二沖程與四沖程發(fā)動(dòng)機有什么區別？

首先我們來(lái)看看這兩種發(fā)動(dòng)機的結構上的區別。不論是兩沖程還是四沖程，都有汽油機和柴油機兩種，它的整體結構可以分為兩大機構、五大系統，即曲柄連桿機構，配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系。汽油機和柴油機最大的區別是柴油機沒(méi)有點(diǎn)火系，而且二者的燃油供給系也有很大的區別；從熱效率方面來(lái)說(shuō)，柴油發(fā)動(dòng)機更高一些。為了更好的說(shuō)明這兩種發(fā)動(dòng)機的區別，我將這些機構和系統分別說(shuō)說(shuō)。

1、曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是發(fā)動(dòng)機實(shí)現工作循環(huán)，完成能量轉換的主要運動(dòng)零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。兩沖程發(fā)動(dòng)機與四沖程發(fā)動(dòng)機的活塞連桿組和曲軸飛輪組結構基本上是一樣的，區別在于機體組。

發(fā)動(dòng)機的機體組可以分為氣缸蓋和氣缸體兩部分。對于四沖程發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，它的氣缸蓋結構是非常復雜的，上面有進(jìn)排氣門(mén)、冷卻水道、機油通道等；它的氣缸體結構相對簡(jiǎn)單，一般只是一個(gè)密閉的圓筒而已。

而兩沖程發(fā)動(dòng)機恰恰與此相反，它的氣缸蓋結構是比較簡(jiǎn)單的，一般只是一個(gè)簡(jiǎn)單的蓋子而已，即使有氣門(mén)，也只有一個(gè)排氣門(mén)；而氣缸體卻是比較復雜的，在氣缸壁上開(kāi)有進(jìn)氣口和排氣口。

2、配氣機構

配氣機構的功用是根據發(fā)動(dòng)機的工作順序和工作過(guò)程，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，使可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，并使廢氣從氣缸內排出，實(shí)現換氣過(guò)程。對于四沖程發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，它的配氣機構是極為復雜的，主要由凸輪軸、氣門(mén)、氣門(mén)挺桿等組成。特別是現在的發(fā)動(dòng)機，越來(lái)越多的使用單缸四氣門(mén)和可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)，使配氣機構稱(chēng)為了發(fā)動(dòng)機中最為復雜的機構。

而對于兩沖程發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)，它的配氣機構就簡(jiǎn)單多了，甚至嚴格來(lái)說(shuō)，它是沒(méi)有配氣機構的。它的進(jìn)排氣是通過(guò)曲軸運轉、活塞上下運動(dòng)，打開(kāi)和關(guān)閉位于氣缸壁上的進(jìn)氣口和排氣口來(lái)實(shí)現的。在兩沖程柴油機上一般有一個(gè)排氣門(mén)，不過(guò)結構上比四沖程柴油機要簡(jiǎn)單得多。

3、燃油供給系統

燃料供給系的功用是根據發(fā)動(dòng)機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去?，F在四沖程發(fā)動(dòng)機的燃油供給系統越來(lái)越復雜了，一般都采用多點(diǎn)電噴或缸內直噴，或者混合噴射，在結構上有汽油泵、噴油器、油壓調節機構等。而兩沖程發(fā)動(dòng)機的燃油供給系統是比較簡(jiǎn)單的，仍然以化油器式居多，使用電噴的很少，結構上也要簡(jiǎn)單很多。

4、潤滑系統

潤滑系的功用是向作相對運動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實(shí)現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。在這個(gè)系統中，兩沖程和四沖程區別是非常大的。四沖程發(fā)動(dòng)機有一套完整的潤滑系統，在油底殼中存儲發(fā)動(dòng)機機油，利用機油泵將機油打向需要潤滑的部件，有壓力潤滑和飛濺潤滑兩種型式。并且四沖程發(fā)動(dòng)機要盡可能的防止機油竄入燃燒室參與燃燒。

而二沖發(fā)動(dòng)機沒(méi)有油底殼，曲軸箱用于發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣，活塞、氣缸內壁和曲軸的潤滑是依靠吸入氣缸的混合氣中含有一小部分的機油來(lái)實(shí)現的。這種潤滑方式，機油必然要進(jìn)入燃燒室參與燃燒，所以發(fā)動(dòng)機會(huì )冒藍煙，排氣藍煙的程度取決于混合氣中供合的機油比例。并且二者的機油也是有區別的，二沖程發(fā)動(dòng)機的機油要求更容易燃燒，并且燃燒后殘留物少。

二沖程發(fā)動(dòng)機有兩種潤滑方式，一種是混合潤滑，即將潤滑油混合在汽油中；另一種潤滑方式是分離潤滑，即利用機油泵，將潤滑油打入曲軸軸頸等處，然后與新鮮混合氣混合后一同進(jìn)入燃燒室內燒掉。一般低端二沖程發(fā)動(dòng)機在油箱中按照固定的比例添加機油和汽油，汽油和機油的比例約20：1，但這種方式機油的比例不精確，不能隨發(fā)動(dòng)機負荷的變化調整機油的供給量；一些相對高級的二沖程發(fā)動(dòng)機都采用了分離式潤滑，它有單獨的機油壺、機油泵和油管，利用機油泵將機油泵入發(fā)動(dòng)機的化油器，在化油器內與汽油混合。這樣設計的好處是機油泵轉速和泵油量隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機轉速的增大而增加，實(shí)現了隨發(fā)動(dòng)機負荷的變化而調節潤滑機油的供給比例，應用較多的是鈴木的CCI潤滑技術(shù)，它油門(mén)拉線(xiàn)同時(shí)控制化油器和機油泵，機油泵負責將機油壺里的機油泵入發(fā)動(dòng)機曲軸及軸承潤滑，飛濺出來(lái)的機油實(shí)際上進(jìn)入了曲軸箱；另一路機油進(jìn)入氣缸，潤滑活塞和氣缸。實(shí)現了機油的精確潤滑。

5、冷卻系統

冷卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時(shí)散發(fā)出去，保證發(fā)動(dòng)機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。一般四沖程發(fā)動(dòng)機都采用水冷的方式，冷卻系由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節溫器等組成，而二沖程發(fā)動(dòng)機一般都采用風(fēng)冷的方式，結構上非常簡(jiǎn)單，有些發(fā)動(dòng)機只是依靠自然風(fēng)冷卻的，復雜一點(diǎn)的也就是增加一個(gè)風(fēng)扇而已。

6、點(diǎn)火系統

在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點(diǎn)燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時(shí)在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設備稱(chēng)為點(diǎn)火系，點(diǎn)火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點(diǎn)火線(xiàn)圈和火花塞等組成。柴油機是壓燃的，所以沒(méi)有該系統。四沖程發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統是比較復雜的，一般采用電控點(diǎn)火、單缸獨立點(diǎn)火的控制方式；而二沖程發(fā)動(dòng)機更多的是采用磁電機控制點(diǎn)火，結構上比較簡(jiǎn)單。

7、起動(dòng)系統

發(fā)動(dòng)機曲軸在外力作用下開(kāi)始轉動(dòng)到發(fā)動(dòng)機開(kāi)始自動(dòng)地怠速運轉的全過(guò)程，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)。完成起動(dòng)過(guò)程所需的裝置，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)系。在這套系統中，二沖程發(fā)動(dòng)機和四沖程發(fā)動(dòng)機區別不大，起動(dòng)機的結構也基本相同。

下面我們再來(lái)看看四沖程發(fā)動(dòng)機和二沖程發(fā)動(dòng)機在工作原理上的區別。四沖程發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，它的每一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)活塞行程：進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。每一個(gè)沖程的運動(dòng)過(guò)程如下：

（1）進(jìn)氣行程：在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng)?？諝夂推偷幕旌衔锉晃霘飧?，在氣缸內進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。對于柴油機來(lái)說(shuō)，它吸入的是純空氣。

（2）壓縮行程：在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng);  氣缸容積逐漸變小，氣缸內混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。當壓縮行程終了時(shí)，混合氣壓力的壓力和溫度都非常高，柴油機的壓縮終了溫度會(huì )超過(guò)柴油的自燃溫度。

（3）作功行程：在這個(gè)行程中，進(jìn)排氣門(mén)仍然關(guān)閉。壓縮行程結束時(shí)，火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個(gè)燃燒室，并放出大量熱能；燃燒氣體體積膨脹，壓力、溫度升高；氣體壓力推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)運動(dòng)到下止點(diǎn)，并通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉作功。而柴油機在壓縮行程結束時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，由于此時(shí)氣缸內溫度高于柴油自燃溫度，所以柴油自行著(zhù)火燃燒，并形成多個(gè)火焰中心，燃燒的更加劇烈和暴力，燃燒氣體的最高壓力和最高溫度都遠高于汽油機，人們說(shuō)柴油機更有勁的原因就在于此。

（4）排氣行程：在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)開(kāi)啟；活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)。膨脹過(guò)后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸。排氣行程結束后，殘留在燃燒室內的少量廢氣稱(chēng)為殘余廢氣。殘余廢氣壓力約為0.105～0.12 MPa，溫度約為 900～1100 K。這個(gè)過(guò)程柴油機和汽油機差不多，只是柴油機的殘余廢氣溫度略低。

二沖程發(fā)動(dòng)機也分為汽油機和柴油機，它們的工作原理略有差別。二沖程汽油機工作原理如下：

（1）第一行程：活塞在曲軸帶動(dòng)下由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。

當活塞還處于下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開(kāi)啟。這時(shí)曲軸箱內的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣。隨著(zhù)活塞向上止點(diǎn)運動(dòng)，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。但此時(shí)排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續排出，稱(chēng)其為額外排氣。當活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，氣缸內的可燃混合氣開(kāi)始被壓縮。直至活塞到達上止點(diǎn)，壓縮過(guò)程結束。

（2）第二行程：活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。

在壓縮過(guò)程終了時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，將氣缸內的可燃混合氣點(diǎn)燃。燃燒氣體膨脹作功。此時(shí)排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，惟有進(jìn)氣孔仍然開(kāi)啟?？諝夂推徒?jīng)進(jìn)氣孔繼續流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著(zhù)活塞繼續向下止點(diǎn)運動(dòng)，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開(kāi)啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此作功過(guò)程結束，開(kāi)始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開(kāi)啟，經(jīng)過(guò)預壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入氣缸，掃除其中的廢氣，開(kāi)始掃氣過(guò)程。這一過(guò)程將持續到下一個(gè)活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時(shí)為止。

二沖程柴油機工作原理如下：

（1）第一行程：活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)。

當活塞還處于下止點(diǎn)位置時(shí)，進(jìn)氣孔和排氣門(mén)均已開(kāi)啟。掃氣泵將純凈的空氣增壓到0.12～0.14MPa后，經(jīng)空氣室和進(jìn)氣孔送入氣缸，掃除其中的廢氣。廢氣經(jīng)氣缸頂部的排氣門(mén)排出。當活塞上移將進(jìn)氣孔關(guān)閉的同時(shí)，排氣門(mén)也關(guān)閉，進(jìn)入氣缸內的空氣開(kāi)始被壓縮?；钊\動(dòng)至上止點(diǎn)，壓縮過(guò)程結束。

（2）第二行程：活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。

當壓縮過(guò)程終了時(shí)，高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸，并自行著(zhù)火燃燒。高溫高壓的燃燒氣體推動(dòng)活塞作功。當活塞下移2/3行程時(shí)，排氣門(mén)開(kāi)啟，廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出?；钊^續下移，進(jìn)氣孔開(kāi)啟，來(lái)自?huà)邭獗玫目諝饨?jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入氣缸進(jìn)行掃氣。掃氣過(guò)程將持續到活塞上移時(shí)將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。

二沖程發(fā)動(dòng)機與四沖程發(fā)動(dòng)機相比，有如下的優(yōu)缺點(diǎn)：

二沖程發(fā)動(dòng)機優(yōu)點(diǎn)：

（1）二沖程發(fā)動(dòng)機沒(méi)有進(jìn)、排氣門(mén)， 沒(méi)有復雜的配氣機構和潤滑系統，冷卻系統一般都采用風(fēng)冷，所以在結構上比四沖程發(fā)動(dòng)機更簡(jiǎn)單，重量比較輕，制造成本低廉，故障率也更低，維修也比較方便。

（2）二沖程發(fā)動(dòng)機曲軸每轉一周完成一個(gè)工作循環(huán)，作功一次。當曲軸轉速相同時(shí)，二沖程內燃機單位時(shí)間的作功次數是四沖程內燃機的兩倍。理論上二沖程發(fā)動(dòng)機的功率應是四沖程發(fā)動(dòng)機的兩倍（但實(shí)際上只有1.5~1.7倍），發(fā)動(dòng)機的升功率更高，動(dòng)力性更好。

（3）由于曲軸每轉一周作功一次，因此曲軸旋轉的角速度比較均勻，發(fā)動(dòng)機運轉比較平穩，對于單缸發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)表現的更加明顯。

（4）標準的四沖程發(fā)動(dòng)機只能在直立或傾斜角度不大的狀態(tài)下工作，否則就可能在油料晃動(dòng)的時(shí)候發(fā)生故障。而二沖程發(fā)動(dòng)機可在任何方位上運轉，即使是發(fā)動(dòng)機處于倒立狀態(tài)仍可有正常工作，這個(gè)特點(diǎn)對于某些手持移動(dòng)式小型設備非常重要，比如鏈鋸、除草機等。發(fā)動(dòng)機使用的靈活性非常強。

二沖程發(fā)動(dòng)機缺點(diǎn)：

（1）與四沖程發(fā)動(dòng)機相比較而言，二沖程發(fā)動(dòng)機的運動(dòng)部件潤滑效果較差，零部件工作環(huán)境較惡劣，曲軸、活塞等零部件耗損得更快。所以二沖程發(fā)動(dòng)機比四沖程發(fā)動(dòng)機壽命短，一般只有四沖程發(fā)動(dòng)機壽命的1/3～1/2。

（2）二沖程發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣、排氣過(guò)程只占曲軸轉角的130°～150°，進(jìn)、排氣過(guò)程幾乎同時(shí)進(jìn)行，利用新氣掃除廢氣，必然會(huì )有一些新鮮混合氣隨廢氣流出排氣口，廢氣也不易清除干凈。因此，二沖程內燃機的換氣質(zhì)量較差，燃料效率不高，整車(chē)的油耗比較高。

（3）二沖程發(fā)動(dòng)機在低速運轉時(shí)，油門(mén)開(kāi)度小，排氣不充分，掃氣不完全，燃燒室內新鮮混合氣濃度低，會(huì )使新鮮混合氣燃燒不完全，使廢氣中CH化合物的含量劇增；同時(shí)掃氣時(shí)有一部分新鮮混合氣隨廢氣一同排出，混合氣中的潤滑機油燃燒不充分，也使排氣中的CH化合物增多。因此二沖程發(fā)動(dòng)機廢氣污染很大。有數據表明，一輛排量50ml的二沖程摩托車(chē)用發(fā)動(dòng)機，它的排氣污染大致相當于五臺排量2.0L轎車(chē)發(fā)動(dòng)機。這是二沖程發(fā)動(dòng)機被淘汰的最主要原因。

（4）發(fā)動(dòng)機排氣噪音大。燃燒產(chǎn)生的壓力還沒(méi)完全釋放完，部分燃料還沒(méi)有燃燒，就直接被排走，所以它的排氣噪聲比四沖程的發(fā)動(dòng)機大很多。

總體來(lái)說(shuō)，二沖程發(fā)動(dòng)機最大的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力性好、重量輕、體積小、應用靈活，最大的缺點(diǎn)是尾氣污染大，噪音大，環(huán)保不達標。所以二沖程發(fā)動(dòng)機一般只應用于對發(fā)動(dòng)機動(dòng)力性要求較高而使用環(huán)境要求不高以及使用率不大的機械上，比如剪草機、油鋸、航模、農作機械、小型摩托車(chē)和越野摩托車(chē)、坦克、船舶、重型運輸車(chē)輛等。而四沖程發(fā)動(dòng)機在綜合性能和環(huán)保性能方面更出色，所以現在的汽車(chē)絕大多數都使用四沖程發(fā)動(dòng)機。