1.1.4 单缸二冲程发动机的工作原理

1.单缸二冲程汽油机工作原理

二冲程发动机的工作循环也包括进气、压缩、做功和排气等四个过程，只不过这些过程的完成仅仅需要活塞两个行程即曲轴旋转360°。二冲程汽油机的工作循环，其进、排气均由活塞来控制，没有气门机构，如图1-6所示。

图1-6 二冲程汽油机工作循环

a）压缩 b）进气 c）做功 d）排气 1—排气孔 2—进气孔 3—换气孔

第一行程：在曲轴的带动下，活塞由下止点向上止点运动，当活塞将换气孔、排气孔和进气孔都关闭时（图1-6a），活塞开始压缩进入气缸的混合气，同时在活塞的下方形成一定的真空度，因此当进气孔开启时（图1-6b），化油器供应的混合气被吸箱内，直至活塞到上止点，完成压缩和进气行程。

第二行程：当活塞接近上止点时（图1-6c），火花塞产生电火花，点燃混合气后形成的高温、高压气体，推动活塞向下止点运动做功。当活塞下行到关闭进气孔后下方曲轴箱内的可燃混合气被预压。当活塞下行到排气孔开启时（图1-6d），废气在压力作用下经排气孔排出，紧接着换气孔开启，曲轴箱内预压的混合气经换气孔进入气缸，气缸内废气被排除，这一过程为做功和排气行程。二冲程汽油机的活塞顶一般做成特殊形状，使混合气沿一定方向流向气缸上腔，这样既可以利用混合气驱除废气，又可以避免新鲜混合气中过多地混入废气。但是，要完全避免混合气随废气的排出是不可能的。

2.单缸二冲程柴油机工作原理

二冲程柴油机的工作循环与二冲程汽油机工作循环也有很多相似之处，所不同的主要是进入气缸的不是可燃混合气，而是空气。图1-7所示为带有扫气泵的二冲程柴油机工作循环图。新鲜空气由扫气泵提高压力（为120～140kPa）后经气缸外部空气室和缸壁进气孔进入气缸内，而废气由缸盖上的排气门排出。

第一行程：活塞自下止点向上止点移动。行程开始前，进气孔和排气门均开启，提高压力后的空气进入气缸进行换气（图1-7a）。当活塞继续上移，进气孔被关闭，继而排气阀也关闭，空气被压缩（图1-7b）。

第二行程：当活塞接近上止点时，喷油器向缸内喷入雾状柴油并自行燃烧（图1-7c），燃烧的高温、高压气体推动活塞下行做功。活塞下行约2/3行程时，排气门开启，废气靠自身压力排出气缸（图1-7d）。此后进气孔开启，进行换气。

图1-7 二冲程柴油机工作循环

a）压缩 b）进气 c）做功 d）排气 1—喷油器 2—排气门 3—进气孔 4—活塞 5—扫气泵

从以上叙述中可以看出，二冲程发动机具有以下特点：完成一个工作循环，二冲程发动机曲轴只转一周，而四冲程发动机要转两周。因此，当发动机工作容积、压缩比和转速相等时，从理论上讲，二冲程发动机的功率应是四冲程发动机的2倍，但实际上只有1.5～1.6倍。这是由二冲程发动机难以将废气排净，以及可燃混合气随废气排出等问题所致。因此，二冲程汽油机排量不大，一般用于摩托车或小型机动船上。