Bi aldiko eztanda-motorra

Bi aldiko eztanda-motorra edo eztanda-motorra barne-errekuntzako motor mota bat da. Energia mekanikoa sortzeko gai den makina da. Bi motatako barne-errekuntza motorrak aurki daitezke: bi aldiko eztanda-motorrak eta lau aldiko eztanda-motorrak. Energia mekanikoa lortzeko, erregaia airearekin nahasten dute. Ondoren, bujia baten bidez txinparta sortzen da, nahastearen errekuntza eragiteko, eta honela energia mekanikoa lortu ahal izateko.

Bi aldiko eztanda-motorraren animazioa

Lau aldiko motorraren funtzionamenduaren ziklo bat, lau prozesutan desberdintzen da: nahasketaren sarrera, nahastearen konpresioa, nahastearen errekuntza eta errekuntzako gasen irteera, pistoiaren bi joan-etorritan egiten ditu.

Bi aldiko eztanda-motorra, aldiz, lau aldiko motorretik desberdintzen da, lau prozesu hauek bi alditan egiten dituelako, hau da, pistoiaren joan-etorri bakarrean. Lau prozesuak bi alditan emateko, bi aldiko eztanda-motor batean nahastearen sarrera eta errekuntza-gasen irteera batera ematen da. Hau lortzeko, pistoia beherako puntura heltzen denean, errekuntza-prozesuaren amaiera eta konpresio-prozesuaren hasiera ematen da. Horrek potentzia zikloa bi kolpetan betetzea ahalbideratzen du, hau da, pistoiaren gora eta beherako mugimendu batean, eta birabarkiaren bira batean. Lau aldiko motorrak, aldiz, lau pistoi-kolpe behar ditu ziklo bat osatzeko. Bi aldiko motorrek lau aldikoak baino potentzia altuagoa dute. Lau aldiko motorrekin alderatuta, bi aldiko motorrek pieza mugikor gutxiago dituzte, eta beraz, nabarmenki trinkoagoak eta arinagoak izaten dira. Bi aldiko motor askotan pisu-potentzia erlazioa altua izaten da.

Historia

Dugald Clerkek, ingeniari eskoziarrak, 1881. urtean patentatu zuen lehen bi aldiko eztanda-motorra. Lehenengo bi aldiko motor praktikoa Yorkshiremanek egindakoa da. Ondoren, 1908an Alfred Angas Scott, bi zilindrodun ur-hoztutako motorrak ekoizten hasi zen.

Aplikazioak

Bi aldiko gasolina-motorrak ezagunak dira, diseinatzeko orduan beraien sinpletasuna, pisu txikia eta potentzia-erlazio altuagatik. Erregai eta olioaren nahastea behar du funtzionatzeko. Horretaz gain, edozein norabidetan lan egiteko gaitasuna dute, grabitatearen menpeko olio depositurik ez baitago. Ezaugarri hau, ezinbesteko propietate bat da eskuzko erramintetan, motozerra bezalakoetan, besteak beste.

Automobil-fabrikatzaile batzuk, bi aldiko motorrak erabili izan dituzte iraganean, hala nola: Saab suediar auto-fabrikatzailea, DKW, Auto-Union, VEB Sachsenring Automobilwerke Zwickau eta VEB Automobilwerk Eisenach. Suzuki auto-fabrikatzaile japoniarrak berdina egin zuen 1970ko hamarkadan. Motor mota honetako ibilgailuen fabrikazioa, 1980ko hamarkadarako bukatu zen Europako mendebaldean, gas kutsakorren aurkako erregulazio gogorragatik. Europako ekialdeko estatuetan 1991ra arte iraun zuen, ekialdeko Alemanian Trabant eta Wartburgen auto-fabrikatzaileen eskutik. Bi aldiko motorrak oraindik ezagutzen eta erabiltzen dira propultsio-sistema gutxi batzuetan, adibidez, errendimendu handiko itsasontzi-motorretan, ziklomotor txikietan, etab. Honetaz gain, ezagunak dira leku irekietan erabiltzen diren eskuzko erremintatan, belarra mozteko makinetan eta motozerretan, esaterako.

Funtzionamendua

Bi aldiko motor bateko lau prozesuak

Bi aldiko motorretan ez daude sarrera eta iheseko balbulak. Haien ordez, karterrerako sarrerako sabai-leiho eta iheseko sabai-leiho izeneko sarrera eta ihes-hodiak daude. Gainera, karterra eta zilindroa komunikatzen dituen beste irekiune bat dago, transferentzia-leihoa edo transferra deritzo. Erregai eta aire-nahastea ez da zilindroan zuzenean sartzen, karterrean baizik. Honek, nahastea sarrerako sabai-leihoan zehar xurgatu eta transferentzia-leihoaren bitartez zilindrora eramaten du. Azken batean, karterrak ponpa gisa funtzionatzen du.

Sarrera-konpresioa

Pistoiaren ibilbidearen beheko puntutik ibilbidearen goiko puntura igotzean, nahastea konprimatzen da, eta bujiak txinparta sorraraztean, errekuntza gertatzen da. Ondoren, pistoia igotzen denean, aurrez aurreko bi leihoak itxi egiten dira, eta erregai-nahastea konprimatzen da. Aldi berean, pistoiaren azpian (karterrean) depresioa sortzen da. Pistoia goi-goian dagoenean, beheko leihoa zabalik geratzen da. Leihoa karterrarekin komunikatzen da, hau erregai-nahastez berehala betetzen delarik. Eragiketa guzti hauek prozesu bakarrean gertatzen dira.

Espantsioa-ihesa

Pistoia, errekuntzan askatutako presioaren energiaz jaisten da, eta aldi berean, iheseko sabai-leihotik gasak ateratzen dira. Transferentziako sabai-leihotik nahastea sartzen da, eta birabarkia bultzatuta pistoia igotzen da. Pistoiaren alboko gainazal zilindrikoak sarrerako leihoa itxi egiten du, eta karterrean erregai-nahastea konprimatu egiten du. Pistoia ia barrenera iristerakoan, aurrez aurreko bi leihoak libre agertzen dira, eta erretako gasak bietako batetik kanpora irteten dira. Bestetik erregai-nahaste hotza sartzen da karterreko konpresioak bultzaturik. Bigarren aldi hau amaitutakoan, zikloa berriz hasiko da. Erregai-injekzio zuzena eta lubrifikazio-sistema zuzena izan arren, bi aldiko motorrek sortzen duten kutsadura handiagoa da lau aldiko motorrek sortzen dutena baino. Izan ere, nahaste zati bat ihes-bidetik kanporatua da erre gabe, baina, hala ere, efizientzia termodinamiko hobea lortzen dute lau aldikoek baino.

Diesel-motorrak

Diesel-motorrak konpresio bidez lorturiko eztandaz oinarritzen dira funtzionatzeko. Motorrak, sarrerarekin eta ihes-pistoien bidez funtzionatzen du. Bi aldiko diesel-motor guztiak indukzio bortxatuz ibiltzen dira. Ondorioz, diseinu batzuek eragingailu mekanikoa erabiltzen dute aire-sarrera handitzeko. Bestalde, itsasoan erabiltzen direnek gasen bidez eragindako turbokonpresoreak erabiltzen dituzte. Honetaz gain, eragingailu elektrikoa duten haizatzaile lagungarriak erabiltzen dira abiadura baxuetan funtzionatzeko, turbokonpresoreak aire nahikoa lortu ezin dutenean.

Bi aldiko motorren diseinu desberdinak

Injekzio zuzena

Injekzio zuzenak hainbat abantaila ditu bi aldiko motorretan. Batez ere, motorretik irteten diren hondarren eta kutsaduren bazterketa. Karburadoreen erabilerak, ordea, airea eta erregaiaren arteko nahaste zati bat erre gabe kanpora bidaltzen dute, iheseko transferentzia-leihoaren bitartez.

Bi sistema erabiltzen dira: presio baxuko aireaz injektatutakoa eta presio altuan injektatutakoa. Erregaia karterretik pasatzen ez denez, lubrifikazio-sistema alternatibo bat behar da.

Potentzia balbula-sistemak

Bi aldiko motor moderno askok erregaiaren elikadurarako balbula-sistema bat erabiltzen dute. Balbulak normalean ihesbide-zuloetatik gertu egoten dira. Bi modutan lan egiten dute. Alde batetik, iheseko transferentzia-leihoa aldatzean, ihes-bideko goiko partea ixten dute, ihes-bideen sinkronizazioa aldatuz (Ski-Doo RAVE, Yamaha YPVS, Honda CR-Valvula, Kawasaki KIPS, Cagiva CTS edo Suzuki AETC sistemak bezalaxe). Bestalde, gasen bolumena aldatuz, espantsio-gelako erresonantziako frekuentzia aldatzen duena, (Suzuki SAEC eta Honda V-TAC sistema bezalaxe). Emaitza, potentzia handiagoko motor bat da abiadura txikietan, eta potentzia berdina mantenduz abiadura handietan. Hala ere, elikadura-balbulek gas beroa behar dute, eta horregatik, mantenimendu zorrotz bat behar dute ondo funtzionatzeko.

Abantailak eta desabantailak

Bi aldiko motorrak lau aldikoekin alderatuta hainbat abantaila badituzte ere, beste hainbat desabantaila aurki ditzakegu motor mota hau aukeratzeko orduan.

• Fabrikatzeko errazagoa da, ez baitu, ez espeka, ezta ardatzik ere. Ondorioz, banaketa-uhalik ez dago.
• Higadura handia izan ohi duten balbularik ez du erabiltzen.
• Bi aldiko motorrak potentzia handiagoa du. Birabarkiaren bira batean lortzen du lau prozesuak garatzea, lau aldikoak berriz, bi biratan.
• Funtzionamendu-tenperatura handiagoa eskatzen du, nahastearen errekuntzak maiztasun handiagoa baitu.
• Higadura handiagoa da, errekuntzak maiztasun handiagoa duelako.
• Nahasteko gehigarrien errekuntzak poluzio handiagoa eragiten du.

Bibliografia

• Gaur egungo bi aldiko eztanda motorrak, lau aldiko motorrekin alderatzen ditu, aplika daitezkeen hobekuntzak aztertuz.“Eztanda-motorrak: bi aldikoak nagusi?” 1989/03/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria http://zientzia.eus/artikuluak/eztanda-motoreak-bi-aldikoak-nagusi/
• Bi aldiko eta lau aldiko motorren arteko desberdintasunez hitz egiten du. Frank Jardine (Alcoa), "Thermal Expansion in Automotive Engine Design", SAE paper 300010, también en SAE Journal, Sept 1930, 317 orr.
• Bi aldiko motorren funtzionamenduaren analisia eta azalpena egiten du. A E Biermann eta H H Ellerbrook: "The design of fins for air-cooled cylinders", NACA report Nº 726,1941.
• Aire bidezko hozketaz hitz egiten du. P V Lamarque: "The design of cooling fins for Motorcycle Engines". Report of the Automobile Research Committee, Institution of Automobile Engineers Proceedings, (London), March 1943.
• Balbula sistema original bat bi aldiko motorrentzat, R Abell-ek SAE Journalen argitaratutakoaren antzekoa, 1923ko urrian. David W. Blundell y M H. Sandford: "Two stroke engines - The Lotus approach", SAE paper 920779.

Kanpo estekak

• Datuak: Q152323
• Multimedia: Two-stroke engines / Q152323