二冲程内燃机和四冲程内燃机有什么特点及各冲程的作用?

二冲程内燃机和四冲程内燃机有什么特点及各冲程的作用?

四冲程与二冲程发动机的比较
一、从工作过程和结构特点上比较
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.
可以这样说：二冲程汽油机最大的优点是体积小,质量轻,在同排量情况下发动机的动力性好,且结构简单,造价较低.
二、从换气质量上比较
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,必然会有一部分新鲜燃气由排气口流出造成浪费,故二冲程发动机的换气效率低,油耗上升（二冲程汽油机比四冲程汽油机油耗高50%.）
在低负荷时,油门开度小,二冲程汽油机的扫气更加不完全.因残余废气多,不能保证燃烧室所需的混合气浓度,故会出现断火现象.一般在怠速情况下完全燃烧的概率只有20%,由于断火现象使碳氢化合物排放含量剧增,新鲜燃气在排气系统中窜漏,以及新鲜燃气中混入润滑油等原因,均会对燃烧造成不良影响,所以二冲程汽油机排气中,碳氢化合物的含量大大超过四冲程汽油机.因此,国家标准规定,二冲程汽油机的出厂标准为：新机怠速污染物排出的碳氢化合物质量分数不得超过6000×10-6,该项指标四冲程汽油机仅为2200×10-6.
虽然很多二冲程汽油机利用排气管的适当结构所产生的波动效应,来减少新鲜燃气进入排气管造成的损失,由此,提高了一些功率,并降低了一些油耗,但这只能在某一转速范围内起到此作用,而在全转速范围内效果还是不理想.总的来说,二冲程汽油机比四冲程汽油机的经济性差,且排出的污染物多.
三、从润滑方式上比较
四冲程汽油机有专门的机油泵泵送润滑油,以一定的压力将润滑油压入曲轴轴颈等运动副处,润滑过后再收集回来,经过过滤后再去润滑,如此循环,充分保证了润滑质量.二冲程汽油机的润滑有两种方式：一种是将润滑油混合在燃油中；另一种是使用分离的润滑泵,以一定的压力将润滑油压入曲轴轴颈等处,然后与新鲜燃气混合,进入缸体和燃烧室烧掉.二冲程汽油机的这两种润滑方式均不能回收润滑油,润滑油润滑过后（或润滑前）都与燃油一起被烧掉.这不仅大大增加了润滑油的消耗,更严重的是,燃烧后形成的积碳及焦状沉积物会粘死活塞环,造成漏气泄压.这些沉积物还会窜入曲轴箱内,加速主轴承、连杆轴承及轴颈的磨损.同时,因运动副摩擦产生的金属屑不能像四冲程汽油机那样被带走,也会使机件磨损加剧.此外,由于在相同转速条件下,二冲程汽油机作功的次数多,其热负荷亦大,汽缸表面的平均温度较四冲程机高,也造成了润滑条件的恶化.所以,二冲程汽油机的工作寿命只有四冲程汽油机的1/3～1/2.
四、从排气噪声上比较
四冲程汽油机排气开始的压力小,而二冲程汽油机排气开始的压力大.压力大产生的排气噪声就要大,虽然可以通过使用降低噪声效果好的消声器来降低二冲程汽油机的排气噪声,但一般二冲程汽油机的排气噪声仍比四冲程汽油机的要大一些.
通过以上分析可知,四冲程汽油机有着燃油消耗低,使用寿命长、排放污染少、排气噪声低等优点.在机械加工技术不断提高的今天,四冲程汽油机所存在的结构复杂的缺点已不成为什么问题,所以四冲程汽油机有逐渐代替二冲程汽油机的趋势.
从另一个方面来看,随着汽油电子喷油技术的发展与普及,二冲程汽油机油耗高的缺点也会被克服.据悉,有的摩托车发动机已采用了电子控制喷油装置.若再采用四冲程汽油机的润滑方式来解决二冲程汽油机工作寿命低的缺点,那么,二冲程汽油机体积小与质量轻的优势,就会更加明显地突出出来.
综上所述,是选择配装二冲程还是四冲程汽油机的摩托车,你必须根据自身的经济条件、所处的使用环境及市场情况,全盘衡量,做出最适合的选择.
【二冲程内燃机】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.
四冲程内燃机工作过程
吸气冲程
　　进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气混合物进入汽缸.
压缩冲程
　　进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩.
做工冲程
　　压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体.高温高压气体推动火花塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功.
排气冲程
　　进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸.