我们先来认识一下什么是发动机,它是将其他能量转换成动能的机器,发动机按冲程可分为二冲程发动机,四冲程发动机。二冲程发动机结构比较简单,没有专门的配气系统,进气孔,排气孔,换气孔直接开在缸体上,由活塞上下运动时,其与各气孔的重叠位置来决定各气孔的开闭程度,另外二冲程发动机也不像四冲程发动机拥有独立的润滑系统,而是机油燃油按一定比例混合后参与燃烧。冷却系统也比较简单,缸体不需要专门的水套,仅风冷足以。
结构简单成就了二冲程发动机轻巧易于布置,生产成本及维护成本低的优点。而且二冲程发动机曲轴每转一圈就做功一次,四冲程曲轴转两圈才做功一次,所以它所产生的热量也比四冲程发动机多。
但是二冲程发动机的这种简单结构也是其各缺点的根源,这种结构决定了其进气方式不同于四冲程发动机,如下图所示,从它的工作过程可以看出,扫气角与排气角重叠比较多,新进未被燃烧做功的混合气中有30%左右直接经由排气口排出,燃油利用率大大降低,另外二冲程发动机工作过程中必然要烧机油,未被完全燃烧的机油也会直接经由排气管排出,这些点都加重了废气污染。
其实近些年,由于市场对高性能,低油耗,无污染发动机的需求极大,而四冲程发动机已经基本上发展到了顶峰,所以设计师们又重新拾起了对二冲程发动机的研究兴趣,使二冲程的技术也不断上升新台阶,如润滑油成分品质的升级,缸内直喷的燃油喷射方式的开发应用,都会一定程度上降低油耗,改善尾气排放。
更厉害的,为了解决普通二冲程发动机的高油耗高污染的问题,有人提出了双级活塞式二冲程发动机技术,采用不需要机油参与燃烧的梯级形活塞与梯级形气缸,加上独立的润滑系统曲轴油道技术,采用直扫式方式,即排气设置在气缸顶部,进气设置在气缸壁下部,互不干扰。人们对于二冲程发动机的幻想还很多,期待它的普及应用。