آشنایی با موتور دو زمانه و چهار زمانه و تفاوت آنها

با عرض سلام و خسته نباشید خدمت همراهان عزیز سایت کینگ موتور.امروز قصد این رو داریم توضیحاتی در مورد تفاوت موتورهای دو زمانه و چهارزمانه خدمتتون ارائه بدیم .

The difference between four-stroke and two-stroke engine

خصوصیات ظاهری
با نگاهی به انجین این موتورها متوجه میشیم که انجین موتورهای دو زمانه در قسمت سیلندر از موتورهای چهار زمانه کوچکتر هستن…و این سوال برامون پیش میاد که دلیلش چی میتونه باشه…
برای یافتن این سوال باید سراغ مکانیزم عملکرد انجین بریم تا برامون بیشتر قابل درک باشه.

در مکانیزم موتورهای چهارزمانه همینطور که از نامگذاری اون پیدا هست نیروی فشار بروی پیستون از چهار عمل اصلی تبعیت میکنه
۱.پاشش سوخت
۲.فشرده سازی سوخت
۳.انفجار
۴.خروج دود
در ابتدا سوخت بعد از باز شدن سوپاپ بنزین به داخل سیلندر وارد میشه و سوپاپ مجدد بسته میشه بعد از چرخش میل لنگ پیستون به سمت بالا هدایت میشه و عمل فشرده سازی انجام میشه در همان لحظه شمع جرقه میزنه و انفجار داخل سیلندر انجام میشه و فشار حاصل شده پیستون رو به سمت پایین هول میده میل لنگ بعد از اینکه بوسیله فشار وارده از احتراق به چرخش افتاد در دور بعدی در هنگام بالا اومدن شاتون و پیستون این بار سوپاپ دود باز میشه و در این هنگام دود حاصله از احتراق به سمت بیرون هدایت میشه و دوباره در هنگام پایین رفتن پیستون سوپاپ بنزین بسته میشه و این بار مجدد سوپاپ بنزین باز میشه و در هنگام پایین رفتن پیستون خلع ایجاد میشه و بنزین به داخل سیلندر ساکشن میشه و این روند ادامه دار باعث حرکت میل لنگ و انتقال نیرو در موتورهای چهار زمانه میشه

موتورهای دو زمانه
در موتورهای دو زمانه مسیرهای ورود و خروج فریاند احتراق سه قسمت می باشد که بوسیله شیار های روی سیلندر تعبیه شده و دیگر خبری از سوپاپ نیست

۱. مسیر خروج دود
۲.مسیر ورود سوخت و هوا
۳.مسیر انتقال دهنده

مکانیزم کار انجین دو زمانه به این صورت می باشد که پیستون در زمان حرکت به سمت بالا و قرار گرفتن بین مسیر یک و سه باعث مسدود شدن این دو قسمت میشود و باعث مکش سوخت از محفظه شماره دو میشود..
بعد فشرده سازی و بالا قرار گرفتن پیستون در منطقه تراکم عمل انفجار انجام میشه و پیستون به سمت پایین هل داده میشه

قبلا گفتیم که در هنگام بالا رفتن پیستون و قرار گرفتن بین دو مسیر باعث مسدود شدن مسیر دود و محفظه انتقال دهنده میشود و با ایجاد خلع و مکش باعث مکش سوخت از مسیر شماره دو میشود ،حالا میریم سراغ اینکه بدونیم پس از انفجار و پایین اومدن پیستون چه اتفاقی برای سوخت ساکشن شده به داخل موتور میوفته..
در هنگام پایین اومدن پیستون مسیر شماره دو مسدود میشه و مسیر شماره یک که برای خروج دود می باشد و مسیر شماره سه مسیر انتقال دهنده سوخت میباشد و در یک راستا قرار دارد باز میشود…در این هنگام فشار ایجاد شده حاصله از پایین اومدن پیستون در قسمت پایین آن باعث هدایت مخلوط سوخت و هوا از طریق محفظه هدایت شونده به داخل سیلندر و هدایت دود حاصله از احتراق از محفظه خروج دود یا همان مسیر شماره یک میشود.

و در یک جمله میتونیم بگیم که موتورهای دو زمانه در یک گردش میل لنگ احتراق رو انجام میده
ولی موتور چهارزمانه در دو دور میل لنگ عمل احتراق انجام میشه

با توجه به وجود سوپاپ در موتورهای چهار زمانه مجموعه ای دیگر بروی سیلندر وجود دارد که وظیفه هماهنگی بین باز بسته شدن سوپاپ ها با حرکت پیستون و میل لنگ را دارد.

قطعات موجود در سر سیلندر عبارتند از سوپاپ ها،فنرهای سوپاپ،میل سوپاپ.انگشتی ها
که فرمان حرکت این قطعات بوسیله قطعه دیگری به اسم زنجیر تایم انجام میشود که از سمت پایین بروی چرخ دنده ای بر سر میل لنگ سوار می شود و در امتداد بالا بروی چرخ دنده میل سوپاپ سوار میشود و حرکت میل لنگ را به میل سوپاپ منتقل میکنید

خوب پس متوجه شدیم انجین چهارزمانه چه قطعاتی نسبت به موتور دو زمانه اضافه تر دارد و این قطعات در قسمت سر سیلندر تعبیه شده و فضایی رو اشباع کرد که در انجین دو زمانه این قطعات موجود نیست و فضایی رو اشباع نکرده پس نتیچه میگیریم انجین دو زمانه نسبت به چهارزمانه در قسمت سیلندر خیلی کوچک تر و جمع جور تر هست…

تفاوت های موتورهای دو زمانه با چهار زمانه

1- تعداد چرخش میل لنگ

سیکل کاری در موتورهای چهار زمانه با دو بار چرخش کامل میل‌لنگ همراه است، در حالی که این چرخه در موتور‌ دو زمانه در یک بار چرخش میل‌لنگ رخ می‌دهد. در موتورهای چهار زمانه باید از یک فلایویل سنگین در انتها و یک بالانسر در سر میل‌لنگ استفاده شود تا به این شکل میل‌لنگ همیشه به صورت متعادل و اصطلاحا بالانس به کار خود ادامه دهد.

این عیب به خاطر وجود یک بار جرقه‌زنی و تولید نیرو در ۴ مرحله تولید انرژی است. اما در موتور‌های دو زمانه چون در یک دور حرکت میل‌لنگ، انرژی آزاد می‌شود و در واقع نصف یک موتور چهار زمانه سیکل آن طول می‌کشد، پس به فلایویل سبک‌تری نیاز است و موتور به طور ذاتی بالانس بهتری دارد.

2- ساختار و تعداد قطعات موتور

موتور چهار زمانه دارای قطعات بیشتری خصوصا در سرسیلندر هستند که این اتفاق باعث بالارفتن استهلاک، پیچیدگی و همچنین حساسیت کاری و وزن آنها می‌شود. اما موتور‌ دو زمانه دارای ساختار ساده‌تری هستند.

3- قیمت بالاتر موتورهای چهار زمانه

موتور‌های چهار‌ زمانه همچنین به خاطر مجموع دلایلی که گفته شد، دارای قیمت بالاتری هستند. پیچیدگی بیشتر این موتورها منجر به افزایش قیمت طراحی اولیه و ساخت آنها می‌شود.

4- قدرت موتور

وجود چهار مرحله جدا در انجام یک سیکل کاری در موتور‌ چهار زمانه باعث می‌شود تا این پیشرانه‌ها دارای خروجی بیشتری باشند چرا‌ که نسبت به موتورهای دو زمانه، هوا  و سوخت به طور کامل‌تری وارد سیلندرها می‌شود، دود به شکل کامل‌تری خارج می‌شود و مخلوط‌ شدن سوخت و هوا با دود باقیمانده در سیلندر‌ها به‌مراتب کمتر خواهد بود.

پر‌شدن و تخلیه‌ شدن کامل‌تر سیلندر‌ها در موتورهای چهار زمانه و در مقابل آن بالاتر‌ بودن خروجی نسبت به یک پیشرانه هم‌حجم دو زمانه باعث می‌شود تا برای رسیدن به قدرت مورد نیاز، فشار کمتری به پیشرانه وارد شود.

5- هزینه نگهداری

ویژگی بالا باعث می‌شود تا گرمای تولیدی این موتورهای چهار زمانه در مقایسه با نمونه‌های دوزمانه، کمتر باشد. با این وجود چون اندازه و ابعاد یک موتور چهار زمانه بزرگ‌تر از یک موتور دو زمانه با همان حجم است، پس لازم است تا برای خنک‌شدن آن از رادیاتور و سیستم آبی استفاده کرد. این در حالی است که یک موتور دو زمانه با حجم پایین را می‌توان با افزایش پره‌های اطراف آن و افزایش تبادل دمایی پیشرانه با هوای آزاد، خنک کرد.

6- مصرف سوخت

چون یک موتور چهار زمانه مصرف سوخت کامل‌تری دارد، پس می‌تواند قدرت بیشتری را با مصرف سوخت کمتری به دست آورد. این اتفاق باعث کاهش مصرف سوخت در یک موتور چهار‌ زمانه می‌شود.

7- حجم موتورها در وسایل نقیه

حجم و ابعاد بزرگ‌تر پیشرانه‌های موتور چهار زمانه باعث می‌شود تا در مقایسه با انواع دو زمانه، نیاز به حجم بیشتری در یک وسیله نقلیه داشته باشند.

8- سیستم روانکاری موتورها

همچنین پیشرانه‌های چهار زمانه دارای سیستم روانکاری پیچیده‌تری هستند و این در حالی است که موتور‌های دو زمانه معمولا روغن لازم برای روانکاری را به همراه سوخت مورد استفاده قرار می‌دهند.

9- آلایندگی موتورها

همچنین مصرف‌کردن مقداری روغن به همراه سوخت در موتور‌های دو زمانه باعث می‌شود تا این پیشرانه‌ها آلایندگی بالاتری داشته باشند و همین نکته در کنار راندمان حرارتی پایین‌تر به بزرگ‌ترین نقطه ضعف این موتور‌ها و در نتیجه کنار گذاشتن تدریجی آنها در وسایل نقلیه شده است.

موتور‌های دو زمانه دارای سر و صدای تولیدی بیشتری نیز هستند. این در حالی است که ساختار یک پیشرانه چهار‌ زمانه باعث می‌شود تا به طور معمول آلودگی صوتی کمتری داشته باشد.

10- طرز عملکرد موتورها

اما در موتور دو زمانه هرچند مراحل شبیه به موتورهای چهار زمانه است اما هر دو مرحله در واقع در ترکیب با هم انجام می‌شوند. به این معنی که با پایین رفتن پیستون و عبور از مسیر ورودی، مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندر می‌شود. با بالارفتن پیستون، دود باقیمانده از مرحله قبل از طریق مسیر خروجی با بالا آمدن پیستون، خارج می‌شود و همزمان مخلوط سوخت و هوا نیز فشرده خواهد شد.

با رسیدن پیستون به بالاترین نقطه در سیلندر، مخلوط فشرده شده منفجر می‌شود و پیستون به پایین پرتاب خواهد شد. همان‌طور که می‌بینیم، در یک موتور دو زمانه، پیستون مسئولیت باز‌کردن و بستن مسیر ورودی و خروجی را عهده‌دار است که با عبور از روبه‌روی آنها، این وظیفه انجام می‌شود و این در حالی است که در موتور‌های چهار زمانه، سوپاپ‌ها عهده‌دار این کار هستند.

موتور سیکلت دو زمانه بهتر است یا چهار زمانه؟

تعادل بهتر موتورهای دوزمانه نسبت به چهارزمانه

در موتورهای چهارزمانه برای اینکه تعادل یا بالانس برقرار باشد یک صفحه فلایول در قسمت انتهایی و یک متعادل‌کننده (بالانسر) در قسمت سر میل‌لنگ بسته می‌شود تا تعادل آن حفظ شود. این یک ایراد برای موتورهای چهارزمانه است و علت آن هم این است که در این سیستم جرقه زنی یکبار اتفاق می‌افتد و نیرو در چهار مرحله تولید می‌شود.

اما این عیب در موتورهای دوزمانه وجود ندارد؛ چراکه وقتی میل‌لنگ یکبار می‌گردد انرژی آزاده شده و یک دوم یک موتور چهارزمانه فرآیند آن زمان می‌برد. بنابراین موتور دو زمانه به صفحه فلایول سبکی نیاز داشته و تعادل بیشتری نیز دارد.

اصطکاک بیشتر موتورهای چهارزمانه نسبت به دوزمانه

همانگونه که گفتیم فرآیند کاری موتورهای چهارزمانه در چهار مرحله اتفاق می‌افتد و این به معنی چهاربار حرکت پیستون داخل سیلندر است بنابراین طبیعی است که اصطکاک موتورهای چهارزمانه نسبت به موتورهای دوزمانه که فرآیند آن‌ها در دوبار حرکت پیستون اتفاق می‌افتد بیشتر باشد.

سیستم خروجی پیشرفته‌تر موتورهای چهارزمانه نسبت به دوزمانه

تفکیک مراحل در موتورهای چهارزمانه باعث شده تا ورودی و خروجی این موتورها پیشرفته‌تر از موتورهای دوزمانه باشند، در موتورهای چهارزمانه سوخت و هوا کامل‌تر وارد سیلندر شده و دود بدون مخلوط شدن با سوخت و هوا از سوپاپ دود، خارج می‌شود.

مصرف سوخت کمتر موتورهای چهارزمانه نسبت به دوزمانه

موتورهای چهارزمانه سوخت را به صورت کامل مصرف می‌کنند و به همین خاطر توان و قدرت بیشتری تولید می‌کنند به همین خاطر موتورهای چهارزمانه مصرف سوخت کمتری دارند.

شتاب بیشتر موتورهای دوزمانه نسبت به چهارزمانه

همانگونه که ذکر کردیم، فرآیند کامل در یک موتور دوزمانه با دوبار حرکت پیستون محقق می‌شود که باعث یکبار گردش میل‌لنگ خواهد شد، این امر باعث شده است تا این موتورها شتاب بیشتری نسبت به موتورهای چهارزمانه داشته باشند.

جدول تفاوت موتور دوزمانه و چهار زمانه

جمع بندی

به طور کلی می توان گفت کاربرد موتورهای چهارزمانه بیشتر از موتورهای دو زمانه است. هر چند موتورهای دو زمانه هم طرفداران زیادی دارد ولی سمت و سوی استقبال کاربران به سمت ابزاری است که با موتورهای چهار زمانه کار می کند. عامل دیگری که در تفاوت موتور بنزینی دوزمانه و چهارزمانه نقش مهمی در بازار تجهیزات موتوری دارد قیمت آن است.  قدرت و توان موتورهای چهارزمانه به مراتب خیلی بیشتر و بالاتر از یک موتور دوزمانه است. همین مسئله سبب اختلاف قیمت  این دو موتور در بازار شده است . شما هر چند برای خرید موتور چهارزمانه مبلغ بیشتری را نسبت به موتور دوزمانه هزینه می کنید؛ ولی در عین حال می توانید از توان بیشتر این موتورها نیز در مصارف مورد نیاز خود بهره ببرید.