柴油发动机冲程有哪些类型？工作原理是怎样的？

柴油发动机的“冲程”是指活塞在气缸内从一个极端位置移动到另一个极端位置的过程，这一过程是发动机完成能量转换的核心环节，根据工作循环的不同，柴油发动机主要分为四冲程和二冲程两大类，两者在结构、工作原理及应用场景上存在显著差异。

四冲程柴油发动机的工作循环包括进气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴旋转两圈（720°）完成一个循环，在进气冲程中，活塞从上止点（TDC）向下止点（BDC）移动，进气门开启，空气被吸入气缸，此时气缸内压力略低于大气压；压缩冲程中，活塞由BDC向TDC移动，进排气门均关闭，空气被压缩，温度和压力急剧升高（压缩比通常为16:22至22:1），为柴油的压燃创造条件；当活塞接近TDC时，高压油泵将柴油喷入高温高压空气中，柴油迅速自燃，推动活塞下行做功，此过程即做功冲程，发动机输出动力；排气冲程中，活塞由BDC向TDC移动，排气门开启，废气被排出气缸，为下一个循环做准备，四冲程发动机因换气充分、热效率较高（可达40%以上），广泛应用于汽车、工程机械及中小型船舶。

二冲程柴油发动机则在活塞的两个冲程（曲轴旋转一圈，360°）内完成一个工作循环，其结构上设有扫气口和排气口，无需复杂的气门机构，第一冲程（扫气与压缩）：活塞从BDC向上移动，先关闭扫气口，随后排气口开启，废气靠自身压力排出，当活塞继续上行至关闭排气口时，开始压缩缸内残留的新鲜空气；当活塞接近TDC时，柴油喷入并被压缩点燃，推动活塞下行，此即第二冲程（做功与扫气）：活塞下行做功后，先打开排气口排出废气，随后扫气口开启，由增压器提供的新鲜空气进入气缸，完成扫气过程，二冲程发动机因曲轴每转一圈做功一次，功率密度大（相同排量下功率约为四冲程的1.5-2倍），但换气过程存在“废气-新鲜空气”混合损失，热效率略低于四冲程，多用于大型船舶、发电机组及重型工程机械。

两种冲程柴油发动机的核心对比如下：

参数	四冲程柴油发动机	二冲程柴油发动机
冲程数/循环	4个（进气、压缩、做功、排气）	2个（扫气压缩、做功扫气）
曲轴转角/循环	720°	360°
换气方式	气门控制，换气充分	气口控制，存在混合损失
功率/排量比	较低	较高（约1.5-2倍四冲程）
热效率	较高（40%以上）	略低（35%-40%）
典型应用	汽车、工程机械、中小型船舶	大型船舶、发电机组、重型机械

相关问答FAQs
Q1：柴油发动机四冲程和二冲程哪个更省油？
A1：通常情况下，四冲程柴油发动机更省油，其原因是四冲程通过独立的进气和排气冲程，可实现更充分的换气，减少废气残留，且压缩过程更彻底，热效率更高（可达40%以上）；而二冲程发动机在换气时，新鲜空气会与部分废气混合，造成能量损失，热效率略低，油耗相对较高，二冲程发动机功率密度大，在需要大功率输出的场景（如大型船舶）中,单位功率的燃油消耗可能更具优势。

Q2：为什么大型船舶多采用二冲程柴油发动机？
A2：大型船舶（如集装箱船、油轮）对动力需求极高，二冲程柴油发动机因曲轴每转一圈即可做功一次，功率密度大，能在相同尺寸和重量下提供更大功率，满足船舶推进需求，二冲程结构相对简单（无复杂气门机构），可靠性高，维护成本较低，且可直接使用低质重油，降低燃料费用，虽然热效率略低于四冲程，但其大功率、低维护成本的优势更契合大型船舶的长期运营需求。