对置式二冲程发动机
二冲程内燃机
二冲程内燃机用扫气泵中，应用最广的是罗茨压缩机（见罗茨鼓风机）和离心压缩机。有的小型内燃机用曲 轴箱作为扫气泵。有的大型船用柴油机用活塞底部作为扫气泵，称为活塞底泵。
工作循环
当活塞从下止点开始向上移动时,扫气口和排气口均开启,新鲜充量(空气或可燃混合气)通过扫气泵提高压力 后，由扫气口压入气缸。一方面，清扫气缸内的废气使之由排气口排出;一方面,又使气缸充满新鲜充量。这就是 扫气过程。接着，活塞继续向上运动，先将扫气口覆盖，继而将排气口关闭,此时扫气过程结束。活塞再继续上行， 将封闭在气缸内的新鲜充量和未排净的少量废气的混合气压缩到上止点时即完成压缩过程.这时气缸内压力和温度 增高很多，活塞接近上止点时点火（或喷油），燃料燃烧，燃气压力和温度急剧升高，在高温高压气体作用下， 推动活塞从上向下运动，即为燃烧膨胀过程。这时，内燃机对外作功，通过连杆推动曲轴作旋转运动，将机械功 输出。当活塞继续下行打开排气口时，废气因压力较高便从排气口自行逸出，气缸内压力随即下降，待活塞打开 扫气口时供入新鲜充量清扫废气，活塞再移至下止点时即完成一个工作循环 。
工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功、排气这些循环动作，就叫二冲程，相应的内燃机叫二冲程内燃机。
辅助冲程：即进气冲程、压缩冲程和排气冲程的统称。为完成做功，这三个冲程都是为做功而准备的，故称 之为辅助冲程。
辅助设备：内燃机除主要做功部分之外，还有燃料、点火、冷却及润滑四个辅助设备系统。燃料系统主要是 化油器，它是把汽油和空气按一定比例配制成雾状的混合气体，以供给汽缸作为燃料使用；点火系统是由蓄电池、 线圈、火花塞等部分组成，火花塞是由齿轮来管理的，它能够按时在气缸中产生电火花，使压缩的混合气体燃烧 爆炸；冷却系统，主要部分是汽缸外部缸体的水套，使水在其中可以流动，因为燃料在汽缸中燃烧时，汽缸的温 度可以升到2000℃左右，使汽缸壁和活塞发热，易使机件损坏，故汽缸外壁的水套中的水吸热上升进入散热器， 降温后，再用抽水机将冷水打回水套中，使水循环地将汽缸冷却。小型内燃机和少数飞机也常用空气减热法，使 汽缸外壳与空气接触面积增大，将热散逸到空气中去；润滑系统，是为防止金属磨损，而在机内装有油盘、抽油 泵等装置向机件各部分输送润滑油，以减小摩擦损耗 。
继承与创新阿凯提斯动力公司致力开发对置活塞二冲程发动机
Ｄａ ｉ ｏｈ ｓ ｎ ２ ０ 年８ ｖｄ Ｊ ｎ ｏ 在 ０ ８ 月 在 排放 量相 同的情 况下 ，比最 先进
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２ 年 的行 业 经验 ，加 快 内燃 机 革 １ ０ 。对 置 活 塞 二 冲 程 柴 油 发 动 ３％ 率 ，从 而进 一步 实现 公 司的 可持续 程 发动 机 ，减 少 了元件 数并 降低 了 发 展 。Ｊ ｈ ｓ ｎ ｏ ｎ ｏ 不但 负 责公 司 的技 成 本 。 术 、 商 业 及 业 务 发 展 ，还 统 揽 销
售 、财 务和 运营 。 同时他 也 是公 司 最 早 起 于 １ 世 纪 末 的德 国 ，其 后 选 择 。对置活 塞（ ） ９ ＯＰ是两个 在一个 董事会 成 员。 多个 国家发 展 了这 一技 术并应 用于 普通气缸内向相反方向进行往复运
各 方面 。最 初 ，对 置活 塞二冲 程发 动 的活 塞 ，比起 只有一 个活塞 和气 记 者 ：在 传 统柴 油 机技 术 已经 动 机凭 借其 工 艺性 、高 功率 密度 和 缸 盖 的标准 曲柄滑 块 ，对置 活塞具
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情 况下 实现 了有 效 的在２： － ： １３ １ 之间的冲程缸径比，从而实现更有
Ｊ ｈｓｎ ｏ ｎ ｏ ：从 历史 上 看 ，对 置 都 表现 活跃 。从 历史 上看 ，所有类 型 的 发 动 机 都 面 临 着 许 多技 术 挑
二冲程发动机特点概述
二冲程发动机特点概述可用于摩托车的发动机有许多种；按燃料性质来看有使用燃油的汽油机、柴油机、涡轮式发动机。
使用液化汽的发动机。
使用燃料电池的电动机。
按发动机的结构特性来看，使用燃油的汽油机、柴油机、与使用液化汽的发动机是同一类。
目前一般的车用发动机都是使用燃油作燃料的活塞式内燃机，其中又分为二冲程发动机与四冲程发动机。
在新潮的车辆中，有采用类似柴油机喷油燃烧方式的趋向；例如目前时新潮的“电喷”汽油机，其中有的燃烧方式就有接近柴油机的。
活塞式内燃机最主要的结构特征就是：以燃烧油料为主，有密封的燃烧室、汽缸与上下运动的活塞。
其基本原理是：燃料与空气在密封的汽缸内混合压缩燃烧后，产生的高温膨胀气体推动活塞移动，通过连杆与曲轴的力矩转换作用，发动机就有了主轴转动形式的动力输出。
为了达到发动机应有的功能，燃油活塞式内燃机的机体总成由各种不同作用的局部系统部分组成，大致是：启动、点火、进气、配气、配油、控制、燃烧、力矩转换、排气消音、等等。
它们的合理组成与配合协调才能形成一个有效的活塞式内燃机。
活塞式内燃机按点火方式来分，有电火花引燃与压缩点燃两大类。
按燃烧方式来说，有匀质燃烧与分层燃烧两大类。
按供油方式来说，有化油器与喷油泵两大类。
按配气方式来分有二冲程与四冲程两类，关于二冲与四冲的配气问题，书上讲的很多，在此帖中将省略些。
本帖这次主要阐述的是关于摩托车发动机中的点火、燃烧及燃料性质；重点在目前比较流行的活塞式内燃机应用原理特点及改进要点，在三轮摩托车中使用的柴油机及特性，以及将来有发展趋势的电喷、分层燃烧等活塞式内燃机。
一、轻摩中最常用的二冲程汽油机：这是一种比较特别的汽油内燃机，多用在简易车辆与轻型航空器上，日常生活里在轻摩发动机中最常见，在本版里有许多关于摩托车节油的帖子，多是拿它做试验后写出来的。
在此以轻摩中最常用的50CC二冲程汽油机为例，阐述一下它的特点与不同其他发动机之处。
二冲程发动机与四冲程发动机相比，最显著的特征之一是换气方式，它的排气与进气方法脱离了四冲程发动机那种传统经典的呼吸式换气方式，很另类地采用了用新鲜燃汽给汽缸内吹汽扫气的换气方式，排气与进汽都是在发动机的下半圈里同时进行，排气与进气的脉冲比较均匀。
两冲程增压发动机构造
两冲程增压发动机构造引言：随着汽车工业的发展，汽车发动机也在不断进行创新和改进。
其中，两冲程增压发动机是一种高效、高性能的发动机类型。
本文将介绍两冲程增压发动机的构造和工作原理，以及它的优缺点。
一、两冲程发动机的基本构造两冲程发动机是指在每两个冲程中完成一个工作循环的发动机。
与传统的四冲程发动机相比，它在相同排量下具有更高的功率输出。
而增压技术则是在进气过程中增加气缸内的气体密度，提高燃烧效率和动力输出。
1. 活塞和气缸：两冲程发动机中的活塞和气缸构造与四冲程发动机类似，但由于每两个冲程完成一个工作循环，所以每个气缸只有一个曲轴转动的上行冲程和一个下行冲程。
2. 气门和进气系统：两冲程发动机的进气系统通常采用增压器来提高进气压力和气体密度。
增压器可以通过压气机或涡轮增压器实现。
增压器将压缩空气送入气缸，提高燃烧效率和动力输出。
3. 燃油系统：两冲程发动机的燃油系统与传统发动机相似，包括燃油喷射器、喷油泵和燃油供应系统。
燃油喷射器将燃油喷射到进气道或气缸中，实现燃烧过程。
4. 曲轴和连杆：两冲程发动机的曲轴和连杆系统与传统发动机相似，负责将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴通过连杆将动力传递给传动系统。
二、两冲程增压发动机的工作原理两冲程增压发动机的工作原理可以简单概括为进气、压缩、燃烧和排气四个过程。
1. 进气过程：进气过程是指增压器将空气压缩后送入气缸。
增压器通过压气机或涡轮增压器实现，将大量的空气送入气缸，提高气体密度。
2. 压缩过程：压缩过程是指活塞在上行冲程中将进气气体压缩。
由于进气气体的密度增加，压缩比也相应增加，提高了燃烧效率和动力输出。
3. 燃烧过程：燃烧过程是指燃油喷射器将燃油喷射到气缸中，与压缩空气混合并点燃。
燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下运动，传递动力给曲轴。
4. 排气过程：排气过程是指活塞在下行冲程中将燃烧产生的废气排出气缸。
废气通过排气门排出，为下一次工作循环做准备。
2冲程发动机启动方法_概述说明以及概述
2冲程发动机启动方法概述说明以及概述1. 引言1.1 概述冲程发动机是一种常用于各种交通工具和机械设备中的发动机类型。
其工作原理与四冲程发动机相比略有不同，但在启动方法方面也存在一些独特之处。
本文将从冲程发动机启动方法的概述开始，逐步介绍其工作原理、特点以及常见的启动方法，并对这些启动方法进行详细说明。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
第一部分是引言，主要介绍了文章的背景和整体结构；第二部分概述了冲程发动机的基本情况，并简单介绍了其启动过程；第三部分详细阐述了冲程发动机的工作原理和特点，同时列举了影响其启动的因素；第四部分逐一说明了手动拉起法、电启动法和压缩空气启动法这三种常见的冲程发动机启动方法；最后一部分是结论，总结本文内容，并对冲程发动机启动方法提出展望与建议。
1.3 目的本文旨在深入探讨冲程发动机的启动方法，帮助读者更好地理解并应用这些方法。
通过对冲程发动机的工作原理和特点的介绍，读者可以更好地了解为什么需要采用不同的启动方法。
同时，本文也旨在给出一些对冲程发动机启动方法的展望与建议，帮助相关领域的研究人员和工程师在实际应用中做出更合理的选择。
2. 冲程发动机启动方法概述2.1 冲程发动机简介冲程发动机是一种内燃机，通过活塞在汽缸中上下运动，将燃料与空气进行混合并与火花点燃从而产生能量。
它使用往复式循环过程，包括吸入、压缩、爆发和排放四个冲程。
2.2 启动过程概述冲程发动机在启动之前需要充分准备。
启动过程包括供油、供电等一系列操作，以确保引擎可以正常工作。
首先，启动器提供起始转矩来帮助活塞开始运转。
然后，燃料系统向汽缸提供燃料，并形成可燃混合物。
接着，点火系统在适当的时刻产生火花点燃混合物，引起爆炸反应。
最终，爆炸产生的推力使得活塞向下运动，并从排放门排出废气。
2.3 常见的启动方法为了完成冲程发动机的启动过程，有几种常见的启动方法：2.3.1 手动拉起法：这种方式适用于小型冲程发动机或紧急情况下。
美加速研发对置活塞对置汽缸发动机
缸 工作 时 可 以通 过离 合器 让辅汽 缸 完全 停止 工作 。此 举不仅 能 够提 高燃 油 的经济 性 ，而且 还可 以避免 主汽 缸 产 生寄 生 能量 损 失 。Ｅ 。 发 动 机 比 Ｍ１ Ｏ 普通 大马 力柴油 发动 机 的燃油效 率 高 出４ ％ ，其尾 气 排放 符合 美 国５ 个州 ５ Ｏ 关于轻 型载 重车 辆柴 油发动 机 的排放
标准 。
《 科技 日报 》
室 的循环 空气 的效 率高 出３ ％ ．燃油 ０
燃 烧 更 完 全 ．其 尾 气 排 放 可 与 普 通 四
环保发 动机公司创办合 伙人 、 前 通用 汽车 公司 首席工 程师 唐 ・ 兰科 尔说 ，公 司将 在 明年公 开展 示动 力为
冲程 内燃发 动机相 媲美 。 新发 动机还 有望 用于 直升机
表 示 ， 同 普 通 内燃 发 动 机 相 比 ，对 置
但 是 即使是 日本 丰 田公 司 生产 的节 油 型 油 电混合 动 力汽 车 普锐 斯 （ ｏ ｏａ Ｔｙｔ Ｐｉｓ ，也仅 仅只 有３ ％的化 学 能被 ｒ ｊ ｕ ７ 有 效使 用 ，其 余能 量变 成不 需要 的热 能 、声波 和摩擦 阻 力而浪 费掉 。
每 加 仑 汽 油 行 驶 １ ０ 里 （ 当 于 每 英 ０ 相
升油 行驶４ ． ２ 里 ）的 目标 。 ２ ３公 环 保 发 动 机 公 司研 制 的 是 对 置 活塞对置汽 缸发 动机
ｐｉ ｔ ｓ ｏｎ
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的用户 并不仅 仅 限于潜 在 的汽车 制造 商 ，今年 年初 时 ，欧洲 直升飞机 公 司 （ ｕｏ ｏ ｔｒ 已提 出 了利 用 两 台对 Ｅ ｒｃ ｐｅ）
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机是一种用于驱动车辆或发电机的内燃机，其工作原理如下。
1. 进气阶段：当活塞向下运动时，活塞上部的进气孔暴露出来，此时汽缸内的压力降低，新鲜空气通过进气管进入汽缸。
与此同时，曲轴上的连杆机构将曲轴的旋转运动转化为推动活塞的线性运动。
2. 压缩阶段：当活塞开始向上运动时，进气孔被活塞上部的盖板遮挡，阻塞了进气口。
随着活塞的上升，压缩室的压力逐渐升高，将进气的空气压缩成高压气体。
3. 燃烧阶段：当活塞接近顶点时，喷油器将燃油喷入汽缸中，燃油与高温高压空气混合，形成可燃气体。
由于高压气体的压力迫使活塞向下运动，产生的动能将向下压缩的气体推向顶部。
4. 排气阶段：当活塞再次向上运动时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出汽缸。
废气的排出也带走了部分废热，提高了柴油机的效率。
通过这一循环，活塞将能量从高压气体转换为机械能，驱动车辆或发电机工作。
二冲程柴油机相较于四冲程柴油机具有结构简单、体积小、重量轻等优点，但由于进／出气门的设置不同，其排放污染较大，燃油经济性较差。
因此，现代柴油机大多采用四冲程工作原理。
对置活塞二冲程柴油机热平衡和余热可用能分析
对置活塞二冲程柴油机热平衡和余热可用能分析马富康;苏铁熊;赵振峰;王豪【摘要】Through the opposed-piston two-stroke diesel full condition bench test,the thermodynamic parameters in each operation condition were determined.The thermal balance was analyzed based on the one law of thermodynamics and compared to the conventional diesel, and the waste heat exergy was analyzed based on the second law of thermodynamics.Results show that: peak of the effective thermal efficiency appears in high-speed and medium-load area;at low-speed and low-load, cooling water accounts for the major part of waste heat energy, and lower than conventional diesel;at high-speed and high-load, exhaust gas energy accounts for the major part of waste heat energy, and higher than conventional diesel.Exhaust gas exergy is larger than cooling water exergy, and the maximum value can reach 67% of exhaust gas energy with great development space.%基于对置活塞二冲程柴油机全工况台架试验, 确定其各工况下各子系统的热力学参数.采用热力学第一定律, 分析了发动机的热平衡特性, 并与传统四冲程柴油机进行了比较;采用热力学第二定律, 分析了发动机的余热可用能.结果表明: 该发动机在高转速、中负荷时, 有效热效率最高;在低转速、低负荷时, 冷却项占余热比重较大, 但低于传统四冲程柴油机;在高转速、高负荷时, 排气项占余热比重较大, 高于传统四冲程柴油机.其中, 排气余热的可用能较高, 最大达排气项能量的67%, 具有很大的利用空间;而冷却项可用能较低, 利用空间较小.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)004【总页数】7页(P433-438,445)【关键词】对置活塞;二冲程柴油机;热平衡;余热可用能【作者】马富康;苏铁熊;赵振峰;王豪【作者单位】中北大学机械与动力工程学院, 山西太原 030051;中北大学机械与动力工程学院, 山西太原 030051;北京理工大学机械与车辆学院, 北京 100081;上海汽车集团股份有限公司乘用车公司, 上海 200041【正文语种】中文【中图分类】TK422以汽车大众化为标志的内燃机行业在20世纪得到迅速发展，汽车保有量的增加，能源危机和环境问题凸显，人类在探索高效、清洁动力的道路上一方面在积极致力于传统发动机的改进；另一方面也在积极追求新技术新原理，探索新的动力机形式，其中对置活塞二冲程柴油机以其高效、高功率密度等优点被广泛研究[1].对置活塞二冲程柴油机与传统柴油机相比，其发动机结构、燃烧室结构、缸内气流运动以及燃油喷射方式均不相同， Gerhard Regner等人研究了对置活塞二冲程柴油机的性能和排放，发现其特殊的结构形式有利于降低发动机的质量和复杂性，减少机油消耗和燃油消耗[2]； Randy E.Herold研究了对置活塞二冲程柴油机的热力学过程，发现与传统四冲程柴油机相比，其燃烧室的面容比较小，工质在燃烧过程中比热容变化小，指示热效率更高，相同工况的最大爆发压力更小[3]；Fabien Redon等研究了低负荷工况下对置活塞二冲程柴油机的性能，发现该发动机既能满足缸内燃烧温度的限制，又能实现较高的排气温度，保证了催化剂处于理想的温度[4]. 但是目前的研究尚未对对置活塞二冲程柴油机的热平衡和余热可用能展开分析. 根据目前的研究，提高传统内燃机能量利用的方法主要有两方面，一方面是提高内燃机的热效率，另一方面是余热的回收和利用[5]. 因此，研究该发动机的热平衡可以掌握热量分配关系，认识对置活塞二冲程柴油机的能量转化和传递过程，为提高热效率提供研究方向；而由于该发动机采用二冲程，排气项能量比重大，研究余热可用能可以为该发动机的节能减排和热效率的提高提供依据[6]. 本文以对置活塞二冲程柴油机为研究对象，对发动机进行全工况试验，分析热平衡和余热可用能，为优化发动机的热效率和余热利用提供理论基础.内燃机中能量的转化与传递过程非常复杂，彼此既相互独立又互相转化，燃料在内燃机的气缸内燃烧所产生的热量，一部分转化为曲轴的有效功，对外克服阻力矩做功，一部分随排气排出，一部分通过传热的方式由冷却介质散失到缸外，此外机械摩擦功造成的有效功损失最后也转化成热量散失. 结合内燃机的控制体积建立热平衡系统是分析内燃机热平衡的有效方法，如图 1 所示.从图 1 可以看出，进入内燃机的热流包括燃料的化学能和进气的焓，而排出内燃机的热流包括有效功率、排气带走的热量、冷却介质带走的热量、未燃尽的燃料和对流换热与辐射流失的热量[7]. 内燃机稳态的热平衡方程为式中： Hfuel是燃料的化学能，即式中：是燃料的质量流量； HL是燃料的低热值； Pe是内燃机的有效功率.Hex是排气的焓，即式中：是进气的质量流量； cp-ex是排气的定压比热容； Tex是排气温度.Hin是进气的焓，即式中：是进气的质量流量； cp-in是排气的定压比热容； Tin是排气温度. Qcooling是传入冷却介质的热量，即式中：是冷却水的质量流量； cw是冷却水的比热容； Tin-w和Tex-w是冷却水的进、出温度.Qmisc是其余的损失，包括未燃尽的燃料和通过对流换热和辐射损失的热量.为直观地分析内燃机的各项能量的分布情况，将各项能量转换成占燃料总热量的百分比，如下式中：ηf是燃料的化学能所占比例；ηet是有效热效率；ηex是排气能量所占总热量的比例；ηcooling是传入冷却介质的热量所占总热量比例；ηmisc是杂项损失占总热量比例.本文的研究对象是一台机械增压式对置活塞二冲程柴油机，主要参数见表 1.实验装置示意图如图 2 所示，对置活塞二冲程柴油机原理样机如图 3 所示.主要测试仪器和设备见表 2，环境温度保持在15 ℃左右，各个温度传感器均经过了标定[8].试验前首先对柴油机进行整机性能状态调整，使其工作温度及性能满足要求，当进出水温差波动范围小于0.1 ℃/min，则柴油机达到热平衡，然后进行热平衡试验. 转速范围为800～2 400 r/min，变化间隔为200 r/min；负荷(平均有效压力，BMEP)范围为0.1～0.8 MPa，变化间隔为0.1 MPa.3.1 热平衡掌握对置活塞二冲程柴油机有效热效率的分布可以为燃油利用率的评价提供基础，图 4 显示了柴油机有效热效率的分布情况. 在低负荷工况下，负荷对有效热效率的影响大于转速，而在高负荷工况下，转速对有效热效率的影响较大. 相同转速下，有效热效率随负荷的增大先增加后减小，因为在低负荷时，动力输出少，摩擦功所占的比例大，而转速及其他因素不变时指示热效率变化较小，随着负荷的增加，摩擦功基本不变，输出功增加，有效热效率提高. 而在高负荷时，过量空气系数降低导致燃烧恶化，指示热效率下降，摩擦功不变，有效热效率相应的下降[9]. 二冲程发动机受换气质量影响大，所以高负荷下转速对有效热效率的影响增大. 对置活塞二冲程柴油机的有效热效率的峰值区域在2 000 r/min以上的中负荷处，与传统柴油机相比，转速较高，因为相同工况下最大爆发压力较小，摩擦损失减小[3].图 5 显示了柴油机排气项热量占燃油能量比例的分布情况，从图中可以看出，大部分工况下排气项热量较高，约1/3的燃油能量被废气带走，在中低负荷处，排气能量所占比例最小. 相同负荷下，随着转速升高，排气项热量所占比例增大. 因为随着转速的增加，每次循环的换热时间减少，更多的能量随排气流出.图 6 显示了传给冷却项的热量占燃油能量比例的分布情况. 从图中可以看出，在低负荷区域冷却项热量所占比例较大，转速对其影响小，只随负荷的增加而减少. 因为在低负荷时，机械损失的比重较大，而大部分的机械损失最后都通过热转换传递给冷却水. 随着负荷的增大，转速对冷却项的影响增大，在中高负荷时，随着转速升高传给冷却项的热量所占比例减少.图 7 显示了一台传统四冲程增压中冷柴油机标定转速下各项比例关系变化的负荷特性[7]，发动机主要参数见表 3.对比传统四冲程增压柴油机，对置活塞二冲程柴油机由于进、排气活塞存在相位差，在内止点前后会发生进排气活塞同向追赶的过程，燃烧过程的等容度提高，所以有效热效率较高[10-11]. 因为采用二冲程结构，排气时刻较早，导致排气温度和压力高，排气项热量占燃料能量的比例较大. 对置活塞二冲程柴油机与传统柴油机相比，燃烧室面容比较小，零部件较少，因此冷却项所占燃料能量的比例较小[3]. 由于对置活塞二冲程柴油的燃烧室由气缸套和进、排气活塞顶组成，内止点时刻，活塞顶面积占燃烧室总面积的83%，活塞顶面的温度高，相比于传统柴油机，燃烧室壁面的平均温度更高，文献[12]指出较高的壁面温度有利于减少燃烧过程的不可逆损失.3.2 余热可用能上节采用热力学第一定律分析了对置活塞二冲程柴油机的热平衡，其依据是能量守恒定律，阐明了热力过程中能量之间的数量关系. 通过分析发现，柴油机大部分工况下，散热损失和排气能量的损失之和大于50%，在运行工况从低速、小负荷向高速、大负荷转变时，损失的热量从散热损失占主要部分转变成排气能量占主要部分. 为了进一步探讨能量的有效利用途径，仅分析能量关系是不够的，还需要分析能量的“质量”，即结合第二定律进行有效能分析.与机械能相比，余热是低品质的能量，不能完全转化成可用能，因此需要进一步通过的热力循环将其转化成有效功. 卡诺循环体现了工质做功的最高效率，采用卡诺循环进行余热的热力循环计算，可以分析余热潜在的最大可用能[13-14]. 卡诺循环的公式为式中： EX,Q是余热的可用能； Q表示余热的能量； T0表示环境温度； T表示余热的温度.式中：ηExe,p表示余热的可用能占余热能量的比例.式中：ηExe,eff表示了余热可用能占燃料总能量的百分比.图 8 显示了在负荷为0.8 MPa时，各项能量可用能占自身的比例. 因为冷却介质的流量大，比热容大，所以受运行条件影响小，冷却介质的进出口温差小，而且为了保证柴油机处于合适的运行工况，冷却介质应保证在合适的温度，不宜进行利用. 对置活塞二冲程柴油机受换气方式的限制，缸内高温高压气体未能得到充分膨胀，还有大部分能量直接随排气带出，具有较大的利用空间[15].图 9 显示了排气余热可用能占排气余热的比例. 随着转速和负荷的增大，排气温度不断升高，ηExe,p也随之升高，且负荷对ηExe,p的影响大于转速. 在高转速、高负荷时，ηExe,p超过了60%，具有很大的利用空间[15-16]. 图 10 显示了排气余热可用能占燃料总能量的比例，在高速、中等负荷以上区域，排气余热可用能的比例超过了20%，具有很大的利用空间，用以改善燃油消耗率.1) 对置活塞二冲程柴油机的能量分布受负荷和转速的共同影响. 在大多数工况下，负荷对有效热效率的影响大于转速；受到换气质量影响，大负荷工况下转速对有效热效率的影响增大. 对置活塞二冲程柴油机的最佳燃油消耗区域在中高转速中等负荷.2) 大部分工况下排气能量较高，约1/3的燃油总能量被废气带走，排气项能量在中等负荷处所占比例最小. 与传统四冲程柴油机相比，排气项能量所占比例更高.3) 传递给冷却项的热量在低负荷区域所占比例较大，负荷对其影响大于转速. 对置活塞二冲程柴油机与传统柴油机相比，燃烧室面容比小导致冷却项占燃料能量的比例小.4) 冷却项的可用能较少，而排气项能量中的可用能比例大，在高速、中等负荷以上区域，排气项能量可用能占燃料能量的比例超过了20%，充分利用可以有效改善燃油消耗.【相关文献】[1]Pirault J P, Flint M. 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应用范围
• 对于轻型户外交通工具来说安装四冲程的发动机无疑 会增加交通工具重量，降低其机动性，灵活性，且成本高， 而本设计恰好解决此类问题 。 1、山地，沙漠，沙滩，水面等环境下交通工具发动机， 如四轮摩托车，小型野外越野车，抢险车，小汽艇。 2、可用这种发动机做超轻型飞行器的发动机，使用在 简易单人飞伞或是单人超轻型飞行器上。 3、于航拍测绘、野外搜救、器材投放、特战练习、娱 乐游览。
结构布局
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工作原理
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1.进气
2.压缩
3.做功
4.排气
部件图
散热发电装置
化油器部分
效果图
• 效果图
运动学仿真
活塞X向位移/时间曲发动 机
—— 钢铁动力团队 组员：夏同洋，何冯光、宋健、刘增柱 指导教师：李玉清 Loading… …
课题背景
• 开发一种适合在恶劣环境中工作的发动机。在沙漠/山地/ 空中等地形 • 或气候环境复杂的情况下，对发动机功率要求相对较大， 重量相对较轻的发动机。 • 创新特点 • 发动机采用气缸水平对置式布局设计，具有起步、瞬时 扭矩大，振动相对较小的特点。其中二冲发动机的本身特 点是结构简单，故障率低，易于维修，动力强劲，成本低 廉。