二四冲程发动机剖析.ppt

二 四冲程发动机原理 二冲程发动机 四冲程发动机 在二冲程发动机中 曲轴每旋转一圈 360度 活塞往复移动一次 发动机完成一个工作循环 即每二个冲程完成一个工作循环 四冲程发动机中 曲轴每旋转两圈 720度 活塞往复移动两次 发动机完成一个工作循环 即每个冲程完成一个工作循环 冲程 发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程工作循环 完成四个过程称为一个工作循环 二冲程发动机基本结构 1 相对于四冲程发动机 二冲程取消了气门及气门驱动机构 所以结构简单 2 在缸体上开有进气孔 排气孔和换气孔 二冲程发动机工作原理 无论是二冲发动机还是四冲程发动机 都需要四个过程 这四个过程称为一个工作循环第一个过程是进气过程 即是要将气体吸入发动机内 汽油机吸入的一定比例的是汽油和空气的混合气 而柴油机吸入的是纯空气 第二个过程是压缩过程 在气体被吸入后 需要被压缩 压缩的气体压力和温度会升高 为下一步的燃烧做准备 第三个过程就是燃烧作功过程 气体被压缩后 压力和温度升高 如果是汽油机 这个高压高温的混合气一旦点燃 即会迅速的燃烧膨胀 推动活塞输出动力 这个燃烧膨胀的过程常被称为作功过程 第四过程是排气过程 已经燃烧过的气体要排出发动机 结束这一个工作循环 第一个冲程 活塞由下止点向上止点运动 依次完成排气 换气 压缩及进气 在到达上止点前某一刻 火花塞点火 活塞从下向上运动完成压缩和进气 并在接近上止点时完成点火活塞处于下止点 此时排气孔和换气孔处于打开状态 燃烧后的气体由排气孔排出 同时同曲轴箱内的新鲜气体由换气孔进入气缸 活塞上行 关闭排气孔和换气孔 开始压缩气缸内的混合气 活塞上行打开进气孔 新鲜混合气吸入曲轴箱 当活塞即将到达上止点时 火花塞点火燃烧 第二冲程 活塞由上止点向下止点运动 完成作功 排气和换气 其中换气贯穿两个冲程 因为火花塞点火点燃混合气后 推动活塞下行作功 因为活塞的下行 曲轴箱内的混合气被压缩 按常规思路此时曲轴箱内的混合气会排出 但是二冲程汽油机在进气孔前设计一个单向的阀片 此时自动关闭 所以曲轴箱内的气体不会排出而被压缩 这个过程称为预压缩 当活塞即将到达下止点时 排气孔打开 开始排气 同时曲轴箱内的预压缩的混合气经换气孔进入气缸 这个过程称为换气过程 到达下止点后 循环进入第一个冲程 通过对二冲程汽油机的工作过程分析 发现发动机完成进气 压缩 作功 排气这一工作循环只需要两个冲程 所以称为二冲程发动机 所以二冲程发动机一个工作循环曲轴转一圈 也即意味着曲轴每转一圈活塞作功一次 而四冲程发动机完成进气 压缩 作功和排气这一工作循环需要四个冲程 曲轴转两圈 即意味着曲轴转两圈活塞作功一次 相对于四冲程发动机 二冲程发动机的升功率高 这是二种程发动机的第二个优点 升功率 每升气缸工作容积所发出的功率 即 升功率 1 二冲程发动机曲轴每旋转一圈 就有一个作功冲程 因此 在转速 进气条件等因素相同的条件下 理论上讲 二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍 但因二冲程发动机的废气排出不完全 同时 由于扫气口先于排气口关闭而产生额外排气 所以实际上 二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍 而是1 5 1 7倍 2 由于二冲程发动机的换气 有一部分可燃混合气随废气一同排出 因而燃油和润滑油消耗量都大 3 由于二冲程发动机的换气时间短促 换气不完善 因而缸内残余废气较多 低速失火率高 燃烧情况差 加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了 因此 排放污染严重 污染物中的HC值远高于四冲程发动机 4 由于二冲程发动机作功冲程频率大 故工作较平稳 5 由于二冲程发动机作功冲程频繁 每转需燃烧一次 因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多 特别是活塞更为严重 二冲程发动机特点 工作原理区别 不论是二种程发动机还是四冲程发动机 都要经过进 扫 气 压缩 燃烧膨胀 排气四个工作过程 才能完成一个工作循环二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环 其进 排气门或进 排 扫气口都只开启和关闭一次 但其开启和关闭的时间周期不同 四冲程发动机工作原理 四冲程汽油机的工作循环由4个活塞行程组成 即进气行程 压缩行程 作功行程和排气行程 四冲程工作原理图 从二冲程汽油机的工作原理上可以看出 曲轴旋转360 完成一个工作循环 它是靠缸壁上的扫气口与排气口进行进 排气过程的 结构较为简单 四冲程汽油机是在曲轴旋转720 时完成一个工作循环 它是靠用凸轮轴控制进 排气门进行进 排气过程的 这样 二冲程汽油机在相同的曲轴转速下作功比四冲程发动机高一倍 因为扫气损失 实际功率输出比四冲程汽油机高50 70 由于二冲程汽油机曲轴转一周作一次功 所以它的扭矩较四冲程汽油机均匀 四冲程汽油机进气与排气共占曲轴转角360 而二冲程汽油机进排气只占曲轴转角的130 150 为四冲程汽油机的1 3以上 二冲程汽油机的新鲜燃气先进入曲轴箱 当活塞下行压缩时 再由扫气口进入汽缸 新鲜燃气有将残余废气挤出排气口的作用 不过 这时新鲜燃气的前部与废气混合在一起 它们之间没有明显的分界线 为实现汽缸内尽量少留残余废气 必然会有一