二沖程發動機有什么優缺點?
現如今二沖程發動機已經很少見了,可能在個別的摩托車運動項目如場地越野、攀爬等比賽上還能依稀的看到二沖機的身影,不過民用摩托領域二沖發動機已經淘汰了;二沖發動機更像一把雙刃劍,它的優點與缺點一樣多,不過僅憑不環保這一項、就足夠讓它凋零了!
二沖程發動機的優勢有很多,比如四沖程發動機兩圈一循環(做功一次),而二沖機一圈一循環(做功一次);那么在相同的轉速下比如每分鐘6000轉時、四沖程發動機只能做功3000次,而二沖程發動機則能做功6000次;單位時間內做功次數更多、燒掉的燃油也就更多、產生的能量也就越大、車子自然更加有勁,所以即便是現在一些摩托越野項目也會偶爾看到二沖機的足跡!
其次更簡單的結構設計、沒有配氣部分,可以很好的降低物料成本、同時還可以讓機器更加小巧節省空間,也有效的降低了發動機重量;再其次二沖發動機的布置形態更加隨意,直立、斜著等等皆無問題;不過二沖機的缺點也明顯,最直觀的就是燃燒差、且先天具備超強的燒機油能力、對零部件的潤滑存在短板,除了污染外、二沖機的壽命也比四沖機要低很多,行動來說成本低廉的優勢完全被壽命差、油耗高、燒機油的劣勢給碾壓了!
二沖程發動機的原理若談二沖機、必然繞不開四沖機,因為有四沖機作為對比、二沖機更容易理解;四沖程發動機完成進氣、壓縮、做功(燃燒)、排氣四個沖成曲軸要轉兩圈(720°),而在曲軸所轉的720°中、做功僅僅有一次,而進氣與排氣占用了360°(也可以簡單理解成一個沖程180°);而二沖發動機則不然、它只有兩個沖成,也就是曲軸轉一圈(360°)要完成進氣、壓縮、做功、排氣4件事,那么每一個沖成將做兩件事!
二沖程發動機活塞一上、一下就是一個完整的循環。。。
活塞上行完成:壓縮混合氣/進氣
活塞下行完成:點火做功/排氣
而寫到這其實已經產生分歧,四沖機活塞下行吸氣(負壓吸氣原理,不談增壓),而二沖機活塞上行進氣(進氣口在活塞下方,也是應用負壓吸氣原理);四沖機排氣活塞上行(壓縮排氣),二沖機則是利用活塞下行排氣(壓縮新空氣頂出廢氣)!
這幅圖看著應該更直接、易懂,二沖程發動機結構簡單、共有三個通道,進氣通道、排氣通道、換氣通道(結合上圖理解),咱們拿一臺運行中的二沖程發動機來舉例、看看機器在兩個沖程間都做了什么,與四沖機都存在哪些差異!
先看上圖右側部分,活塞上行、壓縮燃燒室的混合氣,此時換氣道被活塞封住、活塞下方形成負壓,而此時位于活塞下方的進氣口打開、利用活塞上行產生的負壓吸氣,所以活塞上行完成了壓縮混合氣/吸氣;之后是點火做功、活塞進入下行狀態(請看上圖中左側部分),活塞下行、換氣通道打開,活塞下方的新鮮空氣(混合氣)會被下行的活塞擠壓、順著換氣道上行至燃燒室,將廢氣給擠壓出去,所以活塞下行完成了點火做功/排氣。
二沖程發動機的劣勢二沖程機器最嚴重的問題在于排放,不僅僅是燃燒差、而且還是汽油與機油同燒;這就完全等同于先天燒機油、而且燒機油為正常工況的!二沖程發動機擁有兩種潤滑機體的方式,其一汽油、機油混合到一起加入,一起被燃燒;其二是分離式潤滑,利用機油泵將機油噴射在曲軸軸頸附近,然后與混合氣混合后被壓入燃燒室,最終的結果還是被燒掉!
其次燃燒過程很差!要知道四沖發動機有獨立的排氣過程,在排氣進程末端、氣門重疊還可以用新氣體頂出殘余廢氣,四沖機進氣與排氣過程占用了360°,進氣充足、排氣干凈;而二沖機則不然、它沒有獨立的排氣過程,它僅僅依靠活塞下行增大下方曲軸箱的壓力把混合氣送入燃燒室、頂出廢氣,看著好像合理而實際上廢氣要么廢氣排不凈、要么廢氣排凈了卻把新鮮空氣也一起給排出去了,所以二沖程發動機燃燒差、排放也更是差的離譜!
對于二沖機而言進氣、排氣不超過150°、對比四沖機的360°差異巨大;其次機油對發動機的潤滑、冷卻、清潔能力都不達標,所以二沖機絕大部分時刻下的工況惡劣,使得二沖機的壽命被壓縮,所以二沖機即便細心照料、保養,壽命也很難超過四沖機的1/2,所以這二沖機的低廉、低成本卻是建立在犧牲壽命的條件下!因為排氣時有混合氣直接被排出,之后被炙熱的排氣管點燃、導致直噴火,所以二沖機摩托也叫烈火戰車!
所以二沖程發動機肯定有缺點,而且缺點極為致命、不環保就足夠了;實際上即便是四沖程機、依然會頭疼高轉速運行時空氣填充效率低的問題,所以產生了成熟的配氣技術如可變氣門正時、升程等等;對于摩托車機器來說,皆高轉速、破萬轉常態化,那么高轉速時進氣如何保證?二沖、6000轉,每秒100轉、吸100次氣,如何保證進氣量?況且二沖機幾乎沒有成熟的配氣技術輔助,所以這就是個高油耗、高污染的時代產物,但對于今時今日已經不適用了;或許我們對二沖只有情懷、懷念當初的烈火戰車,沒有二沖發動機也就成就不了經典的NSR500!