四冲程汽油机与二冲程汽油机的比较

四冲程汽油机与二冲程汽油机的比较龙辉摘要：随着科学技术的发展，四冲程汽油机与二冲程汽油机在市场中都占有相当一部分地位，很多人在配购汽油机时，难以确定配置四冲程汽油机还是二冲程汽油机，本文就以四冲程汽油机与二冲程汽油机的的优缺点进行较深入的分析。关键词：四冲程；二冲程；耗油量；排气噪声；润滑方式ThecomparisonbetweenFour-strokegasolineengineandtwo-strokegasolineoneAbstract:Withthedevelopmentofscienceandtechnology,thoughfour-strokegasolineengineandtwo-strokegasolineonehaveplayedaconsiderableroleinthecarmarket,whenbuying,manypeoplefinditdifficulttounderstandtheconfigurationdifferencesbetweenthesetwoengines.Thispaperwillpresentmoredetailedin-depthfeatureanalysis.Keyword:4-strokeengine;2-strokeengine;fuelconsumption;exhaustnoise;lubrication0引言热机是将内能转化为机械能的一种装置，它的发展经历了以下历程,公元1世纪，亚历山大·希罗就设计出蒸汽机的原型机。1678年汤姆斯·撒威利制成了蒸汽抽水机。1712年，英国人汤姆斯·牛考门对蒸汽机进行了改正，其效率非常低，只能用于煤矿抽水。1764年英国人詹姆斯·瓦特对牛考门机进行了改正，其后效率提高了四倍，广泛用于工业化生产。1824年法国人卡诺发表了热学发动机经典理论——卡诺定理。1876年德国人奥托发明了四冲程煤气机，其效率为10%-12%，1883年法国人达木烈尔制成了用热管点火的立式汽油机，转速达1000r/min。1890年德国人奔驰发明了电火花点火的高速内燃机，1897年，德国人鲁道夫·狄塞尔发明了压燃式柴油机，功率为14.7KW。热机的“热”是将燃料通过燃烧产生的，且燃烧在发动机内部进行的称为内燃机。根据燃料是汽油和柴油，分为汽油机和柴油机。又根据内燃机的工作过程，则分为四冲程热机和二冲程热机。本将以四冲程汽油机与二冲程汽油机的特点进行较深入的分析。得出各自的优缺点。好让人们在选购机型时有充分的思想准备。1四冲程汽油机与二冲程汽油机在结构上的比较四冲程汽油机(如图1)热力部分主要由(1)汽缸盖、（2）导气气管气缸、（3）气门、（4）气门主弹簧、（5）气门副弹簧、（6）气门弹簧座、（7）锁片、（8）气门室罩、（9）摇臂轴、（100&）摇臂、（11）锁紧螺母、（12）调整螺钉、（13）推杆、（14）挺杆、（15）凸轮以及配气机构组成。配气机构包括气门、配气链轮，气门导管、气门座、气门弹簧，配气凸轮、配气条，链条张紧器、摇背等零部件构成，二冲程汽油机（如图2）的热力部分主要由汽缸盖、气缸、活塞、活塞环等零部件组成。其中气门部分与四冲程汽油机不同，二冲程汽油机的气门部分相当简单，只有扫气口和排气口。相比较而言，四冲程汽油机比二冲程汽油机体积大、结构复杂、重量大、制造维修困难，而二冲程汽油机相对较简单一些。2四冲程汽油机与二冲程汽油机从工作过程上比较为了使汽油机连续工作、燃烧。需要一系列动作按一定顺序重复进行，首先将混合气体吸入气缸内，气体被压缩后燃烧，然后产生高温高压的燃气从而推动活塞做功，然后的废气从气缸排出。四冲程汽油机曲柄旋转720°完成一次循环，即曲柄完成两圈做一次功，它是配气凸轮来控制排气门完成的。二冲程汽油机曲柄旋转360°完成一个工作循环，即曲柄旋转一圈做一成功。由于四冲程汽油机曲柄两圈做一次功，二冲程汽油机曲柄完成一圈做一次功，故二冲程汽油机的扫矩较均匀。根据以下汽油机的相关性能指标，可以对四冲程汽油机与二冲程汽油机的功率做出比较。2.1动力性指标2.1.1有效功率Pe即汽油机曲轴所输出的功率，称为汽油机的有效功率Pe。它等于等指示功率Pi与指示功率与机械损失功率Pm之差。PmPiPeKW2.1.2有效转矩Me即汽油机输出的转矩，称为有效转矩Me。nPeMe/.9549N.m其中:n表示转速2.1.3平均有效压力pe即汽油机单位气缸工作容积的有效功，称为汽油机的平均有效压力pe。VhWepe/Pe值越大，则单位气缸工作容积输出功越多，输出转矩越大。Pe值是汽油机最重要的重力指标之一。2.2经济性指标2.2.1有效热效率e即循环的有效功与消耗燃烧的热量之比，称为汽油机的有效热效率e2.2.2有效燃烧消耗率ge即单位有效功所消耗燃油的量，称为汽油机的有效功油消耗ge。通常以每有效千瓦·小时的耗油表示。PeGgeT/Kw/h2.3汽油机的热平衡在汽油机中，燃油燃烧所放出的热量，只有25%-40%转变成有效功，其余大部分热量随着废气和和冷却水等从汽油机中排出。燃油燃烧放出的热量QT大致分配如下。2.3.1转化为有用功的热量QeQe越大，转变成有效功的热量就越多，汽油机的性能就有越好。qTQE/的值：汽油机20%-30%2.3.2传给冷却介质的热量QsQs包括：工质向气缸壁即燃烧室散出的热量；废气在排气道内散失的热量；摩擦发热所散失的热量，从润滑油中散失的热量等2.3.3其它热损失Ql汽油机除了以上几项热损失以外，都包括在其它的热损失Ql之内。例如，燃油不完全燃烧的热损失及其它没有记及的的热损失等通过以上的分析，汽油机的效率都非常低，大部分热量都被浪费。就以四冲程汽油机和二冲程汽油机来看，同时在相同的工作容积的情况下，二冲程汽油机的功率比四冲程汽油机高出一倍，但是二冲程汽油机有严重的扫气损失，故实际功率比四冲程汽油机高出50%-70%。3四冲程汽油机与二冲程汽油机从换气、耗油量上进行比较四冲程汽油机进排气共占曲轴转角360°，而二冲程汽油机只占曲轴转角的130°-150°，则二冲程汽油机占四冲程汽油机曲轴转角1/3左右。在二冲程汽油机中，新鲜燃气先进入曲轴箱，当活塞压缩时，再由扫气口进入气缸，将残余废气由排气口排出。此时新鲜空气与前部废气混合在一起，它们之间没有严格的界限，在排气时，必然造成一部分新鲜空气浪费，造成功率下降，耗油量上升。而四冲程汽油机有单独的排气过程，几乎没有新鲜空气随废气排出。二冲程汽油机在低速运转时，油门开度小，排气不充分，扫气更加不完全，很容易出现断火现象，断火现象使CH化合物中CO和氮氧化合物剧增，对环境造成巨大的污染，而四冲程汽油机则相对少得多。4四冲程汽油机与二冲程汽油机从润滑方式上进行比较二冲程汽油机有两种润滑方式，一种是混合润滑，即将润滑油混合在汽油中；另一种方式是分离润滑，即利用机油泵将润滑油打入曲轴轴颈处，然后与新鲜空气一起进入燃烧室燃烧，这样燃烧后形成的碳积和焦状物会粘死活塞环，赌赛扫、排气口，造成功率损失，加速曲柄滚针轴承的磨损。四冲程汽油机的润滑方式也有两种，一种是飞溅润滑，即利用汽油机工作时运动部件飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面；另一种润滑方式是压力润滑，依靠机油泵，将润滑油输出配气凸轮、气门摇臂等处，然后收集回来过滤后再度使用，同时还能带走摩擦部件的摩擦物，润滑油不仅润滑部件，而且还对气缸头起冷却作用，更改善了润滑条件。相对而言，二冲程汽油机润滑效果较差，零部件工作环境较恶劣，并且浪费了大量的润滑油，寿命也较短，一般只有四冲程汽油机的1/3-1/2。5四冲程汽油机与二冲程汽油机从排气噪声上比较四冲程汽油机排气开始压力较小，而二冲程汽油机排气开始压力较大，压力大的产生的噪声就较大，通过良好的消声器之后，一般二冲程汽油机都要比四冲程汽油机产生的噪声要大得多。6综合比较总的看来，二冲程汽油机的特点是，体积小、重量轻、功率大，耗油量大、排放高、结构简单、制造维修方便，价格便宜；四冲程汽油机的特点是，体积大，结构复杂、耗油量小、排放低、制造维修麻烦，价格相对较高。随着社会的发展，燃油总要出现问题，目前人们对环境意识逐渐增强，因此四冲程汽油机逐渐受到人们的青睐，而且随着加工技术水平的不断提高和燃油电子喷射技术的广泛运用，四冲程汽油机体积大，结构复杂得到改善。二冲程汽油机也因功率大，价格便宜等优势还存在一定的市场。特别是在越野车、赛车等广泛的运用，它那像风笛一样好听的排气声另车迷们如痴如醉。7结论综上所述，是配四冲程汽油机还是配二冲程汽油机做动力，你必须根据自身的经济条件，所处的使用环境以及市场情况，全盘衡量，做出最佳的选择。参考文献：[1]董家康.二冲程汽油机与四冲程汽油机的比较[J]摩托车.1993（3）.10-11[2]将炎坤，钟毅方，罗马洁.二冲程发动机排气道——缸内系统三维瞬时数据模拟研究[J]内燃机学报.2001.19(2).159-164[3]廖彪.二冲程与四冲程发动机在诊断、维修和保养上的特点[J]摩托车技术.2003（3）41-42[4]阮天林.浅谈二冲程与四冲程发动机的结构差异及检修特点[J]摩托车技术.2005(2).-46-48[5]徐瑞卿.二冲程与四冲程柴油机的选择及其服务性能[J]航海技术.1995(3).-67-68[7]员力勋.四冲程与二冲程发动机的比较[J]摩托车.2001(9).-15-15[8]YOSHIOKobayashi,KAZUYUKIUenoyamaLowExhaustEmissionSystemforSmallTwo-StrokeCycleEnginess[J].MitsubishiHeavyIndustres,Ltd.TechnicalReview,2001,38(3).151-155