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Hello大家好，我是風(fēng)云哥

小伙伴們對(duì)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)了解嗎？記得當(dāng)年上物理課，那四幅插圖簡(jiǎn)直是要教人發(fā)狂呀。在如今這個(gè)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)大行其道的時(shí)代，似乎已經(jīng)沒(méi)有人去關(guān)注簡(jiǎn)單粗暴的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)了。

但是后臺(tái)有個(gè)小伙伴留言說(shuō)他有新的發(fā)明就是有關(guān)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的，風(fēng)云哥頓時(shí)就來(lái)了精神，接下來(lái)我們就看看這位小伙伴的發(fā)明吧！                            

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)分四沖程與二沖程兩種，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)較二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能、環(huán)保耐用；二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的理論功率是四沖程的兩倍，實(shí)際功率1.5～1.6倍。

但二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)卻有著耗油高、污染大、機(jī)體溫度高，潤(rùn)滑差的缺點(diǎn)，目前僅有一部分追求動(dòng)力的越野摩托車(chē)在使用。

（1）普通二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)，必須用機(jī)油混合燃油參與燃燒，造成機(jī)油燃燒后冒出白煙，此潤(rùn)滑系統(tǒng)效果也較差。

（2）另外二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣口設(shè)置在較高位置，做功燃?xì)馕赐耆蛎浺驯慌懦?，浪費(fèi)了部分有用功。

（3）其進(jìn)氣以掃氣的形式工作、掃氣過(guò)程中，掃氣角與排氣角重疊嚴(yán)重，未經(jīng)燃燒做功的混合氣中有30％左右隨費(fèi)氣排出，那么就有約30％的燃油浪費(fèi)，而且加重了廢氣污染。

(4)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是每?jī)蓚€(gè)沖程做功一次，比四沖程做功多一次，那么它的熱量也比四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)多一倍，由于溫度高，導(dǎo)致機(jī)件磨損也快，再加上潤(rùn)滑系統(tǒng)較差，造成了易拉缸的嚴(yán)重技術(shù)缺陷。

這四點(diǎn)技術(shù)缺陷是導(dǎo)致普通二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在一般大眾化市場(chǎng)里消失的原因.

但由于新能源汽車(chē)的出現(xiàn)，使得燃油動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)被推到風(fēng)口浪尖上，以后發(fā)動(dòng)機(jī)或許只能當(dāng)后備動(dòng)力和私人小飛機(jī)的動(dòng)力出現(xiàn)了，而且要求體積小，重量輕。新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是混合動(dòng)力汽車(chē)和增程器的首選動(dòng)力！別無(wú)它選！

而當(dāng)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)成熟的技術(shù)看似走到頭時(shí)，不妨換個(gè)思維去想想另外的解決方法，或許被我們?cè)?jīng)丟棄的東西就是最好的解決問(wèn)題方法。

汽車(chē)用二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的研究在90年代時(shí)驟然興起，他深深的吸引著人們。據(jù)情報(bào)，現(xiàn)在至少有 17 家公司正在實(shí)施二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的研究計(jì)劃，其中日本 9 家，歐洲 5 家，美國(guó) 3 家。

盡管各家公司的新型發(fā)動(dòng)機(jī)采用不同的技術(shù)與具體設(shè)計(jì)，但他們遇到共同的棘手任務(wù)，是如何巧妙地使發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放符合標(biāo)準(zhǔn)。

 為什么發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)師們會(huì)重新在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上下功夫呢？因?yàn)槟壳八麄冊(cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，不得不兼顧政府的各項(xiàng)法令、燃料消耗標(biāo)準(zhǔn)以及消費(fèi)者對(duì)高性能的要求。但與此同時(shí)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的研究幾乎到了頂點(diǎn)，再想大幅度提高其性能將很困難。所以，設(shè)計(jì)師們又想到了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

大家知道，要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，主要是利用以下兩個(gè)基本手段：提高燃燒時(shí)氣缸的工作壓力或提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)?，F(xiàn)在，這兩個(gè)手段，設(shè)計(jì)師們?cè)谠O(shè)計(jì)四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)都充分的運(yùn)用了。但轉(zhuǎn)數(shù)的提高并不是無(wú)限的，現(xiàn)在的四沖程汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)幾乎到了極限。

毋庸置疑，為擺脫上述困境，發(fā)動(dòng)機(jī)廠商正在尋找一條新的途徑來(lái)引導(dǎo)今后的設(shè)計(jì)，而二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，正是其中的嘗試。因?yàn)槎_程發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞每次上行到上止點(diǎn)（ TDC ）時(shí)均點(diǎn)火做功，而不像四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)那樣每隔一次點(diǎn)火一次。

也就是說(shuō)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的做功行程比四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)整整多一倍，故同排量的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)只需一半的汽缸壓力，就可以產(chǎn)生與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一樣的輸出功率和轉(zhuǎn)數(shù)。汽缸工作壓力的減小，則意味著可大幅度地降低氮氧化合物的排放含量，以及熱負(fù)荷的降低和發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸更輕小。

做功行程多一倍的收益可被用在很多方面，例如：輸出功率與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一樣功率的新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，其體積和重量只有四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一半；或者換句話說(shuō)，如果功率和扭矩是設(shè)計(jì)時(shí)追求的目標(biāo)，那么與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)等重量體積的新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，將有更強(qiáng)勁的動(dòng)力。

典型的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)致命的弱點(diǎn)便是浪費(fèi)燃料，排污過(guò)大。純空氣掃氣加上燃油噴射成為新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的主要設(shè)計(jì)思想。澳大利亞ORBITAL發(fā)動(dòng)機(jī)公司的低壓噴射式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)方案，已經(jīng)被FORD、GENERALMOTORS、等多家公司采用。

該公司一臺(tái)1.2升三缸新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)被裝在FORD公司的ESCORT牌車(chē)上，輸出功率62.5千瓦，比原1.9升發(fā)動(dòng)機(jī)減重113.4公斤。RBITAL發(fā)動(dòng)機(jī)公司曾向公眾展示了一臺(tái)147千瓦的V6新型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，它的重量只有88.9公斤。

去其糟粕，取其精華，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)不能老跟著別人屁股后面走，這樣只能受制于人?，F(xiàn)在分享一下2017年國(guó)內(nèi)最新二沖程技術(shù)，此技術(shù)卻優(yōu)于國(guó)外技術(shù)方案，并于2018年1月19日被授以專(zhuān)利權(quán)：雙級(jí)活塞式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)【ZL:201720767212.1】。

 雙級(jí)活塞式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)方案要點(diǎn)：

A,本發(fā)明創(chuàng)造采用下進(jìn)頂排直掃式氣配機(jī)構(gòu)，輔以燃油電子噴射技術(shù)，克服混合氣直接排出排氣口的高耗油、高污染弊端；

B,以階梯式活塞與階梯式氣缸來(lái)進(jìn)行自動(dòng)增壓兼形成氣缸油腔不需要機(jī)油參與燃燒，去除了高污染的弊端。

C,用增壓多余的新鮮空氣來(lái)從氣缸內(nèi)掃氣散熱，避免了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱；

D利用曲軸油道技術(shù)將潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)連桿到達(dá)活塞與氣缸壁，由于梯級(jí)式活塞與梯級(jí)式氣缸的特性，工作過(guò)程中形成氣缸腔體作潤(rùn)滑油循環(huán)作用，克服了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油的不良工況。

至此，二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)高耗油、高污染、高溫度、潤(rùn)滑差的四大缺點(diǎn)難題全部被攻克解決。

本發(fā)動(dòng)機(jī)適合用于軍事、航空、混合動(dòng)力汽車(chē)，摩托車(chē)等領(lǐng)域。為解決普通二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)存在的潤(rùn)滑油參與燃燒的潤(rùn)滑差、耗油高、污染大、溫度高問(wèn)題。

本設(shè)計(jì)創(chuàng)造將用梯級(jí)形活塞與氣缸，輔以獨(dú)立潤(rùn)滑系統(tǒng)，采用氣缸頂部排氣，氣缸壁下部進(jìn)氣的獨(dú)特方式來(lái)解決所存在的問(wèn)題，適用于汽油、柴油、重油、燃?xì)饣钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)。

實(shí)現(xiàn)本創(chuàng)造的詳細(xì)技術(shù)方案

（以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，附圖說(shuō)明）。

①梯級(jí)形氣缸，與②梯級(jí)形活塞，對(duì)氣缸中的混合氣進(jìn)行壓縮、做功，當(dāng)活塞做功過(guò)程下行至排氣角度時(shí)③排氣門(mén)開(kāi)始打開(kāi)，進(jìn)行排氣，當(dāng)②活塞下行至④進(jìn)氣口時(shí)，純空氣開(kāi)始以渦旋方式進(jìn)入氣缸掃氣，當(dāng)掃氣量占總進(jìn)氣量約25％時(shí)，⑤燃油噴射器才開(kāi)始隨后面的進(jìn)氣噴射入氣缸。

由于采用梯級(jí)形活塞與氣缸、曲軸箱的吸入儲(chǔ)備氣量是氣缸工作量的1.6倍之多，用25％的純空氣作掃氣先鋒，它將與費(fèi)氣一起被掃出氣缸。由于這25%是純空氣，這樣并沒(méi)有可燃混合氣被排出，而且這部分氣體是常溫氣體，它將高溫的氣 缸壁與活塞頂以及氣門(mén)機(jī)構(gòu)作風(fēng)冷卻作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到關(guān)鍵的降溫作用，當(dāng)活塞下行至下止點(diǎn)又往上行時(shí)，進(jìn)氣管仍繼續(xù)掃氣入氣缸，進(jìn)氣管內(nèi)設(shè)有⑥單向閥，氣缸內(nèi)的空氣及混合氣是不能返流回曲軸箱的，活塞上行止排氣門(mén)關(guān)閉角度時(shí)，排氣門(mén)關(guān)閉，這樣混合氣在氣缸內(nèi)的體積是增壓體積，約是氣缸工作容積的1.3倍。這樣不但不損失混合氣，而且達(dá)到了增壓的效果?；钊^續(xù)上行至壓縮點(diǎn)火，完成了一個(gè)循環(huán)工作。

以上工作原理解決了油耗高、污染大、溫度高的技術(shù)問(wèn)題，接下來(lái)將解決二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑差、機(jī)油參與燃燒的問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容含有獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要由⑦曲軸油道與⑧氣缸油腔組成，潤(rùn)滑機(jī)油由機(jī)油泵泵進(jìn)曲軸油道經(jīng)曲軸肖與軸瓦后通過(guò)（15）油道連桿中的油道至活塞肖排入氣缸油腔，氣缸油腔對(duì)活塞與氣缸壁進(jìn)行潤(rùn)滑，活塞上下部位均設(shè)有氣環(huán)與⑨油環(huán)，防止多余的機(jī)油進(jìn)氣缸，機(jī)油只能經(jīng)過(guò)回油口循環(huán)回機(jī)油泵。

只需在連桿大小頭內(nèi)加設(shè)防漏⑩油封圈即可，因?yàn)榍S箱內(nèi)有脈沖式高壓，壓力在外面施加，用防漏油封圈是可行的。這樣機(jī)油非但不進(jìn)入氣缸燃燒，而且實(shí)現(xiàn)了良好的潤(rùn)滑循環(huán)工作系統(tǒng)，潤(rùn)滑與環(huán)保問(wèn)題得到解決。

有效效果：本創(chuàng)造相比四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，創(chuàng)優(yōu)出了功率大一倍，體積與重量小一倍，無(wú)須加裝渦輪增壓器也有增壓的效果；相比以往的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，創(chuàng)優(yōu)出了功率更大，潤(rùn)滑更完善，油耗低得多，污染小得多，甚至優(yōu)于四沖程的環(huán)保率，溫度更低，機(jī)件更耐磨耐用的效果。

結(jié)構(gòu)與功能：本創(chuàng)造梯級(jí)活塞式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)屬于活塞機(jī)結(jié)構(gòu)，為體積小、功率大的機(jī)型，兼顧了環(huán)保節(jié)能、穩(wěn)定耐用的功能，其特性更適合于水平對(duì)置設(shè)計(jì)上，曲軸柄兩端需要設(shè)⑾軸封，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)共用一個(gè)曲軸箱，軸封用量就更少，用量越少越好。這種高效高能機(jī)械更適應(yīng)于水平對(duì)置設(shè)計(jì)來(lái)抵消工作中的震動(dòng)與動(dòng)平衡。

請(qǐng)參考：梯級(jí)活塞式二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)附圖A(水平對(duì)置式雙缸型），B（直立式單缸型）說(shuō)明書(shū)。

具體實(shí)施方式

實(shí)現(xiàn)本創(chuàng)造的最佳方式為：

一，采用多排氣門(mén)技術(shù)，頂置式多排氣門(mén)數(shù)應(yīng)大于1個(gè)，排氣門(mén)數(shù)量與面積決定著排氣質(zhì)量與轉(zhuǎn)速，這技術(shù)已普遍用于先進(jìn)的西方國(guó)家發(fā)動(dòng)機(jī)上；

二、用于汽油機(jī)上應(yīng)該每氣缸用2—3個(gè)⑿火花塞為佳，火花塞點(diǎn)火位置與數(shù)量決定著火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c爆發(fā)力，這種技術(shù)已在航空汽油機(jī)上使用多年，而本發(fā)明創(chuàng)造屬于二沖程范疇，更需要多火花塞點(diǎn)火觸發(fā)其應(yīng)有的爆發(fā)力，讓混合氣體更快更充分燃燒。

三、⑦曲軸油道技術(shù)已在大型貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用多年，只需在連桿大小頭上設(shè)防漏⑩油封圈即可。

四、關(guān)于⑾曲軸軸封的問(wèn)題，一般二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)均有曲軸油封，一般3—5萬(wàn)公里更換，有些發(fā)動(dòng)機(jī)油封10萬(wàn)公里也有繼續(xù)用。

五、燃油噴射技術(shù)，已在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用多年，在二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上，已有日本雅馬哈和奧地利KTM公司和其它公司使用。

1、梯級(jí)式活塞：用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的梯級(jí)形活塞，分為上梯級(jí)和下梯級(jí)的圓柱幾何形狀活塞裙，其上部與一般活塞一樣，其下部是直徑較大的圓柱形活塞。

其特征：上小下大，上部有于壓縮氣缸內(nèi)的混合氣進(jìn)行做功，下部較大面積用于吸入與預(yù)壓曲軸箱內(nèi)的空氣，各自有氣環(huán)與油環(huán)，活塞下級(jí)截面積設(shè)計(jì)大于活塞上級(jí)面積，這樣，吸入曲軸箱的氣體體積就大于做功氣缸的工作容積，用多余的氣體作掃氣冷卻和增壓所用。梯級(jí)式活塞與一般二沖程活塞外觀明顯不同，更大區(qū)別是梯級(jí)式活塞能配合曲軸箱吸入更多的空氣，其活塞內(nèi)設(shè)有與油環(huán)連通的回油孔道，便于油環(huán)回油。

2、梯級(jí)式氣缸體：用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的梯級(jí)形氣缸，分為上部做功氣缸和下部較大直徑的氣缸，上部氣缸為掃入混合氣進(jìn)行 壓縮和做功沖程用，下部較大直徑氣缸作吸氣和預(yù)壓氣體用，由于下部缸徑大于上部做功缸徑，氣缸與活塞配合，吸進(jìn)曲軸箱的氣體體積大于做功氣缸容積，多余的氣體作掃氣冷卻增壓所用。

其特征：梯級(jí)式氣缸體與一般發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體外觀明顯不同，更大區(qū)別是它與梯級(jí)活塞配合能形成氣缸油腔，供發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)潤(rùn)滑油所用，確保氣缸與活塞充分潤(rùn)滑與冷卻。

3、油道式連桿：用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的具有中心油道，且大小頭內(nèi)有油封圈槽的連桿。

其特征：是讓連桿大小頭得到充分的潤(rùn)滑，而且不讓潤(rùn)滑油滲漏到曲軸箱去，還起著通道的作用將潤(rùn)滑油輸送到氣缸油腔去。其外觀與一般發(fā)動(dòng)機(jī)連桿并無(wú)不同，但內(nèi)結(jié)構(gòu)卻有油道與油封圈防潤(rùn)滑油滲漏，既解決潤(rùn)滑問(wèn)題，又解決燒機(jī)油問(wèn)題。

4、多點(diǎn)點(diǎn)火排氣式氣缸頭：用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有多點(diǎn)點(diǎn)火，且氣門(mén)全是排氣門(mén)的氣缸頭。

其特征：多點(diǎn)點(diǎn)火是為了提高點(diǎn)火效率與傳播更快的爆發(fā)速度，多氣門(mén)全是排氣用則是為了更快排氣，能提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

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