1、二、二沖程柴油機工作過程1二沖程柴油機工作過程圖3-2-3活塞在兩個行程內完成一個工作循環的柴油機叫做二沖程柴油機。在四沖程柴油機中新氣的吸入與廢氣的排出是靠活塞的抽吸與推擠作用完成的。在二沖程柴油機中沒有單獨的進氣與排氣過程，其進氣與排氣過程幾乎同時在下止點前后約120 150A同時進行。因此在結構上，二沖程柴油機必須在氣缸套下部開設氣口，采用氣缸套掃氣口排氣口或采用氣缸套下部掃氣口氣缸蓋上排氣閥的換氣機構，而且還必須提高進氣壓力，使進氣能從掃氣口進入氣缸并將廢氣掃出氣缸。提高進氣壓力可以由機械驅動的掃氣泵或由廢氣渦輪驅動的增壓器來實現。這樣，進、排氣過程(換氣過程) 就可以縮減到下止點前后

2、的部分行程中完成。目前，船用二沖程低速柴油機都采用廢氣渦輪增壓的方式提高進氣壓力，圖3-2-3所示為一種具有廢氣渦輪增壓的二沖程柴油機工作原理示意圖。它的工作過程具有如下特點：排開圖3-2-490°排關 39.5° 90° 56° 39.5°新氣通過氣缸下部的進氣口a進入氣缸，而廢氣則通過氣缸蓋上的排氣閥b排出氣缸。在進、排氣管道上分別安裝了離心式壓氣機e和廢氣渦輪機d(兩者組合成廢氣渦輪增壓器)，廢氣渦輪從廢氣中獲得能量而帶動壓氣機一起轉動。新鮮空氣則從大氣通過吸入口f吸入壓氣機，經壓縮后，壓力和溫度升高。然后由管g經冷卻器k冷卻后導入進氣管

3、h和掃氣箱i，準備進入氣缸。當活塞下行還沒有打開進氣口a之前，排氣閥b首先被氣閥機構打開(曲柄在點1位置)，廢氣大量排出氣缸，并經排氣閥和排氣管j進入廢氣渦輪d中。當活塞繼續下行使氣缸內的壓力降低到接近于增壓壓力時，活塞將掃氣口a打開(曲柄在點2位置)，等候在掃氣口外邊的增壓空氣即進入氣缸，并把廢氣掃出。當活塞運動到下止點并轉而上行時，掃氣口a被關閉(曲柄在點3位置)，接著排氣閥關閉(曲柄在點4位置)，換氣過程結束，開始進行壓縮、燃燒和膨脹過程。噴油始點10.5二沖程柴油機也可用定時圓圖來表示它的各項定時時刻。如圖3-2-4所示為國產ESDZ4382B型二沖程柴油機的定時圓圖。2二沖程柴油機的

4、換氣形式在二沖程柴油機中，目前普遍采用氣口氣閥直流掃氣，但在1980's以前，出現過多種換氣形式。不同的換氣形式對換氣質量有重要影響。根據氣流在氣缸中的流動路線，二沖程柴油機的換氣形式可分為彎流(掃氣空氣由下而上，然后由上而下清掃廢氣)與直流(氣流在氣缸內呈直線由下而上清掃廢氣)兩大類。每一大類中又有不同的換氣形式。即：橫流：簡單橫流，掃氣口裝有單向閥彎流 回流 半回流(新型橫流)：簡單半回流，掃氣口有閥控制，排氣口有閥控制排氣口掃氣口式直流 排氣閥掃氣口式簡單橫流掃氣如圖3-2-5所示，進、排氣口位于氣缸中心線的兩側，空氣從進氣口一側沿氣缸中心線向上，然后在靠近燃燒室部位回轉到排氣口

5、的另一側，再沿著氣缸中心線向下，把廢氣從排氣口清掃出氣缸。回流式掃氣如圖3-2-6所示，進、排氣口在氣缸下部同一側且排氣口在進氣口的上方。進氣流沿活塞頂面向對側的缸壁流動并沿缸壁向上流動，到氣缸蓋后轉而向下流動，把廢氣從排氣口中清掃出氣缸。氣流在缸內作“回線”流動。這種掃氣形式是MAN公司大型柴油機的傳統形式。在船用大型柴油機中，MAN-KZ、KSZ型柴油機即為回流掃氣形式，現存已不多。A BC DCD截面 AB截面圖3-2-7圖3-2-8圖3-2-5圖3-2-6半回流掃氣如圖3-2-7所示，進氣口布置在排氣口的下方及兩側，氣流在氣缸內的流動特征兼有橫流與回流的特點。這種掃氣形式是Sulzer

6、公司大型柴油機的傳統形式。某些早期的半回流掃氣形式（RD機），在排氣管中裝有回轉控制閥，該回轉閥可在活塞上行時活塞裙開啟排氣口前關閉排氣管，防止新鮮空氣經排氣口流失。RND型柴油機不再使用回轉閥控制，改用長裙活塞，當活塞上行至上止點時，活塞裙仍能擋住排氣口。在船用大型柴油機中Sulzer RD、RND、RLA、RLB等型柴油機均為半回流掃氣形式。排氣閥掃氣口直流掃氣如圖3-2-8所示，氣缸下部均布一圈進氣口，在氣缸蓋上有排氣閥。空氣從氣缸下部進氣口端進入氣缸，沿氣缸中心線上行驅趕廢氣從氣缸蓋上的排氣閥排出氣缸。氣流在缸內的流動方向是自下而上的直線流動。所以稱為直流掃氣。進氣口在縱向（與氣缸軸線

7、成角度）和橫向（與氣缸半徑成角度）兩個方向有傾斜角，使掃氣空氣進入氣缸后有向上和繞氣缸軸線旋轉的運動。這一旋轉的氣流形成“氣墊”，使空氣與廢氣不易摻混，掃氣效果較好。同時排氣閥的啟閉由排氣凸輪控制不受活塞運動的限制，所以排氣閥可以與進氣口同時關閉，也可以提早關閉。直流掃氣排氣閥的啟閉定時可設計在最佳點，使柴油機性能更優。在船用柴油機中B&W、UEC等機型是傳統的排氣閥掃氣口直流掃氣式柴油機。現代船用超長行程柴油機MAN B&W MC系列、Sulzer RTA系列機型都采用排氣閥掃氣口直流掃氣形式。上述彎流掃氣柴油機氣流在缸內流動路線長（通常均大于2S），新氣與廢氣易摻混且存在死角與氣流短路現象，因而換氣質量較差。尤其在橫流掃氣中，缸套下部的進、排氣口兩側受熱不同，容易產生變形。但彎流掃氣的結構簡單，維修較方便，因而在行程缸徑比S/D2.2的短行程的船用大型柴油機中，因行程較短尚可保證較滿意的換氣質量而曾經得到普遍使用。直流掃氣則相反，氣流在缸內流動路線短（約為S），新氣與廢氣不易摻混，因而換氣質量較好。同時缸套下方受熱均勻。但其結構復雜，維修較困難。現代船用大型柴油機隨著行程缸徑比S/D的增加，發展了長行程(S/D2.