Sự khác biệt giữa động cơ hai thì và động cơ bốn thì - phân tích so sánh

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 20:00

Sự khác biệt giữa động cơ hai thì và động cơ bốn thì là gì? Điểm khác biệt dễ nhận thấy nhất là các chế độ đánh lửa của hỗn hợp cháy, có thể nhận thấy ngay bằng âm thanh. Động cơ 2 thì thường tạo ra tiếng kêu chói tai và rất lớn, trong khi động cơ 4 thì có xu hướng phát ra tiếng kêu êm hơn.

Đơn

Trong hầu hết các trường hợp, sự khác biệt còn nằm ở mục đích chính của thiết bị và hiệu quả sử dụng nhiên liệu của nó. Động cơ hai thì bốc cháy với mọi vòng quay của trục khuỷu, vì vậy chúng mạnh gấp đôi so với động cơ bốn thì, trong đó hỗn hợp chỉ bốc cháy sau mỗi vòng quay.

Động cơ bốn thì tiết kiệm hơn, nhưng nặng hơn và đắt hơn. Chúng thường được tìm thấy trên ô tô và xe tiện ích, trong khi các mô hình hai thì nhỏ hơn phổ biến hơn trên các ứng dụng như máy cắt cỏ, xe tay ga và thuyền hạng nhẹ. Nhưng một máy phát điện chạy xăng chẳng hạn, có thể được tìm thấy cả hai thì và bốn thì. Động cơ xe tay ga cũng có thể là bất kỳ loại nào. Nguyên lý hoạt động của các động cơ này về cơ bản là giống nhau, chỉ khác ở cách thức và hiệu quả chuyển hóa năng lượng.

Nhịp là gì?

Quá trình xử lý nhiên liệu trong cả hai loại động cơ được thực hiện thông qua việc thực hiện tuần tự bốn quá trình khác nhau, được gọi là chu trình. Tốc độ mà động cơ trải qua các chu kỳ này chính là yếu tố làm cho động cơ hai kỳ khác với động cơ bốn kỳ.

Nét đầu tiên là tiêm. Trong trường hợp này, pít-tông di chuyển xuống xi-lanh và van nạp mở ra để hỗn hợp không khí-nhiên liệu vào buồng đốt. Tiếp theo là hành trình nén. Trong quá trình này, van nạp đóng lại và piston di chuyển lên xylanh, nén khí ở đó. Hành trình công suất bắt đầu khi hỗn hợp được đánh lửa. Trong trường hợp này, một tia lửa từ ngọn nến đốt cháy các khí nén, dẫn đến một vụ nổ, năng lượng của nó đẩy piston đi xuống. Hành trình cuối cùng là xả: piston di chuyển lên xylanh và van xả mở ra, cho phép các khí thải thoát ra khỏi buồng đốt để quá trình này có thể bắt đầu lại. Chuyển động tịnh tiến của piston làm quay trục khuỷu, mômen xoắn từ đó truyền đến các bộ phận làm việc của thiết bị. Đây là cách năng lượng của quá trình đốt cháy nhiên liệu được chuyển đổi thành chuyển động tịnh tiến.

Vận hành động cơ bốn thì

Trong động cơ bốn thì tiêu chuẩn, hỗn hợp được đốt cháymỗi vòng quay thứ hai của trục khuỷu. Chuyển động quay của trục dẫn động một bộ cơ cấu phức tạp đảm bảo thực hiện đồng bộ một chuỗi các chu kỳ. Việc mở các van nạp hoặc van xả được thực hiện bằng cách sử dụng trục cam, trục cam này sẽ luân phiên ép các cánh tay đòn. Van được đưa về vị trí đóng nhờ lò xo. Để tránh mất sức nén, điều quan trọng là các van phải vừa khít với đầu xi lanh.

Vận hành động cơ hai kỳ

Bây giờ chúng ta hãy xem động cơ hai kỳ khác động cơ bốn kỳ như thế nào về nguyên lý hoạt động. Trong động cơ hai kỳ, tất cả bốn hành động được thực hiện trong một vòng quay của trục khuỷu, trong quá trình hành trình của pít-tông từ tâm trên xuống dưới, và sau đó quay ngược trở lại. Việc giải phóng khí thải (thanh lọc) và phun nhiên liệu được tích hợp vào một chu trình, ở cuối quá trình này hỗn hợp bốc cháy và năng lượng tạo ra sẽ đẩy pít-tông đi xuống. Thiết kế này giúp loại bỏ sự cần thiết của hệ thống van.

Vị trí của các van bị chiếm bởi hai lỗ trên thành buồng đốt. Khi piston di chuyển xuống do năng lượng của quá trình đốt cháy, kênh xả mở ra, cho phép khí thải thoát ra khỏi buồng. Khi di chuyển xuống, một chân không được tạo ra trong xi lanh, do đó hỗn hợp không khí và nhiên liệu được hút vào thông qua cửa nạp nằm bên dưới. Khi chuyển động lên cao, piston đóng các kênh và nén các khí trong xi lanh. Tại thời điểm này, bugi đánh lửa và toàn bộ quá trình được mô tả ở trên được lặp lại.lại. Điều quan trọng là trong loại động cơ này, hỗn hợp được đốt cháy sau mỗi vòng quay, cho phép bạn khai thác nhiều năng lượng hơn từ chúng, ít nhất là trong ngắn hạn.

Tỷ lệ trọng lượng trên công suất

Động cơ hai thì phù hợp hơn cho các ứng dụng yêu cầu công suất nhanh và mạnh hơn là hoạt động ổn định trong thời gian dài. Ví dụ, một chiếc mô tô nước hai thì tăng tốc nhanh hơn một chiếc xe tải bốn thì, nhưng nó được thiết kế cho những chuyến đi ngắn, trong khi một chiếc xe tải có thể đi hàng trăm dặm trước khi cần nghỉ ngơi. Động cơ hai thì có tuổi thọ ngắn bằng cách có tỷ lệ trọng lượng trên công suất thấp: chúng thường có trọng lượng nhẹ hơn nhiều, vì vậy chúng khởi động nhanh hơn và đạt nhiệt độ vận hành nhanh hơn. Chúng cũng cần ít năng lượng hơn để di chuyển.

Động cơ nào tốt hơn

Trong hầu hết các trường hợp, động cơ bốn thì chỉ có thể hoạt động ở một vị trí, trong khi động cơ hai thì ít đòi hỏi hơn về mặt này. Điều này phần lớn là do sự phức tạp của các bộ phận chuyển động cũng như thiết kế của chảo dầu. Một bể chứa như vậy, cung cấp dầu bôi trơn động cơ, thường chỉ được tìm thấy trong các mô hình bốn thì và có tầm quan trọng lớn đối với hoạt động của chúng. Động cơ hai thì thường không có thùng chứa như vậy, vì vậy chúng có thể hoạt động ở hầu hết mọi vị trí mà không có nguy cơ bắn dầu hoặc làm gián đoạn quá trình bôi trơn. Đối với các thiết bị như cưa máy, cưa đĩa vàcác dụng cụ cầm tay khác, tính linh hoạt này rất quan trọng.

Hiệu suất nhiên liệu và môi trường

Động cơ nhỏ gọn và chạy nhanh thường tạo ra nhiều ô nhiễm không khí hơn và sử dụng nhiều nhiên liệu hơn. Ở đáy chuyển động của piston, khi buồng đốt chứa đầy hỗn hợp dễ cháy, một phần nhiên liệu bị thất thoát vào cửa xả. Điều này có thể được nhìn thấy trong ví dụ về một động cơ gắn ngoài; nếu bạn nhìn kỹ, bạn có thể thấy những đốm dầu nhiều màu xung quanh nó. Do đó, động cơ loại này được coi là không hiệu quả và gây ô nhiễm. Mặc dù các mô hình bốn thì có phần nặng hơn và chậm hơn, nhưng chúng đốt cháy nhiên liệu hoàn toàn.

Chi phí mua và bảo trì

Động cơ nhỏ hơn thường ít tốn kém hơn, cả về chi phí mua ban đầu và bảo trì. Tuy nhiên, chúng được thiết kế để có tuổi thọ ngắn hơn. Mặc dù có một số trường hợp ngoại lệ, hầu hết chúng không được thiết kế để hoạt động liên tục trong hơn một vài giờ và không được thiết kế cho tuổi thọ dài. Việc thiếu hệ thống bôi trơn riêng biệt cũng có nghĩa là ngay cả những động cơ tốt nhất thuộc loại này cũng hao mòn tương đối nhanh và không thể sử dụng được do hư hỏng các bộ phận chuyển động.

Một phần là do xăng thiếu hệ thống bôi trơn được thiết kế để đổ vào động cơ xe tay ga hai thì chẳng hạn,nó là cần thiết để thêm một lượng dầu đặc biệt nhất định. Điều này dẫn đến chi phí bổ sung và rắc rối, và cũng có thể gây ra sự cố (nếu bạn quên thêm dầu). Động cơ 4 thì trong hầu hết các trường hợp đều yêu cầu bảo dưỡng và chăm sóc tối thiểu.

Động cơ nào tốt hơn

Bảng này mô tả ngắn gọn động cơ hai kỳ khác với động cơ bốn kỳ.

	Động cơ bốn thì	Động cơ hai kỳ
1.	Một hành trình công suất cho mỗi hai vòng quay của trục khuỷu.	Một chu kỳ công suất cho mỗi vòng quay trục khuỷu.
2.	Chúng tôi phải sử dụng một bánh đà nặng để bù lại những rung động xảy ra trong quá trình hoạt động của động cơ do mô-men xoắn phân bổ không đồng đều, vì sự đánh lửa của hỗn hợp dễ cháy chỉ xảy ra sau mỗi vòng quay thứ hai.	Cần một bánh đà nhẹ hơn nhiều và động cơ chạy khá cân bằng vì mô-men xoắn được phân bổ đều hơn nhiều do hỗn hợp nhiên liệu bốc cháy sau mỗi vòng quay.
3.	Trọng lượng động cơ lớn	Trọng lượng động cơ ít hơn nhiều
4.	Thiết kế của động cơ phức tạp do cơ cấu van.	Thiết kế của động cơ đơn giản hơn nhiều do không có vancơ chế.
5.	Chi phí cao.	Rẻ hơn bốn thì.
6.	Hiệu suất cơ học thấp do ma sát của một số lượng lớn các bộ phận.	Hiệu suất cơ học cao hơn do giảm ma sát do ít bộ phận hơn.
7.	Năng suất cao hơn nhờ loại bỏ hoàn toàn khí thải và phun hỗn hợp tươi.	Giảm hiệu suất cao do trộn lẫn cặn khí thải với hỗn hợp mới.
8.	Nhiệt độ hoạt động thấp hơn.	Nhiệt độ hoạt động cao hơn.
9.	Làm mát bằng nước.	Làm mát bằng không khí.
10.	Tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và đốt cháy hoàn toàn.	Tiêu thụ nhiên liệu cao hơn và trộn lẫn giữa phun mới với cặn khí thải.
11.	Chiếm nhiều không gian.	Chiếm ít dung lượng hơn.
12.	Hệ thống bôi trơn phức tạp.	Hệ thống bôi trơn đơn giản hơn nhiều.
13.	Tiếng ồn thấp.	Ồn hơn.
14.	Hệ thống điều phối van van.	Thay vì van, các kênh đầu vào và đầu ra được sử dụng.
15.	Hiệu suất nhiệt cao.	Hiệu suất nhiệt kém hơn.
16.	Tiêu thụ dầu thấp.	Tiêu thụ dầu cao hơn.
17.	Ít mài mòn các bộ phận chuyển động.	Tăng mài mòn các bộ phận chuyển động.
18.	Được lắp trên ô tô, xe buýt, xe tải, v.v.	Dùng cho xe mô tô, xe tay ga, mô tô, …

Nó cũng liệt kê những phẩm chất tích cực và tiêu cực của mỗi loại trong số hai loại này.