تفاوت موتور دو زمانه و چهار زمانه

اگر علاقه‌مند به موتور و موتورسواری باشید، حتما تاکنون نام موتورهای دو زمانه و چهارزمانه به گوش شما خورده است. در این مقاله کیان باتری قصد داریم به بررسی تفاوت موتور های دو زمانه با چهار زمانه بپردازیم. البته شاید دانستن این موضوع بیشتر به درد عاشقان موتور سیکلت خورده و کسانی که به طور روزانه از این وسیله نقلیه پرطرفدار استفاده می‌کنند، آن‌چنان نیازی به دانستن آن نداشته باشند.

اما باید بدانیم که موتورهای 2 زمانه و 4 زمانه تفاوت زیادی با یکدیگر داشته و هر کدام از مزایا و معایب خاص خود بهره می‌برند. پیش از شروع مطلب ذکر این نکته ضروری است که این نوع موتورها یعنی نمونه‌های دو زمانه، هم اکنون در قایق، جت اسکی، اره برقی و موتور سیکلت استفاده می‌شوند؛ اما روی صحبت ما بیشتر با موتور سیکلت هاست. در مقابل نیز از موتورهای 4 زمانه در انواع خودروهای بنزینی و دیزلی استفاده می‌شود.

همان‌طور که گفته شد بهره گیری از این نوع موتور سیکلت‌ها کاملا سلیقه‌ای است.

روند کاری موتور های دو زمانه و چهار زمانه

پیش از بررسی تفاوت های موتور های دو زمانه و چهار زمانه بهتر است با روند کاری انواع موتورها آشنا شوید.

موتور چهار زمانه

موتور چهار زمانه بر اساس انجام چهار مرحله مکش سوخت و هوا، تراکم آنها، انفجار مخلوط فشرده‌ شده از سوخت و هوا و در نهایت تخلیه دود بعد از آزاد شدن انرژی سوخت، کار می‌کنند.

در موتور چهار زمانه، با پایین‌رفتن پیستون، مکشی درون سیلندر ایجاد می‌شود و هوا از طریق کاربراتور ‌‌یا ورودی هوا در موتور‌های انژکتوری، به داخل سیلندر کشیده می‌شود. ورود هوا و سوخت از طریق سوپاپ هوا یا همان سوپاپ گاز صورت می‌گیرد.

پیستون بعد از رسیدن به پایین‌ترین نقطه مسیر حرکتش در سیلندر که به نقطه مرگ پایین شناخته می‌شود، به سمت بالا برای فشرده‌ کردن مخلوط سوخت و هوا حرکت می‌کند.

با رسیدن به نقطه مرگ بالا، جرقه زده می‌شود. در این مرحله انرژی نهفته در سوخت و هوا آزاد شده و پیستون به سمت پایین پرتاب می‌شود و سپس با بالا آمدن دوباره، سوپاپ دود باز شده و دود حاصل از احتراق به سمت بیرون هدایت می‌شود.

موتور دو زمانه

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.

ضمن اینکه در یک سیکل کاری در موتورهای دو زمانه، میل‌لنگ با دو بار حرکت بالا و پایین پیستون، یک دور می‌زند که دقیقا نصف همین حالت در یک موتور چهار‌ زمانه است.

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.

تفاوت کلی موتور دو زمانه و چهار زمانه