不同冲程:二冲程和四冲程发动机如何工作

你们是二蛙泳队还是二蛙泳队?

通过 汉克O 'Hop | 更新 2021年6月4日下午2:23
不同冲程:二冲程和四冲程发动机如何工作
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你有没有想过为什么你需要给电锯的燃料供应加油?或者为什么一些越野自行车的排气音比其他的高?

我们都有过在院子里干活或开车的经历。但这并不意味着你已经有机会深入研究二冲程和四冲程发动机的细节。事实上,在有人在谈话中提到2-stroke之前,你可能不知道它们之间的区别。

这也没什么好羞愧的。事实上,大多数人只依赖四冲程发动机。随着电动汽车、摩托车和庭院工具在日常生活中越来越重要,这种情况也在发生变化。但是,如果你要研究任何与引擎相关的东西,你就需要知道它们的区别。别担心,欧宝娱乐怎么样就在案子上!

了解发动机循环

首先,2冲程和4冲程是指发动机循环长度的术语。为了更好地理解这些术语的含义,我们需要先理清思路。抛开你所知道的关于活塞驱动发动机的一切,除了你有一个活塞在燃烧室里连续上下运动的事实。

想象活塞上下运动。驱动这一运动的动力来自于混合物的点火或燃烧,它使活塞以巨大的力向下。点火是首要目标,但燃料和空气必须首先进入燃烧室才能点火。然后它必须被压缩,以最大限度地利用燃烧产生的能量。一旦压缩,就会发生点火。但是在循环再次开始之前,用过的混合物的废气必须排出腔室。

术语“冲程”来自于活塞在整个发动机循环中的运动。对应的数字是指活塞在腔室内完成所有功能所需运动的次数。简单地说,四笔画用四笔就能完成这些目标,而二笔画用两笔就能完成。

四冲程气缸盖。汉克O 'Hop

什么是四杆?

四冲程循环最早出现在1861年,当时一个名叫尼古拉斯·奥托的人提出了这个设计。这就是为什么你可能听说过它被称为"奥托循环"在极少数情况下

此方法为我们前面讨论的四个函数中的每一个都指定了一个笔画。但这并不是这种引擎的唯一特征。燃料和空气如何进出燃烧室对这种设计至关重要。这就是凸轮轴和燃烧室顶部的锥形阀发挥作用的地方。

凸轮轴来自克莱斯勒440立方英寸V8发动机。注意每个柱体有两个叶,汉克O 'Hop

让我们来分解一下四冲程循环。在四冲程发动机中,循环从进气冲程开始。当活塞向下运动时,凸轮轴移动到打开进气阀的位置。活塞向下运动产生的真空将空气和燃料的混合物吸入该阀门。一旦活塞到达腔的底部,它就不能再吸入任何空气,进气阀就会关闭。

进气阀和排气阀汉克O 'Hop

进气行程结束后,活塞开始在腔内向上运动以压缩混合物。一旦活塞到达燃烧室的顶部,就会发生点火,在压缩冲程和点火冲程期间,所有阀门都保持关闭状态,将活塞再次向下驱动。点火冲程后,排气阀打开,让活塞推动用完的混合物通过,直到它到达燃烧室的顶部。然后排气阀关闭,循环再次开始。

2冲程气缸盖。注意没有阀门。汉克O 'Hop

什么是二冲程?

有趣的是,二冲程发动机在四冲程发动机之后不久就出现了,1878年,一个名叫Dugald Clerk爵士的人发明了第一个成功的设计。

一旦你了解了四冲程循环的基本原理,就更容易跟上二冲程发动机的速度。在深入研究二冲程发动机如何完成其循环之前,我们需要排除四冲程发动机所依赖的几个部件。

二冲程发动机没有凸轮轴,也没有四冲程发动机的阀门。相反,它们采用套筒阀系统,其中两个永久打开的端口彼此相邻地存在于气缸壁上。这些被称为排气口和进口口。活塞本身就像阀门一样控制进出两个端口的流量。

2冲程进气道。汉克O 'Hop
2冲程排气口。注意它相对于进气口的升高位置。汉克O 'Hop

重要的是要注意,排气口通常高于进气道,因为这种配置允许更多的时间为排气逃逸在这个循环。

这种布局允许在同一冲程内发生燃料混合物的排气、进气和燃烧。从点火点开始,活塞开始向下运动。一旦活塞跑了这么远,它就暴露了排气口,让乏燃料混合物开始离开腔室。随着活塞的继续,该位置将开始揭开进口端口,以便新的燃料混合物开始进入。一旦活塞到达底部,它就开始向上移动,继续排出剩余的废气,压缩新的燃料混合物,直到它覆盖了端口,只压缩新鲜的燃料混合物。点火又开始了一个循环。

2冲程簧片阀。汉克O 'Hop

这种循环的关键部件是高性能应用中的簧片阀。该阀门存在于进气道内,当活塞在向上行程产生压力时,活塞向下行程的真空将燃料吸入,但不会将其推回来。

一个独特的特点,两冲程是燃料来也去曲轴箱。二冲程发动机采用全损耗润滑系统,其中燃料用于润滑旋转组件。这就是为什么你必须添加特殊二冲程发动机油这些引擎的燃料。

发动机循环如何影响发动机性能?

发动机循环在性能中起着重要作用,但两者都不具有普遍的优势。

只是为了好玩,让我们先谈谈2泳的明显优势。因为它有一个更快的周期,它可以产生更多的电力而不增加位移。在某些情况下,输出功率是相同尺寸的4冲程发动机的两倍以上。2冲程确实可以在更高的RPM下产生峰值功率,但缩短的周期可以让发动机在更短的时间内达到高速,有效地提高油门响应。

这并不完全是在性能方面。两笔比四笔轻得多。2冲程没有阀系,这是节省重量的最重要因素。因此,二冲程发动机不仅功率更大,重量也比四冲程发动机轻近50%,功率重量比显著提高。

二冲程设计的另一个好处是,它可以在任何方向运行,因为燃料输送不依赖于重力输送,这是许多应用的理想选择。

如果二冲程能够产生更大的能量,那么为什么我们不经常看到它们呢?这有两个重要原因。首先,它们不像四冲程发动机那么耐用,也不完全有利于排放。另一个因素是,对于普通驾驶者来说,它们不那么容易控制。

从本质上讲,相对较高的耐用性和较少的污染性质是我们倾向于在汽车、卡车和其他大型街道驾驶车辆上使用四冲程多缸发动机的原因。

2冲程的高功率输出以及在不增加尺寸和重量的情况下产生高功率的能力使其成为其他应用的明确选择。高性能越野车和草坪设备等应用既需要低功率重量比,又需要发动机可以在有利于2冲程的方向上运行。

但重要的是,不要排除这两个部分的四拍。这些发动机的耐用性和低端扭矩有其优势。首先,依靠四冲程的车辆或公用设施设备更容易维护。与汽车一样,低端扭矩更容易控制,安全控制所需的技能也更少,为乘客和操作人员带来了更愉快的体验。

但这并不意味着这个规则没有例外。你甚至可能会发现“过去”工业柴油采用2冲程循环的发动机。

你应该知道的引擎术语

得到的教育。

中风

冲程来自于燃烧室中活塞的运动。任何一个周期都是不言自明的。对应的数字是指活塞完成发动机运转所必需的四种功能所需运动的次数。

提升阀

锥阀是用于四冲程发动机的阀门。至少,这些发动机每个气缸将有两个气门。进气阀允许燃料和空气进入燃烧室,排气阀允许用过的混合物排出。

凸轮轴

四冲程发动机的另一个重要组成部分。这是负责打开燃烧室阀门的部件。它与曲轴相连,必须正确计时,以便阀门在正确的时刻打开和关闭。

港口

二冲程发动机依靠与活塞一起工作的端口来创建套筒阀系统。当活塞经过这些端口时,废燃料就会从燃烧室排出,新鲜的混合气就会进入。

簧片阀

在高性能2冲程发动机的进气道上有一个簧片阀。这个简单的气门系统允许燃料进入燃烧室,因为活塞向下运动时产生真空,但不会让燃料在活塞向上运动时被推出。

关于2冲程和4冲程的常见问题

如果你有问题,欧宝娱乐怎么样有答案!

问:二泳姿和四泳姿的区别是什么?

答:四冲程发动机用四冲程完成所有发动机功能,而二冲程发动机用两冲程完成所有功能。这些发动机在使用的部件和加油方面也有一些显著的差异。

问:二冲程发动机对环境有害吗?

答:二冲程发动机是造成车辆污染的重要因素。因为它们使用的是进气口而不是阀门,未燃烧的燃料会离开燃烧室,从而增加排放。这就是为什么它们通常仅限于越野车辆和小发动机应用的原因。

问:为什么两笔更快?

答:2冲程发动机完成所有功能比4冲程更快。它们的部件也更少,因此更轻。增加的发动机转速和更好的功率重量比都有助于提高采用这些发动机的车辆的性能。

问:为什么汽车不使用二冲程发动机?

答:我们在汽车上看不到二冲程发动机的主要原因是它们的排放。最重要的是,它们通常不像四杆杆那么耐用或容易控制。

问:在四冲程发动机中加入二冲程汽油会发生什么?

答:油被添加到2冲程燃料的应用,如污垢自行车因为燃料还可以作为发动机的润滑剂。四冲程发动机可以消耗这些燃料,但也会引起问题。它会损坏泵和过滤器,这就是为什么你不应该把两者混合在一起。

视频

通过这个视频了解更多关于2冲程和4冲程发动机的知识。

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