دستهبندی نشده
آشنایی موتورهای دوزمانه
فوریه
اگر بخواهیم دو نوع موتور خودروهای سواری و سنگین را کنار بگذاریم، نوع سومی وجود دارد که موتورهای دوزمانه نام دارد. اگرچه امروزه، موتور خودروهای سواری و سنگین تماماً چهار زمانه هستند، ولی در نوع سوخت مصرفی با هم تمایز دارند. موتورهای دوزمانه به واسطه قدرت کمتر آن در مقایسه با موتورهای یادشده، مخصوصاً وسایل نقلیه، سادهتر، کمهزینهتر، کوچکتر و چابکتر میباشد.
برای آشنایی با موتورهای دوزمانه ویدئوی زیر را نگاه کنید:
موتور دوزمانه _ قسمت اول
مفاهیم پایه:
از جمله کاربردهای موتورهای دوزمانه در ارههای برقی و جت اسکیها است که دارای سه مزیت مهم است که تمایز عمدهای با موتورهای چهار زمانهایجاد کرده است:
- موتورهای دوزمانه از سوپاپ استفاده نمیکنند که موجب سادهتر شدن ساختار اینگونه از موتورها و کمتر شدن وزنشان میشود.
- در موتورهای دوزمانه در هر بار چرخش میللنگ، یک مرحله احتراق صورت میپذیرد. درحالیکه در موتورهای چهار زمانه با هر دو بار چرخش میللنگ، یک مرحله احتراق صورت میگیرد. این پدیده خود باعث افزایش توان به شکل چشمگیری میشود.
- موتورهای دوزمانه میتوانند در هر جهتی کار کنند که برای وسایلی نظیر ارهبرقی بسیار کارآمد خواهد بود. موتورهای چهار زمانه استاندارد ممکن است به واسطه جریان روغن که در آنها قرار دارد، تا زمانی که در جهت مناسب قرار نگیرند، بهدرستی کار نکنند.
این مزایای اشاره شده موجب میشود موتورهای دوزمانه سبکتر، سادهتر و ارزانقیمتتر شوند. موتورهای دوزمانه به واسطه داشتن مرحله احتراق در هر دور، توانی دو برابر موتورهای چهار زمانه با حجم برابر تولید میکنند. ترکیب وزن پایین و قدرت دو برابری موتورهای دوزمانه باعث شده که نسبت توان به وزن در اینگونه موتورها نسبت به اغلب موتورهای چهار زمانه بیشترین مقدار باشد.
معمولاً موتورهای دوزمانه را نمیتوانید در خودروها جستجو کنید. چون موتورهای دوزمانه دو عیب اساسی مهم دارند که در ادامه به آن اشاره میشود.
مرحله جرقه:
خب از مرحله زدن اشتعال شروع میکنیم. سوخت و هوا در سیلندر با هم متراکم میشوند و هنگامی که جرقه زده میشود مخلوط پیش رو مشتعل میشود. نتیجه حاصل انفجاری است که پیستون را به پایین حرکت میدهد. به یاد داشته باشید که در خلال اینکه پیستون پایین میرود مخلوط سوخت-هوا به سمت محفظه میللنگ (یا پوسته موتور) مکیده میشود. بهمحض اینکه پیستون به پایینترین نقطه مرگ خود برسد، راه گاه تخلیه باز میشود. فشار موجود در سیلندر موجب میشود تا اکثر گازهای حاصل از احتراق به سمت بیرون از سیلندر روانه شوند.
مرحله مکش (ورود سوخت-هوا):
هنگامی که پیستون از پایینترین نقطه سیلندر شروع به حرکت به سمت بالا میکند، راه گاه ورودی باز میشود. حرکت پیستون موجب فشرده کردن مخلوط در محفظه میللنگ میشود بنابراین درون سیلندر ذرات به هم نزدیکتر میشوند. همانطور که در شکل مشاهده میکنید در این مرحله گازهای خروجی (گازهای حاصل از احتراق) از سیلندر خارج میشوند در عین حال مخلوط تازه سوخت-هوا وارد میشوند. به یاد داشته باشید که در طراحی مسیر جریان سیال موتورهای دوزمانه، پیستون به گونه شکلگیری (طراحی) شده است که مخلوط سوخت-هوا بهراحتی در قسمت بالای پیستون در محفظه خروجی جریان پیدا نمیکند.
مرحله تراکم:
اکنون به علت مومنتوم موجود در میللنگ، پیستون به سر جای اول خود (جایی که برای مرحله جرقهزنی آماده شود) برمیگردد که مرحله تراکم شکل گیرد. هنگامی مخلوط هوا-سوخت در پیستون متراکم شدند، مکش (ایجاد خلأ) در محفظه میللنگ به وجود میآید. این مکش Reed Valve را باز میکند و موجب مکیده شدن هوا-سوخت-روغن از کاربراتور میشود. Reed Valve شیرى متشکل از ورقه فولادى نازکى که جریان یکطرفه سیال را سبب میشود.
هنگامی که پیستون به مرحله مرگ بالا میرسد، مرحله جرقه انجام میشود و چرخه مکرراً تکرار میشود. در موتورهای چهار زمانه مراحل مکش، تراکم، احتراق و تخلیه بهطور مجزا صورت میپذیرد.
شما میتوانید ببینید که پیستون سه عملیات متفاوت در موتورهای دوزمانه انجام میدهد:
- یک طرف پیستون محفظه احتراق وجود دارد که مخلوط سوخت-هوا را متراکم میکند و به واسطه انفجار مخلوط موجود، انرژی رها میشود.
- از طرف دیگر پیستون در محفظه میللنگ قرار دارد که در آن پیستون مخلوط را از کاربراتور میمکد و از Reed valve از مخلوط میگذرد و به دلیل فشار موجود در سیلندر مخلوط به سمت داخل محفظه احتراق روانه میشود (در واقع به دلیل اختلاف فشار است)
- در همین حین قسمتی از پیستون به مانند سوپاپ عمل میکند، راه گاههای خروجی و ورودی را باز و بسته میکند.
خروج دود
اگر تا به حال از موتورهای دوزمانه در وسایل خود استفاده کرده باشید، حتماً میدانید که روغن موتورهای دوزمانه را باید همراه با سوخت بنزین با هم در باک بریزید. در موتورهای چهار زمانه محفظه میللنگ (کارتر) کاملاً از محفظه احتراق جدا میباشد. بنابراین شما میتوانید محفظه میللنگ را با روغن غلیظ پر کنید تا یاتاقانهای میللنگ روانکاری شوند. یاتاقانها پیستون را به میله Rod وصل میکنند و روغن موجود دیواره سیلندر را هم روانکاری میکند. در موتورهای دوزمانه محفظه میللنگ خود تحت فشار قرار دارد تا مخلوط هوا-سوخت به سمت سیلندر وارد شوند بنابراین روغن غلظت زیادی نمیتواند داشته باشد. در عوض شما روغن را به همراه بنزین وارد باک میکنید تا میللنگ دیواره سیلندر و میله متصل کننده (Rod) روانکاری شوند. اگر شما فراموش کنید روغن را وارد نمایید، موتور دوزمانه شما یقیناً عمر بسیار طولانی نخواهد داشت.
برای آشنایی با موتورهای دو زمانه بصورت تصویری ویدئوی زیر را نگاه کنید:
موتور دوزمانه _ قسمت دوم
معایب موتورهای دوزمانه
موتو رهای دوزمانه دو عیب بسیار بزرگ نسبت به موتورهای چهار زمانه دارند. موتورهای دوزمانه همانطور که قبلاً هم اشاره شد سادهتر و سبک هستند در ضمن توان دو برابری نسبت به مو تورهای چهار زمانه با حجم برابر تولید میکنند، پس سؤال اصلی اینجاست که چرا در خودروهای سنگین و سواری از موتورهای دوزمانه استفاده نمیکنند؟
جواب سؤال فوق در چهار نکته زیر میتوان خلاصه کرد:
- موتورهای دوزمانه عمری کوتاهتر از موتور های چهار زمانه دارد. نبود وجود سیستم روانکار مستقل بدان معنی است که سایش در موتور های دوزمانه بیشتر است.
- روغنهای موتور های دوزمانه گرانقیمت هستند و نزدیک به ۴ انس برای هر گالن بنزین نیاز است. در صورتی که از موتور های دوزمانه برای خودرو استفاده کنید، برای هر ۱۶۰۰ کیلومتر نیازمند یک گالن روغن هستید.
- موتور های دوزمانه از سوخت به صورت کارآمد استفاده نمیکنند. بنابراین مصرف سوخت شما در هر صد کیلومتر بالاتر خواهد بود.
- موتورهای دوزمانه آلایندگی بالایی دارند. این آلایندگی ناشی از دو علت است. اولین مورد، احتراق روغن است. روغن موجود در باک باعث میشود، موتور های دو زمانه بسیار دودزا باشند. همچنین سایش بسیار زیاد موتورهای دوزمانه میتواند ابر بزرگی از دود روغنی شکل ساتع کند. دلیل دوم خیلی تأثیرگذار نیست. همچنین جدا نبودن سیکل تخلیه از ورود سوخت، باعث میشود مقداری از سوخت همراه با دود خروجی به صورت استفاده نشده و خام خارج گردد.
- هر زمان که تغییری در مخلوط سوخت-هوا داخل محفظه احتراق ایجاد شود، قسمتی از آن از راه گاه تخلیه بیرون درز میکند. این دلیلی است بر اینکه در اطراف اکثر موتورهای دوزمانه موجود در قایق همواره روغنی شکل است. این نشت روغن از سوخت میتواند محیط اطراف را کثیف کند.
معایب فوق بدان معناست که موتورهای دوزمانه در مواردی مانند دستگاههای چمنزن خانگی و موتورهای برق پرتابل کاربرد دارد که خیلی مورد استفاده روزانه نیستند.
منبع:
