Động cơ hai kỳ là loại động cơ đốt trong hoàn thành một chu trình công suất bằng hai lần chuyển động (chuyển động lên và xuống) của pít-tông trong một chu kỳ công suất, chu trình này được hoàn thành trong một vòng quay của trục khuỷu.
Động cơ bốn kỳ cần bốn lần hành trình của pít-tông để hoàn thành một chu trình công suất trên hai vòng quay của trục khuỷu. Trong động cơ hai kỳ, sự kết thúc của hành trình đốt cháy và bắt đầu của hành trình nén xảy ra đồng thời, với chức năng nạp và thải (hoặc thải) xảy ra đồng thời.
Động cơ hai kỳ thường có tỷ số công suất trên trọng lượng cao, công suất có được trong dải tốc độ hẹp, người ta gọi là dải công suất. Động cơ hai kỳ có ít bộ phận chuyển động hơn động cơ bốn kỳ.
Để đề phòng trường hợp một số bạn không chắc về cách hoạt động của động cơ hai thì, đây là một số đánh giá. Trong động cơ bốn thì, mỗi bước trong số bốn bước thiết yếu của chu trình sản sinh công suất đều có hành trình piston riêng:
Động cơ hai thì thực hiện tất cả các bước giống nhau nhưng chỉ trong hai lần hành trình của piston. Các động cơ hai thì đơn giản nhất thực hiện điều này bằng cách sử dụng cacte và mặt dưới của pít tông chuyển động làm bơm nạp mới. Những động cơ như vậy có tên chính thức là “hai thì cacte quét được”.
Khi piston hai hành trình tăng lên khi nén, mặt dưới của nó kéo một phần chân không trong cacte. Một số loại cổng nạp (cổng thành xi lanh, van sậy hoặc van đĩa quay) mở ra, cho phép không khí tràn vào cacte qua bộ chế hòa khí.
Khi piston gần Top Dead Center, một tia lửa bắn ra hỗn hợp nén. Như trong bốn thì, hỗn hợp cháy và năng lượng hóa học của nó trở thành nhiệt năng, nâng áp suất của hỗn hợp bị đốt cháy lên hàng trăm psi. Áp suất này đẩy piston xuống lỗ khoan, làm quay trục khuỷu.
Khi piston tiếp tục đi xuống lỗ khoan, nó bắt đầu để lộ một cổng xả trong thành xi lanh. Khi khí đốt đã qua sử dụng chạy ra ngoài qua cổng này, pít tông đi xuống đồng thời nén hỗn hợp nhiên liệu-không khí bị mắc kẹt bên dưới nó trong cacte.
Khi piston đi xuống nhiều hơn, nó bắt đầu để lộ hai hoặc nhiều cổng nạp mới, được kết nối với cacte bằng các ống dẫn ngắn. Khi áp suất trong xi lanh bây giờ thấp và áp suất trong cacte cao hơn, điện tích mới từ cacte sẽ lao vào xi lanh thông qua các cổng nạp mới (hoặc "chuyển").
Các cổng này được định hình và nhằm mục đích giảm thiểu thất thoát trực tiếp phí mới vào cổng xả. Ngay cả trong những thiết kế đẹp nhất, vẫn có một số mất mát, nhưng sự đơn giản cũng có giá của nó! Quá trình làm đầy xi lanh đồng thời đẩy khí thải còn sót lại ra khỏi cổng xả được gọi là “nhặt rác”.
Trong khi pít-tông ở gần Tâm điểm chết dưới đáy, hỗn hợp tiếp tục di chuyển từ cacte, đi lên qua các cổng chuyển và vào xi lanh. Khi piston tăng lên, trước tiên nó sẽ che các cổng chuyển, chỉ để lại cổng xả vẫn mở. Nếu không có cách nào để ngăn chặn nó, phần lớn lượng điện mới sẽ được bơm ra ngoài.
Nhưng có một cách đơn giản để ngăn chặn nó bằng cách sử dụng sóng áp suất trong ống xả. Nếu chúng ta định hình và đặt đúng kích thước của ống xả, một phản xạ của xung áp suất ban đầu, được tạo ra khi cổng xả mở, sẽ phản xạ trở lại cổng ngay khi phí mới được bơm ra khỏi nó. Sóng áp suất này sẽ nhồi điện tích mới trở lại xi lanh ngay khi pít tông tăng lên che cổng xả.
Vì hỗn hợp nhiên liệu-không khí liên tục được bơm bởi cacte, nên việc bôi trơn piston và trục khuỷu bằng dầu tuần hoàn được bơm là không thực tế, nó sẽ bị cuốn trôi bởi hỗn hợp chạy vào và ra.
Do đó, chúng ta phải trộn một ít dầu với nhiên liệu (2 đến 4 phần trăm) hoặc bơm rất ít vào các ổ trục bằng một máy bơm định lượng nhỏ. Thực tế là có quá ít dầu dẫn đến việc các động cơ hai thì đơn giản như vậy phải sử dụng các ổ lăn, nhu cầu về dầu là rất nhỏ.
Động cơ hai thì phức tạp hơn tồn tại. Thay vì sử dụng cacte và mặt dưới của pít tông như một máy bơm nạp mới, chúng ta có thể sử dụng một quạt gió quay riêng, được kết nối trực tiếp với các cổng chuyển trong xi lanh.
Chúng tôi không phải đặt cổng xả trong thành xi-lanh, nó có thể có dạng bốn van xả poppet trên cao, giống như trong động cơ diesel hai thì của tàu biển, xe lửa và xe tải. Bởi vì những động cơ như vậy không sử dụng cácte của chúng làm máy bơm nạp mới, chúng có thể sử dụng ổ trục trơn lâu dài, được bôi trơn thông thường bằng dầu tuần hoàn được bơm.
Động cơ diesel hai kỳ được lọc bằng không khí tinh khiết, không phải hỗn hợp nhiên liệu-không khí. Nhiên liệu của họ chỉ được bơm vào sau khi tất cả các cảng đã đóng cửa, tránh thất thoát. Một số cacte được quét hai hành trình cũng làm như vậy, và được gọi là “DI” hoặc Phun trực tiếp hai hành trình. Chúng có thể được sản xuất tiết kiệm nhiên liệu và ít phát thải khí thải như động cơ bốn thì.
Động cơ pít-tông hiệu quả nhất thế giới trên thực tế là động cơ diesel hàng hải khổng lồ, quay chậm vận chuyển thương mại vận chuyển quốc tế của thế giới, chúng có hiệu suất gấp đôi so với động cơ đánh lửa bốn thì thông thường dùng trong ô tô và xe máy.
Các chi tiết cơ khí của các động cơ hai kỳ khác nhau tùy thuộc vào loại. Các kiểu thiết kế khác nhau tùy theo phương pháp đưa điện tích vào xi lanh, phương pháp hút xi lanh và phương pháp xả xi lanh.
Cổng piston là kiểu thiết kế đơn giản nhất và phổ biến nhất trong các động cơ hai thì nhỏ. Tất cả các chức năng được điều khiển duy nhất bởi nắp đậy pít-tông và mở ra các cổng khi nó di chuyển lên và xuống trong xi lanh.
Vào những năm 1970, Yamaha đã đưa ra một số nguyên tắc cơ bản cho hệ thống này. Họ phát hiện ra rằng nhìn chung, việc mở rộng cổng xả làm tăng công suất tương đương với việc nâng cổng, nhưng dải công suất không thu hẹp như khi nâng cổng.
Van cây lau là một dạng van một chiều đơn giản nhưng hiệu quả cao thường được lắp trong đường nạp của cổng điều khiển bằng piston. Nó cho phép lượng nhiên liệu nạp vào không đối xứng, cải thiện sức mạnh và tính kinh tế trong khi mở rộng dải công suất. Loại van này được sử dụng rộng rãi trong xe máy, xe ATV và động cơ gắn ngoài hàng hải.
Đường lấy nước được đóng mở bởi một bộ phận xoay. Một kiểu quen thuộc đôi khi được thấy trên xe máy nhỏ là một đĩa có rãnh gắn với trục khuỷu, có chức năng che và tạo ra một lỗ hở ở cuối cacte, cho phép điện tích đi vào trong một phần của chu trình (gọi là van đĩa).
Một dạng van đầu vào quay khác được sử dụng trên động cơ hai thì sử dụng hai bộ phận hình trụ với các lỗ cắt phù hợp được bố trí để quay một bên trong van kia - đường ống đầu vào chỉ đi qua cacte khi hai lỗ cắt trùng nhau.
Bản thân trục khuỷu có thể tạo thành một trong các bộ phận, như trong hầu hết các động cơ kiểu phích cắm phát sáng. Trong một phiên bản khác, đĩa quây được bố trí sao cho vừa khít với cacte và được cung cấp một rãnh cắt thẳng hàng với đường dẫn vào trong thành cacte vào thời điểm thích hợp, như trên xe tay ga Vespa.
Trong động cơ dòng chảy chéo, các cổng chuyển và xả nằm ở phía đối diện của xi lanh, và một bộ làm lệch hướng trên đỉnh của piston hướng lượng nạp mới vào phần trên của xi lanh, đẩy khí thải còn lại xuống phần còn lại. bên của bộ làm lệch hướng và ra khỏi cổng xả.
Phương pháp nhặt rác này sử dụng các cổng chuyển được định hình và định vị cẩn thận để hướng dòng hỗn hợp tươi về phía buồng đốt khi nó đi vào xi lanh. Hỗn hợp nhiên liệu / không khí va chạm vào đầu xi lanh, sau đó theo đường cong của buồng đốt và sau đó bị lệch xuống.
Điều này không chỉ ngăn không cho hỗn hợp nhiên liệu / không khí đi trực tiếp ra ngoài cửa xả mà còn tạo ra dòng chảy xoáy giúp cải thiện hiệu quả đốt cháy, công suất và tính kinh tế. Thông thường, không cần thiết bị làm lệch hướng piston, vì vậy cách tiếp cận này có lợi thế khác biệt so với sơ đồ dòng chảy chéo.
Trong động cơ một dòng, hỗn hợp hay còn gọi là “không khí nạp” trong trường hợp của động cơ diesel, đi vào một đầu của xi lanh được điều khiển bởi pít-tông và khí thải thoát ra ở đầu kia được điều khiển bởi van xả hoặc pít-tông. Do đó, dòng khí nhặt rác chỉ theo một hướng, do đó có tên là dòng chảy đơn.
Pít-tông của động cơ này có dạng “mũ chóp”; phần trên tạo thành hình trụ đều và phần dưới thực hiện chức năng nhặt rác. Các thiết bị chạy theo cặp, với nửa dưới của một pít-tông nạp vào buồng đốt liền kề.
Động cơ hai kỳ là loại động cơ đốt trong hoàn thành một chu trình công suất bằng hai lần chuyển động (chuyển động lên và xuống) của pít-tông trong một chu kỳ công suất, chu trình này được hoàn thành trong một vòng quay của trục khuỷu.
Điều này khiến họ mong muốn được sử dụng trong các công cụ cầm tay như cưa máy. Động cơ hai thì được sử dụng trong các ứng dụng đẩy quy mô nhỏ như xe máy, xe lau sàn và xe đạp đất.
Động cơ hai thì hoạt động bằng cách kết hợp nhiều chức năng hơn vào một chuyển động của piston; trong quá trình chuyển động lên của pít-tông (nén hỗn hợp không khí / nhiên liệu / dầu) trong buồng đốt, bên dưới pít-tông, một hỗn hợp không khí / nhiên liệu / dầu mới được hút vào trong cacte kín.
Các loại động cơ hai thì:
Hai hãng xe rời khỏi thị trường do không thể đáp ứng các tiêu chuẩn EPA được thắt chặt đều đặn đối với khí thải xe cộ. Chính đặc điểm làm nên sự hấp dẫn của hai thì là sự đơn giản của việc chỉ có ba bộ phận chuyển động (trục khuỷu, thanh truyền và pít-tông cũng đã được hoàn tác.
Sự khác biệt chính giữa động cơ 2- và động cơ 4 thì là động cơ 4 thì trải qua bốn giai đoạn, hoặc hai vòng quay hoàn toàn, để hoàn thành một hành trình công suất. Động cơ 2 thì trải qua 2 giai đoạn hoặc một vòng quay hoàn toàn để hoàn thành một hành trình công suất.
Nhiên liệu cho động cơ 2 thì có một lượng nhỏ dầu lẫn vào đó. Nó được gọi là “2 thì” vì chỉ cần một chuyển động lên xuống của piston thì 2 hành trình sẽ thực hiện toàn bộ chu trình nạp, nén, đốt và xả.
So với động cơ bốn kỳ, hai kỳ nhẹ hơn, hiệu quả hơn, khả năng sử dụng nhiên liệu cấp thấp hơn, tiết kiệm chi phí hơn. Do đó, động cơ nhẹ hơn dẫn đến tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao hơn (nhiều công suất hơn cho trọng lượng ít hơn).
Xe đạp động cơ hai thì là loại xe đạp nhẹ hơn và nhanh hơn có tác động mạnh đến động cơ. Điều này giúp bạn dễ dàng ném vòng quanh chiếc xe đạp của mình hơn với tốc độ nhanh hơn trên mỗi cc. Đồng thời, những chiếc xe đạp này thường khó lái và khó điều khiển hơn.
1-4, động cơ theo sáng chế hoạt động theo chu trình ba kỳ:hành trình giãn nở, hành trình nạp khí thải và hành trình nén. Ba hành trình được thực hiện trong một vòng quay duy nhất của trục khuỷu, trong đó mỗi một trong số hai piston chuyển động qua lại một lần.
Vì động cơ 2 thì được thiết kế để chạy ở tốc độ RPM cao hơn, nên chúng cũng có xu hướng hao mòn nhanh hơn; động cơ 4 thì thường bền hơn. Điều đó nói lên rằng, động cơ 2 thì mạnh mẽ hơn. Động cơ hai thì có thiết kế đơn giản hơn nhiều nên dễ sửa chữa hơn.
Cấu hình động cơ hai thì ba xi-lanh, ngược-pít-tông, có các sự kiện trao đổi khí hơi trùng nhau, dẫn đến hiện tượng được gọi là sạc chéo. Tuy nhiên, trong cấu hình hai xi lanh, các sự kiện trao đổi khí được tách ra quá kịp thời.
Không giống như động cơ bốn thì, một điểm độc đáo của động cơ hai thì là chúng không có bình chứa dầu bên trong. Thay vào đó, động cơ hai thì yêu cầu chủ sở hữu phải trộn dầu vào nhiên liệu theo tỷ lệ xác định trước để đảm bảo động cơ được bôi trơn đầy đủ trong quá trình vận hành.
Trong động cơ 2 kỳ, chỉ cần một hành trình piston để hoàn thành chu trình đốt cháy. Có một hành trình nén, sau đó là một vụ nổ của nhiên liệu nén. Khi quay trở lại, khí thải được đẩy ra khỏi xi lanh nhờ nhiên liệu tươi di chuyển vào. Bugi đánh lửa cho mỗi vòng quay.
Nhiên liệu hai thì về cơ bản là xăng không chì trộn với dầu 2 thì. Tỷ lệ hỗn hợp dầu trên nhiên liệu phải được chỉ định trong hướng dẫn sử dụng động cơ của bạn. Dầu trong nhiên liệu 2 thì cực kỳ quan trọng trong việc bôi trơn động cơ của bạn vì động cơ 2 thì không có bình chứa dầu bên trong.
KHÔNG CÓ thị trường ô tô mới nào ở Hoa Kỳ sử dụng động cơ hai thì kể từ khi Saab loại bỏ loại 3 xi-lanh khó sửa chữa vào cuối những năm 1960 khi luật ô nhiễm không khí của liên bang được áp dụng.
Động cơ hai thì không bị “cấm” sử dụng trên tất cả các tuyến đường thủy ở California, cũng như không có bất kỳ kế hoạch nào để làm như vậy. Động cơ hai thì phun xăng điện tử được coi là động cơ có khí thải cao. Nói chung, những động cơ này được sản xuất trước năm 1999.
Nhược điểm của hai thì
Điều quan trọng là bạn phải nắm được tỷ lệ nhiên liệu trên dầu khi trộn nhiên liệu hai thì. Quá nhiều dầu và động cơ của bạn có thể gặp khó khăn khi khởi động hoặc chạy, tạo ra lượng carbon tích tụ bên trong động cơ, tạo ra các đám khói và hoạt động kém nói chung.
Về mặt lý thuyết, động cơ hai thì có thể tạo ra gấp đôi lượng công suất vì nó bắn một lần trong mỗi vòng quay, trong khi động cơ bốn thì bắn một lần cho mỗi vòng quay khác. Do đó, nó có tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao hơn, khiến nhiều tay đua mong muốn hơn.
Trong khi động cơ 2 thì không bao giờ cung cấp mô-men xoắn của 4 thì, chúng đã đủ gần đối với hầu hết các tay đua cuối tuần. Không chỉ vậy, chúng còn nhẹ hơn và có xu hướng dễ xử lý hơn, điều này khiến chúng trở nên tuyệt vời cho người mới bắt đầu. Ngoài ra, xe đạp 2 thì ít phải bảo dưỡng hơn hầu hết các loại xe 4 thì, giúp bạn tiết kiệm thời gian và tiền bạc.
Với ít bộ phận chuyển động hơn, máy xén dây 2 thì là công cụ đáng tin cậy. Chúng có trọng lượng nhẹ và rung ít hơn so với tông đơ 4 thì, điều này làm giảm sự mệt mỏi của người vận hành và mang lại trải nghiệm cắt tỉa tốt hơn. Chúng cũng ít yêu cầu bảo trì hơn.
Động cơ hai kỳ (hoặc 2 kỳ) yêu cầu một hỗn hợp nhiên liệu và dầu được đổ vào bình nhiên liệu. Hỗn hợp này dẫn đến cả quá trình đốt cháy động cơ và bôi trơn. Chỉ vận hành động cơ 2 thì chạy xăng sẽ dẫn đến hỏng động cơ.
Các hư hỏng và nguyên nhân của piston
Nguyên nhân và động cơ nào để quá nóng?
Crankcase là gì và nó có tác dụng gì?
Hệ thống làm mát là gì? - Loại và cách hoạt động