当前位置: 内燃机 >> 内燃机优势 >> 二冲程发动机与四冲程发动机在结构和工作原
此刻汽车上哄骗的带动机大大都都是往再造塞式四冲程带动机,即带动机曲轴每回旋两周,经验进气、紧缩、做功、排气四个冲程达成一个劳动轮回;而在摩托车、剪草机、油锯、游艇等机器上搭载的是两冲程带动机,即带动机曲轴转移一周、经验两个冲程便可达成一个劳动轮回。那末这两种带动机到底有甚么差别呢?各有甚么优瑕玷呢?底下咱们来解析一下这个题目。
首先咱们来看看这两种带动机的构造上的差别。不管是两冲程照旧四冲程,都有汽油机和柴油机两种,它的集体构造能够分为两大机构、五大系统,即曲柄连杆机构,配气机构、燃料供应系、光滑系、冷却系、点燃系和起动系。汽油机和柴油机最大的差别是柴油机没有点燃系,况且两者的燃油供应系也有很大的差别;从热效率方面来讲,柴油带动机更高一些。为了更好的申明这两种带动机的差别,我将这些机讲和系统别离说说。
1、曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是带动机实行劳动轮回,达成能量更改的重要行动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等构成。两冲程带动机与四冲程带动机的活塞连杆组和曲轴飞轮组构造根基上是同样的,差别在于机体组。
带动机的机体组能够分为气缸盖和蔼缸体两部份。关于四冲程带动机来讲,它的气缸盖构造是尤其繁杂的,上头有进排气门、冷却水道、机油通道等;它的气缸体构造相对简略,个别可是一个密闭的圆筒云尔。
而两冲程带动机偏偏与此相悖,它的气缸盖构造是对照简略的,个别可是一个简略的盖子云尔,纵使有气门,也只有一个排气门;而气缸体倒是对照繁杂的,在气缸壁上开有进气口和排气口。
2、配气机构
配气机构的功能是依照带动机的劳动依次和劳动历程,按时开启和合长进气门和排气门,使可燃混杂气或空气加入气缸,并使废气从气缸内排出,实行换气历程。关于四冲程带动机来讲,它的配气机构是极其繁杂的,重要由凸轮轴、气门、气门挺杆等构成。尤其是此刻的带动机,越来越多的哄骗单缸四气门和可变气门正时手艺,使配气机构称为了带动机中最为繁杂的机构。
而关于两冲程带动机来讲,它的配气机构就简略多了,乃至矜重来讲,它是没有配气机构的。它的进排气是颠末曲轴运行、活塞高低行动,翻开和合上位于气缸壁上的进气口和排气口来实行的。在两冲程柴油机上个别有一个排气门,不过构造上比四冲程柴油秘密简略不少。
3、燃油供应系统
燃料供应系的功能是依照带动机的请求,配制出必定命量和浓度的混杂气,供入气缸,并将焚烧后的废气从气缸内排出到大气中去。此刻四冲程带动机的燃油供应系统越来越繁杂了,个别都采纳多点电喷或缸内直喷,也许混杂放射,在构造上有汽油泵、喷油器、油压调理机构等。而两冲程带动机的燃油供应系统是对照简略的,依然以化油器式占多数,哄骗电喷的很少,构造上也要简略不少。
4、光滑系统
光滑系的功能是向做相对行动的零件表面运送定量的明净光滑油,以实行液体冲突,减小冲突阻力,加重机件的磨损。并对零件表面举办洗濯和冷却。在这个系统中,两冲程和四冲程差别是尤其大的。四冲程带动机有一套完备的光滑系统,在油底壳中保存带动机机油,行使机油泵将机油打向需求光滑的部件,有压力光滑和飞溅光滑两种型式。况且四冲程带动秘密尽也许的防备机油窜入焚烧室参加焚烧。
而二冲带动机没有油底壳,曲轴箱用于带动机进气,活塞、气缸内壁和曲轴的光滑是仰仗吸入气缸的混杂气中含有一小部份的机油来实行的。这类光滑方法,机油幸免要加入焚烧室参加焚烧,因而带动机缘冒蓝烟,排气蓝烟的水平取决于混杂气中供合的机油比例。况且两者的机油也是有区其余,二冲程带动机的机油请求更轻易焚烧,况且焚烧后残留物少。
二冲程带动机有两种光滑方法,一种是混杂光滑,行将光滑油混杂在汽油中;另一种光滑方法是分散光滑,即行使机油泵,将光滑油打入曲轴轴颈等处,尔后与新鲜混杂气混杂后一齐加入焚烧室内烧掉。个别低端二冲程带动机在油箱中依照停止的比例增加机油和汽油,汽油和机油的比例约20:1,但这类方法机油的比例不切确,不能随带动机负荷的变动调度机油的供应量;一些相对高等的二冲程带动机都采纳了分散式光滑,它有独自的机油壶、机油泵和油管,行使机油泵将机油泵入带动机的化油器,在化油器内与汽油混杂。云云计划的长处是机油泵转速和泵油量跟着带动机转速的增大而增进,实行了随带动机负荷的变动而调理光滑机油的供应比例,运用较多的是铃木的CCI光滑手艺,它油门拉线同时操纵化油器和机油泵,机油泵负责将机油壶里的机油泵入带动机曲轴及轴承光滑,飞溅出来的机油理论长加入了曲轴箱;另一齐机油加入气缸,光滑活塞和蔼缸。实行了机油的切确光滑。
5、冷却系统
冷却系的功能是将受热零件吸取的部份热量实时披发出去,保证带动机在最适当的温度状况下劳动。个别四冲程带动机都采纳水冷的方法,冷却系由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等构成,而二冲程带动机个别都采纳风冷的方法,构造上尤其简略,有些带动机可是仰仗果然风冷却的,繁杂一点的也便是增进一个风扇云尔。
6、点燃系统
在汽油机中,气缸内的可燃混杂气是靠电火花点燃的,为此在汽油机的气缸关上装有火花塞,火花塞头部伸入焚烧室内。能够依时在火花塞电极间孕育电火花的全体征战称为点燃系,点燃系时常由蓄电池、发机电、分电器、点燃线圈和火花塞等构成。柴油机是压燃的,因而没有该系统。四冲程带动机的点燃系统是对照繁杂的,个别采纳电控点燃、单缸自力点燃的操纵方法;而二冲程带动机更多的是采纳磁机电操纵点燃,构造上对照简略。
7、起动系统
带动机曲轴在外力影响下最先转移到带动机最先主动地怠速运行的全历程,称为带动机的起动。达成起动历程所需的安装,称为带动机的起动系。在这套系统中,二冲程带动机和四冲程带动机差别不大,起动机的构造也基事实同。
底下咱们再来看看四冲程带动机和二冲程带动机在劳动旨趣上的差别。四冲程带动机劳动时,它的每一个劳动轮回包罗四个活塞路途:进气、紧缩、做功和排气。每一个冲程的行动历程以下:
(1)进气路途:在这个路途中,进气门翻开,排气门合上,活塞从上止点向下止点行动。空气和汽油的混杂物被吸入气缸,在气缸内进一步混杂孕育可燃混杂气。关于柴油机来讲,它吸入的是纯空气。
(2)紧缩路途:在这个路途中,进气门和排气门都合上,活塞从下止点进取止点行动;气缸容积逐突变小,气缸内混杂气被紧缩,其压力和温度同时抬高。当紧缩路途完结时,混杂气压力的压力和温度都尤其高,柴油机的紧缩完结温度会高出柴油的自燃温度。
(3)做功路途:在这个路途中,进排气门依然合上。紧缩路途竣事时,火花塞跳火点燃可燃混杂气,火焰飞快传遍全体焚烧室,并放出洪量热能;焚烧气体体积膨胀,压力、温度抬高;气体压力推进活塞从上止点行动到下止点,并颠末连杆推进曲轴回旋做功。而柴油机在紧缩路途竣事时,喷油器将高压柴油以雾状喷入焚烧室,由于此时气缸内温度高于柴油自燃温度,因而柴油自行着火焚烧,并孕育多个火焰中央,焚烧的愈加重烈和暴力,焚烧气体的最高压力和最高温度都远高于汽油机,人们说柴油机更卖力的缘由就在于此。
(4)排气路途:在这个路途中,进气门合上,排气门开启;活塞从下止点进取止点行动。膨胀事后的废气在其本身残剩压力和在活塞的推进下,经排气门排出气缸。排气路途竣事后,残留在焚烧室内的小量废气称为残剩废气。残剩废气压力约为0.~0.12MPa,温度约为~K。这个历程柴油机和汽油机差未几,可是柴油机的残剩废气温度略低。
二冲程带动机也分为汽油机和柴油机,它们的劳动旨趣略有差别。二冲程汽油机劳动旨趣以下:
(1)第一齐途:活塞在曲轴动员下由下止点移至上止点。
当活塞还处于下止点时,进气孔被活塞合上,排气孔和扫气孔开启。这时曲轴箱内的可燃混杂气经扫气孔加入气缸,拂拭此中的废气。跟着活塞进取止点行动,活塞头部首先将扫气孔合上,扫气结束。但此时排气孔尚未合上,仍有部份废气和可燃混杂气经排气孔延续排出,称其为额外排气。当活塞将排气孔也合上以后,气缸内的可燃混杂气最先被紧缩。直至活塞抵达上止点,紧缩历程竣事。
(2)第二路途:活塞由上止点移至下止点。
在紧缩历程完结时,火花塞孕育电火花,将气缸内的可燃混杂气点燃。焚烧气体膨胀做功。此时排气孔和扫气孔均被活塞合上,只有进气孔依然开启。空气和汽油经进气孔延续流入曲轴箱,直至活塞裙部将进气孔合上为止。跟着活塞延续向下止点行动,曲轴箱容积一直收缩,此中的混杂气被预紧缩。从此,活塞头部先将排气孔开启,膨胀后的焚烧气体已成废气,经排气孔排出。至此做功历程竣事,最先先期排气。随后活塞又将扫气孔开启,颠末预紧缩的可燃混杂气从曲轴箱经扫气孔加入气缸,拂拭此中的废气,最先扫气历程。这一历程将不断到下一个活塞路途中扫气孔被合上时为止。
二冲程柴油机劳动旨趣以下:
(1)第一齐途:活塞由下止点移至上止点。
当活塞还处于下止点地方时,进气孔和排气门均已开启。扫气泵将纯洁的空气增压到0.12~0.14MPa后,经空气室和进气孔送入气缸,拂拭此中的废气。废气经气缸顶部的排气门排出。当活塞上移将进气孔合上的同时,排气门也合上,加入气缸内的空气最先被紧缩。活塞行动至上止点,紧缩历程竣事。
(2)第二路途:活塞由上止点移至下止点。
当紧缩历程完结时,高压柴油经喷油器喷入气缸,并自行着火焚烧。高温高压的焚烧气体推进活塞做功。当活塞下移2/3路途时,排气门开启,废气经排气门排出。活塞延续下移,进气孔开启,来自扫气泵的空气经进气孔加入气缸举办扫气。扫气历程将不断到活塞上刹那将进气孔合上为止。
二冲程带动机与四冲程带动机比拟,犹以下的优瑕玷:
二冲程带动机益处:
(1)二冲程带动机没有进、排气门,没有繁杂的配气机讲和光滑系统,冷却系统个别都采纳风冷,因而在构造上比四冲程带动机更简略,分量对照轻,制孕育本廉价,障碍率也更低,修理也对照便利。
(2)二冲程带动机曲轴每转一周达成一个劳动轮回,做功一次。当曲轴转速不异时,二冲程内燃机单元功夫的做功次数是四冲程内燃机的两倍。理论上二冲程带动机的功率应是四冲程带动机的两倍(但理论上只有1.5~1.7倍),带动机的升功率更高,动力性更好。
(3)由于曲轴每转一周做功一次,是以曲轴回旋的角速率对照平匀,带动机运行对照安稳,关于单缸带动机来讲呈现的愈加显然。
(4)准则的四冲程带动机只可在矗立或歪斜角度不大的状况下劳动,不然就也许在油料摇晃的时辰产生障碍。而二冲程带动机可在职何方位上运行,纵使是带动机处于倒立状况仍可有平常劳动,这个特征关于某些手持挪动式袖珍征战尤其严重,好比链锯、除草机等。带动机哄骗的灵敏性尤其强。
二冲程带动机瑕玷:
(1)与四冲程带动机相对照而言,二冲程带动机的行动部件光滑结果较差,零部件劳动处境较顽劣,曲轴、活塞等零部件耗费得更快。因而二冲程带动机比四冲程带动机寿命短,个别只有四冲程带动机寿命的1/3~1/2。
(2)二冲程带动机进气、排气历程只占曲轴转角的°~°,进、排气历程险些同时举办,行使新气拂拭废气,幸免会有一些新鲜混杂气随废气流出排气口,废气也不易排除明净。是以,二冲程内燃机的换气原料较差,燃料效率不高,整车的油耗对照高。
(3)二冲程带动机在低速运行时,油门开度小,排气不充足,扫气不彻底,焚烧室内新鲜混杂气浓度低,会使新鲜混杂气焚烧不彻底,使废气中CH化合物的含量剧增;同时扫气时有一部份新鲜混杂气随废气一齐排出,混杂气中的光滑机油焚烧不充足,也使排气中的CH化合物加多。是以二冲程带动机废气浑浊很大。珍稀据讲明,一辆排量50ml的二冲程摩托车用带动机,它的排气浑浊大概相当于五台排量2.0L轿车带动机。这是二冲程带动机被淘汰的最重要缘由。
(4)带动机排气噪音大。焚烧孕育的压力还没彻底释放完,部份燃料还没有焚烧,就直接被排走,因而它的排气噪声比四冲程的带动机大不少。
整体来讲,二冲程带动机最大的益处是动力性好、分量轻、体积小、运用灵敏,最大的瑕玷是尾气浑浊大,噪音大,环保不达标。因而二冲程带动机个别只运用于对带动灵敏力性请求较高而哄骗处境请求不高以及哄骗率不大的机器上,好比剪草机、油锯、航模、农做机器、袖珍摩托车和越野摩托车、坦克、船舶、重型运送车辆等。而四冲程带动机在归纳机能和环保机能方面更杰出,因而此刻的汽车绝大大都都哄骗四冲程带动机。
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