1.1.4 單缸二沖程發動機的工作原理

1.單缸二沖程汽油機工作原理

二沖程發動機的工作循環也包括進氣、壓縮、做功和排氣等四個過程，只不過這些過程的完成僅僅需要活塞兩個行程即曲軸旋轉360°。二沖程汽油機的工作循環，其進、排氣均由活塞來控制，沒有氣門機構，如圖1-6所示。

圖1-6 二沖程汽油機工作循環

a）壓縮 b）進氣 c）做功 d）排氣 1—排氣孔 2—進氣孔 3—換氣孔

第一行程：在曲軸的帶動下，活塞由下止點向上止點運動，當活塞將換氣孔、排氣孔和進氣孔都關閉時（圖1-6a），活塞開始壓縮進入氣缸的混合氣，同時在活塞的下方形成一定的真空度，因此當進氣孔開啟時（圖1-6b），化油器供應的混合氣被吸箱內，直至活塞到上止點，完成壓縮和進氣行程。

第二行程：當活塞接近上止點時（圖1-6c），火花塞產生電火花，點燃混合氣后形成的高溫、高壓氣體，推動活塞向下止點運動做功。當活塞下行到關閉進氣孔后下方曲軸箱內的可燃混合氣被預壓。當活塞下行到排氣孔開啟時（圖1-6d），廢氣在壓力作用下經排氣孔排出，緊接著換氣孔開啟，曲軸箱內預壓的混合氣經換氣孔進入氣缸，氣缸內廢氣被排除，這一過程為做功和排氣行程。二沖程汽油機的活塞頂一般做成特殊形狀，使混合氣沿一定方向流向氣缸上腔，這樣既可以利用混合氣驅除廢氣，又可以避免新鮮混合氣中過多地混入廢氣。但是，要完全避免混合氣隨廢氣的排出是不可能的。

2.單缸二沖程柴油機工作原理

二沖程柴油機的工作循環與二沖程汽油機工作循環也有很多相似之處，所不同的主要是進入氣缸的不是可燃混合氣，而是空氣。圖1-7所示為帶有掃氣泵的二沖程柴油機工作循環圖。新鮮空氣由掃氣泵提高壓力（為120～140kPa）后經氣缸外部空氣室和缸壁進氣孔進入氣缸內，而廢氣由缸蓋上的排氣門排出。

第一行程：活塞自下止點向上止點移動。行程開始前，進氣孔和排氣門均開啟，提高壓力后的空氣進入氣缸進行換氣（圖1-7a）。當活塞繼續上移，進氣孔被關閉，繼而排氣閥也關閉，空氣被壓縮（圖1-7b）。

第二行程：當活塞接近上止點時，噴油器向缸內噴入霧狀柴油并自行燃燒（圖1-7c），燃燒的高溫、高壓氣體推動活塞下行做功。活塞下行約2/3行程時，排氣門開啟，廢氣靠自身壓力排出氣缸（圖1-7d）。此后進氣孔開啟，進行換氣。

圖1-7 二沖程柴油機工作循環

a）壓縮 b）進氣 c）做功 d）排氣 1—噴油器 2—排氣門 3—進氣孔 4—活塞 5—掃氣泵

從以上敘述中可以看出，二沖程發動機具有以下特點：完成一個工作循環，二沖程發動機曲軸只轉一周，而四沖程發動機要轉兩周。因此，當發動機工作容積、壓縮比和轉速相等時，從理論上講，二沖程發動機的功率應是四沖程發動機的2倍，但實際上只有1.5～1.6倍。這是由二沖程發動機難以將廢氣排凈，以及可燃混合氣隨廢氣排出等問題所致。因此，二沖程汽油機排量不大，一般用于摩托車或小型機動船上。