ساختار موتورهای دو زمانه عملکرد و نگهداری توضیح داده شده است

چه چیزی موتورسیکلت ها را به سرعت برق در حیاط مسابقه حرکت می دهد؟ چه چیزی باعث می شود که چنگال های زنجیره ای چوب را بدون هیچ تلاشی برش دهند؟پاسخ به این سوال احتمالاً به یک منبع انرژی کوچک و قدرتمند - موتور دو زمان - اشاره دارددر مقایسه با موتورهای چهار زمان، طرح های دو زمان بر کاربردهای خاص از طریق ساخت سبک وزن، خروجی قدرت بالا و الزامات نگهداری نسبتا ساده تسلط دارند.این مقاله یک بررسی فنی جامع از ساخت موتور دو زمان ارائه می دهد، اصول عملیاتی، کاربردهای و ملاحظات نگهداری.

همان طور که از نامش معلوم است، موتورهای دو زمان یک چرخه قدرت را تنها با دو حرکت پیستون (یک حرکت بالا و یک حرکت پایین) تکمیل می کنند.این در تضاد با موتورهای چهار زمان است که نیاز به چهار حرکت پیستون (خوردبا استفاده از طراحی هوشمندانه، موتورهای دو زمان این چهار فاز را به دو حرکت فشرده می کنند و به طور نظری به فرکانس قدرت خروجی بالاتر می رسند.این معماری به طور معمول قدرت و گشتاور بیشتری را برای جابجایی معادل ارائه می دهد، اگرچه این چالش های منحصر به فرد را در مورد روانکاری و انتشار وارد می کند.

ساخت نسبتاً ساده موتورهای دو زمان شامل این عناصر اصلی است:

1. سیلندر:قسمت اصلی موتور که حرکت پیستون باعث فشرده سازی، احتراق و فرایندهای خروجی می شود. دیواره های سیلندر به گرما و فشار شدید مقاومت می کنند.که نیاز به مواد آلیاژ مقاوم به فرسایش دارند.
2. سر بطری:اتاق احتراق را مهر و موم می کند و به طور معمول نقاط نصب چراغ قوه (بنزین) یا تزریق سوخت (دیزل) و همچنین کانال های خنک کننده را در خود جای می دهد.
3. پیستون:این قطعه متناوب انرژی احتراق را از طریق میله اتصال به کراکشافت منتقل می کند. تاج های پیستون تحت فشار حرارتی شدید قرار می گیرند و به آلیاژ های آلومینیوم مقاوم به حرارت نیاز دارند.
4. حلقه های پیستون:این ها اتاق احتراق را مهر و موم می کنند، از نشت گاز جلوگیری می کنند و روان سازی دیواره سیلندر را تنظیم می کنند - که به شدت بر نسبت فشرده سازی و خروجی قدرت تاثیر می گذارد.
5. عصا اتصال:پیستون را به کراکشافت متصل می کند، حرکت خطی را به چرخش تبدیل می کند در حالی که با نیروهای فوق العاده مقاومت می کند، به طور معمول از فولاد آلیاژ با قدرت بالا ساخته شده است.
6. کلانک آست:گره قدرت خروجی که حرکت پیستون را به نیروی چرخش برای کاربردهای خارجی تبدیل می کند، از فولاد آلیاژ قوی ساخته شده است تا به فشار چرخش مقاومت کند.
7. جعبه چرخ دار:محاصره می کند در حالی که به هدف دوگانه از پیش فشرده سازی مخلوط هوا-بنزین در طرح های دو زمان خدمت می کند.
8. چراغ قوه (بنزین):مخلوط فشرده را در زمان بهینه روشن می کند و به طور مستقیم بر عملکرد شروع و بهره وری احتراق تاثیر می گذارد.
9. تزریق کننده سوخت (دیزل):سوخت را در اتاق احتراق به اتم تبدیل می کند و زمان تزریق و حجم به طور قابل توجهی بر عملکرد و انتشار تأثیر می گذارد.
10. بندر ورودی:کانال برای ورود مخلوط به کارتن، به طور معمول با کنترل پیستون.
11. پورت انتقال:گذرگاه برای حرکت مخلوط از کرکشیز به سیلندر، با طراحی تاثیر بر کارایی پاکسازی.
12. درب خروجی:مسیر گاز های مصرف شده، معمولاً با پیستون کنترل می شود.

چرخه دو زمان شامل:

حرکت بالا پیستون به طور همزمان مخلوط سیلندر را فشرده می کند در حالی که خلاء کارتن را ایجاد می کند.مخلوط فشرده به دمای روشنایی می رسد زیرا بار تازه از طریق پورت ورودی وارد کارتن می شوددر نزدیکی مرکز مرده بالا، اشتعال جرقه (بنزین) یا تزریق سوخت (دیزل) احتراق را آغاز می کند.

گازهای در حال گسترش پیستون را به سمت پایین حرکت می دهند و قدرت تولید می کنند. پیستون در حال نزول به ترتیب دریچه های خروجی و انتقال را باز می کند.گازهای خروجی در حالی که مخلوط کرک با فشار از طریق پورت های انتقال وارد می شود، خارج می شوند، پاک کردن گاز باقیمانده و آماده شدن برای چرخه بعدی.

برخلاف طرح های چهار زمان با سیستم های روان کننده اختصاصی، موتورهای دو زمان استفاده می کنند:

1. روغن پیش آميزش:روغن مخلوط شده با سوخت در نسبت های مشخص شده در طول کار اجزای داخلی را پوشش می دهد.
2. روغن گذاری جداگانه:مخازن و پمپ های مخصوص روغن، روغن را مستقیماً به اجزای حیاتی می رسانند و عملکرد را بهبود می بخشند و در عین حال انباشت کربن را در پیچیدگی بیشتر کاهش می دهند.

• نسبت قدرت به وزن بالاتر از تولید برق در هر ضربه پیستون
• ساخت ساده تر با قطعات کمتر هزینه های تولید را کاهش می دهد
• عملکرد بهتر شروع سرد از فرکانس روشن شدن بالاتر

• کاهش بهره وری سوخت ناشی از از دست دادن مخلوط در هنگام پاکسازی
• انتشارات بالاتر ناشی از سوختن نفت، به ویژه هیدروکربن ها و ذرات
• مدت عمر عملیاتی کوتاه تر به دلیل شرایط روان کننده چالش برانگیز

با وجود محدودیت ها، موتورهای دو زمان در کاربردهای مهم قدرت به وزن برجسته هستند:

• موتور و اسکوترهای کوچک
• ماشین آلات چمن زنی و چمن زنی
• موتورهای خارج از کشتی
• مدل هواپیماها و خودروهای مسابقه ای

در حالی که نگهداری آن ها نسبتاً ساده است، موتورهای دو زمان نیاز به توجه به موارد زیر دارند:

1. نسبت مخلوط روغن و سوخت دقیق بر اساس مشخصات سازنده
2. تعویض منظم چراغ قوه
3. تمیز کردن یا تعویض مکرر فیلتر هوا
4. بازرسی سیستم خروجی برای انسداد
5. اجتناب از حالت خاموشی طولانی مدت برای به حداقل رساندن سپرده های کربن

در مواجهه با مقررات سختگیرانه انتشار گازهای گلخانه ای، سازندگان در حال توسعه:

• تزریق مستقیم:تحویل دقیق سوخت به بطری باعث کاهش از دست دادن مخلوط در حالی که بهره وری را بهبود می بخشد
• بازگردی گازهای خروجی:کاهش دمای احتراق، انتشار NOx را کاهش می دهد
• دریچه های خروجی کنترل شده الکترونیکی:استفاده بهینه از مواد پاک کننده باعث افزایش کارایی می شود

فراتر از طرح های معمولی، پیکربندی های تخصصی دو زمان شامل:

• موتورهای پیستون مخالف:دو پیستون در یک سیلندر با اتاق احتراق مرکزی باعث افزایش تراکم قدرت و کاهش انتشار در پیچیدگی بیشتر می شود.
• موتورهای با دریچه های دستی:آستین های چرخانده جایگزین پورت های سنتی برای بهبود جریان هوا و کاهش سر و صدا می شوند، اگرچه هزینه های تولید افزایش می یابد.

موتورهای دو زمان نقش مهمی را در کاربردهای قدرت فشرده از طریق مزایای مکانیکی منحصر به فرد خود حفظ می کنند.پیشرفت های تکنولوژیکی در حال انجام، وعده می دهند که اهمیت آنها را حفظ کنند.درک پارامترهای کار، نگهداری و کاربرد دو زمان، امکان انتخاب و عملکرد بهینه این نیروگاه های کارآمد را فراهم می کند.