二冲程发动机与四冲程发动机的区别

二冲程发动机与四冲程发动机的区别

一、工作原理的不同

不论是二种程发动机还是四冲程发动机，都要经过进（扫）气、压缩、燃烧膨胀、排气四个工作过程，才能完成一个工作循环。所不同的是：

1、在四冲程发动机中，曲轴每旋转两圈（720度），活塞往复移动两次，发动机完成一个工作循环，即每个冲程完成一个工作循环。而在二冲程发动机中，曲轴每旋转一圈（360度），活塞往复移动一次，发动机完成一个工作循环，即每二个冲程完成一个工作循环。

2、二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环，其进、排气门或进、排、扫气口都只开启和关闭一次，但其开启和关闭的时间周期不同。

二、发动机性能上的特点

1、二冲程发动机曲轴每旋转一圈，就有一个作功冲程。因此，在转速、进气条件等因素相同的条件下，理论上讲，二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍。但因二冲程发动机的废气排出不完全，同时，由于扫气口先于排气口关闭而产生额外排气，所以实际上，二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍，而是1.5-1.7倍。

2、由于二冲程发动机的换气，有一部分可燃混合气随废气一同排出，因而燃油和润滑油消耗量都大。

3、由于二冲程发动机的换气时间短促，换气不完善，因而缸内残余废气较多，低速失火率高，燃烧情况差，加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了，因此，排放污染严重，污染物中的HC值远高于四冲程发动机。

4、由于二冲程发动机作功冲程频率大，故工作较平稳。

5、由于二冲程发动机作功冲程频繁，每转需燃烧一次，因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多，特别是活塞更为严重。

三、总体布置的区别

1、四冲程发动机具有一套复杂的气门式配气机构，由凸轮轴控制气门定时开启、关闭，来完成进、排气过程。而二冲程发动机没有设置专门配气机构，它是利用活塞控制排气口和扫气口的开闭来完成扫气、排气过程的。

2、二冲程发动机的扫气、排气都在活塞下止点附近进行，气口都在气缸的下端，以下止点为对称布置。而四冲程发动机的配气机构设置在气缸盖上（或气缸体的侧面）。

3、二冲程发动机一般采用混合润滑方式或分离润滑方式，四冲程发动机一般都采用压力润滑与飞溅润滑相结合润滑方式。

四、零部件结构上的差异

1、二冲程发动机大多采用曲轴箱扫气，因此，在曲轴箱上开有进气窗口，作为混合气进入曲轴箱的通道。它的开闭常用簧片阀、旋转阀或活塞阀来控制。由于曲轴箱里容纳来自化油器的混合气，因此，要求曲轴箱具有气密性。四冲程发动机曲轴箱有压力油道或油管等。

2、二冲程发动机在气缸体下部设有排气口和扫气口，有的还有进气口。

3、二冲程发动机的气缸盖结构简单，没有进、排气口及配气机构，也没有润滑油道。四冲程发动机的气缸盖是一个非常复杂的部件。上面有进、排气口，气道，润滑油道，和安装在它上面的气门、气门导管、气门弹簧、摇臂、摇臂轴、凹轮轴及其驱动机构等，还需有化油器（或进气管）和排气管消声器等的安装孔座。

4、二冲程发动机的活塞环只有气环，没有油环。而四冲程发动机的活塞环既有气环，也有油环。

5、二冲程发动机的活塞裙部相对于四冲程发动机的活塞裙部要长些，同时二冲程发动机的活塞裙部开有窗口或缺口，以便与气缸体构成进气或扫气通道。二冲程发动机活塞的环槽内压有直径为1.5-2mm的销子，限制气环转动，以防止环开口转到气口位置时拉伤气缸体内表面甚至使环折断。

综上所述，虽然二冲程发动机存在着一些缺点，但由于结构简单，体积小，重量轻，升功率高，价格低廉，所以在轻便摩托车和中、小排量的摩托车上得到较广泛应用（如轻骑木兰50、重庆建设80等）。近年来随着政府机构对机动车辆尾气排放的关注，制定了严格的排放法规，民众的环保意识的加强以及摩托车生产技术的进步，二冲程发动机逐步被四冲程发动机所代替。

四冲程与二冲程发动机的比较

一、从工作过程和结构特点上比较

从二冲程汽油机的工作原理上可以看出，曲轴旋转360°完成一个工作循环，它是靠缸壁上的扫气口与排气口进行进、排气过程的，结构较为简单。四冲程汽油机是在曲轴旋转720°时完成一个工作循环，它是靠用凸轮轴控制进、排气门进行进、排气过程的。这样，二冲程汽油机在相同的曲轴转速下作功比四冲程发动机高一倍，因为扫气损失，实际功率输出比四冲程汽油机高50%～70%。由于二冲程汽油机曲轴转一周作一次功，所以它的扭矩较四冲程汽油机均匀。

可以这样说：二冲程汽油机最大的优点是体积小，质量轻，在同排量情况下发动机的动力性好，且结构简单，造价较低。

二、从换气质量上比较

四冲程汽油机进气与排气共占曲轴转角360°，而二冲程汽油机进排气只占曲轴转角的130°～150°，为四冲程汽油机的1/3以上。二冲程汽油机的新鲜燃气先进入曲轴箱，当活塞下行压缩时，再由扫气口进入汽缸。新鲜燃气有将残余废气挤出排气口的作用，不过，这时新鲜燃气的前部与废气混合在一起，它们之间没有明显的分界线，为实现汽缸内尽量少留残余废气，必然会有一部分新鲜燃气由排气口流出造成浪费，故二冲程发动机的换气效率低，油耗上升（二冲程汽油机比四冲程汽油机油耗高50%。）

在低负荷时，油门开度小，二冲程汽油机的扫气更加不完全。因残余废气多，不能保证燃烧室所需的混合气浓度，故会出现断火现象。一般在怠速情况下完全燃烧的概率只有20%，由于断火现象使碳氢化合物排放含量剧增，新鲜燃气在排气系统中窜漏，以及新鲜燃气中混入润滑油等原因，均会对燃烧造成不良影响，所以二冲程汽油机排气中，碳氢化合物的含量大大超过四冲程汽油机。因此，国家标准规定，二冲程汽油机的出厂标准为：新机怠速污染物排出的碳氢化合物质量分数不得超过6000×10-6，该项指标四冲程汽油机仅为2200×10-6。

虽然很多二冲程汽油机利用排气管的适当结构所产生的波动效应，来减少新鲜燃气进入排气管造成的损失，由此，提高了一些功率，并降低了一些油耗，但这只能在某一转速范围内起到此作用，而在全转速范围内效果还是不理想。总的来说，二冲程汽油机比四冲程汽油机的经济性差，且排出的污染物多。

三、从润滑方式上比较

四冲程汽油机有专门的机油泵泵送润滑油，以一定的压力将润滑油压入曲轴轴颈等运动副处，润滑过后再收集回来，经过过滤后再去润滑，如此循环，充分保证了润滑质量。二冲程汽油机的润滑有两种方式：一种是将润滑油混合在燃油中；另一种是使用分离的润滑泵，以一定的压力将润滑油压入曲轴轴颈等处，然后与新鲜燃气混合，进入缸体和燃烧室烧掉。二冲程汽油机的这两种润滑方式均不能回收润滑油，润滑油润滑过后（或润滑前）都与燃油一起被烧掉。这不仅大大增加了润滑油的消耗，更严重的是，燃烧后形成的积碳及焦状沉积物会粘死活塞环，造成漏气泄压。这些沉积物还会窜入曲轴箱内，加速主轴承、连杆轴承及轴颈的磨损。同时，因运动副摩擦产生的金属屑不能像四冲程汽油机那样被带走，也会使机件磨损加剧。此外，由于在相同转速条件下，二冲程汽油机作功的次数多，其热负荷亦大，汽缸表面的平均温度较四冲程机高，也造成了润滑条件的恶化。所以，二冲程汽油机的工作寿命只有四冲程汽油机的1/3～1/2。

四、从排气噪声上比较

四冲程汽油机排气开始的压力小，而二冲程汽油机排气开始的压力大。压力大产生的排气噪声就要大，虽然可以通过使用降低噪声效果好的消声器来降低二冲程汽油机的排气噪声，但一般二冲程汽油机的排气噪声仍比四冲程汽油机的要大一些。

通过以上分析可知，四冲程汽油机有着燃油消耗低，使用寿命长、排放污染少、排气噪声低等优点。在机械加工技术不断提高的今天，四冲程汽油机所存在的结构复杂的缺点已不成为什么问题，所以四冲程汽油机有逐渐代替二冲程汽油机的趋势。

从另一个方面来看，随着汽油电子喷油技术的发展与普及，二冲程汽油机油耗高的缺点也会被克服。据悉，有的摩托车发动机已采用了电子控制喷油装置。若再采用四冲程汽油机的润滑方式来解决二冲程汽油机工作寿命低的缺点，那么，二冲程汽油机体积小与质量轻的优势，就会更加明显地突出出来。