محرك ثنائي الأشواط

محرك الشوطين (أو دورة الشوطين ) هو نوع من محركات الاحتراق الداخلي التي تُكمل دورة الطاقة بشوطين للمكبس ، أحدهما للأعلى والآخر للأسفل، في دورة واحدة لعمود المرفق ، وذلك على عكس محرك الأشواط الأربعة الذي يتطلب أربعة أشواط للمكبس في دورتين لعمود المرفق لإكمال دورة الطاقة. خلال الشوط من النقطة الميتة السفلى إلى النقطة الميتة العليا، تنتهي عملية السحب/العادم (أو الكنس ) مع انضغاط الخليط. يشمل الشوط الثاني احتراق الخليط، وتمدد الخليط المحترق، وقرب النقطة الميتة السفلى، تبدأ تدفقات الكنس.

تتميز محركات الشوطين بنسبة قدرة إلى وزن أعلى من محركات الأشواط الأربعة، نظرًا لتكرار شوط القدرة فيها ضعف تكرار شوط الأشواط الأربعة. كما تتميز محركات الشوطين بقلة أجزائها المتحركة ، مما يجعلها أقل تكلفة في التصنيع وأخف وزنًا. في الدول والمناطق ذات اللوائح الصارمة المتعلقة بالانبعاثات، تم التخلص التدريجي من محركات الشوطين في السيارات والدراجات النارية. أما في المناطق ذات اللوائح الأقل صرامة، فلا تزال محركات الشوطين صغيرة الإزاحة شائعة الاستخدام في الدراجات البخارية والدراجات النارية. ^{[ 1 ]} كما تُستخدم أيضًا في الأدوات الكهربائية مثل المناشير الآلية وآلات نفخ الأوراق . غالبًا ما تُجهز الطائرات الشراعية أحادية وثنائية المحرك بمحركات الشوطين.

يُنسب أول محرك تجاري ثنائي الأشواط يعمل بضغط الأسطوانة إلى المهندس الاسكتلندي دوغالد كليرك ، الذي حصل على براءة اختراع لتصميمه عام 1881. ^{[ 2 ]} ومع ذلك، وعلى عكس معظم المحركات ثنائية الأشواط اللاحقة، كان لمحركه أسطوانة شحن منفصلة. أما المحرك الذي يعمل بنظام شفط علبة المرافق ، والذي يستخدم المساحة أسفل المكبس كمضخة شحن، فيُنسب عمومًا إلى الإنجليزي جوزيف داي . ^{[ 3 ] [ 4 ]} في 31 ديسمبر 1879، أنتج المخترع الألماني كارل بنز محرك غاز ثنائي الأشواط، وحصل على براءة اختراع له عام 1880 في ألمانيا. يُنسب أول محرك ثنائي الأشواط عملي حقًا إلى ألفريد أنغاس سكوت من يوركشاير ، الذي بدأ بإنتاج دراجات نارية ثنائية الأسطوانات مبردة بالماء عام 1908. ^{[ 5 ]}

تُعدّ محركات البنزين ثنائية الأشواط ذات الإشعال الكهربائي الشراري مفيدةً للغاية في التطبيقات خفيفة الوزن أو سهلة الحمل، مثل المناشير الآلية والدراجات النارية. مع ذلك، عندما لا يُمثّل الوزن والحجم عائقًا، فإنّ إمكانية تحقيق كفاءة ديناميكية حرارية عالية لهذه الدورة تجعلها مثاليةً لمحركات الديزل ذات الإشعال بالضغط ، والتي تعمل في تطبيقات كبيرة لا تتأثر بالوزن، مثل أنظمة الدفع البحري ، وقاطرات السكك الحديدية ، وتوليد الكهرباء . في المحرك ثنائي الأشواط، تنقل غازات العادم حرارةً أقل إلى نظام التبريد مقارنةً بالمحرك رباعي الأشواط، مما يعني توفير طاقة أكبر لتحريك المكبس، والشاحن التوربيني إن وُجد.

تُشحّم محركات الضغط ثنائية الأشواط، مثل محركات البنزين الصغيرة الشائعة، بمزيج من البنزين والزيت في نظام فقدان كامل . يُخلط الزيت مع البنزين مسبقًا بنسبة وقود إلى زيت تبلغ حوالي 32:1. ينتج عن احتراق هذا الزيت انبعاثات، إما عن طريق احتراقه في المحرك أو على شكل قطرات في العادم، مما ينتج عنه تاريخيًا انبعاثات عادم أكثر، وخاصة الهيدروكربونات، مقارنةً بمحركات رباعية الأشواط ذات قدرة مماثلة. كما أن مدة فتح منافذ السحب والعادم مجتمعة في بعض تصميمات المحركات ثنائية الأشواط تسمح بخروج كمية من أبخرة الوقود غير المحترقة مع تيار العادم. وقد تُنتج درجات حرارة الاحتراق العالية في المحركات الصغيرة المبردة بالهواء انبعاثات أكاسيد النيتروجين _.

تُفضّل محركات البنزين ثنائية الأشواط عندما تكون البساطة الميكانيكية وخفة الوزن ونسبة القدرة إلى الوزن العالية من أولويات التصميم. وبفضل مزج الزيت بالوقود، يمكنها العمل في أي وضعية لأن خزان الزيت لا يعتمد على الجاذبية.

استخدمت العديد من شركات تصنيع السيارات الرائدة محركات ثنائية الأشواط في الماضي، بما في ذلك شركة ساب السويدية ، والشركات الألمانية DKW ، وأوتو يونيون ، وVEB ساكسنرينغ أوتوموبيلفيرك تسفيكاو ، و VEB أوتوموبيلفيرك آيزناخ ، و VEB فارتسويغ أوند جاغدفافنفيرك ، والشركات البولندية FSO و FSM . وقد فعلت شركتا سوزوكي وسوبارو اليابانيتان الشيء نفسه في سبعينيات القرن الماضي. ^{[ 6 ]} توقف إنتاج السيارات ثنائية الأشواط في ثمانينيات القرن الماضي في الغرب، بسبب تشديد اللوائح المتعلقة بتلوث الهواء . ^{[ 7 ]} واستمرت دول الكتلة الشرقية في إنتاجها حتى عام 1991 تقريبًا، مع طرازي ترابانت وفارتبرغ في ألمانيا الشرقية.

لا تزال محركات الشوطين تُستخدم في العديد من تطبيقات الدفع الصغيرة، مثل المحركات الخارجية ، والدراجات النارية الصغيرة للطرق الممهدة والوعرة ، والدراجات البخارية ، والدراجات النارية الصغيرة ، والدراجات الهوائية المزودة بمحركات، وعربات التوك توك ، وعربات الثلج ، وعربات الكارتينج ، وسيارات التحكم عن بُعد ، والطائرات الخفيفة جدًا ، والطائرات النموذجية . لكن في الدول المتقدمة تحديدًا، أدت قوانين مكافحة التلوث إلى التخلص التدريجي من استخدامها في العديد من هذه التطبيقات. فعلى سبيل المثال ، توقفت شركة هوندا ^{[ 8 ]} عن بيع دراجات نارية ثنائية الأشواط للطرق الوعرة في الولايات المتحدة عام 2007، بعد أن تخلت عن إنتاج طرازات الطرق الممهدة قبل ذلك بفترة طويلة.

نظراً لنسبة القوة إلى الوزن العالية وقدرتها على الاستخدام في أي وضع، فإن محركات الشوطين شائعة في الأدوات الكهربائية الخارجية المحمولة باليد بما في ذلك نافخات الأوراق والمناشير الآلية وآلات تشذيب الحشائش .

توجد محركات الديزل ثنائية الأشواط في الغالب في التطبيقات الصناعية والبحرية الكبيرة، بالإضافة إلى بعض الشاحنات والآلات الثقيلة.

على الرغم من ثبات المبادئ، تختلف التفاصيل الميكانيكية لمحركات الشوطين المختلفة باختلاف نوعها. وتتنوع أنواع التصميم وفقًا لطريقة إدخال الشحنة إلى الأسطوانة، وطريقة تنظيف الأسطوانة ( استبدال العادم المحترق بخليط جديد)، وطريقة تفريغ الأسطوانة.

اختلافات منفذ المدخل

منفذ مدخل يتم التحكم فيه بواسطة مكبس

يُعدّ تصميم منفذ المكبس أبسط التصاميم وأكثرها شيوعًا في محركات الشوطين الصغيرة. وتُتحكّم جميع وظائفه بحركة المكبس داخل الأسطوانة، حيث يغطي ويكشف المنافذ. في سبعينيات القرن الماضي، وضعت شركة ياماها بعض المبادئ الأساسية لهذا النظام. ووجدت أن توسيع منفذ العادم يزيد القدرة بنفس مقدار زيادة ارتفاع المنفذ، لكن نطاق القدرة لا يضيق كما يحدث عند رفع المنفذ. مع ذلك، يوجد حدٌّ ميكانيكي لعرض منفذ العادم الواحد، يبلغ حوالي 62% من قطر الأسطوانة، لضمان عمر معقول لحلقات المكبس. بعد تجاوز هذا الحد، تنتفخ حلقات المكبس داخل منفذ العادم وتتآكل بسرعة. يُمكن الوصول إلى عرض أقصى يبلغ 70% من قطر الأسطوانة في محركات السباق، حيث تُستبدل الحلقات كل بضعة سباقات. تتراوح مدة فتح صمام السحب بين 120 و160 درجة. ويُحدّد زمن فتح منفذ النقل عند 26 درجة كحد أدنى. يمكن لنبضة الضغط المنخفضة والقوية في غرفة التمدد لمحرك السباق ثنائي الأشواط أن تخفض الضغط إلى -7 رطل لكل بوصة مربعة عندما يكون المكبس في أدنى نقطة ميتة، وتكون منافذ النقل مفتوحة على مصراعيها تقريبًا. أحد أسباب ارتفاع استهلاك الوقود في المحركات ثنائية الأشواط هو أن جزءًا من خليط الوقود والهواء المضغوط الداخل يُدفع عبر الجزء العلوي من المكبس، حيث يعمل على تبريده، ثم يخرج مباشرة من أنبوب العادم. تعمل غرفة التمدد ذات النبضة العكسية القوية على إيقاف هذا التدفق الخارج. ^{[ 9 ]}

يتمثل أحد الاختلافات الأساسية بين محركات الديزل ثنائية الأشواط ومحركات رباعية الأشواط التقليدية في أن علبة المرافق في محرك الديزل ثنائي الأشواط مغلقة وتشكل جزءًا من عملية السحب في محركات البنزين ومحركات الاحتراق الداخلي . غالبًا ما تُضاف إلى محركات الديزل ثنائية الأشواط منفاخ جذور أو مضخة مكبسية لعملية التنظيف .

صمام مدخل ريد

صمام القصبة هو صمام فحص بسيط ولكنه فعال للغاية ، يُركّب عادةً في مسار سحب الهواء للمنفذ الذي يتحكم فيه المكبس. يسمح هذا الصمام بسحب غير متماثل لشحنة الوقود، مما يُحسّن القدرة وكفاءة استهلاك الوقود، مع توسيع نطاق القدرة. تُستخدم هذه الصمامات على نطاق واسع في محركات الدراجات النارية، والمركبات الرباعية، والمحركات البحرية الخارجية.

صمام مدخل دوار

يتم فتح وإغلاق مسار السحب بواسطة عنصر دوار. ومن الأنواع الشائعة التي تُرى أحيانًا في الدراجات النارية الصغيرة قرص مشقوق مثبت على عمود المرفق ، والذي يغطي ويكشف فتحة في نهاية علبة المرافق، مما يسمح بدخول الشحنة خلال جزء من الدورة (يسمى صمام القرص).

يستخدم نوع آخر من صمامات السحب الدوارة في محركات الشوطين أسطوانتين مزودتين بفتحات مناسبة، بحيث تدور إحداهما داخل الأخرى ، ولا يمر أنبوب السحب إلى علبة المرافق إلا عند تطابق الفتحتين. وقد يشكل عمود المرفق نفسه أحد الأسطوانتين، كما هو الحال في معظم محركات شمعات التسخين المسبق. وفي تصميم آخر، يُصمم قرص المرفق بحيث يكون محكمًا داخل علبة المرافق، ويحتوي على فتحة تتوافق مع ممر السحب في جدار علبة المرافق في الوقت المناسب، كما هو الحال في دراجات فيسبا النارية. 

تتمثل ميزة الصمام الدوار في أنه يسمح بتوقيت سحب غير متماثل في محرك ثنائي الأشواط، وهو أمر غير ممكن في محركات المنافذ المكبسية. ففي محركات المنافذ المكبسية، يُفتح ويُغلق توقيت السحب قبل وبعد النقطة الميتة العليا عند نفس زاوية عمود المرفق، مما يجعله متماثلاً، بينما يسمح الصمام الدوار ببدء الفتح والإغلاق في وقت أبكر.

يمكن تصميم محركات الصمامات الدوارة لتوفير طاقة على نطاق سرعة أوسع أو طاقة أعلى على نطاق سرعة أضيق مقارنةً بمحركات الصمامات المكبسية أو محركات الصمامات القصبية. ومن الأهمية بمكان، أنه عندما يكون جزء من الصمام الدوار جزءًا من علبة المرافق نفسها، يجب منع حدوث أي تآكل.

تنوعات البحث عن الطعام

التنظيف بالتدفق المتقاطع

في محرك التدفق المتقاطع، تقع منافذ نقل الغازات والعادم على جانبين متقابلين من الأسطوانة، ويقوم عاكس على رأس المكبس بتوجيه شحنة السحب الجديدة إلى الجزء العلوي من الأسطوانة، دافعًا غاز العادم المتبقي إلى أسفل الجانب الآخر من العاكس وخروجه من منفذ العادم. ^{[ 10 ]} يزيد العاكس من وزن المكبس ومساحة سطحه المعرضة للهواء، ولأنه يُصعّب تبريد المكبس وتحقيق شكل فعال لغرفة الاحتراق، فقد تم استبدال هذا التصميم إلى حد كبير بنظام كنس أحادي التدفق بعد ستينيات القرن الماضي، خاصةً في الدراجات النارية، ولكن بالنسبة للمحركات الأصغر أو الأبطأ التي تستخدم الحقن المباشر، لا يزال مكبس العاكس خيارًا مقبولًا.

تنظيف الحلقة

تعتمد هذه الطريقة في عملية التنظيف على استخدام منافذ نقل مصممة وموضعة بعناية لتوجيه تدفق الخليط الجديد نحو غرفة الاحتراق عند دخوله الأسطوانة. يصطدم خليط الوقود والهواء برأس الأسطوانة ، ثم يتبع انحناء غرفة الاحتراق، ثم ينحرف إلى الأسفل.

لا يمنع هذا فقط خروج خليط الوقود والهواء مباشرةً من منفذ العادم، بل يُحدث أيضًا دوامة اضطراب تُحسّن كفاءة الاحتراق ، وقوة المحرك، واستهلاك الوقود. عادةً، لا يتطلب الأمر استخدام عاكس للمكبس، لذا يتميز هذا الأسلوب بميزة واضحة على نظام التدفق المتقاطع (المذكور أعلاه).

غالباً ما يشار إليها باسم "Schnuerle" (أو "Schnürle") تنظيف الحلقات نسبة إلى أدولف شنورل، المخترع الألماني لشكل مبكر في منتصف عشرينيات القرن العشرين، وقد تم اعتمادها على نطاق واسع في ألمانيا خلال ثلاثينيات القرن العشرين وانتشرت على نطاق أوسع بعد الحرب العالمية الثانية .

يُعدّ نظام التنظيف الحلقي أكثر أنواع نقل خليط الوقود والهواء شيوعًا في محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط الحديثة. وكانت سوزوكي من أوائل الشركات المصنعة خارج أوروبا التي اعتمدت محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الأشواط المزودة بنظام التنظيف الحلقي. وقد استُخدمت هذه الميزة التشغيلية بالتزامن مع نظام العادم ذي غرفة التمدد الذي طورته شركة MZ الألمانية لتصنيع الدراجات النارية، بالتعاون مع والتر كادن.

عملت أنظمة تنظيف العادم الحلقية، والصمامات القرصية، وغرف التمدد بتناغمٍ عالٍ لزيادة قدرة محركات الشوطين بشكلٍ ملحوظ، لا سيما من الشركات اليابانية المصنعة سوزوكي، وياماها، وكاواساكي. وقد حققت سوزوكي وياماها نجاحًا كبيرًا في سباقات الجائزة الكبرى للدراجات النارية في ستينيات القرن الماضي، ويعود الفضل في ذلك جزئيًا إلى زيادة القدرة التي وفرها نظام تنظيف العادم الحلقي.

من المزايا الإضافية لنظام تنظيف الدائرة إمكانية تصنيع المكبس بشكل شبه مسطح أو مقبب قليلاً، مما يسمح بتقليل وزنه وزيادة قوته بشكل ملحوظ، وبالتالي تحمله سرعات محرك أعلى. كما يتميز المكبس ذو السطح المسطح بخصائص حرارية أفضل، وهو أقل عرضة للتسخين غير المتساوي، والتمدد، وتلف المكبس، والتغيرات في الأبعاد، وفقدان الضغط.

صنعت شركة ساب محركات ثلاثية الأسطوانات بسعة 750 و850 سم مكعب، استنادًا إلى تصميم DKW، وقد أثبتت هذه المحركات نجاحًا معقولًا عند استخدام نظام الشحن الحلقي. كانت سيارة ساب 92 الأصلية مزودة بمحرك ثنائي الأسطوانات ذي كفاءة منخفضة نسبيًا. عند سرعات السير العادية، كان انسداد منفذ العادم ناتجًا عن انعكاس الموجات عند تردد منخفض جدًا. وقد ساهم استخدام مشعب العادم غير المتماثل ثلاثي المنافذ، المستخدم في محرك DKW نفسه، في تحسين كفاءة استهلاك الوقود.

كان المحرك القياسي سعة 750 سم مكعب ينتج قوة تتراوح بين 36 و42 حصانًا (27 إلى 31 كيلوواط) ، وذلك حسب سنة الصنع. أما نسخة مونت كارلو رالي، سعة 750 سم مكعب (مع عمود مرفقي مملوء لزيادة نسبة الانضغاط الأساسية)، فكانت تولد قوة 65 حصانًا (48 كيلوواط) . وتوفرت نسخة سعة 850 سم مكعب في سيارة ساب سبورت موديل 1966 (وهي نسخة قياسية مقارنةً بالنسخة الفاخرة من مونت كارلو). تشكل نسبة الانضغاط الأساسية جزءًا من نسبة الانضغاط الكلية لمحرك ثنائي الأشواط. وتشير دراسة نُشرت في مؤتمر جمعية مهندسي السيارات (SAE) عام 2012 إلى أن نظام التنظيف الحلقي أكثر كفاءة من نظام التنظيف العرضي في جميع الظروف.    

التنظيف أحادي التدفق

• 
  رسوم متحركة لمحرك ديزل ثنائي الأشواط أحادي التدفق
• 
  مخطط تدفق التنظيف أحادي التدفق

في محرك التدفق الأحادي، يدخل خليط الوقود والهواء، أو "هواء الشحن" في حالة محركات الديزل، من أحد طرفي الأسطوانة، ويتحكم فيه المكبس، بينما يخرج العادم من الطرف الآخر، ويتحكم فيه صمام العادم أو المكبس. ولذلك، يكون تدفق غازات الاحتراق في اتجاه واحد فقط، ومن هنا جاءت تسمية " التدفق الأحادي ".

يُعدّ تصميم صمام العادم شائعًا في محركات الديزل ثنائية الأشواط، سواءً كانت للاستخدام على الطرق المعبدة أو الوعرة أو الثابتة (مثل محركات ديترويت ديزل )، وبعض محركات الديزل البحرية الصغيرة ثنائية الأشواط (مثل محركات شركة غراي مارين موتور ، التي عدّلت سلسلة ديترويت ديزل 71 للاستخدام البحري )، وبعض قاطرات الديزل ثنائية الأشواط المستخدمة في السكك الحديدية ( مثل محركات إلكترو-موتيف ديزل )، ومحركات الدفع الرئيسية البحرية الكبيرة ثنائية الأشواط (مثل محركات وارتسيلا ). وتُمثّل أنواع المحركات ذات المنافذ بتصميم المكابس المتقابلة ، حيث يوجد مكبسان في كل أسطوانة، يعملان في اتجاهين متعاكسين، كما هو الحال في محركي يونكرز جومو 205 ونابير ديلتيك . ^{[ 11 ]} ويندرج تصميم الأسطوانة المفردة المنفصلة، ​​الذي كان شائعًا في السابق، ضمن هذه الفئة، وهو في الواقع تصميم أحادي التدفق مطوي. وبفضل توقيت العادم المتقدم، يُمكن تزويد محركات التدفق الأحادي بشاحن توربيني يعمل بواسطة عمود المرفق، سواءً كان من نوع المكابس أو من نوع روتس. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

تستخدم العديد من محركات الشوطين الحديثة نظام صمامات الطاقة . توجد هذه الصمامات عادةً داخل أو حول منافذ العادم. وتعمل بطريقتين: إما بتغيير منفذ العادم عن طريق إغلاق الجزء العلوي منه، مما يؤثر على توقيت الفتح، كما في أنظمة Rotax RAVE و Yamaha YPVS و Honda RC-Valve و Kawasaki KIPS و Cagiva CTS و Suzuki AETC، أو بتغيير حجم العادم، مما يغير تردد الرنين لغرفة التمدد ، كما في نظامي Suzuki SAEC و Honda V-TACS. والنتيجة هي محرك ذو عزم دوران أفضل عند السرعات المنخفضة دون التضحية بعزم الدوران عند السرعات العالية. مع ذلك، ونظرًا لوجود صمامات الطاقة في مسار تدفق الغازات الساخنة، فإنها تحتاج إلى صيانة دورية لضمان أدائها الأمثل.

يتمتع نظام الحقن المباشر بمزايا كبيرة في محركات الاحتراق ثنائي الأشواط. ففي هذه المحركات التي تعمل بنظام الكربوراتير، تكمن المشكلة الرئيسية في خروج جزء من خليط الوقود والهواء مباشرةً دون احتراق عبر منفذ العادم، ويقضي نظام الحقن المباشر على هذه المشكلة بفعالية. ويُستخدم نظامان في هذا الصدد: نظام الحقن بمساعدة الهواء بضغط منخفض، ونظام الحقن بضغط عالٍ.

وبما أن الوقود لا يمر عبر علبة المرافق، فإن هناك حاجة إلى مصدر منفصل للتشحيم.

لأغراض هذه المناقشة، من المفيد التفكير بمصطلحات الدراجات النارية، حيث يكون أنبوب العادم مواجهًا لتيار هواء التبريد، ويدور عمود المرفق عادةً في نفس محور واتجاه دوران العجلات، أي "إلى الأمام". تنطبق بعض الاعتبارات المذكورة هنا على محركات رباعية الأشواط (التي لا يمكنها عكس اتجاه دورانها دون تعديل كبير)، والتي تدور جميعها تقريبًا إلى الأمام أيضًا. ومن المفيد أيضًا ملاحظة أن وجهي المكبس "الأمامي" و"الخلفي" هما - على التوالي - جانبي منفذ العادم ومنفذ السحب، ولا علاقة لهما بأعلى المكبس أو أسفله.  

يمكن لمحركات البنزين ثنائية الأشواط العادية أن تعمل في الاتجاه المعاكس لفترات قصيرة وتحت أحمال خفيفة دون مشاكل تُذكر، وقد استُخدمت هذه الخاصية لتوفير إمكانية الرجوع للخلف في السيارات الصغيرة ، مثل سيارة ميسرشميت KR200 ، التي كانت تفتقر إلى تروس الرجوع للخلف. في السيارات المزودة بنظام تشغيل كهربائي، يُطفأ المحرك ويُعاد تشغيله في الاتجاه المعاكس بتدوير المفتاح في الاتجاه المعاكس. وقد استخدمت عربات الغولف ثنائية الأشواط نظامًا مشابهًا. تعمل المغناطيسات التقليدية ذات دولاب الموازنة (التي تستخدم نقاط فصل التلامس، ولكن بدون ملف خارجي) بكفاءة مماثلة في الاتجاه المعاكس لأن الكامة التي تتحكم في النقاط متناظرة، مما يؤدي إلى فصل التلامس قبل النقطة الميتة العليا بكفاءة متساوية سواءً كان المحرك يعمل للأمام أو للخلف. تعمل محركات الصمامات القصبية في الاتجاه المعاكس بكفاءة مماثلة لمحركات التحكم في المنافذ بواسطة المكابس، على الرغم من أن محركات الصمامات الدوارة تتميز بتوقيت سحب غير متناظر ولا تعمل بكفاءة عالية.

توجد عيوب خطيرة لتشغيل العديد من المحركات عكس اتجاه الدوران تحت الحمل لفترات طويلة، وبعض هذه الأسباب عامة، تنطبق على محركات الشوطين ومحركات الأشواط الأربعة على حد سواء. يُقبل هذا العيب في معظم الحالات التي تُعتبر فيها التكلفة والوزن والحجم من الاعتبارات الرئيسية. تكمن المشكلة في أنه عند التشغيل "الأمامي"، يكون سطح الدفع الرئيسي للمكبس على السطح الخلفي للأسطوانة، وهو الجزء الأبرد والأفضل تزييتًا في محركات الشوطين تحديدًا. أما السطح الأمامي للمكبس في محرك ذي أسطوانة خلفية فهو أقل ملاءمة ليكون سطح الدفع الرئيسي، لأنه يُغطي ويكشف منفذ العادم في الأسطوانة، وهو الجزء الأكثر سخونة في المحرك، حيث يكون تزييت المكبس في أدنى مستوياته. كما أن السطح الأمامي للمكبس أكثر عرضة للتلف لأن منفذ العادم، وهو الأكبر في المحرك، يقع في الجدار الأمامي للأسطوانة. تتعرض حواف المكابس وحلقاتها لخطر الاندفاع إلى هذا المنفذ، لذا يُفضل دائمًا أن تضغط بقوة على الجدار المقابل (حيث توجد منافذ النقل فقط في محرك التدفق المتقاطع)، كما أن الدعم اللازم يُعدّ جيدًا. في بعض المحركات، يُزاح الطرف الصغير للمكبس لتقليل قوة الدفع في اتجاه الدوران المقصود، ويُصنع الوجه الأمامي للمكبس أرق وأخف وزنًا للتعويض، ولكن عند الدوران للخلف، يتعرض هذا الوجه الأمامي الأضعف لإجهاد ميكانيكي متزايد لم يُصمم لمقاومته. ^{[ 15 ]} يمكن تجنب ذلك باستخدام رؤوس متقاطعة ، وكذلك باستخدام محامل دفع لعزل المحرك عن الأحمال الطرفية.

تُصمَّم بعض محركات الديزل الكبيرة ثنائية الأشواط المستخدمة في السفن لتكون قابلة للعكس. ومثل محركات السفن رباعية الأشواط (التي يُمكن عكس بعضها أيضًا)، تستخدم هذه المحركات صمامات تعمل ميكانيكيًا، مما يستلزم آليات إضافية لعمود الكامات. وتستخدم هذه المحركات رؤوسًا متقاطعة للتخلص من الدفع الجانبي على المكبس وعزل المساحة أسفل المكبس عن علبة المرافق.

إضافةً إلى الاعتبارات الأخرى، قد لا تعمل مضخة الزيت في محرك ثنائي الأشواط حديث في الاتجاه المعاكس، وفي هذه الحالة، يعاني المحرك من نقص الزيت خلال فترة وجيزة. تشغيل محرك الدراجة النارية في الاتجاه المعاكس أمر سهل نسبيًا، وفي حالات نادرة، قد يحدث ذلك نتيجة انفجار عكسي. لذا، يُنصح بتجنب ذلك.

يمكن تركيب محركات الطائرات النموذجية المزودة بصمامات قصبية في وضعية الجر أو الدفع دون الحاجة إلى تغيير المروحة. تعمل هذه المحركات بنظام الإشعال بالضغط، لذا لا توجد مشاكل في توقيت الإشعال، ولا يُلاحظ فرق يُذكر بين دورانها للأمام أو للخلف.

• فرانك جاردين (ألكوا): "التمدد الحراري في تصميم محركات السيارات"، ورقة بحثية رقم 300010 صادرة عن جمعية مهندسي السيارات
• جي بي بلير وآخرون (جامعة بلفاست)، آر فليك (ميركوري مارين)، "التنبؤ بخصائص أداء المحركات ثنائية الأشواط المزودة بصمامات سحب ريد"، ورقة SAE رقم 790842
• G Bickle et al. (ICT Co), R Domesle et al. (Degussa AG): "التحكم في انبعاثات محركات ثنائية الأشواط"، هندسة السيارات الدولية (SAE) فبراير 2000: 27-32.
• BOSCH, "Automotive Manual", 2005, Section: Fluid's Mechanics, Table 'Discharge from High-Pressure Deposits'.

• Media related to Two-stroke engines at Wikimedia Commons
• Two-Stroke Engine at How Stuff Works
• Sherman, Don (December 17, 2009), "A Two-Stroke Revival, Without the Blue Haze", The New York Times.