Co się dzieje, gdy mówi się, że silnik dwusuwowy jest „czterosuwowy”?

Wiele lat temu zajmowałem się budowaniem i lataniem modeli samolotów. Samolot używał napędzanych alkoholem 2-suwowych silników z zapłonem świec żarowych. Gdy silniki te pracowały w trybie bogatym (i zawsze na biegu jałowym), wydawały wyraźnie inny dźwięk niż wtedy, gdy pracowały z przepustnicą prawie całkowicie lub całkowicie otwartą, a mieszanka pochylała się, aby zapewnić najwyższą prędkość obrotową. Ta różnica w dźwięku została nieformalnie opisana jako „czterosuwowa”. Słyszałem podobny efekt także w większych silnikach dwusuwowych - trymerach do chwastów i motocyklach - więc wydaje się, że jest to cecha charakterystyczna ogólnie silników dwusuwowych, a nie tylko niewielkich modeli samolotów.

Moje pytanie brzmi: co się dzieje w tych silnikach, kiedy są „czterosuwowe”? Wygląda na to, że spalanie zachodzi tylko przy każdym drugim udarowym szczycie / mocy. Czy to prawda? Jeśli tak, dlaczego? Co zapobiega zapaleniu ładunku przy jednym uderzeniu, pozwalając na jego wystąpienie przy następnym i powtórzenie naprzemiennego wzoru? W przypadku silnika świec żarowych, w jaki sposób świeca żarowa może nie zapalić ładunku w jednym cyklu i nadal pozostaje wystarczająco ciepła, aby wystrzelić w następnym cyklu?

Wikipedia opisuje czterosuwową jako:

Czterosuw jest niepożądanym stanem pracy silników dwusuwowych, w których zamiast tego zaczynają strzelać co cztery uderzenia, a nie co dwa. Ten wystrzał jest nierównomierny, głośny i może nawet uszkodzić silnik, jeśli pozwoli mu się kontynuować bez przerwy. Czterosuw był często przyczyną złego biegu jałowego w silnikach dwusuwowych.

Następnie opisuje, co się dzieje:

Silniki dwusuwowe polegają na skutecznym oczyszczaniu, aby działać poprawnie. Usuwa to spaliny z poprzedniego cyklu i umożliwia uzupełnianie czystej mieszanki powietrza i paliwa. Jeśli wychwytywanie zawiedzie, mieszanina niepalnych gazów spalinowych z nową mieszaniną może wytworzyć ogólny ładunek, który nie zapali się prawidłowo. Dopiero gdy ładunek ten zostanie dalej rozcieńczony, poprzez przepompowanie drugiej objętości czystej mieszanki, staje się ponownie łatwopalny. Silnik zaczyna więc „strzelać i chybić” co drugi cykl (co cztery uderzenia), a nie poprawnie w każdym cyklu.

Tak, to prawda, że ​​powoduje to zapłon tylko co drugi zamierzony skok mocy. W niektórych gorszych przypadkach silnik może sześcio- lub ośmiosuwowy, zapalając się co trzeci lub czwarty skok mocy.

Wydaje się, że powodem jest to, że wydech nie został całkowicie oczyszczony i wyciąga miksturę przy następnym uderzeniu i nie jest wystarczająco bogaty, aby się zapalićpozostawia mieszaninę przy następnym skoku, której nie można zapalić, dopóki nie zostanie wykonany kolejny skok, który następnie wytworzy wydech, który ponownie nie zostanie całkowicie oczyszczony. Im więcej spalin pozostało w cylindrze, tym więcej pomijanych skoków.

Silniki modelowe mają odmienny wpływ ze względu na ich małą skalę:

Czterosuw to powszechne i oczekiwane zachowanie w modelach silników, zarówno z paliwem jarzeniowym, jak i olejem napędowym. Te małe silniki pracują z ekstremalnie dużymi prędkościami obrotowymi i od tego zależy ich oczyszczanie. Po uruchomieniu działają jako cztery bezwładności zmiatane bezwładnie i mają wyraźną zmianę w nucie silnika, gdy przyspieszają poza punkt, w którym zaczynają działać jako dwa uderzenia. Ze względu na prawa skalowania takich małych silników, ten czterosuw jest nieuniknioną konsekwencją ograniczeń w ich oczyszczaniu przy niskich prędkościach. Jednak te same zasady skalowania sprawiają, że skutki czterosuwów są mniej dotkliwe, więc silniki mogą bezczynnie pracować w tym trybie bez uszkodzeń.

Przypuszczam, że świeca żarowa w tych silnikach pozostaje wystarczająco gorąca, aby zapalić paliwo, ale co drugi skok jest sprawiedliwy zbyt pochylony, aby się zapalićnie łatwopalna mieszanka. Gdyby zaczął sześć lub osiem pociągnięć, być może ochłodziłby również punkt, w którym nie mógłby już zapalić paliwa na pociągnięciach za pomocą odpowiednio łatwopalnej mieszanki.