Totaktsmotor

En totaktsmotor er en motor som gjør arbeidstakten hver 360°, i motsetning til en firetaktsmotor som gjør en arbeidstakt hver 720°.

Totaktsmotoren fungerer med andre ord slik at den tenner hver gang stempelet er på topp. Navnet kommer av at stempelet snur to ganger i løpet av hver arbeidssyklus, ved øvre og nedre dødpunkt. Det vil si at motoren må suge inn bensin/luft-blandingen(eller ren luft på dieselmotorer) samtidig som den blåser ut eksosen. Luft/bensin-blandingen på totaktere inneholder også olje fordi det ikke er noe oljebad i veivhuset på en vanlig totaktsmotor, slik det er i en firetaktsmotor. En totaktsmotor vil derfor i teorien ha mulighet til å ha dobbelt så mange hestekrefter i forhold til en firetaktsmotor med samme slagvolum, men i realiteten oppnås bare ca. 1,5 ganger større effekt

Totaktsmotoren er mer effektiv enn firetaktsmotoren i forhold til egenvekt men krever ofte mer vedlikehold, særlig ved høyt effektuttak. Stempel og ringbytte skjer for eksempel stort sett oftere på en totaktmotor enn på en firetaktsmotor. Oljeforbruket er dessuten langt høyere, og en får ikke en like effektiv forbrenning i en totaktsmotor som en firetaktsmotor. En firetaktsmotor vil derfor være mer miljøvennlig enn en totaktsmotor, og bruke mindre drivstoff. En annen grunn til at totaktsmotoren er mindre miljøvennlig er at den for hver omdreining slipper ut litt uforbrent bensin. Dette skjer fordi når blandingen av bensin/luft (”friskgass“) går inn i motoren, er også utløpet til eksosen åpent. Dette gjør at totakteren bruker mer bensin i forhold til en firetakter med samme effekt.

Forskjellige typer totaktsmotorer
Det finnes i hovedsak to typer totaktsmotorer: Den ene fungerer ved at luft eller friskgass suges inn i veivhuset og spyles gjennom kanaler opp i veivhuset. Siden denne typen totaktmotor ikke har noen ventil som stenger for eksosen er det et resonanskammer på eksosanlegget – dette skaper sjokkbølger og presser tilbake friskgassen som går ut i eksosen. Denne typen totaktsmotor har «porter» i sylinderveggene istedenfor i topplokket. Portene i sylinderveggen er lagd slik at når stempelet er på vei mot nedre dødpunkt skapes trykk i veivhuset. Friskgassen trenger seg da oppover gjennom portene og blåses ut på toppen av stempelet, hvor den komprimeres når stempelet er på vei opp mot øvre dødpunkt. (Engelsk: Top Dead Center, forkortet til TDC. Dette er ofte avmerket på svinghjulet. Nedre dødpunkt kalles Bottom Dead Center, BDC.). Det finnes i hovedsak to typer spyling for denne motortypen, tverrspyling og vendespyling, eller en kombinasjon av disse. Tverrspyling er ikke lenger i bruk da den er ineffektiv i forhold til vendespylingen (ofte kalt Schnürlespyling etter tyskeren Schnürle som oppfant den).

Den andre typen totaktsmotor er svært annerledes enn den man finner på mopeder og motorsykler. Denne benyttes stort sett utelukkende på store dieselmotorer. Tidligere ble det produsert slike lastebilmotorer, men i dag er det utelukkende store skipsdiesler som benytter dette prinsippet.
Den suger ikke inn luft gjennom veivhuset, som er fylt med olje som på en firetakter, i stedet blir luften presset inn i sylindrene med kompressor(supercharger). Den har som oftest ventiler i topplokket og kanaler nederst i sylinderen, og luften kan gå begge veier gjennom disse avhengig av motortype.

En litt annen variant som kalles dobbeltstempelmotor har to stempler som går mot hverandre i en felles sylinder. Disse har utblåsningskanaler som blir styrt av det ene stempelet, og innsugnings(blåsnings)kanaler som styres av det andre. Den kan enten ha en veivaksel hvor kraften overføres gjennom vippearmer, eller en veivaksel for hvert sett stempler. En slik motor var den første dieselmotoren som ble benyttet i fly.(Junkers Jumo 203) Den meget spesielle Napier Deltic motoren er av dobbeltstempel-type. Man har her 3 veivaksler, som styrer hvert sitt sett stempler i 3 rekker sylindre med 2 stempler i hver. Den ser ut som et triangel sett fra enden, med en veivaksel i hvert hjørne. Den finnes i utgaver med enten 9 eller 18 sylindre totalt, og ble brukt i lokomotiver.

En variant av dobbeltstempelmotorer kalles Junkersmotor uansett produsent, ettersom den var patentert av Junkers Flugzeug- und Motorenwerke AG (JFM). Den har ingen kompressor, i stedet er det øvre stempelet formet slik at det fungerer som spylepumpe. Dette sitter på en travers som har lange veivstenger ned til veivakselen. Den var tidligere mye brukt i båter og skip. Mindre utgaver ble brukt som stasjonær drivkraft.

Det finnes også større dieselmotorer som fungerer etter det førstnevnte prinsippet med veivhuset som spylepumpe. Denne har dryppsmøring på lagrene og forbrenner smøreoljen etterhvert. Den fungerer oftest etter glødehodeprinsippet. Motortypen ble tidligere brukt i båter og traktorer. Disse motorene kan være aldri så lite farlige hvis man overdoserer smøringen, eller uforvarende har latt den stå på når motoren ikke er i gang. Motoren kan gå på det meste som er brennbart og går også på sin egen smøreolje. Man får da fenomenet som kalles "runaway diesel", som innebærer at motoren ruser seg opp uten at man har kontroll over dette. Ikke sjelden vil motoren sprenges i filler, og mange eldre trebåter har møtt sin skjebne på denne måten. Fenomenet kan også forekomme på vanlige dieselmotorer, for eksempel på en traktor som velter så man får smøreolje i forbrenningskamrene.

Denne typen motor ble mye brukt i båter og skip, samt i traktorer som Lanz Bulldog og eldre typer Bolinder-Munktell.

Totakts marinemotorer
De aller største forbrenningsmotorene som finnes er totaktere, disse finner man i store skip. De går ikke på vanlig diesel, men på olje, kullstøv, gass og andre karbonbaserte brenselstyper. De største av disse går på det som på folkemunne kalles tungolje (Number 6 fuel oil). Denne ser nærmest ut som asfaltmasse i kald tilstand og må varmes opp og sentrifugeres før den går inn i motoren.
Verdens største motor er av sistnevnte type, denne produseres av finske Wärtsilä og har betegnelsen RTA-96C. Modellen finnes i forskjellige utgaver med mellom 6 og 14 sylindre. Det eneste eksemplaret av den 14-sylindrede utgaven som hittil er bygd sitter i containerskipet Emma Mærsk. Den har en toppeffekt på rundt 110 tusen hestekrefter.

Totaktsmotoren har vært mye brukt i påhengsmotorer til småbåter, men disse er nå på vei ut til fordel for firetaktsmotorer. Man har nå utviklet firetaktere til påhengsmotorbruk som er nesten like lette som totaktere, og har like høy effekt. Firetaktere er mer miljøvennlige, har lavere bensinforbruk og et mer behagelig lydnivå enn totaktere, og er i dag langt å foretrekke framfor totaktere. Plagsomme avgasser ved dorgefart er også et mye mindre problem.

En del eldre innenbordsmotorer fungerer også etter totaktsprinsippet. Disse er oftest store glødehodemotorer (se over), men også mindre typer med elektrisk tenning forekommer.

Eldre typer totaktsmotorer i motorsykler og biler
Eldre totaktere har ikke ekspansjonskammer, men det finnes en type som er konstruert slik at man likevel har søkt å løse problemet med at uforbrent friskgass går ut i eksosen. Man har her to stempler, det ene foran det andre, som er drevet av samme veivtapp. Dette skjer enten via en gaffelformet råde eller individuelle råder. Stemplene går altså omtrentlig parallelt i sylindrene, og de har et felles forbrenningskammer. I den ene sylinderen sitter overstrømskanalene, mens den andre har eksosporten(e). Dette medfører at friskgassen må passere "over kanten" mellom de to sylindrene og den vil presse eksosen foran seg hele veien.(det er et viktig moment vedrørende totakterens virkemåte at den kalde friskgassen ikke lett blander seg med den varme eksosen.) Dette medfører at motoren får svært god fyllingsgrad, og man kan ta ut høy effekt samtidig som motoren bruker svært lite bensin. Denne motortypen kalles "Twingle" som er en blanding av ordene Twin og Single. Da ekspansjonskammeret ble lansert av Suzuki tidlig på 60-tallet fulgte andre raskt etter, og denne motortypen ble avleggs.

Eldre høyeffekts totaktsmotorer kan ha noe som kalles dreieventil eller roterende innsug. Dette er en plate som er festet på siden av veivakselen, og et hakk i denne åpner og stenger for innsugningsporten, som alltid er parallell med veivakselen. Dette var et stort fremskritt i forhold til at innsugningsporten åpnes og lukkes av stempelskjørtet, da det gir optimale styringstider.
Denne konstruksjonen er dessverre både unødig komplisert og ømfintlig, og man gikk bort fra den etterhvert som det ble utviklet reed-ventiler som var like effektive.

Totaktsmotoren har stort potensial for trimming og kan yte svært høy effekt i forhold til størrelse og egenvekt.

Eksterne lenker
 Animasjon av en To-takter

Kategori:Motorteknologi