Động cơ 4 kỳ;
Nạp: Piston chuyển động theo chiều xuống dưới xy lanh trong khi xupáp hút mở cho phép hỗn hợp nhiên liệu và gió vào buồng đốt.
Nén: Xu páp hút đóng lại và piston chuyển động ngược lại chiều xi lanh do vậy nén hỗn hợp nhiên liệu.
Đốt: Buzi đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu gây ra sự đốt cháy, do đó đẩy piston xuống.
Xả: Piston chuyển động lên chiều xi lanh trong khí xupáp xả mở, cho phép piston dọn sạch buồng đốt để thực hiện lại quy trình.
Mõi lần piston chuyển động tịnh tiến, nó tạo ra lực truyền lên trục cơ do đó làm quay bánh xe. Đó là nguyên lý của nhiên liệu được chuyển hoá thành lực đẩy.
Các nguyên lý trên chỉ ra rằng buzi chỉ đánh lửa một lần mỗi chu kỳ. Cũng như vậy, một cơ cấu kỹ thuật phức tạp hoạt động đồng bộ đã tạo ra động cơ 4 kỳ. Một trục cam phải luân phiên đẩy trục cò mổ được nối liền nhau để đóng mở xupáp hút và xả. Trục cò mổ sẽ trở lại vị trí đóng của nó do 1 lò xo. Xu páp phải được lắp đúng và kín khít trên mặt máy để tránh áp xuất hơi bị rò dỉ.
Trong động cơ 2 kỳ, bốn chuyển động đó hợp lại tại một kỳ xuống và một kỳ lên ( Hai kỳ ). Hút và xả đều kết hợp với nhau để nén và đẩy piston, bỏ qua sự cần thiết của xupáp. Nó được hoàn thành bởi chính các cửa hút xả trên thành buồng đốt. Khi piston chuyển động xuống sau khi hỗn hợp khí được đốt cháy, khe xả sẽ mở và cho một lượng nhiên liệu đốt vừa đủ thoát vào buồng đốt. Khi piston chuyển động lên, nó chặn van và cửa hút, nén nhiên liệu tại đỉnh buồng đốt, buzi đánh lửa đốt là lặp lại quy trình. Thật là có giá trị khi động cơ đốt cháy tại mọi chu kỳ, tạo cho động cơ 2 kỳ ưu điểm của riêng nó.
Tuy nhiên, tại điểm chết dưới của hành trình piston, khi buồng đốt được nạp đầy hỗn hợp khí-nhiên liệu, cửa xả mở sẽ có một số nhiên liệu/khí lọt ra ngoài buồng đốt, Điều này thật dễ nhận ra ở xuồng máy, khi các vết nhiên liệu loang ra xung quanh động cơ, nhưng chỉ thấy tại động cơ 2 kỳ. Đó – cùng với sự đốt cháy dầu… - tạo ra sự ô nhiễm đặc biệt do nhiên liệu.
Vì những lý do đó, động cơ 2 kỳ đi ngược lại với mục đích sử dụng thông thường mà ở đó tỷ lệ trọng lượng đối với công suất hoặc xu hướng sử dụng thì quan trọng hơn là khoảng cách chặng đường. Trong khi đó, các nhà sản xuất đang hướng đến sự gia tăng sự tiện lợi cho động cơ 4 kỳ, làm cho nó nhỏ hơn, nhẹ hơn và mạnh hơn.
Để hiểu sâu hơn sự khác biệt giữa 2 kỳ và 4 kỳ, chúng ta hãy xem ưu điểm và khuyết điểm của chúng.
Ưu điểm của 2 kỳ:
- Mạnh mẽ hơn bởi vì động cơ đốt cháy nhiên liệu tại mỗi chu kỳ, tạo ra gấp đôi công năng so với 4 kỳ, khi mà 4 kỳ chỉ tạo ra công năng sau chu kỳ kế tiếp.
- Chịu đựng được tỷ lệ trọng lượng đối với công suất cao hơn, bởi vì nó nhẹ hơn.
- Rẻ tiền hơn vì thiết kế đơn giản hơn vì không có xu páp và các bộ phận khác của cơ cấu phối khí như trục cam, cò mổ...
- Nhẹ hơn nếu cùng một công xuất do không có cơ cấu đóng mở xu páp và các cơ cấu phụ thuộc.
- Có thể hoạt động trong bất cứ hướng nào, bởi vì nó không có bình dầu như ở 4 kỳ. Đơn giản hơn trong sửa chữa và hiệu chỉnh.
Đặc điểm trên đã tạo cho động cơ 2 kỳ sự thông dụng trong xe gắn máy, xe trượt tuyết, xuồng máy, máy cắt cỏ trong vườn, máy cắt tỉa hoa, cưa máy và máy cắt tỉa…
Nhược điểm của động cơ 2 kỳ:
- Tuổi thọ ngắn hơn 4 kỳ, do thiếu hệ thống bôi trơn.
- Yêu cầu phải có ngăn tiền trộn nhiên liệu trong mọi bình nhiên liệu, thêm phụ gia hoặc giảm tối đa cặn bẩn.
- Ô nhiễm nặng nề, vì thiết kế đơn giản hơn, ống xả thải ra khói bụi từ hỗn hợp nhiên liệu, và cũng tạo ra mùi khó chịu.
- Không kinh tế khi dùng nhiên liệu do thiết kế đơn giản, do vậy không chạy xa hơn xe 4 kỳ.
- Tiếng ồn to hơn sự cho phép tại một số nơi, tuỳ thuộc vào từng sản phẩm và luật pháp tại nơi đó.
- Thực tế hiệu suất động cơ hai kỳ thấp hơn. Về lý thuyết, công suất của động cơ phải gấp hai lần động cơ bốn kỳ có cùng dung tích, nhưng trên thực tế thì chỉ gấp rưỡi vì các lý do sau:
- Sự cần thiết phải mở cửa xả sớm làm cho quá trình giãn nở khí cháy không trọn vẹn.
- Một phần hoà khí bị thoát ra ngoài cùng khí thải.
- Dùng chính đáy piston để ép hoà khí dưới đáy hộp trục khuỷu làm giảm hiệu suất động của động cơ.
Xét về sử dụng hiệu quả và kinh tế, động cơ 4 kỳ đều đáp ứng được các điều kiện yêu cầu. Chính vì vậy động cơ 4 kỳ đã được sử dụng rộng rãi ngay từ khi nó xuất hiện. Động cơ 4 kỳ có mặt trong hầu hết các lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành ôtô.
