疯狂的二冲程
很多人都知道,不管是汽车还是摩托车,发动机都会采用4冲程的设计,但是喜欢摩托车的朋友肯定知道,还有2冲程内燃机的存在
1884年为了避开奥托研发的4冲程内燃机,英国工程师巴拉特设计了2冲程水冷双缸汽油发动机
经过几代技术的发展,2冲程发动机开始在摩托车赛事中大放异彩,以卓越的加速性能压倒4冲程发动机,获得了很多冠军
早期的铃木、雅马哈、川崎、国内的爱得利100、幸福250等等,都曾经搭载过2冲程发动机
精妙的换气策略
普通的4冲程发动机,曲轴旋转2周才会做功一次,但是2冲程发动机只要旋转一周就可以完成一次做功,所以在气缸容积和转速相同的情况下,2冲程发动机的做功效率是4冲程的2倍,最大的特点也是最核心的技术就是它的换气策略
正常的发动机都是需要先吸气,然后压缩、做功,最后排气,必须一步一步来,一般有进气和排气2个气门结构
但是2冲程发动机却拥有3个气门通道,分别是进气通道、排气通道和换气通道,通道的开启和关闭由活塞的运动位置决定
当活塞上行压缩混合气时,换气通道和排气通道会被活塞堵住,进入关闭的状态,而下方的进气通道则保持开启,在活塞上行压缩的过程中,利用负压吸入打开单向阀,提前吸入下一次做功需要的混合气
当活塞压缩产生做功后,活塞开始下行,排气通道和换气通道进入开启状态,进气通道则会被堵住,活塞下压导致曲轴箱内部压力增大,之前吸入的混合气会顺着换气通道进去燃烧室,同时把之前燃烧产生的废气,经过排气口挤压出去
当活塞再次上行时,就可以直接进行压缩做功,以此不断地循环
也就是说,发动机活塞上行时,完成压缩和吸气,下行时完成做功和排气,这种特殊的换气策略,也是2冲程发动机最核心的精髓
二冲程优缺点明显
做功间隔更短、输出功率更大、提速非常快、结构更加紧凑、又不需要配气机构,这些优点让2冲程发动机非常适合用在追求激情的摩托车上
直到今天依然可以看到少量的越野摩托车采用2冲程发动机,之所以大面积被4冲程发动机替代,主要有2个原因
第一个就是排放问题。4冲程发动机的进排气相对独立,所以进气充足、排气干净。但是2冲程发动机是依靠新的混合气把废气顶出去,在实际的运行过程中,要么废气排不干净,要么会把干净的混合气一起排出去
所以不仅燃烧效率低,排放也差得离谱,偶尔还会有没有燃烧的混合气进去排气管,会被炙热的排气管直接点燃,导致喷火的现象,所以二冲程的摩托也被叫作“烈火战车”
第二个就是发动机寿命的问题。4冲程发动机可以在活塞上安装活塞环,在活塞上行时喷入机油,活塞下行时利用活塞环把机油刮下来,以此来完成气缸的润滑
但是2冲程发动机的气缸壁上有3个换气通道,所以2冲程发动机要么是把汽油和机油混合在一起,要么是把机油喷射到曲轴箱内,然后再进入燃烧室
总之,就是必须通过烧机油的方式,才能实现润滑,而且这种润滑效果也远远不如4冲程发动机,导致发动机的寿命大大缩减
小结
总得来说,2冲程发动机有很多优点,但是也有很严重的缺点,光是排放问题,就足以让它不能在市场上立足
很多地方的2冲程摩托车直接无法上牌,所以很早就被4冲程发动机所取代,从此在摩托车领域消声觅迹