ما الفرق بين المحركات ثنائية الأشواط ورباعية الأشواط؟

ما الفرق بين المحركات ثنائية الشوط ورباعية الأشواط؟

٣ فبراير ٢٠٢٤
بواسطة BISON

في القرن 19th ، و محرك الاحتراق الداخلي أحدثت ثورة في عالمنا بطرق لم يكن من الممكن تصورها من قبل. فهو جزء لا يتجزأ من الآلات التي تتراوح من المركبات إلى الآلات المحمولة، فهو يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة ميكانيكية - وهي عملية تمد حياتنا وصناعتنا واقتصاداتنا والعالم المزدهر الذي نعيش فيه اليوم.

هناك نوعان رئيسيان من محركات الاحتراق الداخلي: محركات ثنائية الشوط و محركات رباعية الأشواط. كلاهما لهما نفس الهدف العام المتمثل في تحويل الوقود إلى حركة، لكن طرق التشغيل والكفاءة والتطبيق مختلفة تمامًا. يعد فهم هذه الاختلافات أمرًا بالغ الأهمية عندما تتوقع الدخول في أعمال المحركات الصغيرة.

إليك المقالة التي ستتيح لك معرفة كل التفاصيل وفيها تحليل متعمق لكل من المحرك ثنائي الشوط والمحرك رباعي الأشواط.

هيا بنا نبدأ.

كيف تعمل محركات الاحتراق، وما هي "السكتة الدماغية" على أي حال؟

لفهم كيفية اختلاف هذين المحركين، يجب عليك أولاً معرفة الأساسيات.

في جوهرها، تشير "شوط المحرك" إلى حركة المكبس داخل أسطوانة المحرك من موضعه العلوي (المركز الميت العلوي أو TDC) نحو موضعه السفلي (المركز الميت السفلي أو BDC)، أو العكس. يحدد عدد المرات التي يرتفع فيها المكبس وينخفض خلال الدورة مدى سرعة حدوث عملية الاحتراق هذه في محرك ثنائي الأشواط مقابل محرك رباعي الأشواط.

1. السكتة الدماغية المدخول:

تُعرف هذه المرحلة أيضًا باسم شوط الحث أو الشفط، وتبدأ عندما يكون المكبس في أعلى الأسطوانة (TDC)، وينفتح صمام السحب. عندما يتحرك المكبس إلى الأسفل نحو BDC، فإنه يخلق فراغًا يسحب خليط الهواء والوقود النقي إلى غرفة الاحتراق فوق المكبس.

2. ضغط السكتة:

بعد شوط السحب، يتم إغلاق كل من صمامات السحب والعادم. ثم يتحرك المكبس لأعلى من BDC إلى TDC، مما يؤدي إلى ضغط خليط الهواء والوقود النقي في هذه العملية.

3. الاحتراق أو السكتة الدماغية السلطة:

بمجرد ضغط خليط الهواء والوقود، تشعل شمعة الإشعال في TDC الخليط، مما يسبب احتراقًا سريعًا يؤدي إلى تمدد الغازات ويجبر المكبس على الهبوط نحو BDC. تعمل هذه الحركة السريعة للأسفل على تحويل العمود المرفقي، وتحويل الحرارة والضغط الناتجين عن الانفجار إلى طاقة ميكانيكية قابلة للاستخدام، أي القوة نفسها التي تحرك آلاتنا.

4. السكتة الدماغية العادم:

تبدأ المرحلة الأخيرة من الدورة، شوط العادم، عندما يفتح صمام العادم عندما يبدأ المكبس رحلة صعودية أخرى من BDC إلى TDC. تعمل هذه الحركة الصعودية على طرد الغازات المحروقة (النفايات الآن) من غرفة الاحتراق عبر مخرج العادم، وبالتالي تنظيف الغرفة وإعدادها للدورة التالية من الأشواط.

محرك رباعي الأشواط

تعريف المحرك ثنائي الشوط

المحرك ثنائي الشوط (أو ثنائي الدورة) هو نوع من محركات الاحتراق الداخلي التي تكمل دورة الطاقة بضربتين (حركات لأعلى ولأسفل) للمكبس خلال ثورة واحدة فقط في العمود المرفقي. تتميز العملية التشغيلية للمحرك ثنائي الشوط بعمليات متزامنة أو متداخلة، مما يؤدي إلى توحيد الإجراءات والوعود بالقوة في كل دورة.

تتضمن العملية المكونة من خطوتين ما يلي:

الشوط العلوي (الاشتعال/الضغط): يتحرك المكبس للأعلى، ويدخل الهواء والوقود إلى علبة المرافق. بعد ضغطه، يتم إشعال خليط الوقود والهواء.
الشوط السفلي (الطاقة/العادم): يتم دفع المكبس إلى الأسفل بمجرد احتراق الوقود، ويتم إخراج العادم. ويكشف عن منفذ السحب لإدخال خليط الهواء والوقود النقي.

مزايا المحركات ثنائية الأشواط

هناك العديد من المزايا لاستخدام محرك ثنائي الشوط. بعض الفوائد تشمل:

يزن المحرك ثنائي الأشواط أقل من المحرك رباعي الأشواط ويتطلب مساحة أقل.
وتتطلب حركة الدوران للمحرك شوطًا واحدًا لكل دورة في العمود المرفقي.
تصميم هذا المحرك بسيط بسبب عدم وجود آلية صمام.
إنه يخلق احتكاكًا أقل على أجزاء المحرك أثناء التشغيل ويزيد من الكفاءة الميكانيكية.
يطور هذا المحرك قوة كبيرة مع نسبة عالية من القوة إلى الوزن.

عيوب المحرك ثنائي الأشواط

هناك بعض العيوب لاستخدام محرك السكتة الدماغية، مثل:

تستهلك المحركات ثنائية الشوط كمية أكبر من الوقود، ولا تختلط سوى كمية ضئيلة من الشحنات الجديدة بغازات العادم.
قد تواجه اهتزازًا أو ضوضاء مفرطة أثناء التشغيل.
العمر الافتراضي لهذا المحرك قصير لأنه يتعرض لمزيد من التآكل.
يحتوي المحرك ثنائي الشوط على نطاق طاقة ضيق أو نطاق سرعة حيث يكون المحرك أكثر كفاءة.
يمكن أن يصبح هذا النوع من المحركات غير مستقر أثناء التباطؤ.
قد تواجه مشكلات تتعلق بالنظافة مع هذا المحرك.
لا يحترق المحرك ثنائي الأشواط بشكل نظيف، مما يتسبب في تلوث الهواء أكثر من المحرك رباعي الأشواط.

تطبيقات المحركات ثنائية الأشواط

نظرًا لقوتها وبساطتها، توجد المحركات ثنائية الشوط بشكل شائع في الآلات المحمولة الأصغر حجمًا. تعد أدوات الطاقة الخارجية مثل المناشير، والمنافيخ، وأدوات التشذيب، وأدوات تشذيب التحوط، والعديد من التطبيقات الأخرى نموذجية للمحركات ثنائية الشوط. يمكن أيضًا العثور على المحركات ثنائية الشوط في المركبات وملحقاتها مثل الدراجات الترابية والدراجات النارية والمحركات الخارجية.

محرك رباعي الأشواط

تتميز المحركات رباعية الأشواط بالكفاءة في استهلاك الوقود وتعمل على أربع مراحل. وتسمح هذه العملية المنهجية بفصل مميز بين كل مرحلة تشغيلية، مما يوفر توازنًا معززًا للمحرك والكفاءة الإجمالية.

مزايا المحركات ثنائية الأشواط

إن استخدام محرك رباعي الأشواط له فوائد عديدة. بعض هذه الفوائد تشمل:

توفر المحركات رباعية الأشواط مستويات عالية من عزم الدوران عند عدد دورات منخفض في الدقيقة أثناء التشغيل.
يعد المحرك رباعي الأشواط أكثر كفاءة في استهلاك الوقود لأنه يستخدم الوقود مرة واحدة فقط كل أربع أشواط.
تصدر المحركات رباعية الأشواط تلوثًا أقل لأنها لا تحتاج إلى زيت أو مواد تشحيم في الطاقة.
هذه المحركات متينة ويمكنها تحمل كميات كبيرة من التآكل.
لن تحتاج إلى زيت إضافي مع محرك رباعي الأشواط.
ينتج المحرك رباعي الأشواط ضوضاء واهتزازات أقل أثناء التشغيل.

عيوب المحرك ثنائي الأشواط

بالإضافة إلى ذلك، فإن المحركات رباعية الأشواط لها بعض العيوب، مثل:

هذه المحركات أثقل من نظيراتها ثنائية الأشواط بسبب وجود أجزاء إضافية في التصميم رباعي الأشواط.
يحتوي المحرك رباعي الأشواط على المزيد من الميزات والصمامات، مما يجعل الإصلاحات والصيانة أكثر تكلفة.
نظرًا لأنه لا يتلقى الطاقة إلا مرة واحدة كل دورة بأربعة مكابس، فإن هذا التصميم أقل قوة من المحركات ثنائية الشوط المماثلة.
يشتمل تصميم المحرك هذا على آلية تروس وسلسلة، مما قد يسبب مضاعفات أثناء الصيانة.

تطبيقات المحركات ثنائية الأشواط

تعتبر المحركات رباعية الأشواط خيارًا ممتازًا لمختلف التطبيقات، مثل معدات الطاقة الخارجية والمركبات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامها بشكل شائع في أدوات الطاقة الخاصة بالحدائق. تعتبر جزازة العشب من أشهر الآلات ذات المحرك رباعي الأشواط.

محركات متناقضة ثنائية الأشواط وأربعة أشواط

هنا، تسلط BISON الضوء على ميزاتها المميزة عبر أبعاد متعددة لإجراء مقارنة قوية.

طريقة العمل

الفرق الرئيسي بينهما هو كيفية عملهما عند مقارنة المحركين رباعي الأشواط. يكمل المحرك رباعي الأشواط شوط قدرة واحد خلال أربع مراحل أو دورتين كاملتين، على عكس المحرك ثنائي الشوط. يتم إكمال شوط القدرة في المحرك ثنائي الشوط في خطوتين أو عملية واحدة كاملة.

تعقيد

المحركات ثنائية الأشواط هي بطبيعتها أبسط من المحركات رباعية الأشواط. إن تصميم السكتة الدماغية، مع عدد أقل من الأجزاء المتحركة وبدون نظام صمام معقد، يجعلها أكثر وضوحًا. على العكس من ذلك، تتطلب المحركات رباعية الأشواط نظام صمام للسحب والعادم، إلى جانب آليات توقيت عمود الحدبات، مما يستلزم تصميمًا أكثر تعقيدًا يؤدي إلى زيادة الوزن والتعقيد.

الكفاءة

يعتبر المحرك ذو الأربع أشواط أكثر كفاءة من المحرك الذي يحتوي على اثنتين. إنها تؤدي إلى احتراق كامل في مرحلة الاحتراق المنفصلة الخاصة بها، مما يؤدي إلى استخدام أفضل للوقود، ولها أشواط سحب وعادم مميزة، مما يؤدي إلى انبعاثات أنظف.

ومع ذلك، ونظرًا لطبيعة المحرك ثنائي الشوط، يظل منفذ العادم مفتوحًا أثناء حقن الوقود في المحرك. يذهب بعض الوقود مباشرة إلى منفذ العادم ولا يتم حرقه.

انتاج الطاقة

يحقق التصميم ثنائي الشوط خرج طاقة مع كل دورة بسبب تزامن السحب/العادم وضغط الضغط/القوة، مما يؤدي إلى زيادة مكثفة في الطاقة على النقيض من توصيل الطاقة الأكثر توازناً للأشواط الأربعة.

ومع ذلك، فإن المحركات رباعية الأشواط تعوض ذلك من خلال توفير توصيل طاقة أكثر سلاسة وتحكمًا وتقليل اهتزاز المحرك.

نظام تزييت

في المحركات ثنائية الشوط، عادة ما يتم خلط الوقود وزيت التشحيم قبل السحب. سيتم حرق زيت التشحيم مع الوقود. تتراوح نسبة البنزين إلى الزيت من 10:1 إلى 50:1 من حيث الحجم.

وعلى العكس من ذلك، يتم تشحيم المحركات رباعية الأشواط بالزيت المخزن في حوض الزيت. على عكس المحرك ثنائي الأشواط، لا يحترق زيت المحرك رباعي الأشواط مع الوقود لتليين المحرك. وبدلاً من حرقه، يتم إعادة تدويره حول المحرك. عندما يتم إعادة تدوير زيت المحرك رباعي الأشواط حول المحرك، فإنه يقوم بتزييت وتبديد الحرارة والتنظيف والحفاظ على الشوائب في حالة تعليق حتى يتم تغيير الزيت.

الصيانة والتكلفة

تعتبر المحركات ثنائية الشوط، نظرًا لتصميمها الأقل تعقيدًا، أسهل وأرخص في الصيانة والإصلاح بشكل عام. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي عملياتها الأكثر شاقة إلى زيادة التآكل، مما يؤدي إلى تقصير عمرها الافتراضي وربما يؤدي إلى إصلاحات أكثر تكرارًا.

تميل الأشواط الأربعة، على الرغم من أنها أكثر تكلفة في الصيانة والإصلاح بسبب أنظمتها المعقدة، إلى الحصول على فترات خدمة أطول. غالبًا ما تدوم أكثر من نظيراتها ثنائية الشوط بسبب انخفاض ضغط المحرك، مما يعوض ارتفاع تكاليف الصيانة على المدى الطويل.

وفي الختام

وفي النهاية، فإن معرفة أوجه الاختلاف بين المحركات ثنائية الشوط ورباعية الأشواط وما تتطلبه، سيساعدك على الاختيار بحكمة وصيانة محركك بشكل استباقي طوال مدة عمره الافتراضي. فيما يلي بطاقة أداء مقارنة لمراجعة الاختلافات الأساسية في لمحة سريعة:

الجانب	محرك ثنائي الشوط	محرك رباعي الأشواط
تعقيد	أبسط مع عدد أقل من الأجزاء المتحركة.	أكثر تعقيدًا بسبب آليات الصمام والتوقيت.
الكفاءة	نسبة أعلى من القوة إلى الوزن. أقل كفاءة في استهلاك الوقود.	انخفاض نسبة القوة إلى الوزن. أكثر كفاءة في استهلاك الوقود.
انتاج الطاقة	القوة في كل ضربتين.	القوة في كل أربع ضربات.
تشحيم	مخلوط مع الوقود (بريمكس).	نظام تشحيم منفصل.
الصيانة والتكلفة	أسهل وأرخص في الصيانة، ولكن عمر افتراضي أقصر بشكل عام.	تكلفة صيانة أعلى ولكن مع فترات خدمة أطول.

يعتمد الاختيار بين محرك ثنائي الأشواط ومحرك رباعي الأشواط على احتياجاتك فقط. ليس هناك جواب صحيح أو خاطئ. باعتبارها المنشأة صانع المحرك الصيني، تقوم BISON بتصنيع محركات ثنائية الشوط وأربعة أشواط بكل فخر، لتلبية مجموعة متنوعة من التطبيقات في سوق متنوع بشكل متزايد. من خلال اختيارنا كمورد المحرك الموثوق به، فإنك تتماشى مع شريك يعطي الأولوية للنمو المتبادل ورضا العملاء.

الأسئلة الشائعة

هل محرك سيارتي ثنائي الأشواط أم رباعي الأشواط؟

يحتوي المحرك ثنائي الدورة على منفذ تعبئة بغطاء مزود بمضخة وقود ورمز علبة الزيت. عادةً ما يحدد الغطاء نسبة خليط الزيت إلى الوقود. يحتوي المحرك رباعي الدورات على منفذي تعبئة، حيث يحدد كل غطاء بشكل منفصل خزان الوقود من حوض الزيت.

هل هناك محركات أحادية الشوط؟

يمكن تعديل كل من المحركات أحادية الشوط المستقيمة والدوارة لتشمل محركات ذات أسطوانة متقابلة (OPOC). يمكن تحويل خرج المكبس الترددي للمكابس أحادية الشوط إلى خرج يدور باستمرار باستخدام أعمدة مرفقية مع البطانات المنقسمة أو تروس كرنك مطورة حديثًا مع محامل تقليدية.