Κάθε δρομέας 2-χτυπημάτων θα σας πει πόσο σημαντικό είναι ο σωλήνας (ή ο θάλαμος επέκτασης, για να είναι ακριβέστερος) στο ποδήλατό του. Δεν υπάρχει άλλο στοιχείο σε δίχρονη κίνηση που θα επηρεάσει τόσο πολύ την απόδοση. Έτσι, τι είναι ένα θάλαμο επέκτασης και πώς λειτουργούν;

Το πρόβλημα με ένα τέτοιο απλό σχεδιασμό, όπως το δίχρονο, είναι ότι είναι σχετικά δύσκολο να βελτιωθεί. Σε προσπάθειες βελτίωσης της απόδοσης, οι μηχανικοί άλλαξαν το χρονοδιάγραμμα των λιμένων, το μέγεθος του καρμπιρατέρ, το λόγο συμπίεσης και το χρονικό διάστημα ανάφλεξης πολλές φορές, αλλά τελικά συνειδητοποίησαν ότι δεν μπορούσαν να κάνουν τίποτα άλλο για να πάρουν καλύτερη, πιο χρησιμοποιήσιμη δύναμη.

Χρονισμός θύρας εξάτμισης

Καθώς οι μηχανικοί απέκτησαν περισσότερες γνώσεις για το 2χρονοκίνητο και τις αρχές λειτουργίας του, έγινε φανερό ότι για να αυξηθεί η ισχύς χρειάστηκε να υπάρχει μια μέθοδος μεταβολής του χρονισμού της θύρας εξάτμισης.

Με ένα κινητήρα με εμβολοφόρο κινητήρα, η θύρα εξάτμισης ανοίγει και κλείνει συμμετρικά γύρω από το TDC (κορυφή νεκρού κέντρου), οπότε αν χαμηλώσετε τη θύρα για να ξεκινήσει η φάση συμπίεσης νωρίτερα, διατηρείτε αυτόματα τα καμένα αέρια σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, η νέα χρέωση, για παράδειγμα.

Michel Kadenacy

Ένα σύστημα για το άνοιγμα και το κλείσιμο της θύρας εξάτμισης σε διαφορετικά σημεία σχετικά με το TDC ήταν σαφώς απαραίτητο. Μετά από πολλή έρευνα και ανάπτυξη, ο ρωσικός μηχανικός, Michel Kadenacy, ανακάλυψε πώς να χρησιμοποιήσει τους παλμούς (κύματα πίεσης) από την εξάτμιση για να το επιτύχει αυτό.

Η Kadenacy ανακάλυψε ότι ο προσεκτικός σχεδιασμός του συστήματος εξάτμισης θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά τους παλμούς πίεσης για να κλείσει τη θύρα εξάτμισης χωρίς να χρειαστούν άλλα κινούμενα μηχανικά μέρη. Λαμβάνοντας περαιτέρω αυτή τη γνώση, διαπίστωσε ότι οι παλμοί σχετίζονταν άμεσα με το σχήμα, το μέγεθος, το μήκος και τη διάμετρο του σωλήνα και τον σιγαστήρα.

Ο περαιτέρω πειραματισμός είχε ως αποτέλεσμα την κατανόηση του τρόπου και του χρόνου αλλαγής της κατεύθυνσης των παλμών.

Έτσι, τι σημαίνει αυτό όλα σε πραγματικούς όρους;

Μετά τον κύκλο διάρκειας 2 ωρών (σε έναν κινητήρα με εμβολοφόρο κινητήρα), έχουμε:

• Είσοδος
• Κύρια συμπίεση
• ΜΕΤΑΦΟΡΑ
• Συμπίεση
• Εξουσία
• Εξάτμιση

Παρόλο που το δίχρονο είναι πολύ απλό στη λειτουργία του, η αλληλεπίδραση μεταξύ των φάσεων είναι πιο περίπλοκη. Για παράδειγμα, καθώς το έμβολο κινείται πάνω στην διαδρομή εισαγωγής, συμπιέζει επίσης την προηγούμενη φόρτιση που είναι έτοιμη για εκτόξευση. Επομένως, κοιτάζοντας ξανά τους κύκλους, συμβαίνουν ταυτόχρονα τα εξής:

• Εισαγωγή - συμπίεση ταυτόχρονα
• Πρωτεύουσα συμπίεση - η προηγούμενη φόρτιση μεταφέρεται από τις στρογγυλές θήκες στην κορυφή του κυλίνδρου κατά τη διάρκεια της διαδρομής ισχύος
• Συμπίεση - τέλος φάσης εισόδου
• Ισχύς - καθώς το έμβολο κατεβαίνει, η νέα φόρτιση στις θήκες στροφάλων συμπιέζεται και ανοίγει η θυρίδα εξάτμισης
• Εξάτμιση - καθώς το καύσιμο εξέρχεται από τη θύρα εξαγωγής, η νέα φόρτιση μεταφέρεται στην κορυφή του κινητήρα.

Η κρίσιμη φάση σε σχέση με την εξάτμιση συμβαίνει καθώς το έμβολο αρχίζει να επιστρέφει, ακριβώς πριν κλείσει η θυρίδα εξάτμισης και μερικά φρέσκα φορτία αρχίζουν να ακολουθούν τα παλαιά / καμένα αέρια στο σωλήνα. Εάν ένας παλμός επιστροφής μπορούσε να ωθήσει αυτή τη νέα φόρτιση πίσω στον κύλινδρο ακριβώς την κατάλληλη στιγμή (πριν το σφραγίσει το έμβολο), θα δημιουργούσε περισσότερη ισχύ και θα έχανε λιγότερα καύσιμα.

Παρόλο που το φαινόμενο (που συχνά αναφέρεται ως φαινόμενο Kadenacy) θα λειτουργεί μόνο σε περιορισμένο εύρος στροφών, η χρήσιμη ισχύς που αποκτάται μπορεί να προσαρμοστεί στην εφαρμογή. Για παράδειγμα, ένα ποδήλατο δρόμου θα χρειαζόταν αυτή τη δύναμη στη μέση έως την υψηλότερη σειρά στροφών, ένα ποδήλατο MX θα το χρειαζόταν στο χαμηλό έως μεσαίο εύρος στροφών, και ένα ποδήλατο δοκιμών στο χαμηλό έως μεσαίο τέλος της σειράς rev.

Αίθουσα επέκτασης

Έχοντας ανακαλύψει τα θετικά οφέλη από τη χρήση των παλμών, περαιτέρω έρευνα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτοί οι παλμοί άλλαξαν κατεύθυνση όταν ο σωλήνας εξάτμισης (ή σιγαστήρας) άλλαξε το μέγεθος ή το σχήμα. Αυτές οι ανακαλύψεις οδηγούν στο σύστημα του θαλάμου επέκτασης.

Όπως υποδηλώνει το όνομα, μια εξάτμιση του θαλάμου επέκτασης αποτελείται από ένα θάλαμο όπου τα αέρια από τη φάση εξαγωγής επεκτείνονται. Ωστόσο, η αλλαγή του σχήματος του θαλάμου, καθώς μειώνει το μέγεθος του, δημιουργεί έναν παλμό που επιστρέφει προς τη θύρα εξάτμισης. Εάν ο παλμός επιστροφής φτάσει ακριβώς την κατάλληλη στιγμή, θα σπρώξει τα άκαυστα αέρια πίσω στον κύλινδρο.

Παρόλο που έχουν σημειωθεί πολλές πρόοδοι με την τεχνολογία 2-χτυπήματος γενικότερα και κυρίως τους θαλάμους επέκτασης, παραμένουν οι ίδιες οι λειτουργικές αρχές. Η πρωτοποριακή εργασία που ανέλαβαν μηχανικοί όπως η Kadenacy ώθησε την απόδοση των 2-κτυπημάτων σε επίπεδα που είναι δύσκολο να νικήσουν ακόμη και σήμερα.

Περαιτέρω ανάγνωση:

Κλασικοί 2-Stroke Racers

Αγωνιστικά μοτοσικλέτα