2笔冲程vs 4中风引擎|4冲程和2冲程引擎的比较

发动机是将热能转换为机械工作的设备。根据这种能量转换的方式以及其在发动机本身方面的位置,我们具有内部燃烧和外部燃烧引擎。同样,在内燃烧引擎中,我们有几种分类,但重要的是其工作周期,即2笔行程发动机和4笔冲程引擎。在本指南中,我们将重点介绍这两种引擎类型,即两个中风引擎和四个中风引擎,了解它们的构造和工作,并与一些重要参数进行比较2笔行动。

内燃机的简短说明

在我们从两个中风和四个中风引擎开始之前,并将2笔冲程与4个冲程引擎相对于引擎的重要参数,让我们快速看一下发动机到底是什么,以及什么是内燃机。

我们拥有的大多数发动机在技术上都是“热发动机”,因为它们将热能(通常是从燃烧燃料)转换为机械工作的化学能和热能的。在外部燃烧发动机中,燃料的燃烧发生在主发动机零件外(气缸)之外。蒸汽机是外部燃烧引擎的最佳例子。

如果内部燃烧引擎,燃料的燃烧发生在气缸内。我们所有的汽车和发电机发动机都是这种类型的。如果内燃烧发动机,重量评估的功率较少。这使得可以使用我们可以在车辆中使用的不错的功率输出制造合理的小型发动机。

自从他们在19日的下半场的第一部发展以来Th世纪,内燃机一直是工程师和科学家感兴趣的话题。第一代内燃机(J. J. E. Lenoir在1800年代中期开发了它们)的效率较差4-5%。

几年后,Nikolaus August Otto和Eugen Langen开发了一种改进的Lenoir Engine版本,效率高达11%。这款Otto - Langen发动机后来成为“ Otto Cycle”发动机,它不过是火花点火引擎(所有现代汽油/汽油发动机)。

从技术上讲,所有这些引擎都是四个中风引擎。在1880年代,打火机和机械简单的两冲程发动机的开发达到了步伐。为了进一步提高Otto发动机的效率,Rudolf Diesel开始为燃料加工,以及发动机如何压缩燃料。

这是使用柴油燃料的柴油发动机,它可以用高压点燃燃料(并且不需要任何火花)。与需要火花燃烧燃料的Otto循环发动机相反,“柴油周期”发动机简单地将压缩燃料点燃以点燃它。

OTTO循环发动机(使用火花点火器以恒定气体/燃料为燃烧的汽油/汽油发动机)或火花点火发动机(SI)发动机和柴油周期发动机(柴油发动机(柴油发动机)在恒定压力空气/燃料下具有燃烧的柴油发动机使用这种混合物的压缩来点燃燃料)或压缩点火(CI)发动机都可以作为2个冲程和4个冲程发动机。

但是,两冲程引擎或四冲程引擎到底是什么?我们如何比较2笔冲程与4个中风引擎?他们的优势和缺点是什么?让我们现在找出答案。

关于内燃机,术语,工作,分类,类型等等,还有更多有关内燃机的知识。由于本指南将重点放在两个中风与四个中风引擎上,因此我们决定不详细介绍这些主题。但是,如果您有兴趣,我们可以对内燃机进行一系列指南。

什么是4冲程引擎?

在了解什么是4冲程引擎或2冲程引擎之前,让我们首先看看究竟是什么中风。我们知道,发动机由一个气缸和活塞组成,该缸和活塞在该圆柱体中上下移动(同样,这是发动机内部的非常广泛的图像)。

中风是活塞在圆柱体中任一方向的上和下限之间覆盖的距离。该距离是发动机工作的重要参数,以及其他尺寸,例如孔(圆柱体的直径),活塞区域和中风与孔比。

现在我们知道了什么是中风,现在我们将继续使用四个中风引擎。为了使引擎正常工作,必须遵循严格的顺序操作周期。这同时适用于SI和CI发动机。

一个4冲程发动机以四个冲程或两次曲轴旋转完成了其操作周期。每个中风将曲轴旋转180°或一半。因此,四个Stoke循环完成了720°的曲轴旋转或两圈。

4冲程发动机的操作周期是什么?理想的四冲程发动机中的操作周期具有以下四个中风:

  • 进气(或吸力或诱导)中风
  • 压缩中风
  • 动力(或扩展)中风
  • 排气中风

图片

SI和CI四个中风引擎都遵循此操作周期,但它们的实现略有不同(因为SI使用火花塞来点燃燃料,CI仅使用压缩来点燃燃料)。一个重要的区别是压缩比。CI发动机中它比SI发动机高得多。

单个中风还有其他差异,我们将在工作中看到它们。

四程引擎的工作

为了了解四冲程引擎的工作,您只需要了解操作周期以及每个中风中发生的事情即可。

进气冲程

这种中风始于活塞在TDC(顶部死亡中心 - 活塞在旅行期间处于最高位置时,被称为TDC),并且即将向下移动。

在此期间,排气阀关闭时,入口阀将打开。如果发动机有化油器,则活塞的吸力会导致燃料和空气的混合物吸引到气缸中。如果有燃油喷射机制,那么计算机控制的喷油器将喷洒燃料。

SI引擎是正确的。如果发生CI发动机,吸力仅吸引空气。活塞将到达BDC(底部死亡中心 - 活塞在旅行期间处于最低位置时,被称为BDC),在进气冲程结束时,入口阀关闭。

压缩中风

在此中风中,活塞从BDC转移到TDC,在此过程中,它会压缩空气燃料混合物(如果是SI发动机),或者仅在进气冲程期间采用的空气(如果发生CI发动机)。在压缩冲程中,入口和排气阀均保持关闭。

在压缩冲程结束时,即活塞回到TDC(或靠近它)时,火花塞将点燃压缩的空气燃料混合物(如果使用SI发动机)或注入燃料(如果CI,则引擎)。

该动作将燃烧燃料并产生热能,温度升高到2,000°C或更多。由于CI发动机(即柴油燃料)中燃料的性质,当燃料与压缩空气接触时,它开始燃烧。

动力冲程

由于在燃烧燃料的压缩冲程结束时产生的高压,活塞移至BDC。即使在此中风中,阀(入口和排气)仍关闭。发动机仅在此中风中产生动力。

随着活塞从TDC变为BDC,气缸中的压力和温度逐渐降低。

排气中风

在动力冲程的结尾,排气门打开,活塞开始从排气行中的BDC转移到TDC。在此过程中,它将燃烧气体从气缸中推动通过排气门。当活塞在TDC附近时,排气阀关闭并打开进口阀,再次开始摄入中风。

四冲程引擎的应用

四冲程发动机的最常见和最受欢迎的应用是汽车。您可以在摩托车,踏板车和摩托车中找到4,500 rpm的4,500 rpm的小型中风引擎,可生产约30至60kW(40至80hp)。

汽车,公共汽车和卡车还使用稍大的四杆发动机,产生90kW或更多功率。

除了汽车外,您还可以在中找到四个中风引擎移动发电机,飞机,泵套,建筑机器,电动工具,空气压缩机,钻机,拖拉机等。

什么是2冲程引擎?

如果您观察到四冲程发动机的工作,很明显,在四个中风中,只有一个中风(动力行程)会产生动力,并且有两种非生产性笔,以进气和排气的形式。结果,该发动机每两旋转曲轴都会产生可用的功率。

如果我们可以以某种方式改变这种安排而不改变活塞的位置并为曲轴的每一次革命实现动力中风怎么办?

这与苏格兰工程师Dugald Clerk成为并开始使用新型发动机工作,这是同样的想法,后来成为2笔行程引擎。

两次中风引擎仅以两次冲程或曲轴革命完成了其操作周期。这两个中风是压缩和力量。但是,如果没有摄入量和排气性,发动机将如何获得燃料/空气,如何抽出燃烧气体?

2笔引擎通过简单的设计实现了这一目标。它使用曲轴箱压缩的空气/燃料混合物来实现进气过程,并且随着压缩燃料进入气缸,低压燃烧气体通过排气口移出。

两冲程引擎的工作

当我们将其与四冲程发动机进行比较时,2冲程发动机的构造相对简单。他们还具有很少的运动零件的重量定量功率。但是,2笔引擎如何工作?让我们现在看看。

曲轴箱清除发动机是最简单,最受欢迎的2-Stoke发动机设计之一。在此设计中,活塞的底部表面和圆柱体下方的曲轴箱的一部分充当清除泵。

在压缩冲程期间,当活塞从BDC转移到TDC时,弹簧在曲轴箱中加载进气门,因为曲轴箱的压力降低,曲轴箱摄入了空气/燃料混合物。

在压缩冲程结束时,发生燃料的点火(使用火花塞要么是由于压缩)。现在,压力将开始动力中风,随着活塞从TDC转移到BDC,曲轴箱中的空气/燃料混合物被压缩。

在动力中风的尽头,活塞将解开排气口,燃烧气体离开气缸。当活塞在动力中风期间向下移动时,它也解锁了一个转移端口,该转移端口负责曲轴箱中的压缩空气/燃料混合物进入气缸(随着活塞在下一次压缩冲程开始时向上移动)。

2冲程引擎的应用

曾几何时,小型2冲程发动机是轻便摩托车,踏板车,摩托车,割草机以及摩托艇和船舶推进的稍大的发动机的主要选择。

但是,由于它们的燃油量高,在清除和一般污染问题的过程中燃料的损失几乎灭绝了。

比较:2笔vs 4中风引擎

现在让我们查看2笔冲程与4个中风引擎的比较。我们已经采用了引擎的一些重要方面,并在两个中风和四个中风引擎中都进行了比较。

4中风引擎 2个中风引擎
它具有四冲程的操作周期。 它只有两个冲程的操作周期。
这四个中风是:进气,压缩,力量和排气。 它的笔触是压缩和力量。
该发动机采用两次曲轴的旋转,以完成操作的循环,即其四个中风。 该发动机仅采用曲轴的一场革命,即可完成其操作周期,即两冲程。
由于曲轴每两旋转一次会产生可用的功率,因此2冲程发动机的类似发电量略有沉重和笨重。 如果有两次中风引擎,曲轴的一部革命意味着一个动力中风,即每次革命期间都会产生力量。因此,对于相同的功率,该发动机又小又轻。
另外,继续上述陈述,如果有两个相似的发动机(一个是4冲程,另一个是2冲程),那么四冲程发动机会产生较少的功率。 当您将类似尺寸的发动机作为四冲程发动机时,2冲程发动机将产生更多的动力。
四冲程发动机通常具有阀(入口和排气) 两冲程发动机具有端口(一些引擎具有排气阀)。
由于其重量大和控制阀的凸轮轴,其成本明显更高。 它们重量轻,不需要任何阀门机制。因此,成本较低。
四冲程发动机的总体热效率很高,因为大多数燃料会在气缸中点燃。 两冲程发动机通常具有较低的热效率。清除会导致一些燃料保持未燃烧。
由于活塞和曲轴的运动不均匀,发动机需要重型飞轮。 两冲程发动机中的活塞和曲轴运动是均匀的。因此,您需要轻型飞轮。
在四个中风中,只有一个是发电中风。这意味着,您需要更少的润滑和冷却。 两冲程之一是两冲程发动机的动力中风。因此,您需要更好的润滑和冷却。
由于更多的诱导时间,因此体积效率更多。 由于诱导时间较小,因此容积效率较小。
四冲程发动机通常是水冷却的。因此,发动机零件的磨损较少。 相比之下,2冲程发动机是气冷的。结果,发动机的磨损很高。
所需的润滑量较少,通常放置在曲轴箱中。 这些发动机需要更多的润滑,我们通常在重新加油的同时加入燃油润滑油。
四个中风引擎是高效要求的首选选择,例如摩托车(和其他两轮车),汽车,公共汽车,卡车,飞机,发电机,拖拉机等。 两台中风引擎曾经以低成本和轻巧的汽车(例如摩托车,踏板车和摩托车)流行。大型柴油变体用于船舶推进。如今,很难在主流应用中找到两冲程引擎。

结论

内燃机是现代汽车,电动工具和发电的组成部分。内燃机的主要分类是基于发动机采用的中风数(或曲轴旋转数)的数量。在这方面,我们有四冲程和两冲程引擎。我们看到了什么是四冲程引擎及其工作。我们还看到了两个冲程引擎的工作原理。最后,我们拿出了2个中风与4个中风引擎的比较表。

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