موتور دو زمانه چیست؟

موتور دو زمانه که در لاتین به آن two-stroke engine یا  two-cycle engine گفته می­شود، از انواع موتورهای درونسوز محسوب می­شود که تنها با یک دور کامل چرخش میل لنگ و دو کورس کامل (بالا و پایین رفتن) یک سیکل قدرت را انجام می­دهد. به تعریفی ساده، تمام چرخه این موتورها در دو زمان تراکم و انفجار انجام می­شود. ایده ی اولیه ی این نوع موتور در سال 1878 ایجاد شد. دوگالد کلرک دانشمندی انگلیسی بود که این نوع موتور را اختراع نمود و آن را در روی موتور سیکلت ها نصب کرد.

این موتورها فاقد سوپاپ بوده و از طریق بالا و پایین رفتن پیستون در محفظه­ی سیلندر که سبب باز و بسته شدن پورت­های ورودی و خروجی می­شود، عمل ورود سوخت و خروج دود انجام می­شود. همین حذف سوپاپ­ها خود مزایا و معایبی دارد که در این مقاله آن­ها را مورد بررسی قرار داده­ایم.

این موتور ضمن اینکه مزایایی دارد، همانند هر سیستم دیگری معایبی با خود به همراه دارد که همین معایب سبب شده تا به مرور زمان از چرخه تولید حذف شده و کنار گذاشته شود. اگرچه هنوز هم از این موتور در برخی صنایع، دستگاه­ها و ماشین­آلات دیگر استقاده می­شود. در ادامه مقاله به توضیح بیشتری از این موتور می­پردازیم.

پیشنهاد خرید فارم کالا

هندل موتور گازوئیلی 10 و 12 اسب بخار

470,000 تومانبیشتر بدانید

اجزای موتورهای دو زمانه

این نوع موتور سوختی اجزای کمتری نسبت به نوع چهار زمانه داشته و ساختمان آن ساده­تر است. در زیر به صورت مختصر قطعات به کار رفته را نام برده و وظیفه­شان را توصیف می­کنیم:

• سیندر یا Cylinder: به محفظه­ای گفته می­شود که پیستون در آن حرکت کرده و عملیات روی سوخت در آن انجام می­شود.
• سر سیلندر یا Cylinder head: به قطعه­ای گفته می­شود که روی سیلندر بسته شده و برای خنک­کاری آن فین­های تعبیه می­شود.
• کاربراتور یا Carburetor: به قطعه­ای گفته می­شود که تنظیم سوخت به هوای ورودی به موتور را انجام می­دهد.
• میله رابط یا Connecting rod: به میله­ای گفته می­شود که پیستون را به میل لنگ متصل می­نماید.
• میل لنگ یا Crankshaft: به قطعه­ای گفته می­­شود که حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت دورانی مبدل می­نماید.
• محفظه میل لنگ یا Crankcase: به محفظه ای گفته می­شود که پایین موتور قرار داشته و میل لنگ در آن قرار می­گیرد.
• شمع یا Glow plug: به قطعه­ای گفته می­شود که روی سر سیلندر نصب می­شود و برای انفجار سوخت حرارت و جرقه لازم را ایجاد می­کند.
• پورت­ها یا Ports: پورت­ها دو نوع هستند که یکی فضای ورود سوخت و دیگری فضای خروج دود حاصل از احتراق می­باشد. در واقع این دو پورت را به شاهرگ­های اصلی قلب تشبیه می­کنند.
• پورت انتقال سوخت یا Transfer port: به مجرایی گفته می­شود که سوخت را از محفظه میل لنگ به داخل سیلندر منتقل می­کند.
• پیستون یا Piston: قطعه­ای استوانه شکل می­باشد که در سیلندر به صورت بالا و پایین حرکت می­نماید.

موتورهای چهار زمانه سوپاپ­ها و میل سوپاپ را هم دارند.

پیشنهاد خرید فارم کالا

اره موتوری تلسکوپی دسته بلند (بدون موتور)

14,300,000 تومانبیشتر بدانید

سیکل و نحوه عملکرد موتور دو زمانه

همانطور که از نام این موتورها پیداست تنها دو مرحله و کورس مکش سوخت و تراکم دارند. این مراحل در موتور چهار زمانه به ترتیب کورس مکش، تراکم، احتراق و تخلیه می­باشند. به توصیف هر دو کورس این موتور می­پردازیم.

کورس مکش سوخت: در این مرحله پیستون پایین آمده و تا کف سیلندر می­رسد. در این حین دریچه مکش گشوده شده و سوخت وارد فضای احتراق می­گردد. حال پیستون که به سمت بالا حرکت می­کند، دریچه مکش نیز بسته شده و سوخت موجود در فضای احتراق فشرده می­شود.

کورس تراکم سوخت: حال به مرحله نهایی می­رسیم. در این مرحله شدت تراکم بیشتر شده و در یک لحظه با یک جرقه توسط شمع سوخت منفجر شده و با شدت پیستون را دوباره به پایین پرتاب می­کند. در این مرحله دود حاصل از احتراق از محفظه تخلیه خارج می­شود.

پیستون در موتور دو زمانه

پیستون در این مورد سه نقش را ایفا می­کند. قطعه ی پیستون خود نقش سوپاپ را به عهده دارد. در واقع پیستون با هر بار حرکت، خود ورودی و خروجی را باز کرده یا می­بندد.

در نقش دوم، پیستون وظیفه دارد تا سوخت و هوا را با یکدگر متراکم نموده و پس از احتراق انرژی حرکتی تولید کند.

وظیفه سوم در پیستون بیرون راندن مخلوط احتراقی از سیلندر و انتقال انرژی حاصل از احتراق به قطعات دیگر متحرک است.

کاربرد موتورهای دو زمانه

این موتورها در هر جایی که نیروی بالایی نیاز نباشد قابل استفاده هستند. در مواردی که به یک موتور سبک نیاز باشد می­توانید نوع بنزینی از این نوع موتورها را مشاهده کرده و در موارد سنگین هم نوع دیزلی آن مشاهده می­شود. از موارد استفاده این موتورها را در زیر مشاهده می­کنید:

• جت اسکی
• موتور سیکلت (بنزینی)
• کشتی (دیزلی)
• لوکوموتیو (دیزلی)
• تولید برق (دیزلی)
• تجهیزات باغی، چمن­زنی و کشاورزی (دستگاه برش و اره زنجیری)
• هواپیماهای بی­سیم کنترلی یا بدون سرنشین
• قایق­های کوچک موتوری
• موتور گازی و…

مزایای موتورهای دو زمانه

از بیشترین مواردی که موتور دو زمانه در آن­ها دیده می­شد، جت اسکی، موتور سیکلت و اره برقی است. اگر بخواهیم موتور دو زمانه را نسبت به موتور چهار زمانه بررسی کنیم تعدادی مزایا دارد که در زیر به آن­ها اشاره می­کنیم:

1. موتورهای دو زمانه به علت نداشتن سوپاپ، وزن کمتری داشته و ساختمان ساده­تری نیز دارند.
2. این نوع موتورها را می­توان در دستگاه­های متحرکی مثل اره برقی استفاده نمود زیرا در هر جهتی قابلیت کار کردن دارد.
3. اینگونه از موتورها گشتاور کمتر و سرعت دور بر دقیقه بیشتری دارند. در واقع سرعت این موتورها بسیار بالا می­باشد.
4. این موتورها سبک، ساده و ارزان بوده و می­توانند در همان فضا دو برابر قدرت بیشتر نسبت به نوع چهار زمانه خود تولید کنند.
5. تعمیر آسان تر و حذف بعضی قطعات مثل سوپاپ و میل سوپاپ

معایب موتورهای دو زمانه

1. عمر موتورهای دو زمانه بسیار کوچکتر از نوع چهار زمانه بوده و به دلیل نبود سیستم روانکاری نیز سایش بالاتری دارند.
2. روغن مورد نیاز در این نوع موتور بسیار گران بوده و همچنین این موتور مصرف روغن بالایی دارد به طوری که با هر 1600 کیلومتر استفاده در خودرو می­بایست یک گالن روغن موتور گران قیمت استفاده می­کردید و چیزی در حدود 30 گرم روغن برای هر لیتر بنزین!
3. مصرف سوخت بالای این موتور مشهود است به نحوی که باید در هر 100 کیلومتر، سوخت بسیار بیشتری مصرف کنید. حال این در صورتی است که بسیاری از این سوخت هدر خواهد رفت.
4. میزان آلایندگی در این موتور بسیار بالا است. وجود روغن در باک، سایش بالای این موتورها و نیز مجزا نبودن سیکل تخلیه از ورودی سخت همگی از دلایل این آلایندگی هستند. در این حالت حجمی از سوخت به همراه خروجی از موتور خارج می­شود که باعث هدر رفت سوخت نیز خواهد شد.
5. نشت روغن از سوخت سبب آلودگی و کثیفی اطراف اگزوز می­شود.
6. استهلاک بالا و سوختن همزمان سوخت و روغن
7. با وجود این که سرعت این موتور بالاست اما قدرت کمتری دارد زیرا بازدهی کمتری نسبت به نوع چهار زمانه خود دارد.

کاربرد موتور 2 زمانه در کشاورزی و باغبانی

از جمله ویژگی های موتورهای 2 زمانه دارا بودن نسبت بالای قدرت تولیدی نسبت به وزن آن است. یعنی یک موتور با حجم و وزن کم می تواند نیرو و گشتاور نسبتا بالایی را تولید نماید. این ویژگی موتورهای 2 زمانه سبب شد تا مخترعین برای تولید ابزار ها و موتور آلات موتوری کوچک بنزینی از این نوع موتورها استفاده نمایند. موتور 2 زمانه امروزه در حوزه کشاورزی و باغبانی بسیار گسترده هستند و کمتر کشاورز یا باغداری است که وسیله ای با این نوع موتور نداشته باشد.

در ماشین آلات کشاورزی و باغبانی امروزی، اره موتوری، علف تراش، چاله کن، شخم زن سبک، سمپاش پشتی موتوری از جمله لوازمی هستند که از موتور دو زمانه استفاده می کنند.

نکات مهم استفاده از موتور 2 زمانه

همان طور که در بالا نیز اشاره شد، موتورهای دو زمانه با سوختی مخلوط از روغن و بنزین کار می کنند. این موتورها حساسیت بالایی به میزان روغن موجود در سوخت دارند. اگر میزان روغن در سوخت کم باشد، باعث سایش قطعات و آسیب دیدن بدنه ی سیلندر می گردد. که نیاز خواهد بود سیلندر و رینگ و پیستون دستگاه تعویض شود. همچنین اگر روغن بیش از مقدار نیاز به سوخت اضافه شود، باعث ایجاد دود در خروجی اگزوز می گردد. علت این امر سوخت ناقص روغن در مراحل احتراق است. در برخی مواقع این میزان به حدی میرسد که از خروجی اگزوز روغن به بیرون نشت می کند.

مشکلی که زیاد بودن روغن علاوه بر دود غلیظ به وجود می آورد، چرب شدن سر شمع و ایجاد یک لایه دوده روی آن است. این دوده باعث ایجاد اختلال در جرقه زنی شمع می گردد و ممکن است دستگاه روشن نشود. پس حتما در میزان روغن مخلوط با بنزین دقت لازم را داشته باشید.

نکته ی مهم دیگر کاربراتور این نوع موتورهاست. کاربراتور در حالت عادی هیچ مشکلی ندارد. اما یک عامل تخریب کاربراتور در این نوع موتورها بسیار موثر است. وقتی برای مدتی از موتور استفاده نمی شود. سوخت بنزین شروع به بخار شدن می نماید. این امر باعث می گردد که روغن مخلوط شده ته نشین شده و به مرور در داخل منافذ داخلی کاربراتور رسوب ببندد. همین فرآیند پس از مدتی باعث می شود تا کاربراتور خود به خود آسیب دیده و دیگر کارایی لازم را نداشته باشد. برای رفع این مسئله می بایست سوخت دستگاه بصورت کامل از داخل باک و کاربراتور در مواقعی که موتور خاموش است تخلیه شود. همچنین می توان کاربراتور را با استفاده از اسپری های حلال مخصوص بصورت مرتب تمیز کاری کرد.