1.3 二沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理

1.3.1 二沖程汽油機(jī)的工作原理

二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣過程組成，但它是在曲軸旋轉(zhuǎn)一圈（360°），活塞上下往復(fù)運(yùn)動的兩個行程內(nèi)完成的。因此，二沖程發(fā)動機(jī)與四沖程發(fā)動機(jī)工作原理不同，結(jié)構(gòu)也不一樣。

在四沖程內(nèi)燃機(jī)中常把排氣過程和進(jìn)氣過程合稱為換氣過程，在二沖程內(nèi)燃機(jī)中換氣過程是指廢氣從汽缸內(nèi)被新氣掃除并取代的過程。這兩種內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的不同之處主要在于換氣過程。

例如，曲軸箱換氣式二沖程汽油機(jī)，汽缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時刻被活塞打開或關(guān)閉進(jìn)行進(jìn)氣、換氣和排氣的。工作原理如圖1-22 所示，其中圖1-22(a)表示活塞向上運(yùn)動，將三排孔都關(guān)閉，活塞上部開始壓縮；當(dāng)活塞繼續(xù)上行時，活塞下方打開進(jìn)氣孔，可燃混合氣進(jìn)入曲軸箱，如圖1-22(b)所示；活塞接近上止點時如圖1-22(c)所示，火花塞點燃混合氣，氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運(yùn)動；進(jìn)氣孔關(guān)閉，曲軸箱內(nèi)的混合氣受到壓縮，當(dāng)活塞接近下止點時，排氣孔打開，排出廢氣，活塞再向下運(yùn)動，換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經(jīng)進(jìn)氣孔流入汽缸內(nèi)，并掃除廢氣，如圖1-22(d)所示。

圖1-22 二沖程汽油機(jī)工作原理

1—進(jìn)氣孔；2—排氣孔；3—掃氣孔

1．第一行程——活塞在曲軸帶動下由下止點移至上止點

當(dāng)活塞還處于下止點時，進(jìn)氣孔被活塞關(guān)閉，排氣孔和掃氣孔開啟。這時曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣經(jīng)掃氣孔進(jìn)入汽缸，掃除其中的廢氣。隨著活塞向上止點運(yùn)動，活塞頭部首先將掃氣孔關(guān)閉，掃氣終止。但此時排氣孔尚未關(guān)閉，仍有部分廢氣和可燃混合氣經(jīng)排氣孔繼續(xù)排出，稱其為額外排氣。當(dāng)活塞將排氣孔也關(guān)閉之后，汽缸內(nèi)的可燃混合氣開始被壓縮。直至活塞到達(dá)上止點，壓縮過程結(jié)束。

2．第二行程——活塞由上止點移至下止點

在壓縮行程終了時，火花塞產(chǎn)生電火花，將汽缸內(nèi)的可燃混合氣點燃，燃燒氣體膨脹作功。此時排氣孔和掃氣孔均被活塞關(guān)閉，唯有進(jìn)氣孔仍然開啟。空氣和汽油經(jīng)進(jìn)氣孔繼續(xù)流入曲軸箱，直至活塞裙部將進(jìn)氣孔關(guān)閉為止。隨著活塞繼續(xù)向下止點運(yùn)動，曲軸箱容積不斷縮小，其中的混合氣被預(yù)壓縮。此后，活塞頭部先將排氣孔開啟，膨脹后的燃燒氣體已成廢氣，經(jīng)排氣孔排出。至此，作功行程結(jié)束，開始先期排氣。隨后活塞又將掃氣孔開啟，經(jīng)過預(yù)壓縮的可燃混合氣從曲軸箱經(jīng)掃氣孔進(jìn)入汽缸，掃除其中的廢氣，開始掃氣過程，這一過程將持續(xù)到下一個活塞行程中掃氣孔被關(guān)閉時為止。二沖程汽油機(jī)的示功圖如圖1-23所示。

圖1-23 二沖程汽油機(jī)的示功圖