[科普中国]-二冲程内燃机-

二冲程内燃机属于内燃机的一种，是指在两个行程内完成一个工作循环的内燃机。它的工作循环包括进气、压缩、燃烧膨胀和排气。二冲程内燃机的进气是通过沿气缸圆周布置的扫气口供入气缸，而扫气口的开启和关闭由活塞控制。

简介二冲程内燃机属于内燃机的一种，是指在两个行程内完成一个工作循环的内燃机。它的工作循环包括进气、压缩、燃烧膨胀和排气。二冲程内燃机的进气是通过沿气缸圆周布置的扫气口供入气缸，而扫气口的开启和关闭由活塞控制。

供入气缸的充气压力必须高于大气压力，非增压二冲程内燃机一般为0.12～0.14兆帕。排气机构有两种型式，一种为排气口，另一种为排气门。排气口也是沿气缸圆周布置在气缸上，由活塞控制排气口的开启和关闭；排气门布置在气缸盖上，由凸轮和传动机构控制1。

工作原理如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应的内燃机叫二冲程内燃机。

辅助冲程：即进气冲程、压缩冲程和排气冲程的统称。为完成做功，这三个冲程都是为做功而准备的，故称之为辅助冲程。

辅助设备：内燃机除主要做功部分之外，还有燃料、点火、冷却及润滑四个辅助设备系统。燃料系统主要是化油器，它是把汽油和空气按一定比例配制成雾状的混合气体，以供给汽缸作为燃料使用；点火系统是由蓄电池、线圈、火花塞等部分组成，火花塞是由齿轮来管理的，它能够按时在气缸中产生电火花，使压缩的混合气体燃烧爆炸；冷却系统，主要部分是汽缸外部缸体的水套，使水在其中可以流动，因为燃料在汽缸中燃烧时，汽缸的温度可以升到2000℃左右，使汽缸壁和活塞发热，易使机件损坏，故汽缸外壁的水套中的水吸热上升进入散热器，降温后，再用抽水机将冷水打回水套中，使水循环地将汽缸冷却。小型内燃机和少数飞机也常用空气减热法，使汽缸外壳与空气接触面积增大，将热散逸到空气中去；润滑系统，是为防止金属磨损，而在机内装有油盘、抽油泵等装置向机件各部分输送润滑油，以减小摩擦损耗2。

工作循环当活塞从下止点开始向上移动时,扫气口和排气口均开启,新鲜充量(空气或可燃混合气)通过扫气泵提高压力后，由扫气口压入气缸。一方面，清扫气缸内的废气使之由排气口排出;一方面,又使气缸充满新鲜充量。这就是扫气过程。接着，活塞继续向上运动，先将扫气口覆盖，继而将排气口关闭,此时扫气过程结束。活塞再继续上行，将封闭在气缸内的新鲜充量和未排净的少量废气的混合气压缩到上止点时即完成压缩过程.这时气缸内压力和温度增高很多，活塞接近上止点时点火（或喷油），燃料燃烧，燃气压力和温度急剧升高，在高温高压气体作用下，推动活塞从上向下运动，即为燃烧膨胀过程。这时，内燃机对外作功，通过连杆推动曲轴作旋转运动，将机械功输出。当活塞继续下行打开排气口时，废气因压力较高便从排气口自行逸出，气缸内压力随即下降，待活塞打开扫气口时供入新鲜充量清扫废气，活塞再移至下止点时即完成一个工作循环1。

扫气方式冲程内燃机换气后，气缸内残余多少废气，或者说气缸内能充入多少新鲜充量，直接影响内燃机性能。二冲程内燃机没有单独的排气行程和进气行程，不能利用活塞的推挤作用清除废气，要使气缸清扫干净比较困难，难以得到高的扫气质量。因此，改进二冲程内燃机的扫气作用是一项重要的工作。二冲程内燃机有横流、回流和直流3种扫气方式（图2）。

①横流扫气:扫、排气口分别布置在气缸下部的两侧,扫气时新鲜充量易于横越气缸径直流向排气口。使用这种方式，废气清除得不干净，且有新鲜充量漏失，所以扫气质量不高,新机型很少采用；但这种方式结构简单,小型汽油机尚有采用的。

②回流扫气：扫气口和排气口分别布置在气缸下部的同一侧，扫气流充入气缸后先向上流动，然后再折转流向排气口，在气缸内形成扫气回流。这种扫气方式的扫气质量较高，结构也简单，获得广泛应用。

③直流扫气：有气口-气门式和气口-气口式（即对置活塞式）之分。扫气流由扫气口供入气缸，沿气缸轴线单向流动,同时绕气轴线旋转,将废气从排气口（排气门）扫出，新鲜充量与废气很少掺混。这种扫气方式的扫气质量最好，应用广泛，尤其适用于长行程船用柴油机。

二冲程内燃机用扫气泵中，应用最广的是罗茨压缩机（见罗茨鼓风机）和离心压缩机。有的小型内燃机用曲轴箱作为扫气泵。有的大型船用柴油机用活塞底部作为扫气泵，称为活塞底泵。也有少数二冲程内燃机采用螺杆压缩机和滑片压缩机作为扫气泵2。

优劣之处优点1.曲轴每转一周就有一个做功行程，当发动机工作容积和转速相同时，理论上二冲程发动机功率应等于四冲程发动机的两倍。

2.由于发生做功过程的频率较高，故运转比较均匀平稳。

3.由于没有专门的配气机构，所以结构简单，质量较小。

4.使用维护简便。附属机构少，易受磨损须经常维修的部件数量较少1。

缺点1.经济性较差。

2. 排放性差。

原因：由于二冲程发动机换气过程中新鲜气体损失较多，废气排除也不彻底，且气孔占据了一部分活塞行程，作功时能量损失较大，废气中未燃产物多。

影响：实际上二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的两倍，而是1.5-1.6倍左右。二冲程汽油机在一般汽车上很少采用，仅在摩托车、少数微型汽车及船用发动机上应用2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学