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新聞主題 |
二沖程柴油機的原理和優(yōu)缺點(diǎn) |
導讀：通過(guò)活塞的兩個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機稱(chēng)為二沖程柴油機，油機完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸只轉一圈，二沖程柴油機與四沖程柴油機基本結構相同，主要差異在配氣機構方面。二沖程柴油機沒(méi)有進(jìn)氣閥，有的連排氣閥也沒(méi)有，而是在氣缸下部開(kāi)設掃氣口及排氣口；或設掃氣口與排氣閥機構。并專(zhuān)門(mén)設置一個(gè)由運動(dòng)件帶動(dòng)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(jiǎn)化了柴油機結構。而在四沖程柴油機中，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)，活塞的功用相當于一個(gè)空氣泵。在二沖程柴油機中，曲軸每轉一轉，即活塞每?jì)蓚€(gè)沖程就完成一個(gè)工作循環(huán)，而進(jìn)氣和排氣過(guò)程是利用壓縮及工作過(guò)程的一部分來(lái)完成的，所以二沖程柴油機的活塞沒(méi)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(mǎn)氣缸，必須在柴油機上安裝專(zhuān)用的掃氣泵(增壓器)。
1、二沖程柴油機工作原理
二沖程柴油機的一個(gè)工作循環(huán)是在曲軸旋轉一圈內完成的。即實(shí)現進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣這四個(gè)步驟是在３６０°曲軸轉角內完成的。這種柴油機的壓縮和膨脹是一個(gè)比較完整的活塞行程，所以稱(chēng)為二沖程柴油機。而進(jìn)氣和排氣則是在膨脹過(guò)程結束和壓縮過(guò)程開(kāi)始前的很短的時(shí)間內（先排氣、后進(jìn)氣，并有進(jìn)排氣重疊）完成的。
（1）燃燒膨脹及排氣沖程：
燃油在燃燒室內著(zhù)火燃燒，生成高溫高壓燃氣?；钊谌細獾耐苿?dòng)下，由上止點(diǎn)向下運動(dòng)，對外作功。（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，此時(shí)燃氣膨脹作功結束，氣缸內大量廢氣靠自身高壓自由排氣，從排氣口排人到排氣管）活塞下行直至排氣口打開(kāi)，膨脹作功結束，氣缸內大量廢氣靠自身壓力從排氣口排入到排氣管。當氣缸內的壓力降至接近掃氣壓力時(shí)，下行活塞把掃氣口打開(kāi)，掃氣空氣進(jìn)入氣缸，同時(shí)把氣缸內的廢氣經(jīng)排氣口趕出氣缸?；钊\行到下止點(diǎn)，本沖程結束。
（2）掃氣及壓縮沖程：
排氣口關(guān)閉時(shí)，氣缸中的空氣就開(kāi)始被壓縮。當壓縮至上止點(diǎn)前點(diǎn)時(shí)，噴油器將燃油噴入氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，自行著(zhù)火燃燒。活塞由下止點(diǎn)向上移動(dòng)，活塞在遮住掃氣口之前，由掃氣泵供給儲存在掃氣箱內的空氣，通過(guò)掃氣口進(jìn)入氣缸，氣缸中的殘存廢氣被進(jìn)入氣缸的空氣通過(guò)排氣口掃出氣缸?；钊^續上行，逐漸遮住掃氣口，當掃氣口完全關(guān)閉后（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，空氣停止充人，排氣還在進(jìn)行，這階段稱(chēng)為“過(guò)后排氣階段”。排氣口關(guān)閉時(shí)（此時(shí)曲柄在點(diǎn)位置，氣缸中的空氣就開(kāi)始被壓縮。當壓縮至上止點(diǎn)前點(diǎn)時(shí)，噴油器將燃油噴人氣缸，與高溫高壓的空氣相混合，隨即在上止點(diǎn)附近發(fā)火，自行著(zhù)火燃燒。本沖程結束，并與前一沖程形成一個(gè)完整的工作循環(huán)。
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二沖程柴油機直流掃氣結構圖 |
2、二沖程柴油機的結構
（1）主要固定件
柴油機的主要固定件由機座、機架、氣缸和氣缸蓋等組成，它們構成了柴油機的骨架，支撐運動(dòng)件和輔助系統。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(dòng)閥、示功閥、安全閥、排氣閥(氣閥-氣口式二沖程柴油機)等。另外，對于設置進(jìn)、排氣閥的氣缸蓋上還要布置進(jìn)、排氣道和氣閥搖臂機構。
（2）主要運動(dòng)件
柴油機的主要運動(dòng)件由活塞、連桿組件及曲軸組成，還有十字頭組件?；钊c氣缸及氣缸蓋構成燃燒室，保證柴油機工作過(guò)程的進(jìn)行，同時(shí)通過(guò)連桿將活塞的往復運動(dòng)變?yōu)?/span>曲軸的回轉運動(dòng)，使燃氣推動(dòng)活塞的動(dòng)力通過(guò)曲軸以回轉的方式向外輸出。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(lái)，把活塞的氣體力和慣性力傳給連桿，承受側推力并給活塞在氣缸中的運動(dòng)導向。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。
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二沖程柴油機結構圖 |
3、優(yōu)缺點(diǎn)
（1） 二沖程柴油機的優(yōu)點(diǎn)：
① 二沖程柴油機因為比四沖程柴油機少了兩個(gè)行程，所以做功效率比四沖程柴油機高。
② 轉矩的均勻性比四沖程柴油機好，因為曲軸轉一圈完成一個(gè)工作循環(huán)。
③ 結構較簡(jiǎn)單。
（2）二沖程柴油機的缺點(diǎn)：
① 二沖程柴油機油耗較高，因為其換氣損失較高。
② 掃氣過(guò)程時(shí)間短，掃氣不如四沖程柴油機完全，造成其對增壓器過(guò)于依賴(lài)。
③ 二沖程柴油機的活塞、氣缸蓋等主要機件的溫度都比四沖程柴油機高許多。
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