車の 2 ストローク内燃エンジンは行き止まりなのでしょうか?

技術的なことに不慣れな自動車愛好家でも、今日の自動車のボンネットの下には、他のエンジンではなく、4 ストローク動作モードのエンジンがあることをおそらく知っているでしょう。これは何と関係があるのでしょうか。また、なぜ現代では自動車の従来のガソリン内燃エンジンの機能に他のアルゴリズムがほとんど使用されていないのでしょうか?たとえば、ボート、歩行型トラクター、チェーンソー、その他の小型製品では、2 ストローク エンジン (DS) が主導的な位置をしっかりと占めています。スポーツカーにも採用されています。


4 ストロークをベースにしたパワー ユニットがすぐに自動車の世界を「奪い」、征服したと考えるべきではありません。エンジン製造の黎明期に、発明者と設計者は内燃エンジンの動作モードについて多くの実験を実施しました。成功した実験もあれば、行き止まりに「陥った」実験もありました。

歴史を少し

それは一昨年の終わり頃から始まりました。最初のモデルはすでに 1875 年 (ドイツ、南セイランド) と 1880 年 (イギリス、D. クラーク) にテストされましたが。しかし、アメリカ人のオーレ・エビンルードが1911リッターを開発した世界初の1,5ストロークエンジンの特許を正式に取得したのはXNUMX年のことだった。彼はそれをボートに取り付けました。第一次世界大戦中、このようなエンジンはすでにオートバイに広く使用されていました。

1919 年、ドイツの DKW 社を所有していた J. Rasmusen は、自転車の大量生産を組織しました。 車60ストロークエンジンを搭載。この会社のおかげで、彼らの人気は1000年代初頭まで衰えませんでした。その頃までに、DKW ジュニア、ヴァルトブルク、トラバント、オートユニオン XNUMXS、SAAB など、XNUMX ストローク エンジンを搭載した何十万台もの車がヨーロッパとアメリカを行き来していました。その後、スズキに代表される日本企業もそのような車の生産に加わりました。


2 ストローク車の勝利と衰退についての話を続ける前に、それらがどのように機能するかを理解する価値があります。もう一度言っておきますが、この設計の主な利点はそのシンプルさです。

動作原理

DDの特徴の一つはタイミングベルトがないことです。燃料の吸入とガスの放出は、ピストンが上下に動くことによって行われ、シリンダー内に直接配置された窓が開閉します。最初のストロークで燃料が内部に浸透し、点火します。次にピストンが下降します（第２段階の作業）。


この位置では、入口と出口の窓が開き、排気ガスがシリンダーから出て、燃料が再び入ります。そしてピストンは再び上昇します。つまり、すべてが数回のストロークで起こります。

問題

そのうちの 1 つは、ガスの排出と燃料の流入が同時に行われることです。したがって、排出ガスの一部は内部に残り、新鮮な混合気の一部が排気管に飛び込みます。この場合、燃料と排気ガスが混合する。その結果、完全に燃焼しない燃料の消費量が増加します。


この欠点を解消するために、混合物を上方に傾けて混合物が「パイプ内に飛び込む」のを防ぐ「バイザー」付きのピストンが最初に使用されました。当時、これは「バッフルブロー」と呼ばれていました。しかし、50 年代までに彼らは排気窓と吸気窓の形状を正確に計算する方法を学び、前者にはダンパーが取り付けられました。


353つ目の問題点は、シリンダー内への混合気の浸透です。これにピストンだけを使用すると、「入口」がすぐに閉まってしまいます。そうすれば、理論的に可能な量よりもはるかに少ないガソリン、酸素、オイルが内部に入ります。しかし、このようなシステムは自動車の内燃エンジンにも使用されており、その例としては XNUMX つのシリンダーを備えた Wartburg-XNUMX があります。


この欠点を解消するために、入口ポートにバルブが取り付けられるようになりました。それらのおかげで、混合気はしばらく燃焼室に入り続けます。今日、このような吸気システムは、最大 300 馬力のエンジンで最も一般的です。さて、最も効果的な方法は、以前の方法よりも高価ですが、クランクシャフトのカウンターウェイトにスプールバルブを取り付けることです。彼らの助けを借りて、ピストンの位置に関係なく、吸気窓の開閉を調整できます。


このような方式はレーシングカーにも使用されています。このシステムは従来のエンジンには適していません。高価で耐用年数が短いためです。しかし、それにもかかわらず、東ドイツのドイツ人はリスクを冒して、トラバント 601 のエンジンにスプール バルブを取り付けました。

オイルについて

燃料に添加する必要があります。問題は、ガソリンを高品質に燃焼させるには、内燃機関の動作モードに応じて異なる割合が必要になることです。したがって、アイドル速度では 1:70 (最大 1:150)、最高速度では 1:16 が最適な組み合わせになります。


もちろん、潤滑油は 20 つの組み合わせでエンジンに注入されました。このため、モーターの寿命が非常に短くなってしまいました。特別な 25 ストローク オイルを使用しているにもかかわらず (現在でも販売されています)。たとえば、ソビエト時代のボートモーター「Vikhr-60」または「Moskva-500」（2年代後半に生産）の公称耐用年数は…XNUMX時間でした。外国人の「同僚」はより長く働きましたが、それほど長くはなく、最大XNUMX時間働きました。


ただし、同じWartburg-353は、150ストロークオイルを使用した場合、200万〜50万kmを「育成」しました。しかし、潤滑が「間違っていた」場合、走行距離は60万〜XNUMX万kmに減少しました。


彼らは問題を解決しようとしました。60年代に石油を別々に使用し始めました。しかし、設計は劇的に複雑になりました。この点で成功した車には、日本のスズキ フロンテ 500 やドイツのモデル DKW F12 などがあります。近代化へのもう一つの試みは G. シェレンベルグによって行われ、1952 年に直噴 XNUMX ストロークをガットブロート スーペリアに搭載しました。ああ、そのアイデアは時代を先取りしていました！このデザインは複雑すぎると考えられ、忘れ去られました（ただし、長くは続きませんでした）。


ここで、2ストロークエンジンの欠点を要約する価値があります。これは、騒音、強い振動、大量の有害な排出物、そして燃料消費量の多さです。

2ストロークバイクの長所と短所 - 誰が勝つか

いくつかの問題点について説明しましたが、利点についてはどうでしょうか?デザインのシンプルさに加えて、他の利点もあります。主な利点はエンジンのプロセスそのものに求められるべきです。 1,5 ストロークではなく 1,7 ストロークしかないため、より多くの混合気が同時にシリンダーに入ります (平均 XNUMX ～ XNUMX 回)。


したがって、前世紀の100年代に製造されたソ連時代のボートモーター「Veterok-4」（工場名GLM-70）は、体積100「立方体」（cc）の499,6頭の「馬」を生産し、9rpmに達しました。 200リットルあたり約353リットル出たことが分かりました。と。！もちろん、自動車メーカーはこのことを知らざるを得ませんでした。Wartburg-992 エンジンのレーシングバージョンがリリースされました。 200個の「立方体」の体積で、最大10万rpmで回転するXNUMX個の「馬」を開発しました。ここで、ツーピースバイクのもう一つの利点である軽量について言及することが重要です。


同じGLMの質量は45kgで、50分の60はプロペラ、ギアボックスなどで占められていました。たとえXNUMX〜XNUMX馬力の自動車ヴァルトブルクを例にとっても。なら、二人で簡単に運べるでしょう。

衰退時代？

1966 年までに、80 ストローク内燃エンジンの生産は徐々に縮小し始めました。その主な理由は環境基準の導入です。最初にその地位を放棄したのはドイツ人で、最後に（1991年代に）日本軍が放棄した。しかし時折、自動車メーカーは再び直噴式 XNUMX ストローク エンジンの話題に目を向けます。たとえば、クライスラーはダッジ ネオン コンセプト (XNUMX 年) をリリースしました。しかし、その後、会社の新しい経営陣はさらなる開発にあえて投資しませんでした。


しかし、船外機はこの点で「成功」しています。マーキュリー (200 DFI)、ヤマハ、セルバなどのメーカーは、引き続き XNUMX ストロークの生産に成功しています。この点における自動車メーカーの保守主義は克服され、内燃機関の支持者には新しい時代が待っているかもしれません。