二冲程发动机

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简介

二冲程发动机是一种利用内燃完成完整动力循环的发动机。二冲程发动机在一个活塞的两个冲程内完成一个动力循环。此外，这个动力循环在一个曲轴的单次旋转中完成。这些发动机具有保持高功率重量比的独特特性，并且功率在非常狭窄的转速范围内可用，称为功率带。

什么是二冲程发动机？

Aa (2020) 中提到，二冲程发动机的工作原理非常特殊，即压缩冲程的开始和燃烧冲程的结束同时进行，进气和冲洗功能也同时进行。通常将二冲程发动机称为内燃机，它在一个曲轴旋转周期内，通过活塞的两个冲程来完成一个动力循环。根据 Ikpe 和 Owunnession 的说法，...

二冲程发动机具有高功率重量比的特点。第一个涉及气缸压缩功能的商用二冲程发动机是由一位名叫杜格尔德·克拉克的苏格兰工程师发现的，他在 1881 年获得了他的设计专利。

二冲程发动机：特性

二冲程发动机具有一些独特的特性，将它们与其他发动机（如四冲程发动机）区分开来。

• 这些发动机在一个动力冲程中完成曲轴的一个旋转。

• 这些发动机具有产生非常高扭矩的特性。

• 二冲程发动机显示出热效率低下。

• 二冲程发动机产生大量烟雾。

• 这些发动机润滑不良会导致部件磨损和撕裂。

• 二冲程发动机更轻，噪音更大。

• 这些发动机的制造工艺相对简单，价格也相对便宜。

二冲程发动机：构造

图 1：二冲程发动机

二冲程发动机由多个部件组成，每个部件都有其独特的功能。活塞通过连杆连接到曲轴，将气体的膨胀力转化为曲轴的机械旋转。曲轴将往复运动转化为旋转运动。连杆将运动从活塞传递到曲轴，并充当杠杆。发动机中还有一个利用储存能量的机械装置，称为飞轮。

发动机中有一个火花塞，它将电流释放到燃烧室，进一步帮助点燃空气燃料混合物，导致气体快速膨胀。曲轴上有一个平衡重，可以减少由于旋转部件不平衡而产生的振动。有两个具有不同功能的独立端口，这些端口称为进气口和排气口，这些端口通常有助于新鲜空气和燃料进入和离开气缸。

二冲程发动机：循环

图 2：二冲程发动机

发动机循环中发生两个不同的循环，第一个是下行程，其中活塞从上止点移动到下止点，让新鲜空气进入燃烧室。新鲜的空气燃料混合物通过曲轴箱的通道进一步进入燃烧室。在这个整个行程中，曲轴旋转 180°。

在上行程运动中，活塞从下止点推到上止点，这会导致燃料空气混合物被压缩，发动机内的火花塞点燃混合物。然后混合物膨胀，活塞向下推。在上行程的情况下，进气口打开。根据 Heywood 和 Sher (2017) 的说法，当进气口打开时，混合物被吸入曲轴箱，这使得混合物能够在下行程期间进入燃烧室。但是它继续停留在曲轴箱中，直到活塞移动到上止点，在这个行程中，活塞旋转 180°。

二冲程发动机：应用

• 二冲程发动机因其机械结构简单，重量轻而在某些情况下具有优势。

• 这些发动机通过将油与燃料混合进行润滑，并且可以用于任何方面。因此，这些工程师主要用于手持工具，例如链锯 (backyardgadget 2022)。

• 二冲程发动机也用于推进应用，例如摩托车、越野摩托车和轻便摩托车。

结论

二冲程发动机利用下行程和上行程运动来完成曲轴的旋转，这与一个完整的动力循环相关。这些发动机用于各种推进应用和手持工具。与四冲程发动机相比，这些发动机的结构相对简单，重量轻。这些发动机的功率重量比也较高。但是，二冲程发动机以噪音大、产生大量烟雾而闻名。这些发动机的扭矩很大。现在，在机动车辆中很少能找到这种二冲程发动机。

常见问题

Q1. 什么是二冲程发动机？

A1. 二冲程发动机是内燃机的一种变体，它在一个活塞的两个冲程内完成一个完整的动力循环。这个动力循环是通过曲轴的单次旋转来驱动的。

Q2. 谁发明了二冲程发动机？

A2. 一位名叫杜格尔德·克拉克的苏格兰工程师获得了第一个具有气缸压缩功能的商用二冲程发动机的设计专利。他在 1881 年获得了这项设计专利。

Q3. 二冲程发动机有哪些明显的缺点？

A3. 二冲程发动机的热效率较低。这些发动机以产生大量烟雾而闻名，因此与四冲程发动机相比效率较低。由于润滑不良，这些发动机容易磨损和撕裂。

Q4. 二冲程发动机的优点有哪些？

A4. 这些发动机重量轻。二冲程发动机的结构也简单。