很多人都知道,不管是汽車還是摩托車,發動機都會采用4沖程的設計,但是喜歡摩托車的朋友肯定知道,還有2沖程内燃機的存在
1884年為了避開奧托研發的4沖程内燃機,英國工程師巴拉特設計了2沖程水冷雙缸汽油發動機
經過幾代技術的發展,2沖程發動機開始在摩托車賽事中大放異彩,以卓越的加速性能壓倒4沖程發動機,獲得了很多冠軍
早期的鈴木、雅馬哈、川崎、國内的愛得利100、幸福250等等,都曾經搭載過2沖程發動機
精妙的換氣策略
普通的4沖程發動機,曲軸旋轉2周才會做功一次,但是2沖程發動機隻要旋轉一周就可以完成一次做功,所以在氣缸容積和轉速相同的情況下,2沖程發動機的做功效率是4沖程的2倍,最大的特點也是最核心的技術就是它的換氣策略
正常的發動機都是需要先吸氣,然後壓縮、做功,最後排氣,必須一步一步來,一般有進氣和排氣2個氣門結構
但是2沖程發動機卻擁有3個氣門通道,分别是進氣通道、排氣通道和換氣通道,通道的開啟和關閉由活塞的運動位置決定
當活塞上行壓縮混合氣時,換氣通道和排氣通道會被活塞堵住,進入關閉的狀态,而下方的進氣通道則保持開啟,在活塞上行壓縮的過程中,利用負壓吸入打開單向閥,提前吸入下一次做功需要的混合氣
當活塞壓縮産生做功後,活塞開始下行,排氣通道和換氣通道進入開啟狀态,進氣通道則會被堵住,活塞下壓導緻曲軸箱内部壓力增大,之前吸入的混合氣會順着換氣通道進去燃燒室,同時把之前燃燒産生的廢氣,經過排氣口擠壓出去
當活塞再次上行時,就可以直接進行壓縮做功,以此不斷地循環
也就是說,發動機活塞上行時,完成壓縮和吸氣,下行時完成做功和排氣,這種特殊的換氣策略,也是2沖程發動機最核心的精髓
二沖程優缺點明顯做功間隔更短、輸出功率更大、提速非常快、結構更加緊湊、又不需要配氣機構,這些優點讓2沖程發動機非常适合用在追求激情的摩托車上
直到今天依然可以看到少量的越野摩托車采用2沖程發動機,之所以大面積被4沖程發動機替代,主要有2個原因
第一個就是排放問題。4沖程發動機的進排氣相對獨立,所以進氣充足、排氣幹淨。但是2沖程發動機是依靠新的混合氣把廢氣頂出去,在實際的運行過程中,要麼廢氣排不幹淨,要麼會把幹淨的混合氣一起排出去
所以不僅燃燒效率低,排放也差得離譜,偶爾還會有沒有燃燒的混合氣進去排氣管,會被炙熱的排氣管直接點燃,導緻噴火的現象,所以二沖程的摩托也被叫作“烈火戰車”
第二個就是發動機壽命的問題。4沖程發動機可以在活塞上安裝活塞環,在活塞上行時噴入機油,活塞下行時利用活塞環把機油刮下來,以此來完成氣缸的潤滑
但是2沖程發動機的氣缸壁上有3個換氣通道,所以2沖程發動機要麼是把汽油和機油混合在一起,要麼是把機油噴射到曲軸箱内,然後再進入燃燒室
總之,就是必須通過燒機油的方式,才能實現潤滑,而且這種潤滑效果也遠遠不如4沖程發動機,導緻發動機的壽命大大縮減
小結總得來說,2沖程發動機有很多優點,但是也有很嚴重的缺點,光是排放問題,就足以讓它不能在市場上立足
很多地方的2沖程摩托車直接無法上牌,所以很早就被4沖程發動機所取代,從此在摩托車領域消聲覓迹
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