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二冲程与四冲程发动机有什么区别?

文章来源: admin     时间: 2020-10-14

  现在轿车上运用的凯发668k8发起机大多数都是往复活塞式四冲程发起机,即发起机曲轴每旋转两周,阅历进气、紧缩、做功、排气四个冲程完结一个作业循环;而在摩托车、剪草机、油锯、游艇等机械上搭载的是两冲程发起机,即发起机曲轴滚动一周、阅历两个冲程即可完结一个作业循环。那么这两种发起机终究有什么差异呢?各有什么优缺陷呢?下面咱们来剖析一下这个问题。
  首要咱们来看看这两种发起机的结构上的差异。不论是两冲程仍是四冲程,都有汽油机和柴油机两种,它的全体结构可以分为两大组织、五大体系,即曲柄连杆组织,配气组织、燃料供应系、光滑系、冷却系、焚烧系和起动系。汽油机和柴油机的差异是柴油机没有焚烧系,而且二者的燃油供应系也有很大的差异;从热功率方面来说,柴油发起机更高一些。为了更好的阐明这两种发起机的差异,我将这些组织和体系别离说说。
  1、曲柄连杆组织
  曲柄连杆组织是发起机完结作业循环,完结能量转化的首要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。两冲程发起机与四冲程发起机的活塞连杆组和曲轴飞轮组结构根本上是相同的,差异在于机体组。
  发起机的机体组可以分为气缸盖和气缸体两部分。关于四冲程发起机来说,它的气缸盖结构是十分杂乱的,上面有进排气门、冷却水道、机油通道等;它的气缸体结构相对简略,一般仅仅一个密闭的圆筒罢了。
  而两冲程发起机恰恰与此相反,它的气缸盖结构是比较简略的,一般仅仅一个简略的盖子罢了,即便有气门,也只要一个排气门;而气缸体却是比较杂乱的,在气缸壁上开有进气口和排气口。
  2、配气组织
  配气组织的功用是依据发起机的作业次序和作业进程,守时敞开和封闭进气门和排气门,使可燃混合气或空气进入气缸,并使废气从气缸内排出,完结换气进程。关于四冲程发起机来说,它的配气组织是极为杂乱的,首要由凸轮轴、气门、气门挺杆等组成。特别是现在的发起机,越来越多的运用单缸四气门和可变气门正时技能,使配气组织称为了发起机中最为杂乱的组织。
  而关于两冲程发起机来说,它的配气组织就简略多了,乃至严格来说,它是没有配气组织的。它的进排气是通过曲轴作业、活塞上下运动,翻开和封闭坐落气缸壁上的进气口和排气口来完结的。在两冲程柴油机上一般有一个排气门,不过结构上比四冲程柴油机要简略得多。
  3、燃油供应体系
  燃料供应系的功用是依据发起机的要求,制造出必定数量和浓度的混合气,供入气缸,并将焚烧后的废气从气缸内排出到大气中去。现在四冲程发起机的燃油供应体系越来越杂乱了,一般都选用多点电喷或缸内直喷,或许混合喷发,在结构上有汽油泵、喷油器、油压调理组织等。而两冲程发起机的燃油供应体系是比较简略的,依然以化油器式居多,运用电喷的很少,结构上也要简略许多。
  4、光滑体系
  光滑系的功用是向作相对运动的零件外表运送定量的清洁光滑油,以完结液体冲突,减小冲突阻力,减轻机件的磨损。并对零件外表进行清洗和冷却。在这个体系中,两冲程和四冲程差异是十分大的。四冲程发起机有一套完好的光滑体系,在油底壳中存储发起机机油,运用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。而且四冲程发起机要尽可能的避免机油窜入焚烧室参加焚烧。
  而二冲发起机没有油底壳,曲轴箱用于发起机进气,活塞、气缸内壁和曲轴的光滑是依托吸入气缸的混合气中含有一小部分的机油来完结的。这种光滑方法,机油必定要进入焚烧室参加焚烧,所以发起时机冒蓝烟,排气蓝烟的程度取决于混合气中供合的机油份额。而且二者的机油也是有差异的,二冲程发起机的机油要求更简略焚烧,而且焚烧后残留物少。
  二冲程发起机有两种光滑方法,一种是混合光滑,行将光滑油混合在汽油中;另一种光滑方法是别离光滑,即运用机油泵,将光滑油打入曲轴轴颈等处,然后与新鲜混合气混合后一起进入焚烧室内烧掉。一般低端二冲程发起机在油箱中依照固定的份额添加机油和汽油,汽油和机油的份额约20:1,但这种方法机油的份额不精确,不能随发起机负荷的改变调整机油的供应量;一些相对高档的二冲程发起机都选用了别离式光滑,它有独自的机油壶、机油泵和油管,运用机油泵将机油泵入发起机的化油器,在化油器内与汽油混合。这样规划的长处是机油泵转速和泵油量跟着发起机转速的增大而添加,完结了随发起机负荷的改变而调理光滑机油的供应份额,运用较多的是铃木的CCI光滑技能,它油门拉线一起操控化油器和机油泵,机油泵担任将机油壶里的机油泵入发起机曲轴及轴承光滑,飞溅出来的机油实践进步入了曲轴箱;另一路机油进入气缸,光滑活塞和气缸。完结了机油的光滑。
  5、冷却体系
  冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时发出出去,确保发起机在最适合的温度状况下作业。一般四冲程发起机都选用水冷的方法,冷却系由冷却水套、水泵、电扇、水箱、节温器等组成,而二冲程发起机一般都选用风冷的方法,结构上十分简略,有些发起机仅仅依托天然风冷却的,杂乱一点的也便是添加一个电扇罢了。
  6、焚烧体系
  在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点着的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入焚烧室内。可以准时在火花塞电极间发生电火花的悉数设备称为焚烧系,焚烧系一般由蓄电池、发电机、分电器、焚烧线圈和火花塞等组成。柴油机是压燃的,所以没有该体系。四冲程发起机的焚烧体系是比较杂乱的,一般选用电控焚烧、单缸独立焚烧的操控方法;而二冲程发起机更多的是选用磁电机操控焚烧,结构上比较简略。
  7、起动体系
  发起机曲轴在外力作用下开端滚动到发起机开端自动地怠速作业的全进程,称为发起机的起动。完结起动进程所需的设备,称为发起机的起动系。在这套体系中,二冲程发起机和四冲程发起机差异不大,起动机的结构也根本相同。
  下面咱们再来看看四冲程发起机和二冲程发起机在作业原理上的差异。四冲程发起机作业时,它的每一个作业循环包含四个活塞行程:进气、紧缩、做功和排气。每一个冲程的运动进程如下:
  (1)进气行程:在这个行程中,进气门翻开,排气门封闭,活塞从上止点向下止点运动。空气和汽油的混合物被吸入气缸,在气缸内进一步混合构成可燃混合气。关于柴油机来说,它吸入的是纯空气。
  (2)紧缩行程:在这个行程中,进气门和排气门都封闭,活塞从下止点向上止点运动; 气缸容积逐步变小,气缸内混合气被紧缩,其压力和温度一起升高。当紧缩行程终了时,混合气压力的压力和温度都十分高,柴油机的紧缩终了温度会超越柴油的自燃温度。
  (3)作功行程:在这个行程中,进排气门依然封闭。紧缩行程完毕时,火花塞跳火点着可燃混合气,火焰敏捷传遍整个焚烧室,并放出许多热能;焚烧气体体积胀大,压力、温度升高;气体压力推进活塞从上止点运动到下止点,并通过连杆推进曲轴旋转作功。而柴油机在紧缩行程完毕时,喷油器将高压柴油以雾状喷入焚烧室,因为此刻气缸内温度高于柴油自燃温度,所以柴油自行着火焚烧,并构成多个火焰中心,焚烧的愈加剧烈,焚烧气体的高压力和高温度都远高于汽油机,人们说柴油机更有劲的原因就在于此。
  (4)排气行程:在这个行程中,进气门封闭,排气门敞开;活塞从下止点向上止点运动。胀大往后的废气在其本身剩下压力和在活塞的推进下,经排气门排出气缸。排气行程完毕后,残留在焚烧室内的少数废气称为剩余废气。剩余废气压力约为0.105~0.12MPa,温度约为900~1100K。这个进程柴油机和汽油机差不多,仅仅柴油机的剩余废气温度略低。
  二冲程发起机也分为汽油机和柴油机,它们的作业原理略有不同。二冲程汽油机作业原理如下:
  (1)第1行程:活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点。
  当活塞还处于下止点时,进气孔被活塞封闭,排气孔和扫气孔敞开。这时曲轴箱内的可燃混合气经扫气孔进入气缸,打扫其间的废气。跟着活塞向上止点运动,活塞头部首要将扫气孔封闭,扫气停止。但此刻排气孔没有封闭,仍有部分废气和可燃混合气经排气孔继续排出,称其为额定排气。当活塞将排气孔也封闭之后,气缸内的可燃混合气开端被紧缩。直至活塞抵达上止点,紧缩进程完毕。
  (2)第2行程:活塞由上止点移至下止点。
  在紧缩进程终了时,火花塞发生电火花,将气缸内的可燃混合气点着。焚烧气体胀大作功。此刻排气孔和扫气孔均被活塞封闭,惟有进气孔依然敞开。空气和汽油经进气孔继续流入曲轴箱,直至活塞裙部将进气孔封闭停止。跟着活塞继续向下止点运动,曲轴箱容积不断缩小,其间的混合气被预紧缩。尔后,活塞头部先将排气孔敞开,胀大后的焚烧气体已成废气,经排气孔排出。至此作功进程完毕,开端先期排气。随后活塞又将扫气孔敞开,通过预紧缩的可燃混合气从曲轴箱经扫气孔进入气缸,打扫其间的废气,开端扫气进程。这一进程将继续到下一个活塞行程中扫气孔被封闭时停止。
  二冲程柴油机作业原理如下:
  (1)第1行程:活塞由下止点移至上止点。
  当活塞还处于下止点方位时,进气孔和排气门均已敞开。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,打扫其间的废气。废气经气缸顶部的排气门排出。当活塞上移将进气孔封闭的一起,排气门也封闭,进入气缸内的空气开端被紧缩。活塞运动至上止点,紧缩进程完毕。
  (2)第2行程:活塞由上止点移至下止点。
  当紧缩进程终了时,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作功。当活塞下移2/3行程时,排气门敞开,废气经排气门排出。活塞继续下移,进气孔敞开,来自扫气泵的空气经进气孔进入气缸进行扫气。扫气进程将继续到活塞上移时将进气孔封闭停止。
二冲程发起机与四冲程发起机比较,有如下的优缺陷:
  二冲程发起机长处:
  (1)二冲程发起机没有进、排气门,没有杂乱的配气组织和光滑体系,冷却体系一般都选用风冷,所以在结构上比四冲程发起机更简略,分量比较轻,制造成本低价,毛病率也更低,修理也比较便利。
  (2)二冲程发起机曲轴每转一周完结一个作业循环,作功一次。当曲轴转速相一起,二冲程内燃机单位时刻的作功次数是四冲程内燃机的两倍。理论上二冲程发起机的功率应是四冲程发起机的两倍(但实践上只要1.5~1.7倍),发起机的升功率更高,动力性更好。
  (3)因为曲轴每转一周作功一次,因而曲轴旋转的角速度比较均匀,发起机作业比较平稳,关于单缸发起机来说体现的愈加显着。
  (4)规范的四冲程发起机只能在直立或歪斜视点不大的状况下作业,不然就可能在油料晃动的时分发生毛病。而二冲程发起机可在任何方位上作业,即便是发起机处于倒竖状况仍可有正常作业,这个特色关于某些手持移动式小型设备十分重要,比方链锯、除草机等。发起机运用的灵敏性十分强。
  二冲程发起机缺陷:
  (1)与四冲程发起机比较较而言,二冲程发起机的运动部件光滑作用较差,零部件作业环境较恶劣,曲轴、活塞等零部件耗费得更快。所以二冲程发起机比四冲程发起机寿数短,一般只要四冲程发起机寿数的1/3~1/2。
  (2)二冲程发起机进气、排气进程只占曲轴转角的130°~150°,进、排气进程简直一起进行,运用新气打扫废气,必定会有一些新鲜混合气随废气流出排气口,废气也不易铲除洁净。因而,二冲程内燃机的换气质量较差,燃料功率不高,整车的油耗比较高。
  (3)二冲程发起机在低速作业时,油门开度小,排气不充分,扫气不彻底,焚烧室内新鲜混合气浓度低,会使新鲜混合气焚烧不彻底,使废气中CH化合物的含量剧增;一起扫气时有一部分新鲜混合气随废气一起排出,混合气中的光滑机油焚烧不充分,也使排气中的CH化合物增多。因而二冲程发起机废气污染很大。稀有据标明,一辆排量50ml的二冲程摩托车用发起机,它的排气污染大致相当于五台排量2.0L轿车发起机。这是二冲程发起机被筛选的最首要原因。
  (4)发起机排气噪音大。焚烧发生的压力还没彻底释放完,部分燃料还没有焚烧,就直接被排走,所以它的排气噪声比四冲程的发起机大许多。
整体来说,二冲程发起机的长处是动力性好、分量轻、体积小、运用灵敏,缺陷是尾气污染大,噪音大,环保不合格。所以二冲程发起机一般只运用于对发起机动力性要求较高而运用环境要求不高以及运用率不大的机械上,比方剪草机、油锯、航模、农作机械、小型摩托车和越野摩托车、船只、重型运送车辆等。而四冲程发起机在归纳功能和环保功能方面更超卓,所以现在的轿车绝大多数都运用四冲程发起机。
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