2행정 엔진은 하나의 동력 주기 동안 피스톤의 2행정(상하 운동)의 동력 주기를 완료하는 내연 기관의 일종이며, 이 주기는 크랭크축의 1회전으로 완료됩니다.
4행정 엔진은 크랭크축의 2회전에 걸쳐 동력 주기를 완료하기 위해 피스톤의 4행정이 필요합니다. 2행정 엔진에서 연소 행정의 끝과 압축 행정의 시작은 동시에 발생하며 흡기 및 배기(또는 소기) 기능이 동시에 발생합니다.
2행정 엔진은 종종 파워 대 중량비가 높으며, 파워는 소위 파워 밴드라고 하는 좁은 속도 범위에서 사용할 수 있습니다. 2행정 엔진은 4행정 엔진보다 움직이는 부품이 적습니다.
2행정 엔진이 어떻게 작동하는지 잘 모르시는 분들을 위해 여기 몇 가지 검토를 해보겠습니다. 4행정 엔진에서 동력 생성 주기의 4가지 필수 단계에는 각각 고유한 피스톤 행정이 부여됩니다.
2행정 엔진은 모든 동일한 단계를 수행하지만 단 2개의 피스톤 행정만 수행합니다. 가장 단순한 2행정 엔진은 크랭크케이스와 움직이는 피스톤의 아래쪽을 새 차지 펌프로 사용하여 이를 수행합니다. 이러한 엔진의 공식 명칭은 "crankcase-scavenged two-strokes"입니다.
2행정 피스톤이 압축 시 상승함에 따라 그 밑면이 크랭크케이스의 부분적인 진공을 끌어당깁니다. 어떤 종류의 흡기 포트(실린더 벽 포트, 리드 밸브 또는 회전 디스크 밸브)가 열리고 공기가 기화기를 통해 크랭크케이스로 유입될 수 있습니다.
피스톤이 상사점에 가까워지면 스파크가 압축된 혼합물을 점화합니다. 4행정에서와 같이 혼합물은 연소되고 화학 에너지는 열에너지가 되어 연소된 혼합물의 압력을 수백 psi로 높입니다. 이 압력은 피스톤을 보어 아래로 이동시켜 크랭크축을 회전시킵니다.
피스톤이 보어 아래로 계속 내려가면서 실린더 벽의 배기 포트가 노출되기 시작합니다. 사용된 연소 가스가 이 포트를 통해 빠져나감에 따라 하강 피스톤은 크랭크실에서 그 아래에 갇힌 연료-공기 혼합물을 동시에 압축합니다.
피스톤이 더 많이 내려감에 따라 짧은 덕트로 크랭크 케이스에 연결된 두 개 이상의 충전 포트가 노출되기 시작합니다. 이제 실린더의 압력이 낮아지고 크랭크케이스의 압력이 높아짐에 따라 크랭크케이스의 새 충전량이 새 충전(또는 "전송") 포트를 통해 실린더로 유입됩니다.
이 포트는 배출 포트로의 신선한 충전물의 직접적인 손실을 최소화하도록 모양이 지정되어 있습니다. 최고의 디자인이라 할지라도 약간의 손실은 있지만 단순함에는 대가가 있습니다! 실린더를 채우면서 남은 배기 가스를 배기 포트 밖으로 밀어내는 이러한 과정을 "소거"라고 합니다.
피스톤이 하사점 근처에 있는 동안 혼합물은 크랭크 케이스에서 위로 이동 포트를 통해 실린더로 계속 이동합니다. 피스톤이 올라감에 따라 먼저 이송 포트를 덮고 배기 포트만 열려 있습니다. 그것을 막을 방법이 없었다면 새로운 충전물의 대부분이 이제 배기 가스로 펌핑되었을 것입니다.
그러나 배기에서 배기 압력파를 사용하여 그것을 멈추는 간단한 방법이 있습니다. 배기관의 모양과 치수를 올바르게 지정하면 배기구가 열릴 때 생성된 원래 압력 펄스의 반사가 새 전하가 포트 밖으로 펌핑될 때 포트로 다시 바운스됩니다. 이 압력파는 상승하는 피스톤이 배기 포트를 덮는 것처럼 새로운 충전물을 실린더로 다시 채웁니다.
연료-공기 혼합물은 크랭크실에서 지속적으로 펌핑되기 때문에 펌핑된 순환 오일로 피스톤과 크랭크를 윤활하는 것은 실용적이지 않습니다.
따라서 연료에 약간의 오일(2~4%)을 혼합하거나 작은 계량 펌프로 베어링에 아주 드물게 주입해야 합니다. 오일이 거의 없다는 사실은 그러한 단순한 2행정 엔진이 오일의 필요성이 매우 적은 구름 베어링을 사용해야 한다는 것을 의미합니다.
더 복잡한 2행정 엔진이 존재합니다. 크랭크 케이스와 피스톤 아래쪽을 신선한 충전 펌프로 사용하는 대신 실린더의 전송 포트에 직접 연결된 별도의 로터리 블로어를 사용할 수 있습니다.
실린더 벽에 배기 포트를 배치할 필요가 없습니다. 2행정 선박, 철도 및 트럭 디젤에서와 같이 4개의 오버헤드 포핏 배기 밸브 형태를 취할 수 있습니다. 이러한 엔진은 크랭크케이스를 새 차지 펌프로 사용하지 않기 때문에 펌프식 재순환 오일로 윤활유를 바르는 오래 지속되는 플레인 베어링을 사용할 수 있습니다.
2행정 디젤은 연료-공기 혼합물이 아닌 순수한 공기로 청소됩니다. 연료는 모든 포트가 닫힌 후에만 분사되어 손실을 방지합니다. 특정 크랭크케이스 청소 2행정은 동일한 작업을 수행하며 "DI" 또는 직접 분사 2행정이라고 합니다. 4행정만큼 연료 효율이 높고 배기 가스 배출량이 적습니다.
세계에서 가장 효율적인 피스톤 엔진은 실제로 세계의 국제 해운 무역을 수행하는 거대하고 천천히 회전하는 선박용 디젤이며 자동차와 오토바이에 사용되는 일반적인 4행정 불꽃 점화 엔진보다 2배 더 효율적입니다.
다양한 2행정 엔진의 기계적 세부 사항은 유형에 따라 다릅니다. 실린더에 충전물을 주입하는 방식, 실린더를 소거하는 방식, 실린더를 배기시키는 방식에 따라 설계 유형이 달라집니다.
피스톤 포트는 가장 단순한 설계로 소형 2행정 엔진에서 가장 일반적입니다. 모든 기능은 피스톤이 실린더에서 위아래로 움직일 때 포트를 덮고 열어서 단독으로 제어됩니다.
1970년대에 Yamaha는 이 시스템에 대한 몇 가지 기본 원칙을 마련했습니다. 그들은 일반적으로 배기구를 넓히면 포트를 올리는 것과 같은 양만큼 전력이 증가하지만 포트를 올릴 때만큼 전력 대역이 좁아지지 않는다는 것을 발견했습니다.
리드 밸브는 피스톤 제어 포트의 흡입구에 일반적으로 장착되는 간단하지만 매우 효과적인 체크 밸브 형태입니다. 연료 차지의 비대칭 흡입을 허용하여 출력 대역을 넓히는 동시에 출력과 경제성을 향상시킵니다. 이러한 밸브는 오토바이, ATV 및 선박용 선외 엔진에 널리 사용됩니다.
흡기 통로는 회전 부재에 의해 개폐된다. 소형 오토바이에서 흔히 볼 수 있는 친숙한 유형은 크랭크축에 부착된 홈이 있는 디스크로, 이 디스크는 크랭크케이스 끝의 구멍을 덮고 열어 주기의 한 부분(디스크 밸브라고 함) 동안 전하가 들어갈 수 있도록 합니다.
2행정 엔진에 사용되는 로터리 흡입 밸브의 다른 형태는 두 개의 원통형 부재를 사용하며 적절한 컷아웃이 서로 회전하도록 배열되어 있습니다. 흡입 파이프는 두 컷아웃이 일치할 때만 크랭크 케이스로 통과합니다.
크랭크축 자체는 대부분의 예열 플러그 모델 엔진에서와 같이 구성원 중 하나를 형성할 수 있습니다. 다른 버전에서는 크랭크 디스크가 크랭크 케이스에 밀착되도록 배열되고 Vespa 모터 스쿠터에서와 같이 적절한 시간에 크랭크 케이스 벽의 입구 통로와 정렬되는 컷아웃이 제공됩니다.
횡류 엔진에서 이송 및 배기 포트는 실린더의 반대쪽에 있으며 피스톤 상단의 디플렉터는 신선한 흡입 충전량을 실린더 상단으로 보내 잔류 배기 가스를 다른 쪽 아래로 밀어냅니다. 디플렉터의 측면과 배기구.
이 청소 방법은 실린더에 들어갈 때 새로운 혼합물의 흐름을 연소실로 향하게 하기 위해 주의 깊게 모양이 지정되고 배치된 이송 포트를 사용합니다. 연료/공기 혼합물이 실린더 헤드에 충돌한 다음 연소실의 곡률을 따라 아래쪽으로 편향됩니다.
이는 연료/공기 혼합물이 배기구 밖으로 직접 나가는 것을 방지할 뿐만 아니라 소용돌이치는 난기류를 생성하여 연소 효율, 출력 및 경제성을 향상시킵니다. 일반적으로 피스톤 디플렉터가 필요하지 않으므로 이 접근 방식은 횡류 방식에 비해 뚜렷한 이점이 있습니다.
단일 흐름 엔진에서 혼합물 또는 디젤의 경우 "충전 공기"는 피스톤에 의해 제어되는 실린더의 한쪽 끝으로 들어가고 배기는 배기 밸브 또는 피스톤에 의해 제어되는 다른 쪽 끝에서 나옵니다. 따라서 소거 가스 흐름은 한 방향으로만 흐르므로 이름이 uniflow입니다.
이 엔진의 피스톤은 "톱햇" 모양입니다. 상부 섹션은 일반 실린더를 형성하고 하부 섹션은 청소 기능을 수행합니다. 장치는 쌍으로 작동하며 한 피스톤의 아래쪽 절반이 인접한 연소실을 충전합니다.
2행정 엔진은 하나의 동력 주기 동안 피스톤의 2행정(상하 운동)의 동력 주기를 완료하는 내연 기관의 일종이며, 이 주기는 크랭크축의 1회전으로 완료됩니다.
따라서 전기톱과 같은 휴대용 도구에 사용하기에 적합합니다. 2행정 엔진은 오토바이, 오토바이, 먼지 자전거와 같은 소규모 추진 장치에서 볼 수 있습니다.
2행정 엔진은 더 많은 기능을 하나의 피스톤 운동으로 결합하여 작동합니다. 피스톤 아래의 연소실에서 피스톤이 위쪽으로 움직이는 동안(공기/연료/오일 혼합물 압축) 밀폐된 크랭크케이스에 새로운 공기/연료/오일 혼합물이 흡입됩니다.
2행정 엔진의 유형:
차량 배기가스 배출에 대해 꾸준히 강화되고 있는 EPA 표준을 충족할 수 없었기 때문에 두 번의 스트로크로 시장을 떠났습니다. 2행정을 매력적으로 만드는 바로 그 기능은 단지 3개의 움직이는 부품(크랭크샤프트, 콘로드 및 피스톤)이 있다는 단순함도 마찬가지였습니다.
2행정 엔진과 4행정 엔진의 주요 차이점은 4행정 엔진은 4단계 또는 두 번의 완전한 회전을 거쳐 하나의 동력 행정을 완료한다는 것입니다. 2행정 엔진은 2단계 또는 1회전을 거쳐 1개의 동력 행정을 완료합니다.
2행정 엔진의 연료에는 소량의 오일이 혼합되어 있습니다. 피스톤을 한 번 위아래로 움직이면 2행정이 흡기, 압축, 연소, 배기의 전체 사이클을 수행하기 때문에 "2 행정"이라고 합니다.
4행정 엔진에 비해 2행정은 더 가볍고 더 효율적이며 저급 연료를 사용할 수 있으며 비용 효율적입니다. 따라서 엔진이 가벼울수록 중량 대비 출력 비율이 높아집니다(무게가 낮을수록 출력이 높아짐).
2행정 엔진 자전거는 모터에 강한 킥이 있는 더 가볍고 빠른 자전거입니다. 이렇게 하면 cc당 더 빠른 펀치로 자전거를 더 쉽게 던질 수 있습니다. 동시에 이러한 자전거는 일반적으로 타고 제어하기가 더 어렵습니다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엔진은 팽창 행정, 배기-흡기 행정 및 압축 행정의 3행정 사이클로 작동한다. 3개의 스트로크는 2개의 피스톤이 각각 한 번씩 왕복하는 크랭크축의 1회전 내에서 수행됩니다.
2행정 엔진은 더 높은 RPM에서 작동하도록 설계되었기 때문에 더 빨리 마모되는 경향이 있습니다. 4행정 엔진은 일반적으로 더 내구성이 있습니다. 즉, 2행정 엔진이 더 강력합니다. 2행정 엔진은 훨씬 단순한 설계로 수리가 더 쉽습니다.
3기통, 대향 피스톤, 2행정 엔진 구성은 가스 교환 이벤트와 약간 겹치므로 교차 충전으로 알려진 현상이 발생합니다. 그러나 2기통 구성에서는 가스 교환 이벤트가 너무 시기 적절하게 분리됩니다.
4행정 엔진과 달리 2행정 엔진의 독특한 특징은 내부에 오일 저장소가 없다는 것입니다. 대신, 2행정 엔진은 작동 중 엔진이 적절한 윤활을 받을 수 있도록 소유자가 미리 정해진 비율로 오일을 연료에 혼합해야 합니다.
2행정 엔진에서 연소 사이클을 완료하는 데 피스톤 행정 한 번만 걸립니다. 압축 행정이 있고 압축 연료가 폭발합니다. 돌아올 때 새로운 연료가 유입되면서 배기 가스가 실린더 밖으로 밀려 나옵니다. 점화 플러그는 회전할 때마다 점화됩니다.
2행정 연료는 기본적으로 2행정 오일에 무연 휘발유를 혼합한 것입니다. 오일 대 연료 혼합비는 엔진의 사용 설명서에 명시되어 있어야 합니다. 2행정 엔진에는 내부 오일 저장소가 없기 때문에 2행정 연료의 오일은 엔진 윤활에 매우 중요합니다.
미국의 어떤 신차 시장도 연방 대기 오염법이 시행되던 1960년대 후반에 Saab가 분해하기 어려운 3기통을 단계적으로 폐지한 이후로 2행정 엔진으로 구동되는 시장이 없습니다.
2행정 엔진은 캘리포니아의 모든 수로에서 사용을 "금지"하지 않았으며 그렇게 할 계획도 없습니다. 기화 및 전자 분사 2행정 엔진은 고배출 엔진으로 간주됩니다. 일반적으로 이러한 엔진은 1999년 이전에 제조되었습니다.
2행정의 단점
2행정 연료를 혼합할 때는 연료 대 오일 비율을 올바르게 맞추는 것이 중요합니다. 오일이 너무 많으면 엔진을 시동하거나 작동하는 데 어려움을 겪을 수 있고, 엔진 내부에 탄소 축적이 발생하고, 연기가 나고, 일반적으로 성능이 저하될 수 있습니다.
2행정 엔진은 1회전마다 한 번 발사되기 때문에 이론적으로 두 배의 출력을 생산할 수 있는 반면, 4행정 엔진은 2회전마다 한 번씩 발사합니다. 이 때문에 무게 대비 출력 비율이 높아 많은 라이더에게 더 바람직합니다.
2행정은 4행정의 토크를 제공하지 않지만 대부분의 주말 라이더에게는 충분히 가깝습니다. 뿐만 아니라 더 가볍고 다루기 쉽기 때문에 초보자에게 적합합니다. 또한 2행정 자전거는 대부분의 4행정 자전거보다 유지 관리가 덜 필요하므로 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
움직이는 부품이 적은 2행정 스트링 트리머는 신뢰할 수 있는 도구입니다. 무게가 가볍고 4행정 트리머보다 덜 진동하여 작업자의 피로를 줄이고 더 나은 트리밍 경험을 제공합니다. 또한 유지 관리가 덜 필요합니다.
2행정(또는 2사이클) 엔진은 연료 탱크에 연료와 오일의 혼합물을 추가해야 합니다. 이 혼합물은 엔진 연소와 윤활을 유발합니다. 가솔린만으로 2행정 엔진을 작동하면 엔진 고장이 발생합니다.
