二冲程发动机分类及特点分析

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：图7-33 以压缩类型的分类曲轴箱扫气此类型是不使用专门的压缩器，利用活塞下降时的泵气作用把进入曲轴箱内的供气吸入到气缸内，并通过活塞的上升进行压缩、爆发的方式，是最普通的方式。压缩器扫气配备专用压缩器获得增压效果的同时帮助扫气的方式。压缩器扫气方式主要使用在部分高速柴油机和大、中型柴油机上。

二冲程发动机以扫气类型、进气类型和压缩类型进行分类。

1.以扫气类型分类

如图7-31所示为二冲程发动机各种扫气类型和端口形状，其特性见表7-5。

图7-31 二冲程发动机的扫气类型和端口形状

（1）横流扫气横流扫气为图7-31a所示扫气口和排气口位于气缸圆周面上相对位置的类型。此类型采用在活塞下降时首先打开排气口，然后打开扫气口，从扫气口流入的供气在气缸内横向流动驱赶残留废气的方式。这种方式因在气缸上部火花塞（喷油器）附近会残留燃烧气体，因而有扫气效率和供气效率都低的缺点。另外，进入的新气（空气或混合气）可能会直接通过排气口被排放，因此在活塞顶部设置反射板，以减少这些损失。此类型结构简单，通过扫气口的气流进入方向朝向气缸上部，以改善对残留废气的扫气，并利用排气系统内的脉动效应等方法，提高扫气效果。旧时常用这种类型，但近来几乎不再使用。

表7-5 根据扫气类型的分类及特性

（2）回流扫气回流扫气又称为反转扫气，是为了避免在活塞头部设置反射板，如图7-31b所示把排气口和扫气口在气缸半圆周相同的方向（位置）上下设置的结构。进气口的方向朝向没有孔（端口）的气缸壁，进入的空气（或混合气）流碰到气缸壁后方向会改变。因此，扫气的过程是新气从下部扫气口进入，并在气缸内完全回转（反转）1周，驱赶燃烧废气从上部的排气口排放。

回流扫气类型还有修正型。如图c所示，在中央排气口周围有双进气口，空气流动为U形回流。此类型多在曲轴箱压缩型小型汽油机上使用。

（3）直流扫气直流扫气通常如图7-31d、e所示，扫气口设置在下部，排气口设置在上部（或头部）。这两种方式都可以通过扫气口产生涡流，从气缸下部进入的涡流新气形成绕着气缸中心轴螺旋涡流，并向上部流动驱赶排放燃烧废气。

此类型因残留废气与新气的混合少，可以进行较为良好的扫气，并且涡流对燃烧的促进非常有利。因此，船舶等大型柴油机多采用此类型扫气方式和附加扫气用增压器的类型。但是，横流扫气类型或回流扫气类型来说，如果产生涡流，会助长空气与燃烧废气的混合，反而不能获得良好的扫气效率。

2.以进气类型分类

二冲程发动机为了提高供气比和防止窜气采用多种进气方式，如图7-32所示。

图7-32 以进气类型的分类

（1）活塞阀式活塞阀式为进气口和排气口设置在气缸壁上的类型。因此，进气口、排气口的打开和关闭时间对称于上止点。虽然其结构简单，但存在高速状态，即进气口开启角较大时，新气窜气损失大的缺点。

（2）转阀式如图7-32b所示，进气口由与曲轴一起旋转带槽盘控制打开和关闭，因此称为转阀式。虽然结构较复杂，但其打开和关系时间为非对称型，因此能改善活塞阀式的缺点。

（3）簧片阀式如图7-32c所示，簧片阀式为在曲轴箱的进气口上设置以内外侧压力差自由打开和关闭的薄片单向阀（簧片阀）的类型。因自由开闭不存在窜气，所以可以获得理想的打开和关闭时间。但是，因在进气口上设置阀门，存在增大进气阻力的缺点。

3.以压缩类型分类

二冲程发动机根据供气的压缩方式不同，可分为曲轴箱压缩扫气和压缩器扫气方式（图7-33）。

图7-33 以压缩类型的分类

（1）曲轴箱扫气此类型是不使用专门的压缩器，利用活塞下降时的泵气作用把进入曲轴箱内的供气吸入到气缸内，并通过活塞的上升进行压缩、爆发的方式，是最普通的方式。此类型易导致扫气量的不足。

（2）压缩器扫气配备专用压缩器获得增压效果的同时帮助扫气的方式。压缩器有机械式和排气涡轮增压式，其中机械式有活塞式、罗茨鼓风机式、叶片式等，排气涡轮增压式有离心鼓风机式。压缩器扫气方式主要使用在部分高速柴油机和大、中型柴油机上。

二冲程发动机分类及特点分析

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