เครื่องยนต์สองจังหวะกับเครื่องยนต์สี่จังหวะแตกต่างกันอย่างไร - การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:27

เครื่องยนต์สองจังหวะกับสี่จังหวะต่างกันอย่างไร? ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือโหมดการจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้ ซึ่งเสียงจะสังเกตเห็นได้ทันที มอเตอร์ 2 จังหวะมักจะส่งเสียงแหลมและเสียงดังมาก ในขณะที่มอเตอร์ 4 จังหวะมักจะมีเสียงฟี้อย่างแมวที่เงียบกว่า

แอปพลิเคชัน

ในกรณีส่วนใหญ่ ความแตกต่างก็อยู่ที่จุดประสงค์หลักของตัวเครื่องและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงด้วยเช่นกัน เครื่องยนต์สองจังหวะจะจุดประกายในทุกรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ดังนั้นเครื่องยนต์เหล่านี้จึงมีกำลังแรงเป็นสองเท่าของเครื่องยนต์สี่จังหวะ ซึ่งส่วนผสมจะจุดไฟทุกรอบเท่านั้น

เครื่องยนต์สี่จังหวะประหยัดกว่า แต่หนักกว่าและแพงกว่า มักพบในรถยนต์และยานพาหนะเอนกประสงค์ ในขณะที่รุ่นสองจังหวะที่เล็กกว่านั้นมักพบในการใช้งาน เช่น เครื่องตัดหญ้า สกู๊ตเตอร์ และเรือเบา แต่ยกตัวอย่างเช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซิน มีทั้งแบบสองจังหวะและสี่จังหวะ เครื่องยนต์สกู๊ตเตอร์สามารถเป็นได้ทุกประเภทหลักการทำงานของเครื่องยนต์เหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน ความแตกต่างอยู่ที่วิธีการและประสิทธิภาพของการแปลงพลังงานเท่านั้น

บีตคืออะไร

การแปรรูปเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ทั้งสองประเภทดำเนินการผ่านการดำเนินการตามลำดับของกระบวนการที่แตกต่างกันสี่ขั้นตอนที่เรียกว่ารอบ ความเร็วที่เครื่องยนต์วิ่งผ่านรอบเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทำให้เครื่องยนต์สองจังหวะแตกต่างจากเครื่องยนต์สี่จังหวะ

จังหวะแรกคือการฉีด ในกรณีนี้ ลูกสูบจะเคลื่อนลงมาในกระบอกสูบ และวาล์วไอดีจะเปิดขึ้นเพื่อให้ส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าไปในห้องเผาไหม้ ถัดมาเป็นจังหวะการอัด ระหว่างจังหวะนี้ วาล์วไอดีจะปิดและลูกสูบจะเคลื่อนขึ้นกระบอกสูบ บีบอัดก๊าซที่นั่น จังหวะกำลังเริ่มต้นเมื่อส่วนผสมถูกจุดไฟ ในกรณีนี้ ประกายไฟจากเทียนจะจุดประกายก๊าซอัด ซึ่งนำไปสู่การระเบิด พลังงานที่ผลักลูกสูบลง จังหวะสุดท้ายคือไอเสีย: ลูกสูบเลื่อนขึ้นกระบอกสูบและวาล์วไอเสียเปิดออก ทำให้ก๊าซไอเสียออกจากห้องเผาไหม้เพื่อให้กระบวนการสามารถเริ่มต้นได้อีกครั้ง การเคลื่อนที่แบบลูกสูบหมุนเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งแรงบิดจะถูกส่งไปยังส่วนการทำงานของอุปกรณ์ นี่คือวิธีที่พลังงานของการเผาไหม้เชื้อเพลิงถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่เชิงการแปล

การทำงานของเครื่องยนต์สี่จังหวะ

ในเครื่องยนต์สี่จังหวะมาตรฐาน ส่วนผสมจะถูกจุดไฟทุกวินาทีที่เพลาข้อเหวี่ยงหมุน การหมุนของเพลาขับเคลื่อนชุดกลไกที่ซับซ้อนซึ่งรับประกันการทำงานแบบซิงโครนัสของลำดับของรอบ การเปิดวาล์วไอดีหรือไอเสียทำได้โดยใช้เพลาลูกเบี้ยวซึ่งกดแขนโยกสลับกัน วาล์วจะกลับสู่ตำแหน่งปิดโดยใช้สปริง เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้สูญเสียการบีบอัด วาล์วจะต้องพอดีกับหัวกระบอกสูบอย่างแน่นหนา

การทำงานของเครื่องยนต์สองจังหวะ

ตอนนี้เรามาดูกันว่าเครื่องยนต์สองจังหวะแตกต่างจากเครื่องยนต์สี่จังหวะอย่างไรในแง่ของหลักการทำงาน ในเครื่องยนต์สองจังหวะ การกระทำทั้งสี่จะดำเนินการในการปฏิวัติเพลาข้อเหวี่ยงหนึ่งครั้ง ระหว่างจังหวะของลูกสูบจากจุดศูนย์กลางตายบนลงล่าง แล้วจึงสำรอง การปล่อยก๊าซไอเสีย (การระบายออก) และการฉีดเชื้อเพลิงจะรวมอยู่ในรอบเดียว เมื่อส่วนผสมติดไฟแล้ว พลังงานที่ได้จะผลักลูกสูบลง การออกแบบนี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ชุดวาล์ว

ตำแหน่งของวาล์วมีรูอยู่สองรูที่ผนังห้องเผาไหม้ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ลงเนื่องจากพลังงานจากการเผาไหม้ ช่องไอเสียจะเปิดขึ้นเพื่อให้ก๊าซไอเสียออกจากห้อง เมื่อเคลื่อนตัวลง จะเกิดสุญญากาศขึ้นในกระบอกสูบ เนื่องจากจะมีการดึงส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงเข้าทางช่องไอดีที่อยู่ด้านล่าง เมื่อเคลื่อนที่ขึ้น ลูกสูบจะปิดช่องและบีบอัดก๊าซในกระบอกสูบ เมื่อถึงจุดนี้ หัวเทียนจะติดไฟ และกระบวนการทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้นจะถูกทำซ้ำอีกครั้ง. สิ่งสำคัญคือในเครื่องยนต์ประเภทนี้ ส่วนผสมจะจุดประกายในทุกรอบ ซึ่งทำให้คุณสามารถดึงพลังจากพวกมันได้มากขึ้น อย่างน้อยก็ในระยะสั้น

อัตราส่วนน้ำหนักต่อกำลัง

เครื่องยนต์สองจังหวะเหมาะกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังระเบิดที่รวดเร็วและคมชัด มากกว่าการทำงานที่คงที่เป็นเวลานาน ตัวอย่างเช่น เจ็ตสกีสองจังหวะเร่งความเร็วได้เร็วกว่ารถบรรทุกสี่จังหวะ แต่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเดินทางระยะสั้น ในขณะที่รถบรรทุกสามารถเดินทางได้หลายร้อยไมล์ก่อนที่จะต้องการพักผ่อน เครื่องยนต์สองจังหวะชดเชยอายุการใช้งานที่สั้นโดยมีอัตราส่วนน้ำหนักต่อกำลังต่ำ โดยปกติจะมีน้ำหนักน้อยกว่ามาก จึงสตาร์ทได้เร็วกว่าและถึงอุณหภูมิในการทำงานเร็วขึ้น พวกเขายังต้องการพลังงานน้อยลงในการเคลื่อนไหว

มอเตอร์ตัวไหนดีกว่า

ในกรณีส่วนใหญ่ เครื่องยนต์สี่จังหวะสามารถทำงานได้ในตำแหน่งเดียวเท่านั้น ในขณะที่เครื่องยนต์สองจังหวะมีความต้องการน้อยกว่าในเรื่องนี้ สาเหตุส่วนใหญ่มาจากความซับซ้อนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวตลอดจนการออกแบบอ่างน้ำมัน บ่อดังกล่าวซึ่งให้การหล่อลื่นเครื่องยนต์มักพบในรุ่นสี่จังหวะเท่านั้นและมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งาน เครื่องยนต์สองจังหวะมักจะไม่มีบ่อพักดังกล่าว จึงสามารถทำงานในเกือบทุกตำแหน่งโดยไม่ต้องเสี่ยงที่น้ำมันจะไหลหรือขัดจังหวะกระบวนการหล่อลื่น สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เลื่อยยนต์ เลื่อยวงเดือน และเครื่องมือพกพาอื่นๆ ความยืดหยุ่นนี้สำคัญมาก

ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม

เครื่องยนต์ที่กะทัดรัดและเร็วมักสร้างมลพิษทางอากาศและใช้เชื้อเพลิงมากขึ้น ที่ด้านล่างของการเคลื่อนที่ของลูกสูบ เมื่อห้องเผาไหม้เต็มไปด้วยส่วนผสมที่ติดไฟได้ เชื้อเพลิงบางส่วนจะสูญเสียเข้าไปในช่องระบายอากาศ ดังจะเห็นได้จากตัวอย่างเครื่องยนต์ติดท้ายเรือ หากสังเกตดีๆ จะมองเห็นจุดมันหลากสีรอบๆ ดังนั้นเครื่องยนต์ประเภทนี้จึงถือว่าไม่มีประสิทธิภาพและก่อให้เกิดมลพิษ แม้ว่าโมเดลสี่จังหวะจะค่อนข้างหนักและช้ากว่า แต่ก็เผาผลาญเชื้อเพลิงได้หมด

ค่าใช้จ่ายในการซื้อและบำรุงรักษา

เครื่องยนต์ที่เล็กกว่ามักจะมีราคาไม่แพง ทั้งในแง่ของการซื้อครั้งแรกและการบำรุงรักษา อย่างไรก็ตาม ออกแบบมาเพื่อให้มีอายุการใช้งานที่สั้นลง แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นอยู่บ้าง แต่ส่วนใหญ่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องเป็นเวลานานกว่าสองสามชั่วโมง และไม่ได้ออกแบบมาเพื่อให้มีอายุการใช้งานยาวนานมาก การขาดระบบหล่อลื่นที่แยกจากกันทำให้แม้แต่มอเตอร์ที่ดีที่สุดของประเภทนี้ก็สึกหรอค่อนข้างเร็วและไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากความเสียหายต่อชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว

ส่วนหนึ่งเป็นเพราะขาดระบบหล่อลื่นในน้ำมันเบนซินที่ออกแบบให้เติมลงในเครื่องยนต์สกู๊ตเตอร์สองจังหวะ เช่นจำเป็นต้องเติมน้ำมันพิเศษจำนวนหนึ่ง สิ่งนี้นำไปสู่ค่าใช้จ่ายและความยุ่งยากเพิ่มเติม และยังอาจทำให้รถเสีย (หากคุณลืมเติมน้ำมัน) มอเตอร์ 4 จังหวะส่วนใหญ่ต้องการการบำรุงรักษาและการดูแลขั้นต่ำ

มอเตอร์ตัวไหนดีกว่า

ตารางนี้อธิบายสั้นๆ ว่าเครื่องยนต์สองจังหวะแตกต่างจากเครื่องยนต์สี่จังหวะอย่างไร

	เครื่องยนต์สี่จังหวะ	เครื่องยนต์สองจังหวะ
1.	หนึ่ง power stroke สำหรับทุกๆ 2 รอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง	หนึ่งรอบกำลังสำหรับการหมุนรอบเพลาข้อเหวี่ยงแต่ละครั้ง
2.	เราต้องใช้มู่เล่หนักเพื่อชดเชยแรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์เนื่องจากการกระจายแรงบิดที่ไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากการจุดไฟของส่วนผสมที่ติดไฟได้จะเกิดขึ้นทุก ๆ วินาทีเท่านั้น	จำเป็นต้องใช้มู่เล่ที่เบากว่ามาก และเครื่องยนต์ก็ทำงานค่อนข้างสมดุล เนื่องจากการกระจายแรงบิดที่สม่ำเสมอมากขึ้นเนื่องจากส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะจุดประกายทุกครั้งที่หมุน
3.	น้ำหนักเครื่องเยอะ	มอเตอร์น้ำหนักน้อยกว่ามาก
4.	การออกแบบเครื่องยนต์ซับซ้อนเนื่องจากกลไกวาล์ว	การออกแบบของเครื่องยนต์นั้นง่ายกว่ามากเนื่องจากขาดวาล์วกลไก
5.	ราคาสูง	ถูกกว่าสี่จังหวะ
6.	ประสิทธิภาพเชิงกลต่ำเนื่องจากการเสียดสีของชิ้นส่วนจำนวนมาก	ประสิทธิภาพเชิงกลสูงขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทานลดลงเนื่องจากชิ้นส่วนน้อยลง
7.	ผลผลิตที่สูงขึ้นด้วยการกำจัดก๊าซไอเสียที่สมบูรณ์และการฉีดส่วนผสมที่สดใหม่	ประสิทธิภาพสูงลดลงเนื่องจากการผสมของไอเสียที่ตกค้างกับส่วนผสมสด
8.	อุณหภูมิในการทำงานต่ำกว่า	อุณหภูมิในการทำงานสูงขึ้น
9.	ระบายความร้อนด้วยน้ำ	ระบายความร้อนด้วยอากาศ
10.	กินน้ำมันน้อยลงและเผาไหม้สมบูรณ์	การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงที่สูงขึ้นและการผสมการฉีดสดกับเศษไอเสีย
11.	ใช้พื้นที่เยอะ	ใช้พื้นที่น้อยลง
12.	ระบบหล่อลื่นที่ซับซ้อน	ระบบหล่อลื่นที่ง่ายกว่ามาก
13.	เสียงเบา.	เสียงดังอีก
14.	ระบบจับเวลาวาล์ว	แทนที่จะใช้วาล์ว จะใช้ช่องทางเข้าและทางออก
15.	ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง	ประสิทธิภาพเชิงความร้อนน้อยลง
16.	กินน้ำมันน้อย	การบริโภคน้ำมันที่สูงขึ้น
17.	สึกหรอน้อยลงในชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว	การสึกหรอของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพิ่มขึ้น
18.	ติดตั้งในรถยนต์ รถโดยสาร รถบรรทุก ฯลฯ	ใช้ในโมเพ็ด สกูตเตอร์ รถจักรยานยนต์ ฯลฯ

นอกจากนี้ยังแสดงคุณสมบัติด้านบวกและด้านลบของทั้งสองประเภทด้วย