最新二冲程发动机特点概述

二冲程发动机特点概

述

可用于摩托车的发动机有许多种；按燃料性质来看有使用燃油的汽油机、柴油机、涡轮式发动机。使用液化汽的发动机。使用燃料电池的电动机。按发动机的结构特性来看，使用燃油的汽油机、柴油机、与使用液化汽的发动机是同一类。

目前一般的车用发动机都是使用燃油作燃料的活塞式内燃机，其中又分为二冲程发动机与四冲程发动机。在新潮的车辆中，有采用类似柴油机喷油燃烧方式的趋向；例如目前时新潮的“电喷”汽油机，其中有的燃烧方式就有接近柴油机的。

活塞式内燃机最主要的结构特征就是：以燃烧油料为主，有密封的燃烧室、汽缸与上下运动的活塞。其基本原理是：燃料与空气在密封的汽缸内混合压缩燃烧后，产生的高温膨胀气体推动活塞移动，通过连杆与曲轴的力矩转换作用，发动机就有了主轴转动形式的动力输出。为了达到发动机应有的功能，燃油活塞式内燃机的机体总成由各种不同作用的局部系统部分组成，大致是：启动、点火、进气、配气、配油、控制、燃烧、力矩转换、排气消音、等等。它们的合理组成与配合协调才能形成一个有效的活塞式内燃机。

活塞式内燃机按点火方式来分，有电火花引燃与压缩点燃两大类。按燃烧方式来说，有匀质燃烧与分层燃烧两大类。按供油方式来说，有化油器与喷油泵两大类。按配气方式来分有二冲程与四冲程两类，关于二冲与四冲的配气问题，书上讲的很多，在此帖中将省略些。

本帖这次主要阐述的是关于摩托车发动机中的点火、燃烧及燃料性质；重点在目前比较流行的活塞式内燃机应用原理特点及改进要点，在三轮摩托车中使用的柴油机及特性，以及将来有发展趋势的电喷、分层燃烧等活塞式内燃机。

一、轻摩中最常用的二冲程汽油机：

这是一种比较特别的汽油内燃机，多用在简易车辆与轻型航空器上，日常生活里在轻摩发动机中最常见，在本版里有许多关于摩托车节油的帖子，多是拿它做试验后写出来的。在此以轻摩中最常用的50CC二冲程汽油机为例，阐述一下它的特点与不同其他发动机之处。

二冲程发动机与四冲程发动机相比，最显著的特征之一是换气方式，它的排气与进

气方法脱离了四冲程发动机那种传统经典的呼吸式换气方式，很另类地采用了用新鲜燃汽给汽缸内吹汽扫气的换气方式，排气与进汽都是在发动机的下半圈里同时进行，排气与进气的脉冲比较均匀。

因为它这种独特的换气方式，省去了发动机为换气再转一圈的消耗，在发动机转动

的上半圈中就完成内燃机运转循环所必需的前期压缩与燃烧做功，一圈中就含有进

汽、压缩、燃烧、排气等四个程序。所以它最显著的特征之二就是发动机每转都有燃烧作功，马力较大。

因为它这种换气方式，只用简单的簧片阀与汽缸体上的扫气口就省去了四冲发动机为

换气所必须配备的气阀运动结构，所以发动机的结构比较简单轻便，整机制造成本较

低，维护简单可靠耐用。因为发动机结构简单，运转比较轻便，转速也就比较地高，是它最显著的特征之三。

二冲程发动机与四冲程发动机相比，明显不同的特征之四是燃烧室：二冲程发动机的

燃烧室不象四冲程发动机那样要受进排气阀的约束，可以在较大的范围里自由设计，

选择最好的形状与容积，充分利用挤气、涡流--等气流效应，还有最大的容积/面积比例来提高燃烧效益。

因发动机转速较高与每转都有燃烧作功的原因，故有的二冲程发动机比同排量的四冲

程发动机要多出一倍的输出功率。加上它转速高、马力大、维护简单的特点，故多适

宜用在需要轻型发动机的小型航空器与快艇、摩托车上。但因体积小而功率大，往往会有散热不足的问题。

从表面上看它的换气结构简单，省略了繁杂的气阀配气结构；但这种换气方式很难做

到换气彻底，扫气时充入的燃汽会有泄漏损失，汽缸里还有残留废气，很难形成最佳

燃汽状态。所以要求它的扫气口设计极为讲究，有时发动机性能上的差异，就是因为扫气口设计的不同。

因为二冲程发动机每转动一圈就燃烧作功一次，所以单缸机的振动也比较均匀；但它

的排气压力比四冲程发动机要高得多，要求发动机的排气口与排气管比较畅通，略有堵塞就影响发动机的最大马力。这与削弱排气声有矛盾，有时会用排气管中的“膨胀室”结构来解决问题。

因为二冲程发动机独特的换气方式，油门越小时充入气缸的新鲜燃汽越少，气缸内残

留的废气就越多。为了能够点着火，就要求充入燃汽的燃油浓度高些。在新鲜空气偏

少的情况下，燃汽中油多氧少，多余的燃料就造成浪费与污染环境，这是二冲程发动机费油的原因之一。

二冲程发动机的排气口位置高于扫气口，这样一来在换气的过程中，不免有部分刚充

入的新鲜燃汽被挤泄出排气口，这也是二冲程发动机浪费燃料的短处之一。而且因为

排气口的高度尺寸占去活塞行程的20--40%，所以二冲程发动机的实际工作排量只有标称排量的60--80%。

因为它的转速较高，而且是每一转都要燃烧作功，发动机产生的热量较大，这类小排量发动机在自然风冷时，汽缸的散热比较成问题。为防汽缸过热导致燃汽提前自行着

火，发动机的压缩比不能过大。这将致使发动机的效益偏低，对汽油的标号也要求高些，很难使用其他燃油。

因为它的转速较高，所以需要瞬间挥发性与燃烧性能都比较好的燃料；在一般的发动

机中，多使用挥发性与热值都较高的汽油来做燃料。（有人习惯把二冲程发动机叫汽

油机，其实二冲程发动机在航模发动机中会使用醇类燃料，在某些特种发动机上也有使用柴油的。）

二冲程汽油机与四冲程汽油机虽然用的都是化油器供油，但在化油特性上有个很大的

不同之处：二冲程汽油机的雾化燃油与新鲜空气不是直接进入汽缸燃烧，而是在曲轴箱里过上几圈，才在扫气时被压进汽缸。这使得燃料有更多的汽化时间与混合时间，也有了较大的供给惯性。

比较四冲程汽油机而言，二冲程汽油机的“冷热机效应”较为明显；这是因为二冲程

汽油机的雾化燃油与新鲜空气要在曲轴箱里过上几圈，才被送进汽缸内燃烧，这使得

燃料汽化程度与曲轴箱温度有着过于密切的直接关系。有时冬天摩托车启动困难就是因为发动机过冷，燃油难以汽化的原因。这是汽油机的通病，在二冲机上尤为突出。这种“冷热机效应”也有一定的时间惯性，故要求调节化油器都在热机时进行。

为适应发动机的“冷热机效应”，二冲程发动机的化油器上都有“加浓”油路作冷机

启动的应急备用，不提倡简单将化油器调节得供油过浓来适应冷机状态。二冲程发动机的燃烧中本身就已经含有润滑油，再将化油器调节过度，热机时严重富油，火花塞很容易积碳失灵。

二冲程发动机因为残留废气偏多，所以要求的燃汽浓度也比四冲程发动机要偏高点；

再加上二冲程发动机的吸气负压比四冲机要低得多，所以四冲程发动机的化油器不可简单与二冲程发动机对换使用，否则供油比例严重失调。在换用化油器时，需要对化油器进行改进与调整。

二冲程发动机的润滑系统比较简单。过去多是使用含3--4%润滑油的混合汽油燃料，近代开始有改用随车小机油泵给发动机滴注加入润滑油的做法。但怎么样也还是有部分润滑油进入汽缸参与燃烧，造成排放废气中有烟雾状焦油类污染物，气缸内的排气口与火花塞也容易积碳。

因为二冲程汽油机扫气方式的换气不彻底性，汽缸内还残留较多废气，为保持怠速状

态更要加浓燃油，燃烧状态富油缺氧。这种燃烧温度偏低缺氧的状态，固然可以减少一氧化氮类酸性污染物产生，但产出一氧化碳与燃烧未尽的碳氢化合物偏多，所以整机耗油多污染偏大。

因为传统经典的二冲程汽油机不能较好地解决换气彻底与燃气泄漏的问题，还有部分

机型是应用混合油方式来解决发动机润滑问题，所以整机耗油多污染大。