基本介紹
- 中文名：兩衝程循環
- 外文名：Two-stroke engine
簡介,歷史,原理,結構,循環,特點,優點,缺點,套用,參見,
簡介
兩衝程循環是內燃機基本運轉形式中的一種。對往復活塞式發動機來說，兩衝程循環以“上行”和“下行”兩個衝程完成一個工作循環中的進氣、壓縮、做功、排氣四個運動。衝程指的是發動機的活塞從一個極限位置到另一個極限位置的距離或運動過程。
歷史
二衝程發動機被認為是蘇格蘭工程師杜格爾德·柯拉克於1878年發明的，並於1881年申請了專利。1908年，約克郡阿爾弗雷德·斯科特開始生產雙缸水冷機車。1932年，阿道夫·施虐勒（Adolf Schnürle）發明了新的廢氣掃除技術，二衝程發動機到了成熟階段。1950年代曾有不少廠家推出使用這類設計的四輪小型汽車，但在四衝程的車型推出後漸被淘汰。雖然1970年代有人試圖改良，如日本鈴木公司曾生產二衝程發動機的汽車。缸內直噴技術可以讓兩衝程發動機燃燒完全、污染低，只要能解決耐用度問題，將成為兩衝程機車再發展的機會。採用直接燃油噴射和基於油底殼潤滑系統的二衝程循環因為可以達到更高的熱效率，而被用在船用發動機等大型柴油發動機中。
原理
結構
兩衝程發動機在結構上很簡單，但是在運轉過程中涉及到的力學很複雜。一個典型的簡單的兩衝程發動機主要由氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞環等零件組成。進氣孔與出氣孔分別在氣缸的左右兩端。進氣口在氣缸的下部，排氣口位於氣缸的上部（作功時活塞全衝程的2/3處），換氣口稍低於排氣口。
循環
活塞移動兩個衝程或曲軸轉一圈，二衝程發動機完成一個工作循環。活塞在曲軸的帶動下從下死點（BDC）向上運動，把混合氣流進曲軸箱內。活塞下行把混合氣壓到燃燒室，完成第一次壓縮。 活塞上行把進氣口和排氣口都關閉了，並繼續壓縮汽缸中的混合氣，當活塞把氣體壓縮到最小體積時火花塞點火。
燃燒產生的壓力把活塞往下推，當活塞下行到一定的位置時排氣口先打開，排出幾乎全部的廢氣，然後打開進氣孔，在曲柄軸箱中壓縮過的新的混合氣（燃料中通常混合著一些機油以便潤滑曲柄軸）通過進氣孔進入氣缸，同時將缸內剩餘的廢氣排出。隨後活塞向上運動，活塞的升起使之在封閉的曲柄軸箱產生一個相對的真空。化油器與曲柄軸箱之間的連線因為活塞的上升而打開，空氣-燃料混合物被吸進曲柄軸箱。與此同時，空氣-燃料混合物在氣缸內被壓縮，然後用火花塞將其點燃，靠混合物燃燒所產生的巨大的能量推動活塞向相反的方向運動。
特點
優點
與四衝程發動機相比，二衝程發動機結構簡單，運動部件少，所以成本較低。由於曲軸每轉一圈都有做功，在相同功率下，二衝程發動機尺寸小，重量輕。低速力矩大，扭矩隨曲軸轉角變化均勻。 因為不以重力活塞循環，很適合發動機外露和經常作大幅度搖擺的機車，即使有數百毫升的排量仍然是較佳的選擇。
缺點
套用
由於運作特性之故，兩衝程主要運用於偏大與偏小的發動機組（如大型輪船或航模發動機），而中型發動機多為四衝程發動機。一般而言，小型汽油機（100cc以下）通常採用兩衝程循環。例如一些外置，高功率，低排量的機車、卡丁車，以及割草機、電鋸等一些園林用機器上。至於在手持裝置領域的套用上，兩衝程循環的動力裝置由於不需倚靠重力低落原理運作的機油儲槽（oil reservoir，視需求有盤狀、壺狀等多種設計），因此在操作時不用考慮方向問題，而較適合需求。
雖然對於大部分人的認知來說，兩衝程循環發動機通常都只是與汽油內燃機聯想在一起，但其實市面上仍然存在很少數的兩衝程柴油發動機系統。在柴油發動機的領域中，通常只有很大排量的動力系統，例如大型海事用發動機或是卡車與重型工程機具動力系統，才會見到兩衝程設計的版本，這些系統通常有兩個特點，第一就是運轉時的轉速很低，第二是通常都會搭配渦輪增壓器以提升功率表現。
