ما هو الفرق بين محرك ثنائي الأشواط ومحرك رباعي الأشواط - تحليل مقارن

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:00

ما الفرق بين محرك ثنائي الأشواط ومحرك رباعي الأشواط؟ يتمثل الاختلاف الأكثر وضوحًا في أوضاع اشتعال الخليط القابل للاحتراق ، والتي يمكن ملاحظتها على الفور من خلال الصوت. عادة ما ينتج المحرك ثنائي الأشواط هديرًا حادًا وصاخبًا جدًا ، بينما يميل المحرك رباعي الأشواط إلى الحصول على خرخرة أكثر هدوءًا.

التطبيق

في معظم الحالات ، يكون الاختلاف أيضًا في الغرض الرئيسي للوحدة وكفاءتها في استهلاك الوقود. تشتعل المحركات ثنائية الشوط مع كل ثورة في العمود المرفقي ، لذا فهي أقوى بمرتين من المحركات رباعية الأشواط ، حيث يشتعل الخليط في كل دورة فقط.

المحركات رباعية الأشواط أكثر اقتصادا ، لكنها أثقل وزنا وأكثر تكلفة. توجد عادة في السيارات والمركبات الخدمية ، في حين أن النماذج الأصغر ذات الشوطين تكون أكثر شيوعًا في التطبيقات مثل جزازات العشب والدراجات البخارية والقوارب الخفيفة. لكن مولد البنزين ، على سبيل المثال ، يمكن العثور عليه ثنائي الأشواط ورباعي الأشواط. يمكن أيضًا أن يكون محرك السكوتر من أي نوع.مبدأ تشغيل هذه المحركات هو نفسه في الأساس ، والفرق هو فقط في طريقة وكفاءة تحويل الطاقة.

ما هي النغمة؟

تتم معالجة الوقود في كلا النوعين من المحركات من خلال التنفيذ المتسلسل لأربع عمليات مختلفة ، تُعرف باسم الدورات. السرعة التي يمر بها المحرك خلال هذه الدورات هي بالضبط ما يجعل المحرك ثنائي الشوط مختلفًا عن المحرك رباعي الأشواط.

السكتة الدماغية الأولى هي الحقن. في هذه الحالة ، يتحرك المكبس لأسفل الأسطوانة ، ويفتح صمام السحب للسماح بدخول خليط وقود الهواء إلى غرفة الاحتراق. بعد ذلك تأتي ضربة الضغط. أثناء هذه الشوط ، ينغلق صمام السحب ويتحرك المكبس لأعلى الأسطوانة ، ويضغط الغازات هناك. تبدأ شوط الطاقة عند اشتعال الخليط. في هذه الحالة ، تشتعل شرارة من شمعة الغازات المضغوطة ، مما يؤدي إلى انفجار ، تدفع طاقته المكبس إلى الأسفل. الشوط الأخير هو العادم: يتحرك المكبس لأعلى الأسطوانة ويفتح صمام العادم ، مما يسمح لغازات العادم بالخروج من غرفة الاحتراق حتى تبدأ العملية مرة أخرى. تقوم الحركات الترددية للمكبس بتدوير العمود المرفقي ، والذي ينتقل منه عزم الدوران إلى أجزاء العمل بالجهاز. هذه هي الطريقة التي يتم بها تحويل طاقة احتراق الوقود إلى حركة انتقالية.

تشغيل محرك رباعي الأشواط

في محرك قياسي رباعي الأشواط ، يتم إشعال الخليطكل ثورة ثانية في العمود المرفقي. يقود دوران العمود مجموعة معقدة من الآليات التي تضمن التنفيذ المتزامن لسلسلة من الدورات. يتم فتح صمامات السحب أو العادم باستخدام عمود الحدبات ، والذي يضغط بالتناوب على أذرع الروك. يعود الصمام إلى الوضع المغلق بواسطة زنبرك. لتجنب فقدان الضغط ، من الضروري أن تتناسب الصمامات بإحكام مع رأس الأسطوانة.

تشغيل محرك ثنائي الأشواط

الآن دعونا نرى كيف يختلف المحرك ثنائي الأشواط عن المحرك رباعي الأشواط من حيث مبدأ التشغيل. في المحركات ثنائية الشوط ، يتم تنفيذ جميع الإجراءات الأربعة في دورة واحدة للعمود المرفقي ، أثناء شوط المكبس من أعلى مركز ميت إلى أسفل ، ثم احتياطيًا. يتم دمج إطلاق غازات العادم (التطهير) وحقن الوقود في دورة واحدة ، وفي نهايتها يشتعل الخليط ، وتدفع الطاقة الناتجة المكبس لأسفل. هذا التصميم يلغي الحاجة إلى قطار الصمام.

يشغل مكان الصمامات فتحتان في جدران غرفة الاحتراق. عندما يتحرك المكبس لأسفل بسبب طاقة الاحتراق ، تنفتح قناة العادم ، مما يسمح لغازات العادم بالخروج من الغرفة. عند التحرك لأسفل ، يتم إنشاء فراغ في الأسطوانة ، مما يؤدي إلى سحب خليط من الهواء والوقود من خلال منفذ السحب الموجود أدناه. عند التحرك لأعلى ، يقوم المكبس بإغلاق القنوات وضغط الغازات الموجودة في الاسطوانة. عند هذه النقطة ، تنطلق شمعة الإشعال ، وتتكرر العملية الموضحة أعلاه بأكملها.تكرارا. المهم أنه في هذا النوع من المحركات يشتعل الخليط مع كل ثورة مما يسمح لك باستخراج المزيد من القوة منها على الأقل في المدى القصير.

نسبة الوزن إلى القوة

المحركات ثنائية الشوط مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات التي تتطلب دفعات سريعة وحادة من الطاقة بدلاً من التشغيل الثابت لفترات طويلة من الزمن. على سبيل المثال ، تتسارع الدراجة النفاثة ثنائية الأشواط أسرع من شاحنة رباعية الأشواط ، لكنها مصممة للرحلات القصيرة ، بينما يمكن للشاحنة السفر مئات الأميال قبل أن تحتاج إلى الراحة. تعوض المحركات ثنائية الشوط عن عمرها الافتراضي القصير من خلال انخفاض نسبة الوزن إلى الطاقة: فهي عادة ما تزن أقل بكثير ، لذا فهي تبدأ بشكل أسرع وتصل إلى درجة حرارة التشغيل بشكل أسرع. كما أنها تتطلب طاقة أقل للتحرك.

أي محرك أفضل

في معظم الحالات ، لا يمكن للمحركات رباعية الأشواط أن تعمل إلا في وضع واحد ، في حين أن المحركات ثنائية الأشواط تكون أقل تطلبًا في هذا الصدد. هذا يرجع إلى حد كبير إلى تعقيد الأجزاء المتحركة وكذلك تصميم حوض الزيت. عادة ما يوجد مثل هذا الحوض ، الذي يوفر تزييت المحرك ، في نماذج رباعية الأشواط وله أهمية كبيرة لتشغيلها. لا تحتوي المحركات ثنائية الأشواط عادةً على مثل هذا الحوض ، لذا يمكن تشغيلها في أي وضع تقريبًا دون التعرض لخطر تطاير الزيت أو مقاطعة عملية التزييت. للأجهزة مثل المناشير الدائرية والأدوات المحمولة الأخرى ، هذه المرونة مهمة جدًا.

كفاءة الوقود والأداء البيئي

غالبًا ما تتسبب المحركات المضغوطة والسريعة في زيادة تلوث الهواء واستخدام المزيد من الوقود. في الجزء السفلي من حركة المكبس ، عندما تمتلئ غرفة الاحتراق بمزيج قابل للاشتعال ، يتم فقد بعض الوقود في منفذ العادم. يمكن ملاحظة ذلك في مثال محرك خارجي ؛ إذا نظرت عن كثب ، يمكنك رؤية بقع زيتية متعددة الألوان حولها. لذلك تعتبر المحركات من هذا النوع غير فعالة وملوثة. على الرغم من أن النماذج رباعية الأشواط أثقل نوعًا ما وأبطأ ، إلا أنها تحرق الوقود تمامًا.

تكلفة الشراء والصيانة

المحركات الصغيرة عادة ما تكون أقل تكلفة ، سواء من حيث الشراء الأولي أو الصيانة. ومع ذلك ، فهي مصممة لعمر خدمة أقصر. على الرغم من وجود بعض الاستثناءات ، إلا أن معظمها غير مصمم للتشغيل المستمر لأكثر من بضع ساعات ولم يتم تصميمه لعمر خدمة طويل جدًا. يعني عدم وجود نظام تزييت منفصل أيضًا أنه حتى أفضل المحركات من هذا النوع تبلى بسرعة نسبيًا وتصبح غير قابلة للاستخدام بسبب تلف الأجزاء المتحركة.

جزئياً بسبب عدم وجود نظام تزييت بالبنزين مصمم ليتم ملؤه في محرك سكوتر ثنائي الأشواط ، على سبيل المثال ،من الضروري إضافة كمية معينة من الزيت الخاص. هذا يؤدي إلى تكاليف إضافية ومتاعب ، ويمكن أن يتسبب أيضًا في حدوث عطل (إذا نسيت إضافة الزيت). يتطلب المحرك رباعي الأشواط في معظم الحالات الحد الأدنى من الصيانة والعناية.

أي محرك أفضل

يصف هذا الجدول بإيجاز كيف يختلف المحرك ثنائي الأشواط عن المحرك رباعي الأشواط.

	محرك رباعي الأشواط	محرك ثنائي الأشواط
1.	ضربة طاقة واحدة لكل دورتين للعمود المرفقي.	دورة طاقة واحدة لكل ثورة في العمود المرفقي.
2.	علينا استخدام دولاب الموازنة الثقيل للتعويض عن الاهتزازات التي تحدث أثناء تشغيل المحرك بسبب التوزيع غير المتكافئ لعزم الدوران ، حيث لا يحدث اشتعال الخليط القابل للاحتراق إلا كل ثانية.	هناك حاجة إلى دولاب موازنة أخف بكثير ويعمل المحرك بشكل متوازن تمامًا حيث يتم توزيع عزم الدوران بشكل متساوٍ أكثر نظرًا لحقيقة أن خليط الوقود يشتعل مع كل دورة.
3.	وزن المحرك الكبير	وزن المحرك أقل بكثير
4.	تصميم المحرك معقد بسبب آلية الصمام	تصميم المحرك أبسط بكثير بسبب نقص الصمامآلية
5.	تكلفة عالية	أرخص من أربع ضربات
6.	كفاءة ميكانيكية منخفضة بسبب احتكاك عدد كبير من الأجزاء.	كفاءة ميكانيكية أعلى بسبب انخفاض الاحتكاك بسبب عدد أقل من الأجزاء.
7.	إنتاجية أعلى بفضل الإزالة الكاملة لغاز العادم وحقن الخليط الطازج.	انخفاض الأداء العالي بسبب خلط بقايا غاز العادم مع الخليط الطازج.
8.	انخفاض درجة حرارة التشغيل.	ارتفاع درجة حرارة التشغيل.
9.	تبريد المياه.	تبريد الهواء.
10.	استهلاك أقل للوقود واحتراق كامل.	استهلاك أعلى للوقود وخلط الحقن الطازج مع بقايا العادم.
11.	يستهلك مساحة كبيرة	يشغل مساحة أقل.
12.	نظام تزييت معقد.	نظام تزييت أبسط بكثير.
13.	ضوضاء منخفضة	أكثر صاخبة.
14.	نظام توقيت صمام الصمام.	بدلاً من الصمامات ، يتم استخدام قنوات المدخل والمخرج.
15.	كفاءة حرارية عالية	كفاءة حرارية أقل.
16.	انخفاض استهلاك النفط.	ارتفاع استهلاك النفط
17.	تآكل أقل للأجزاء المتحركة.	زيادة تآكل الأجزاء المتحركة
18.	مثبتة في السيارات والحافلات والشاحنات وغيرها	تستخدم في الدراجات البخارية والدراجات البخارية والدراجات النارية وما إلى ذلك

كما يسرد الصفات الإيجابية والسلبية لكل من هذين النوعين.