二沖程柴油機(jī)

二沖程柴油機(jī)兩個(gè)沖程完成一個(gè)循環(huán)的柴油機(jī)01簡述主要零部件工作原理換氣方式目錄03020405循環(huán)過程應(yīng)用示功圖優(yōu)缺點(diǎn)目錄070608基本信息二沖程柴油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈內(nèi)完成的，即實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣這四個(gè)步驟是在360°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)完成的。這種柴油機(jī)的壓縮和膨脹是一個(gè)比較完整的活塞行程，所以稱為二沖程柴油機(jī)。而進(jìn)氣和排氣則是在膨脹過程結(jié)束和壓縮過程開始前的很短的時(shí)間內(nèi)（先排氣、后進(jìn)氣，并有進(jìn)排氣重疊）完成的。簡述簡述通過活塞的兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為二沖程柴油機(jī)，油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸只轉(zhuǎn)一圈，二沖程柴油機(jī)與四沖程柴油機(jī)基本結(jié)構(gòu)相同，主要差異在配氣機(jī)構(gòu)方面。二沖程柴油機(jī)沒有進(jìn)氣閥，有的連排氣閥也沒有，而是在氣缸下部開設(shè)掃氣口及排氣口；或設(shè)掃氣口與排氣閥機(jī)構(gòu)。并專門設(shè)置一個(gè)由運(yùn)動件帶動的掃氣泵及貯存壓力空氣的掃氣箱，利用活塞與氣口的配合完成配氣，從而簡化了柴油機(jī)結(jié)，在四沖程柴油機(jī)中，活塞走四個(gè)沖程才完成一個(gè)工作循環(huán)，其中兩個(gè)沖程(進(jìn)氣和排氣)，活塞的功用相當(dāng)于一個(gè)空氣泵。在二沖程柴油機(jī)中，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，即活塞每兩個(gè)沖程就完成一個(gè)工作循環(huán)，而進(jìn)氣和排氣過程是利用壓縮及工作過程的一部分來完成的，所以二沖程柴油機(jī)的活塞沒有空氣泵的作用，為了排除燃燒后的廢氣，并把新鮮空氣充滿氣缸，必須在柴油機(jī)上安裝專用的掃氣泵(增壓器)。

工作原理工作原理在四沖程柴油機(jī)中，活塞走四個(gè)行程才完成一個(gè)工作循環(huán)，其中兩個(gè)行程（進(jìn)氣和排氣），活塞的功用相當(dāng)于一個(gè)空氣泵。在二沖程柴油機(jī)中，曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，即活塞每兩行行程就完成一個(gè)工作循環(huán)，而進(jìn)氣和排氣過程是利用壓縮及工作過程的一部分來完成的，所以二沖程柴油機(jī)的活塞沒有空氣泵的作用。為了排除燃燒后的廢氣，并使新鮮空氣充滿氣缸，必須在柴油機(jī)上安裝專用的掃氣泵（增壓器）。第一行程：活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動。當(dāng)活塞處于下止點(diǎn)位置時(shí)，排氣門和進(jìn)氣孔早已打開，儲氣室中的壓縮空氣便進(jìn)人氣缸內(nèi)，并沖向排氣門，這產(chǎn)生清除廢氣的作用，同時(shí)也使氣缸內(nèi)充滿新空氣。當(dāng)活塞由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動時(shí)，進(jìn)氣孔首先由活塞關(guān)閉，然后排氣門也關(guān)閉，空氣在氣缸內(nèi)受到壓縮，如圖1中a)、b）所示。第二行程：活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動。活塞行至上止點(diǎn)前，噴油器將燃油噴入燃燒室中，壓縮空氣所產(chǎn)生的高溫使霧化的燃油著火，燃燒所產(chǎn)生的壓力，推動活塞下行，直到排氣門再打開時(shí)為止。燃燒后的廢氣在內(nèi)外壓力差的作用下，自行從排氣門排出，如圖1中b)、c）所示?；钊^續(xù)下行，當(dāng)進(jìn)氣孔被活塞打開后，氣缸內(nèi)又進(jìn)行掃氣過程。曲軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞走了兩個(gè)行程就完成一個(gè)循環(huán)，因此叫二沖程柴油機(jī)。主要零部件主要零部件（1）主要固定件：柴油機(jī)的主要固定件由機(jī)座、機(jī)架、氣缸和氣缸蓋等組成，它們構(gòu)成了柴油機(jī)的骨架，支撐運(yùn)動件和輔助系統(tǒng)。氣缸蓋是燃燒室的上蓋。除和氣缸套、活塞共同組成燃燒室外，在它上面還要安裝各種閥件。這些閥件有噴油器、氣缸起動閥、示功閥、安全閥、排氣閥(氣閥-氣口式二沖程柴油機(jī))等。另外，對于設(shè)置進(jìn)、排氣閥的氣缸蓋上還要布置進(jìn)、排氣道和氣閥搖臂機(jī)構(gòu)。（2）主要運(yùn)動件：柴油機(jī)的主要運(yùn)動件由活塞、連桿組件及曲軸組成，還有十字頭組件?；钊c氣缸及氣缸蓋構(gòu)成燃燒室，保證柴油機(jī)工作過程的進(jìn)行，同時(shí)通過連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使燃?xì)馔苿踊钊膭恿νㄟ^曲軸以回轉(zhuǎn)的方式向外輸出。十字頭組件是船用二沖程十字頭式柴油機(jī)的特有部件。它的主要作用是將活塞組件和連桿組件連接起來，把活塞的氣體力和慣性力傳給連桿，承受側(cè)推力并給活塞在氣缸中的運(yùn)動導(dǎo)向。主要包括十字頭本體，十字頭滑塊和十字頭軸承（連桿小端軸承）等。換氣方式換氣方式結(jié)構(gòu)：它的換氣是由上下的進(jìn)、排氣兒完成的，故稱氣孔式直流換氣的二沖程柴油機(jī)。進(jìn)、排氣孔的開啟和關(guān)閉分別由上、下活塞控制。工作時(shí)，兩個(gè)活塞在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動，燃燒室位于中部，兩個(gè)活塞通過連桿與上、下曲軸連接，兩曲軸通過齒輪輪連接，從一處對外輸出有效功。循環(huán)過程循環(huán)過程當(dāng)活塞在其行程頂端時(shí)，氣缸會儲滿高壓氣體。用噴油器將柴油噴入氣缸，缸體內(nèi)的高溫和高壓使得柴油立即點(diǎn)燃。該過程與柴油機(jī)工作原理中所描述的過程相同。燃料燃燒所產(chǎn)生的壓力驅(qū)動活塞向下運(yùn)動。這就是動力沖程。當(dāng)活塞接近沖程底端時(shí)，所有的排氣門都打開。廢氣排出缸體，氣壓降低。當(dāng)活塞到達(dá)行程底端時(shí)，就打開了進(jìn)氣口。受壓空氣填充氣缸，并排出剩余廢氣。關(guān)閉排氣門，活塞上移，重新關(guān)閉進(jìn)氣口并且壓縮新充入的空氣。這就是壓縮沖程。當(dāng)活塞接近缸頂時(shí)，該循環(huán)將重復(fù)步驟1。根據(jù)本說明，可以看出二沖程柴油機(jī)和二沖程汽油機(jī)之間的巨大差異：在柴油機(jī)中，向氣缸注入的只有空氣，而不是油氣混合體。這意味著二沖程柴油機(jī)不會產(chǎn)生困擾二沖程汽油發(fā)動機(jī)的環(huán)境問題。另外，二沖程柴油機(jī)必須有渦輪增壓器或增壓器，這意味著在鏈鋸中不會安裝二沖程柴油機(jī)，因?yàn)槟菢犹嘿F了。

示功圖示功圖二沖程柴油機(jī)的示功圖其中a—k線為掃氣過程，k點(diǎn)為掃氣終點(diǎn)，它取決于進(jìn)氣孔和排氣閥關(guān)閉時(shí)刻。有的機(jī)型是排氣閥和進(jìn)氣孔同時(shí)關(guān)閉。有的排氣閥提前關(guān)閉。k-c線為壓縮過程，其中c'點(diǎn)為開始向氣缸噴油的時(shí)刻。在第二沖程中，c-m線為膨脹過程，其中c-z線為燃料劇烈燃燒壓力急劇上升階段，z點(diǎn)為最高燃燒壓力點(diǎn)，m點(diǎn)為排氣閥開始打開的時(shí)刻。這時(shí)燃燒產(chǎn)物便從氣缸經(jīng)排氣閥、排氣管排入大氣，壓力迅速下降，如m-n線所示，當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力大約等于貯氣置室的壓力時(shí)，進(jìn)氣孔才被打開(n點(diǎn))，這時(shí)新鮮空氣應(yīng)入氣缸進(jìn)行掃氣過程，如n-a線所示?，F(xiàn)代四沖程和二沖程發(fā)動機(jī)都成功的使用在各個(gè)領(lǐng)域，他們都有各自的特點(diǎn)，一般船用大型低速柴曲機(jī)中均采用二沖程發(fā)動機(jī)，而中、高速柴濁機(jī)采用四沖程發(fā)動機(jī)的居多。正相同的氣缸尺寸和轉(zhuǎn)速下，二沖程發(fā)功機(jī)的功率理應(yīng)比四沖程發(fā)動機(jī)增加一倍，但實(shí)際上，由于掃氣容積的損失，充氣時(shí)間較短，廢氣清除困難以及驅(qū)動掃氣須要消耗一部分功率等原因，使二沖程發(fā)動機(jī)的功率只增加60～70%左右。二沖程發(fā)動機(jī)叫另一優(yōu)點(diǎn)是扭矩的均勻性比四沖程發(fā)動機(jī)好，因?yàn)樗S轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)。掃氣過程時(shí)間短是二沖程發(fā)動機(jī)的一大缺點(diǎn)，此外，二沖程發(fā)動機(jī)的活塞、氣缸蓋、氣缸，氣閥的溫度都比四沖程發(fā)動機(jī)高。應(yīng)用應(yīng)用二沖程原理在車用（含工程機(jī)械用）柴油機(jī)行業(yè)應(yīng)用較少，在大型低速船用柴油機(jī)應(yīng)用廣泛。主要原因是船用柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，二沖程循環(huán)既有利于柴油機(jī)發(fā)揮最大的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能，又不至于導(dǎo)致熱負(fù)荷太高而降低零部件的使用壽命，從而整體提高了船用柴油機(jī)的實(shí)用性和可靠性。優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1）動力比四沖程柴油機(jī)好，因?yàn)樗膲嚎s比比四沖程柴油機(jī)高而且廢氣排放要好。（2）二沖程機(jī)因?yàn)楸人臎_程機(jī)減少了2個(gè)沖程，所以效率要比四沖程機(jī)高。（3）二沖程機(jī)多采用十字頭結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛钊谐涕L，同樣功率所需要的爆炸壓力更低，對燃燒室部件機(jī)械要求降低。（4）活塞行程長，沖擊減小，震動減少。（5）扭矩的均勻性比四沖程柴油機(jī)好，因?yàn)樗S轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)完成一個(gè)工作循環(huán)。（6）回轉(zhuǎn)較均勻。（7）結(jié)構(gòu)較簡單。

缺點(diǎn)（1）二沖程柴油機(jī)油耗大，因?yàn)樗娜加屠寐室托?，有相?dāng)一部分的油氣沒有燃