Two-Stroke cycle v.s Four-Stroke cycle構造原理差異

gtr_nismo

二行程循環(Two-stroke cycle)
四個運動發生(進氣壓縮/點火排氣)
但二行程循環以"兩個衝程"完成上面四個運動，而四行程循環以四個衝程完成一個循環
運轉原理:
活塞的升起使之在封閉的曲軸箱產生一個相對的真空
 


優點:
曲軸旋轉一圈(360度)有一次動力~比四行程多
進排(掃)氣~靠活塞本身控制(曲軸配重很重要)結構簡單

缺點:
要把燃油(混合汽)+潤滑油(機油)先混合(易磨損~汽油會沖淡機油潤滑效果沒純機油好)
~造成燃燒不完全=刺鼻藍煙!!
2汽缸2行程~曲軸箱各缸要有分隔(板)~否則一上一下~相通狀態會讓曲軸箱無法預壓!!
進排氣孔~在汽缸壁旁~容易造成活塞環偏磨損~或斷裂(受力不均)

結語~難怪被限制淘汰了...

二行程3d影片


ps.二行程柴油引擎~沒有二行程汽油引擎缺點(只有偏磨耗-進汽孔在旁)
進氣只有純空氣~噴出燃油變動力行程
因壓縮比高~只設排汽門即可!!



四行程循環(Four-stroke cycle)
德國工程師尼古拉斯·奧托(Nicolaus Otto)於1876年發明，所以又叫奧托循環(Otto cycle)

運作原理(進/壓/動/排)4大行程分明!!
進氣(吸氣):
靠活塞剛從上死點往下死點時~產生真空吸力(低於大氣壓力)
燃料與空氣的混合氣體通過進氣管道(經進汽門)注入氣缸
活塞往下死點移動過後~關閉進汽門
壓縮:
混合氣體被壓縮(活塞由下死點移往上死點)產生高溫<進排汽門都關閉>
動力(點火)行程：
混合氣體在接近壓縮行程頂點(上死點)時被火花塞點燃<進排汽門都關閉>
排氣行程：
活塞到下死點前(最底點)~排汽門打開
燃燒過的廢氣通過排氣門排出汽缸~直至活塞到上死點(頂點)廢氣排出,結束排氣行程

優點:
2缸的曲軸箱不需要隔板(進排汽門+活塞環密封良好)
做到4缸(V型4缸)也不錯<V4/直3問題,下一篇再討論>

結構上~有了進排汽門可以完全密封~除非活塞環磨損
混合氣/機油很少有"相見歡"機會!!

兩種油不必混合~潤滑油使用壽命長(也延長零件壽命)+消耗量少(不需隨燃油耗掉機油)


缺點:
動力次數沒二行程多~可增加汽缸數
多了進排汽門~控制進排正時的~汽門彈簧(久了會疲乏)/凸輪軸/正時鐵鍊(皮帶)
製造/維修成本高


PS.由"排氣~進汽"~實際上有重疊的角度(進排汽門皆開)
排氣不可能完全排的很乾淨~要讓進汽門也打開新鮮的混合汽
"擠"出剩餘廢氣~類似二行程引擎換氣作用
 
進汽~壓縮轉一圈/動力~排氣轉第2圈(720度一次動力)


內部攝影:<燃燒室>




二行程v.s四行程
兩種構造差異:

一水

原帖由 gtr_nismo 於 2011-4-25 12:20 發表
的確!! 這種設計很怪!! 能夠做出來堪稱世界一絕!!

回想到自己的本系居然說要廢掉內燃機工學(設計+熱力學)~聽了實在很~痛心!!
可惜買幾次樂透沒有中~不然早想去日本唸自動車大學! ...

高職我念資訊科.....
讀了兩年半的DOS，卻在畢業前的一學期將作業系統全面改成WIN95......

DOS也漸漸式微，再繼續堅持了兩年後，連我自己也捨棄DOS了

gtr_nismo

的確!! 這種設計很怪!! 能夠做出來堪稱世界一絕!!

回想到自己的本系居然說要廢掉內燃機工學(設計+熱力學)~聽了實在很~痛心!!
可惜買幾次樂透沒有中~不然早想去日本唸自動車大學!

一水

原帖由 gtr_nismo 於 2011-4-24 17:26 發表
橢圓形活塞很少看到~活塞環應該不太好組裝
感覺很像是~把兩顆活塞融合成衣科橢圓形活塞!

橢圓形活塞在當時的技術和成本實在是太高，不若現在還有CNC可以車出原型再加工，何況當時這台車是為了比賽而生產，光是引擎備料就快搞死本田......
就算WSBK沒有限制他使用，本田自己也快玩不下去了  

gtr_nismo

橢圓形活塞很少看到~活塞環應該不太好組裝
感覺很像是~把兩顆活塞融合成衣科橢圓形活塞!

foxy9527

4V跟2V的解說
大大講解的好清楚
學到了不少

一水

原帖由 gtr_nismo 於 2011-1-29 17:15 發表
若是賽車領域~都追求4汽門(高轉化)
有些卡丁賽車~換4V汽缸頭
單凸(2v)中低轉效率好~日常生活夠用...

也不見得......
4V也可以設計的像2V，本田許多款機車的VTEC就同時有2V及4V的特性....

賽車領域則不局限於4V
YZF-R1早期就採用三進二出的5V，後來採用可變進氣道的設計又改回4V
某些款則是採用兩進一出的3V
MotoGP 990cc時期的HONDA RC211V，原本也是採用5V，規則改成800cc後把五缸改為四缸，氣門數也變成4V
而HONDA的傳奇車款NR 750則是四進四出的8V
 

一般家用房車也多採用4V，F430和AUDI某些車款則是5V，早期某些賓士車有用3V

所以我不認為2V或4V是著重在日常生活或性能，只端看設計者的理念及車子的走向.......

gtr_nismo

若是賽車領域~都追求4汽門(高轉化)
有些卡丁賽車~換4V汽缸頭


單凸(2v)中低轉效率好~日常生活夠用...

一水

4V是讓引擎設計相對於2V有更大的空間及變化
4V引擎再設計上及控制有比較大的技術障礙，動力損失、引擎成本、空間侷限及增加機件的協調性是多氣門的問題，但隨著時間進步後，已經可以排除這些缺點....所以漸漸都採用多氣門的設計，像國產車就是因為成本及技術問題才在近幾年推出4V引擎....

再增加進排需求上，2V可以用加大氣門、氣門揚程及時間
但4V除了加大氣門比2V受限以外，揚程及時間都可以控制，還多了控制各氣門開閉重疊時間，同樣可以增加進、排氣量之餘還可以維持汽缸壓力....
也可以像本田機車引擎那樣開兩氣門或開四氣門的VTEC設計.....

多氣門不限於4V也不需要對稱，從2V、3V到8V的引擎都有，端看設計者的要求，但各種配置還是有褒有貶，不見得氣門越多就越好....

4V是可以比2V更好，但如果設計者很腦殘的只是想比2V有更大的進、排氣效率，那這一顆4V引擎可能會比2V更差勁.....
一個合格有領薪水的設計師，應不至於會做出這樣的引擎，但自行改裝的人，卻很容易犯這個錯誤.....

foxy9527

專業的解說
讓我更深刻了解嚕
不知道可不可以在講解一下2V跟4V的差別呢?