negali išnaudoti karterio. Įprastame keturtakčiame variklyje alyva sėdi karteryje – variklio dugną sudarančiame inde. Kadangi dvitaktis variklis tą erdvę išnaudoja vakuumui, degalų-oro mišinio įsiurbimui suslėgimo takto metu, ten negali būti daug tepalų. Taigi, alyva yra arba įpurškiama naudojant atskirą tepimo sistemą, arba naudotojo yra maišoma į benziną. Bet kuriuo atveju, dvitaktis variklis degina ir tepalus, o tai – papildomos išlaidos ir rūpestis. Sustoję degalinėje turite prisiminti į degalų baką įsipilti ir nustatytą kiekį tepalų.
Su degalai į variklį plūstantys tepalai reiškia ir dar nešvaresnes emisijas. Aišku, kadaise tai nebuvo taip svarbu – tuos kelis automobilius, kuriuos palaimino, dvitakčiai varikliai paliko ne dėl emisijų, o dėl kitų paminėtų priežasčių. Tačiau šiuolaikiniuose motocikluose dvitakčiai užsibuvo gerokai ilgiau ir dabar yra vis retesni būtent dėl to, kad nebeatitinka reikalavimų emisijoms. Tokie varikliai visada degina tepalus (ar juos net išpurškia lašelių forma) ir ne visada švariai degina benziną, todėl pasižymi labai nešvariomis emisijomis. Tai tiesiog netinka šių laikų standartams. Be to, tokia tepimo sistema ir ne visai švarus degimas gali degimo produktais dažniau užteršti kitas variklio dalis, įskaitant uždegimo žvakę.
Keturtakčiai varikliai tiesiog turi daug privalumų. Taip, jie turi daugiau judančių dalių, bet šiuolaikinė metalurgija ir inžinerija pašalina didžiąją nerimo dėl patikimumo dalį. Iš tikrųjų, keturtakčiai varikliai gali būti patikimesni, nes dvitakčiai mėgsta užteršti savo žvakes ir kitus vidinius komponentus anglimi. Keturtaktis variklis pagal savo svorį išvysto šiek tiek mažesnę galią, bet dabar tai išsprendžiama turbokompresoriumi. Keturakčiai varikliai sunaudoja daug mažiau degalų, pasižymi švaresnėmis emisijomis, tolygesne sukimo momento kreive, tylesniu veikimu, o ir tepalais rūpintis reikia gal tik kartą per metus.
