当前课程知识点：汽车发动机原理 > 第一章: 性能指标与影响因素 > 1.3 二冲程发动机示功图分析 > Video
同学们好
这节课我们学习
二冲程发动机的示功图
本节课我们将对
二冲程发动机的示功图
进行解析
二冲程发动机转一圈
也就是360度完成两个冲程
实现进气 压缩 做功和排气
四个工作过程
二冲程发动机
主要有高速自然吸气
二冲程汽油机
和低速增压二冲程柴油机两种
相比四冲程发动机
高速自然吸气二冲程汽油机
具有升功率高
结构紧凑等特点
在摩托车和小型通用机械等领域
得到广泛的应用
而低速增压二冲程柴油机
具有转矩大油耗消耗率低
等突出优点
在船舶运输领域得到广泛应用
首先我们对二冲程汽油机的
工作过程进行分析
二冲程汽油机的典型结构
如图所示
气缸的侧壁上有排气孔1
进气孔3和扫气孔2
排气孔1位置最高
扫气孔2位置次之
进气孔3位置最靠下
这三个孔在下止点附近
通过与活塞上下运动配合
控制工质进气扫气和排气
以发动机活塞位于上止点
缸内气体开始着火燃烧为起始点
我们来描述二冲程汽油机的
一个工作循环
开始的时候排气孔1
和扫气孔2处于关闭的状态
进气孔3处于打开的状态
预混好的可燃混合气
从进气孔3进入发动机的
曲轴箱内
随着活塞下行进气孔3关闭
排气孔1首先打开
缸内废气开始从排气孔排出
随后扫气孔2打开
曲轴箱中的新鲜可燃混合气
在活塞下行曲轴箱容积变小
压力升高的条件下
从扫气孔2进入气缸中
并加速废气的排出
这一过程也称之为扫气
活塞到达下止点后开始上行
扫气孔2 排气孔1依次关闭
缸内混合气开始被压缩
随后进气孔3打开活塞上行
使得曲轴箱容积增大
曲轴箱内压力产生（真空度）
吸入新鲜可燃混合气
缸内混合气压缩到上止点
开始着火
一个缸内工作循环完成
接下来我们对二冲程
汽油机的示功图进行分析
由于二冲程汽油机活塞上行
和下行冲程中曲轴箱内的
工质压力有较大差异
其对活塞做功不能忽略
因此二冲程汽油机的示功图
需要同时绘制缸内工质
与曲轴箱内工质的PV示功图
图中P代表缸内工质压力
PB代表曲轴箱内工质压力
活塞从上止点下行
缸内工质膨胀做功
缸内压力下降
进气孔3关闭前曲轴箱一直在进气
曲轴箱内保持有一定的真空度
进气孔3关闭后
受到活塞的压缩
曲轴箱内工质压力开始上升
排气孔1打开后
缸内压力迅速下降
接着扫气孔2打开
新鲜预混合气进入缸内
缸内工质压力下降
速度变缓
曲轴箱内工质压力上升大大减缓
活塞到达下止点后上行
缸内工质受到压缩
压力略有上升
曲轴箱内工质压力
由于新鲜混合气持续进入缸内
加上活塞上行
造成曲轴箱容积增大
曲轴箱内工质压力快速下降
随着活塞上行扫气孔2
排气孔1陆续关闭
气缸封闭 缸内工质压力快速上升
曲轴箱内工质压力继续下降
之后进气孔3打开
新鲜混合气进入曲轴箱
曲轴箱内工质压力开始缓慢回升
直到活塞上行至上止点
完成一个二冲程循环做功
二冲程汽油机缸内工质
一个循环做正功
而曲轴箱内工质
一个循环做负功
因此二冲程汽油机最终的
循环指示功等于缸内工质循环功
也就是指示功
减去曲轴箱内工质循环的指示功
下面对二冲程柴油机的工作过程
进行简要分析
二冲程柴油机
与二冲程汽油机的差别
主要体现在配气机构
和进排气及扫气方式上
低速二冲程柴油机
一般采用罗茨泵
机械增压方式
直接把新鲜空气通过进气孔
压入缸内
排气也不通过排气孔
而是与四冲程发动机一样
在气缸盖上采用排气门进行排气
二冲程柴油机的进气孔
也是扫气孔
进气孔有多个
一般均匀分布在气缸周围
进气孔外是一个连通的环形腔
与增压罗茨泵相连
新鲜空气经罗茨泵增压
从进气孔进入
活塞从下往上运行时
将废气扫出气缸
因为扫气的路径是纵向的
这种扫气方式被称为直流扫气
显然二冲程柴油机进气
和扫气方式
与二冲程汽油机完全不同
请同学们思考两个问题
第一个问题是二冲程柴油机
能用二冲程汽油机曲轴箱进气
和扫气工作方式吗
为什么
第二个问题二冲程汽油机
能用二冲程柴油机
增压直流扫气工作方式吗
为什么
下面对二冲程柴油机的示功图
进行分析
典型的二冲程柴油机的配气相位
如图所示
根据此配气相位
可以画出二冲程柴油机的示功图
由于二冲程柴油机活塞上行
和下行的曲轴箱内压力变化不大
可以相互抵消
因此可以忽略二冲程柴油机
曲轴箱内气体的做功
仅需要考虑缸内工质的PV示功图
从发动机活塞位于上止点开始
气缸内气体膨胀做功
活塞下行
缸内压力下降
活塞下行至下止点附近时
排气门首先打开
缸内废气从排气门排出
缸内压力迅速下降
随后进气口或者是进气孔开取
新鲜空气进入并开始扫气
气缸内压力在这期间
保持在增压压力附近
活塞经过下止点后开始上行
进气孔与排气门几乎同时关闭
缸内的气体开始受到压缩
压力逐渐上升
活塞上行接近上止点
柴油喷入缸内着火
活塞从上止点开始做功
完成一个柴油机二冲程的
工作循环
关于二冲程汽油机和
二冲程柴油机示功图的分析
我们就介绍到这里
同学们 再见
-0.1 总论
--Video
-0.2 车用发动机的种类
--Video
-1.1 示功图及其测取
--Video
-1.2 四冲程发动机示功图分析
--Video
-1.3 二冲程发动机示功图分析
--Video
-1.4 性能指标分类与循环指示功
--Video
-1.5 动力、经济性能指标与测定换算
--Video
-1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
--Video
-第一章习题(计入课程成绩)--作业
-2.0 导论
--Video
-2.1 燃料的分类
--Video
-2.2 汽油、柴油的炼制
--Video
-2.3 汽油的理化特性
--Video
-2.4 柴油的理化特性
--Video
-2.5 燃料构成与理化特性
--Video
-2.6 汽油、柴油质量标准
--Video
-2.7 燃料与发动机工作模式
--Video
-2.8 工质主要热力参数
--Video
-2.9 燃烧热化学
--Video
-第二章习题(计入课程成绩)--作业
-3.0 导论
--Video
-3.1 热力过程与热机循环的简化
--Video
-3.2 理论循环分类及循环热效率
--Video
-3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
--Video
-3.4 工质对循环热效率的影响
--Video
-3.5 真实循环对热效率的影响
--Video
-3.6 机械损失的构成
--Video
-3.7 机械损失的测量方法
--Video
-3.8 机械效率的影响因素
--Video
-3.9 发动机的能量分配与转化效率
--Video
-3.10 发动机的节能途径与技术
--Video
-第三章：工作循环与能量利用--第三章习题(计入课程成绩)
-4.0 导论
--Video
-4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
--Video
-4.2 配气相位对发动机性能的影响
--Video
-4.3 充量系数的解析式
--Video
-4.4 进气阻力对充量系数的影响
--Video
-4.5 其他因素对充量系数的影响
--Video
-4.6 充量系数的速度特性
--Video
-4.7 压力波及其传播特性
--Video
-4.8 单缸机的进排气动态效应
--Video
-4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
--Video
-4.10 四冲程发动机增压系统及性能
--Video
-4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
--Video
-第四章习题(计入课程成绩)--作业
-5.0 导论
--Video
-5.1 发动机运行工况
--Video
-5.2 发动机特性曲线分类
--Video
-5.3 发动机速度特性
--Video
-5.4 发动机负荷特性
--Video
-5.5 发动机全特性
--Video
-5.6 发动机外特性与整车动力性
--Video
-5.7 发动机全特性与整车经济性
--Video
-5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
--Video
-第五章习题(计入课程成绩)--作业
-期中考试（只有一次答题机会！）--期中测试题（占30%总分）
-6.0 导论
--Video
-6.1 燃烧现象及其分类
--Video
-6.2 可燃混合气的着火与着火理论
--Video
-6.3 湍流及其在燃烧中的作用
--Video
-6.4 均质混合气中的火焰传播
--Video
-6.5 液体燃料的雾化
--Video
-6.6 油滴的蒸发与燃烧
--Video
-6.7 示功图与燃烧放热率
--Video
-第六章习题(计入课程成绩)--作业
-7.1 柴油机燃烧过程分析
--Video
-7.2 柴油机燃烧放热规律
--Video
-7.3 柴油机燃油喷射系统
--Video
-7.4 柴油机喷油过程
--Video
-7.5 柴油机缸内气流运动
--Video
-7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
--Video
-7.7 柴油机混合气形成方式
--Video
-7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
--Video
-第七章习题(计入课程成绩)--作业
-8.1 汽油机燃烧过程分析
--Video
-8.2 汽油机的不正常燃烧：爆燃和表面点火
--Video
-8.3 汽油机的不规则燃烧：循环波动和各缸不均匀性
--Video
-8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
--Video
-8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
--Video
-8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
--Video
-8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
--Video
-第八章习题(计入课程成绩)--作业
-9.1 有害排放物种类及其危害
--Video
-9.2.1 NO的生成机理
--Video
-9.2.2 CO和HC的生成机理
--Video
-9.2.3 PM和Soot的生成机理
--Video
-9.3 有害排放物生成的影响因素
--Video
-9.4 汽油机机内净化技术
--Video
-9.5 柴油机机内净化技术
--Video
-9.6 汽油机后处理技术
--Video
-9.7 柴油机后处理技术
--Video
-第九章习题(计入课程成绩)--作业
-10.1 燃烧模式及其分类
--Video
-10.2 汽油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.3 柴油机均质混合气压燃（HCCI）模式
--Video
-10.4 内燃机部分预混压燃（PCCI）模式
--Video
-10.5 均质混合气引燃（HCII）模式
--Video
-10.6 天然气发动机
--Video
-10.7 氢燃料发动机
--Video
-10.8 二甲醚发动机
--Video
-10.9 甲醇发动机
--Video
-10.10 乙醇发动机
--Video
-10.11 生物柴油发动机
--Video
-第十章习题(计入课程成绩)--作业
-期末考试--期末测试题（占30%总分）
