有二冲程柴油机吗？工作原理是什么？

Question

我看到过一本军事杂志，上面说的外国的坦克上面有用二冲程柴油机的．

Answer 1

有二冲程柴油机。二冲程柴油机的工作原理：

（1）扫气及压缩冲程：  

排气口关闭时，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，喷油器将燃油喷入气缸，与高温高压的空气相混合，自行着火燃烧。 

活塞由下止点向上移动，活塞在遮住扫气口之前，由扫气泵供给储存在扫气箱内的空气，通过扫气口进入气缸，气缸中的残存废气被进入气缸的空气通过排气口扫出气缸。活塞继续上行，逐渐遮住扫气口，当扫气口完全关闭后（此时曲柄在点位置，空气停止充人，排气还在进行，这阶段称为“过后排气阶段”。排气口关闭时（此时曲柄在点位置，气缸中的空气就开始被压缩。当压缩至上止点前点时，喷油器将燃油喷人气缸，与高温高压的空气相混合，随即在上止点附近发火，自行着火燃烧。本冲程结束，并与前一冲程形成一个完整的工作循环。  

（2）燃烧膨胀及排气冲程：  

燃油在燃烧室内着火燃烧，生成高温高压燃气。活塞在燃气的推动下，由上止点  å‘下运动，对外作功。（此时曲柄在点位置，此时燃气膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身高压自由排气，从排气口排人到排气管。）活塞下行直至排气口打开，膨胀作功结束，气缸内大量废气靠自身压力从排气口排入到排气管。当气缸内的压力降至接近扫气压力时，下行活塞把扫气口打开，扫气空气进入气缸，同时把气缸内的废气经排气口赶出气缸。活塞运行到下止点，本冲程结束。

工作原理图如下：

Answer 2

　　90式坦克采用三菱重工业公司的ZG型二冲程柴油机，日本研制二冲程发动机已有很长的历史，早在第二次世界大战末期就为鱼雷快艇设计了ZC型二冲程、风冷、直流扫气式发动机。74式坦克上采用的是ZF型二冲程、风冷、复合增压柴油机。而90式坦克的二冲程发动机为水冷式，采用电动燃油控制系统，由双转子增压机增压，在转速2400转／分时，最大功率为1102.5千瓦。

　　与发动机匹配的是三菱公司的MT 500自动传动装置，在传动装置上方安装了3个发动机散热器，它们和混流风扇同时使用。风扇由液压马达驱动，它可根据发动机和传动装置的温度进行变速。空气滤清器安装在传动装置的两侧。传动装置为带液力变矩器和静液转向机构的自动传动装置，有4个前进档和2个倒档，可实现无级转向。由于发动机和变速器连成一体，因此可以在短时间内拆换。

　　行动装置每侧有6个负重轮，主动轮在后，诱导轮在前。悬挂装置为液气、扭杆混合式，其中第1、第2、第5、第6负重轮处装液气悬挂，第3、第4负重轮处装扭杆悬挂。因此，90式坦克和74式坦克一样不能改变车体左右高度，但可以改变车体前后高度。这一点能够补充坦克在日本多山的倾斜地形射击时俯角或仰角不足的问题。前后高度的控制范围是-5度～＋5度。每侧有3个托带轮支撑履带上部，履带中心导齿的内侧通过第1、第3托带轮，履带中心导齿的外侧通过第2托带轮。钢制履带板为整体铸造成型，由带橡胶的履带销连接，履带板镶嵌橡胶垫。另外该车还特别安装有通气管，使其能在2米深的水中行驶。最大公路速度70千米/小时，最大行程300千米。
　　在四冲程柴油机中，活塞走四个冲程才完成一个工作循环，其中两个冲程(进气和排气)，活塞的功用相当于一个空气泵。在二冲程柴油机中，曲轴每转一转，即活塞每两个冲程就完成一个工作循环，而进气和排气过程是利用压缩及工作过程的一部分来完成的，所以二冲程柴油机的活塞没有空气泵的作用，为了排除燃烧后的废气，并把新鲜空气充满气缸，必须在柴油机上安装专用的扫气泵(增压器)。下面的动画是气阀式直流换气的二冲程柴油机的工作原理图。这种发动机的构造主要有以下特点：
　　在第二冲程中，c-m线为膨胀过程，其中c-z线为燃料剧烈燃烧压力急剧上升阶段，z点为最高燃烧压力点，m点为排气阀开始打开的时刻。这时燃烧产物便从气缸经排气阀、排气管排入大气，压力迅速下降，如m-n线所示，当气缸内的压力大约等于贮气置室的压力时，进气孔才被打开(n点)，这时新鲜空气应入气缸进行扫气过程，如n-a线所示。
　　从二冲程柴油机的工作原理可知，在扫气过程中，活塞不做有效功，相对这部分活塞行程容积Vn称为损失容积，而活塞的实际工作容积为：

　　而实际压缩比为：

　　几何压缩比与四冲程柴油机一样为：

　　扫气过程容积损失的多少通常用损失容积Vn对几何工作容积Vh的比值表示：

　　在二冲程柴油机中，y=10～38% 。
　　现代四冲程和二冲程发动机都成功的使用在各个领域，他们都有各自的特点，一般船用大型低速柴曲机中均采用二冲程发动机，而中、高速柴浊机采用四冲程发动机的居多。
　　正相同的气缸尺寸和转速下，二冲程发功机的功率理应比四冲程发动机增加一倍，但实际上，由于扫气容积的损失，充气时间较短，废气清除困难以及驱动扫气须要消耗一部分功率等原因，使二冲程发动机的功率只增加60～70％左右。二冲程发动机叫另一优点是扭矩的均匀性比四冲程发动机好，因为它曲轴转一转完成一个工作循环。
　　扫气过程时间短是二冲程发动机的一大缺点，此外，二冲程发动机的活塞、气缸盖、气缸，气阀的温度都比四冲程发动机高。
　　在二冲程柴油机中，根据气流在气缸中流动路线不同，还有其他的换气型式。它们在船舶柴油机中都得到广泛的应用。现简介如下：
　　1.气孔式直流换气的柴油机
　　下图左所示为对动活塞式柴油机，它的换气是由上下的进、排气儿完成的，故称气孔式直流换气的二冲程柴油机。进、排气孔的开启和关闭分别由上、下活塞控制。工作时，两个活塞在气缸内作相对运动，燃烧室位于中部，两个活塞通过连杆与上、下曲轴连接，两曲轴通过齿轮轮连接，从一处对外输出有效功。

　　2.横流换气的二冲程柴油机
　　上图中所示为这种柴油机机的简图，它的进气孔和排气孔分别设正气缸下部的两侧，它们的开关均由活塞控制。为了保证先进行自由排气，一般排气孔的上边缘比进气的上边缘高一些。
　　3.回流换气的二冲程柴油机
　　上图右所示，这种柴油机的特点是：进气孔和排气孔设正气缸下部的同一侧，排气孔位于进气孔的上方。换气时，空气从向上倾斜的进气孔，流经活塞顶部推动废气上行，在气缸盖底部转向下行，最后由倾斜的排气孔排出。由于换气时气流方向弯曲，故称回流换气的二冲程柴油机。这种柴油机比直流气阀式柴油机简单，但换气质量较差。

参考资料：http://diesel.hrbeu.edu.cn/test/zhang2/jie4.htm

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