Tweetaktmotor
Een tweetaktmotor (ook: tweeslagmotor) is een interne verbrandingsmotor, die bij elke neergaande beweging van de zuiger kracht levert. Dit in tegenstelling tot een viertaktmotor waar de zuiger kracht levert bij elke tweede neergaande beweging.
Toepassingen
Tweetaktmotoren op benzine worden veel toegepast bij voertuigen waarvan het vermogen belangrijker is dan het verbruik: als aandrijving van racemotoren, racekarts, crossmotoren, brommers, buitenboordmotoren, grasmaaiers en dergelijke. Bij deze toepassingen wordt wat smeerolie door de brandstof gemengd (mengsmering), omdat de inwendige delen van de motor niet over een eigen smeerolietoevoer beschikken.
De meeste grote dieselmotoren die worden gebruikt voor aandrijving van zeeschepen werken eveneens volgens het tweetaktprincipe.
Werking
WerkingDe werking van een tweetaktmotor berust op hetzelfde principe als de vierslag- of viertaktmotor, maar het proces is anders. In plaats van vier 'slagen', heeft de tweetakt maar twee 'slagen', waarin deze hetzelfde doet als de vierslagmotor.
Bij een viertakt wordt een mengsel van benzine en lucht ingelaten in de cilinder (hiervoor wijkt de zuiger, die daarmee zijn aanvoerslag maakt). Het mengsel wordt samengedrukt (de compressieslag) door de zuiger, die hiervoor weer terug in de cilinder schuift. Dan is er een ontsteking die voor een explosie zorgt, welke de zuiger wegduwt (die daarmee de arbeidslag maakt). Tot slot worden de uitlaatgassen naar buiten gedreven door de zuiger die weer naar binnen komt (de afvoerslag).
De tweetaktmotor heeft alleen maar een arbeidslag en een compressieslag.
De tweeslagmotor heeft geen kleppen maar een uitlaatpoort. Het instromen van de verse lucht geschiedt door middel van spoelpoorten onderaan de cilindervoering die in verbinding staan met de carburateur. Op het moment dat de zuiger zich bovenin de cilinder bevindt en deze naar beneden beweegt, zal op een gegeven moment de uitlaatpoort opengaan (ca. 30 graden voor bodem) en zal door de zuiger zelf de spoelpoorten geopend worden.
De spoelpoorten en uitlaatpoort dienen elkaar te overlappen qua opening (net zoals de klepoverlap bij een vierslagmotor). Dit ten behoeve van de koeling en de spoeling van de cilinder.
Teneinde een goede spoeling en koeling van de cilinder te krijgen, is het nodig om de spoelluchtdruk hoger te leggen dan de atmosferische druk (1 bara) (bar absoluut). Dit wordt bereikt door turbochargers te koppelen aan de uitlaat van de motor, zodat de spoelluchtdruk door middel van een luchtcompressor omhoog kan worden gebracht tot zo'n 3 à 5 bar.
Als de zuiger voorbij zijn onderste dode punt (ODP) is, worden in dezelfde krukstand (dus bijv. 20 graden na ODP) de spoelpoorten gesloten waarna de uitlaatpoort ook sluit. Nu kan de effectieve compressieslag beginnen.
Door de traagheid van het vliegwiel zal de zuiger zich door de compressie heen drukken waardoor als de zuiger in het bovenste dode punt (BDP) is, de verbranding van de brandstof kan beginnen.
Over het algemeen zijn tweeslagmotoren krachtiger dan vierslagmotoren omdat bij hetzelfde aantal cilinders er twee keer zoveel verbrandingen plaatsvinden bij een gegeven toerental.
Meestal zijn tweeslagmotoren op schepen langzaamlopers. Ze zijn krachtig en kunnen het schip snel en goed voortbewegen. Tweeslagmotoren met zware stookolie als brandstof kunnen tot 100 MW (+/- 130.000 pk) aan vermogen leveren.
De brandstoftoediening van een grote tweeslagmotor geschiedt (op 'oudere' modellen) met een hogedruk brandstofpomp, die aangedreven wordt door de nokkenas. Maar met de laatste technologieën, zoals common-rail, wordt de brandstof onder constante hoge druk gehouden (tot zo'n 1000 à 2000 bar - voor een goede menging met de lucht in de cilinder) en door middel van een hydraulische klep geopend en gesloten. Zo kan de tijd van inspuiting precies geregeld worden, en kan - indien nodig - één cilinder helemaal afgesloten worden van de motor.
Het common-rail systeem is ook van toepassing op het openen en sluiten van de uitlaatklep.
De tweetakt motoren die je vindt op racemotoren, crossmotoren en brommers zijn daarentegen veel hoogtoeriger. Zij hebben bovendien een veel smallere en fellere powerband, vergeleken met een viertakt. Omdat de powerband zo scherp is, is het belangrijk dat je daar binnen blijft, om optimaal te kunnen profiteren van de kracht van de motor. Daardoor vergt een tweetakt motor meer schakeltechniek om te berijden.
De powerband wordt door een groot deel beïnvloed door de uitlaat. Daarom kan er op een tweetakt niet zomaar een kachelpijp gezet worden. Op de meeste moderne tweetaktmotoren zit een expansie-uitlaat. Deze uitlaat werkt met resonanties die terug trillen door de conus en daardoor tegendruk bieden waardoor er minder onverbrand mengsel weg kan lekken. Vroeger werden er uitlaten met schotten gebruikt om tegendruk te creëren; deze werken echter minder goed dan een expansie-uitlaat.
De terugloopuitlaat die je vaak ziet op scooters is ook een expansie-uitlaat en het teruglopen van de demper is er alleen omdat de uitlaat anders te ver uit zou steken. Het teruglopen biedt verder geen extra vermogen.
Tweetakt motorfietsmotoren komen ook steeds minder voor, omdat ze veel slechter voor het milieu zijn doordat ze olie verstoken. En omdat er geen kleppen zijn, kan er ook nog goed brandstofmengsel via de uitlaat weg lekken. Zo is in de meest bekende wegrace klasse, de MotoGP (MotoGrandPrix), een regel ingevoerd dat een tweetakt maximaal 500cc mag hebben en een viertakt maximaal 990cc. Daarom is er op dit moment geen MotoGP team meer die een tweetakt motor gebruikt omdat een viertakt 990cc het wint van een tweetakt 500cc.
Bij brommers zijn benzine injectie technieken in opkomst. Door deze technieken wordt het verbruik van olie ook verminderd.