气动活塞泵(活塞式内燃机原理（四）)

Posted 2023-05-30

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气动活塞泵(活塞式内燃机原理（四）)

由于上述奥托循环二行程活塞机的进气口、转气口、排气口的开启均是由活塞的上下行运动实现的，因此这类二行程活塞机又被称为“活塞阀式”二行程机。典型的代表机型为铃木80、东风021摩托汽油发动机。它们的曲轴活塞连杆副的润滑是典型的分离润滑；而幸福250则是典型的混合油润滑方式。前者有单独的机油箱用以盛装机油，并有控制机油供量控制的随动于曲轴转速的供机油迴转阀，以保证曲轴转速不同，供应不同量的机油，达到节约机油、充分润滑的设计要求。后一种由于直接把机油加在汽油中，并充分拌和均匀，所以机油用量较大。

二行程汽油机由于曲轴转一周即做功一次，理论上好像是同排量四行程机的功率的二倍，但实际土只增加了40%一60%。这是因为它的活塞行程被用于开闭转气口和排气口了，只有排气口以上的空间才是它的有效排量空间。另外，它的换气是不充分的，总有一部分废气没有排出，这也降低了它的有效排量，并和机油一道使每一次做功燃烧恶化，降低它的功率。

二行程狄塞尔循环机

这种二行程活塞机常见的是以柴油、重油为燃料的二行程活塞式内燃机，因此下文中以柴油二行程活塞机为例予以介绍。

这种二行程活塞机常见的结构是仅在汽缸盖顶部正中装有一个排气门，而进气口却是环绕气缸下部缸壁一周的孔。这些孔的开闭由活塞的上下行自动实施，因此，这种活塞机从气动来说是：活塞阀式进气，排气阀排气的二行程活塞机。

工作原理（从活塞在打开缸壁上沿圆周排列的进气囗打开讲起）

活塞下行，由活塞裙封闭着的缸壁上常为沿圆周排列的进气口由于露出而开启，新鲜空气由于排气的“引射”或由于增压而进入活塞上部的缸筒内空间，并推动废气继续排出。活塞过了下止点，开始向上运动，处于同一层高的各进气口开始同时关闭，进气开始减少。活塞上部的新鲜空气顶托、推动着废气继续排出，这是“扫气”过程。这时气缸顶部的排气阀也开始关闭了，活塞的继续上行关闭了进气口，随后排气阀也关闭了。活塞继续上行，压缩过程开始了。当活塞继续上行到“喷油提前位置”时，喷油嘴开始向缸内的高压空气中喷入燃料油，燃烧（爆发）做功过程开始了。

这种活塞机的燃料的燃烧是由于新鲜空气被高度压缩而放出气潜热而导致空气温度达到300一500。C而自行点燃燃料产生的。这是狄塞尔循环，与奥托循环不可对混合气高度压缩使混合气自燃是完全不同的。奥托循环不允许混合气自燃。在奥托循环里，混合气的自燃会导致发动机工作粗暴，活塞、缸筒等敲击异响（轻度）及发动机损坏（重度）的严重后果。

燃料的喷入继续，活塞与此同时上行到达并经过了上止点开始下行。此刻喷油中止。

燃料的燃烧放热，放出能量，推动活塞下行，经曲轴连杆副输出动力，并对飞轮蓄能。这是此发动机的“爆发”（做功）过程。当活塞顶部被推动至缸壁上的进气口上沿时，位于气缸顶部正中的排气门开启，废气在余压的作用下冲出，“排气”过程开始了。

活塞的继续下行打开了各进气口，“扫气”和“进气”过程开始了，发动机进入了下一个循环。

二行程狄塞尔机由于不需要曲轴箱增压，因此它的曲轴箱内是和四行程活塞机一样存放着润滑油的，是“湿”的。这点和曲轴箱增压式二行程奥托机不同。后者是“干”的，无润滑油的。这在前面已做过说明。

二行程狄塞尔机具有结构简单，比功率大，同样排量其输出功率可比四行程机大出近一倍，而燃烧效率等与四行程相同，因而被广泛应用。

狄塞尔机的“增压”

为了进一步提高狄塞尔机的单位排量的功率，即它的比功率；也为了提高此种热机的燃烧效率，对它的进气增压，使其进气量增加，最高压缩压力增大是常用方法。

这是因为内燃机的理论指出，热机的压缩压力越高，其燃烧效率、容积效率越高；而且此种热机压缩的是空气，不是混合气，不存在因压缩压力高而爆燃的可能。

增压方式

现在常用二种方法给这种发动增压：废气涡轮增压和本机动力增压。

由于排出废气仍具有足量的能量，因此使废气冲击涡轮转动，以驱动增压泵对进气增压是简便易行，废物利用，提高效率、功率的好方法。

使用这种方式增压的发动机称为“废气涡轮增压式”发动机。它的缺点是排气压力低时，如怠速时，增压效果差。

这种增压式发动机停车时，不允许突然增大转速后立即停车，这会损坏废气涡轮的静压轴承和轴承密封，导致滑油进入进气菅内和“烧机油”。

以本机动力驱动增压泵增压是另一种增压方式。这种增压虽消耗了一定动力，也使结构复杂，但其增压稳定，且可二级增压，以达到更高增压效果。

由于增压会使被增压空气升温，所以当使用二级增压时，要对增压空气冷却，以提高第二级泵的增压效率。对此又称为：中间冷却式二级增压。