在兩個行程內完成一個工作迴圈的內燃機。它的工作迴圈包括進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣。二衝程內燃機的進氣是通過沿氣缸圓周佈置的掃氣口供入氣缸,而掃氣口的開啟和關閉由活塞控制。供入氣缸的充氣壓力必須高於大氣壓力,非增壓二衝程內燃機一般為0.12~0.14兆帕。排氣機構有兩種型式,一種為排氣口,另一種為排氣門。排氣口也是沿氣缸圓周佈置在氣缸上,由活塞控制排氣口的開啟和關閉;排氣門佈置在氣缸蓋上,由凸輪和傳動機構控制。
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掃氣方式 二沖程內燃機換氣後,氣缸內殘餘多少廢氣,或者說氣缸內能充入多少新鮮充量,直接影響內燃機性能。二沖程內燃機沒有單獨的排氣行程和進氣行程,不能利用活塞的推擠作用清除廢氣,要使氣缸清掃幹凈比較困難,難以得到高的掃氣質量。因此,改進二沖程內燃機的掃氣作用是一項重要的工作。二沖程內燃機有橫流、回流和直流3種掃氣方式(圖2)。①橫流掃氣:掃、排氣口分別佈置在氣缸下部的兩側,掃氣時新鮮充量易於橫越氣缸徑直流向排氣口。使用這種方式,廢氣清除得不幹凈,且有新鮮充量漏失,所以掃氣質量不高,新機型很少采用;但這種方式結構簡單,小型汽油機尚有采用的。②回流掃氣:掃氣口和排氣口分別佈置在氣缸下部的同一側,掃氣流充入氣缸後先向上流動,然後再折轉流向排氣口,在氣缸內形成掃氣回流。這種掃氣方式的掃氣質量較高,結構也簡單,獲得廣泛應用。③直流掃氣:有氣口-氣門式和氣口-氣口式(即對置活塞式)之分。掃氣流由掃氣口供入氣缸,沿氣缸軸線單向流動,同時繞氣軸線旋轉,將廢氣從排氣口(排氣門)掃出,新鮮充量與廢氣很少摻混。這種掃氣方式的掃氣質量最好,應用廣泛,尤其適用於長行程船用柴油機。
二沖程內燃機用掃氣泵中,應用最廣的是羅茨壓縮機(見羅茨鼓風機)和離心壓縮機。有的小型內燃機用曲軸箱作為掃氣泵。有的大型船用柴油機用活塞底部作為掃氣泵,稱為活塞底泵。也有少數二沖程內燃機采用螺桿壓縮機和滑片壓縮機作為掃氣泵。
特點和應用 與四沖程內燃機相比,二沖程內燃機因曲軸轉一圈即作功一次,升功率較大;又因沒有氣門和傳動機構(氣口-氣門式除外),結構簡單、輕巧。但為瞭掃除廢氣必須充入較高壓力的新鮮充量,因而需要裝掃氣泵,這就要消耗一部分功率去驅動掃氣泵。此外,由於有少部分新鮮充量從排氣口逸失,燃料經濟性較差。3千瓦以下的小型動力設備、摩托車和船外掛機大多采用二沖程汽油機。遠洋船用低速大功率柴油機全部采用二沖程式,這是因為除升功率大等特點外,在低速時容易清掃廢氣和增壓,而且燃料經濟性好。燃料消耗率最低可達175克/(千瓦·時)。少數中、高速船用和汽車用柴油機也采用二沖程內燃機。