先来说说两冲程汽油机,它有个特别大的优点,就是造起来不那么复杂,零件相对少,所以整台机器也比较轻巧。
因为它每一次曲轴转动都能做功,所以它转速能很快,在单位时间里就能爆发出不小的力量,感觉上劲头十足。
它也有个不太让人满意的地方,就是因为它工作方式比较特别,活塞上下运动的时候,进气和排气几乎是同时进行的,这样就容易出现一种情况,还没完全燃烧的新鲜油气混合物,会来不及做功,就跟着废气一起被排出去了,这就叫做燃气短路,等于白白浪费了一部分宝贵的燃料,有点可惜。
而两冲程柴油机呢,情况就有点不一样了,这种发动机绝大部分都是大块头、转速慢吞吞的机器,在咱们生活中最常见的,就是那些大船上的发动机了。柴油虽然劲儿大,能量密度高,但它烧起来比较慢,需要相对长一点的时间才能充分燃烧。
所以,如果让它转得太快,油就来不及彻底烧完,反而会浪费得更多。两冲程柴油机本身就得配一个像大号打气筒一样的装置,也就是我们常说的增压器或者压缩机,用来强制把空气压进气缸。
好在,现在的电子控制系统非常精准,能把这个过程控制得很好,可以在最开始的时候,先只吹干净的空气进去,把气缸里所有的旧废气统统赶出去,清理得干干净净,等到气缸里没废气了,再精准地喷射油气混合物,这样就能很大程度上减少之前提到的那种油气跑掉的浪费问题。
而且,船用发动机一般都是长时间以比较稳定的速度运行,不需要频繁地一会儿加速,一会儿减速,所以这种工作模式对它来说也很合适。
那为什么小型的两冲程柴油机特别少见呢?主要原因就是,它为了实现强制进气,必须要安装一个体积和重量都不小的压缩机。这样一来,两冲程发动机原本那种结构简单、体积小、重量轻的优势就荡然无存了,反而变得笨重复杂,就不划算了。
而且,小排量、高转速的发动机,转速快了,留给它换气的时间就变得非常短。在这短短的时间里,想要把废气彻底清干净,同时又能吸足新鲜空气,是非常困难的。要是废气没清干净,新鲜空气又不够,那柴油自然就没法烧得透彻,机器的效率和动力都会大打折扣。
所以,那些小排量又跑得飞快、转速很高的两冲程柴油机,几乎在市场上是找不到的。反过来,那些排量大、转速慢悠悠或者中等的柴油机,用两冲程设计的就多得多,特别是像那些超级大的船用低速柴油机,它们转速可能就每分钟一百来转,简直是两冲程发动机的专属地盘,基本都是这种类型。
简单聊聊两冲程和四冲程发动机最基本的区别。你可以这么理解,两冲程发动机呢,它的曲轴转动两圈,就能把吸气、压缩、做功、排气这四个步骤,也就是一个完整的动力循环给全部完成。而四冲程发动机就不同了,它的曲轴只要转一圈,就能搞定这一整套吸气、压缩、做功、排气的动力循环。所以它们在工作方式和效率上都有各自的特点。
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