1.3 二冲程内燃机的工作原理

1.3.1 二冲程汽油机的工作原理

二冲程汽油机的工作循环也是由进气、压缩、作功、排气过程组成，但它是在曲轴旋转一圈（360°），活塞上下往复运动的两个行程内完成的。因此，二冲程发动机与四冲程发动机工作原理不同，结构也不一样。

在四冲程内燃机中常把排气过程和进气过程合称为换气过程，在二冲程内燃机中换气过程是指废气从汽缸内被新气扫除并取代的过程。这两种内燃机工作循环的不同之处主要在于换气过程。

例如，曲轴箱换气式二冲程汽油机，汽缸上有三排孔，利用这三排孔分别在一定时刻被活塞打开或关闭进行进气、换气和排气的。工作原理如图1-22 所示，其中图1-22(a)表示活塞向上运动，将三排孔都关闭，活塞上部开始压缩；当活塞继续上行时，活塞下方打开进气孔，可燃混合气进入曲轴箱，如图1-22(b)所示；活塞接近上止点时如图1-22(c)所示，火花塞点燃混合气，气体燃烧膨胀，推动活塞向下运动；进气孔关闭，曲轴箱内的混合气受到压缩，当活塞接近下止点时，排气孔打开，排出废气，活塞再向下运动，换气孔打开，受到压缩的混合气便从曲轴箱经进气孔流入汽缸内，并扫除废气，如图1-22(d)所示。

图1-22 二冲程汽油机工作原理

1—进气孔；2—排气孔；3—扫气孔

1．第一行程——活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点

当活塞还处于下止点时，进气孔被活塞关闭，排气孔和扫气孔开启。这时曲轴箱内的可燃混合气经扫气孔进入汽缸，扫除其中的废气。随着活塞向上止点运动，活塞头部首先将扫气孔关闭，扫气终止。但此时排气孔尚未关闭，仍有部分废气和可燃混合气经排气孔继续排出，称其为额外排气。当活塞将排气孔也关闭之后，汽缸内的可燃混合气开始被压缩。直至活塞到达上止点，压缩过程结束。

2．第二行程——活塞由上止点移至下止点

在压缩行程终了时，火花塞产生电火花，将汽缸内的可燃混合气点燃，燃烧气体膨胀作功。此时排气孔和扫气孔均被活塞关闭，唯有进气孔仍然开启。空气和汽油经进气孔继续流入曲轴箱，直至活塞裙部将进气孔关闭为止。随着活塞继续向下止点运动，曲轴箱容积不断缩小，其中的混合气被预压缩。此后，活塞头部先将排气孔开启，膨胀后的燃烧气体已成废气，经排气孔排出。至此，作功行程结束，开始先期排气。随后活塞又将扫气孔开启，经过预压缩的可燃混合气从曲轴箱经扫气孔进入汽缸，扫除其中的废气，开始扫气过程，这一过程将持续到下一个活塞行程中扫气孔被关闭时为止。二冲程汽油机的示功图如图1-23所示。

图1-23 二冲程汽油机的示功图