1
、四冲程汽油机工作原理（
Principle
）
汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，
在吸气
冲程被吸入汽缸，
混合气经压缩点火燃烧而产生热能，
高温高压的气
体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮
机构对外输出机械能。
2
、四冲程汽油机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程内完
成一个工作循环。
(1)
吸气冲程
(intake stroke)
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。
此时进气门开启，
排气
门关闭，曲轴转动
180°
。在活塞移动过程中，汽缸容积逐渐增大，
汽缸内形成一定的真空度，
空气和汽油的混合气通过进气门被吸入汽
缸，
并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。
由于进气系统存在阻力，
进气终点汽缸内气体压力小于大气压力。
进入汽缸内的可燃混合气的
温度，由于进气管、汽缸壁、活塞顶、气门和燃烧室壁等高温零件的
加热以及与残余废气的混合而升高到
340
～
400K
。
(2)
压缩冲程
(compression stroke)
压缩冲程时，进、排气门同时关闭。活塞从下止点向上止点运动，
曲轴转动
180°
。活塞上移时，工作容积逐渐缩小，缸内混合气受压
缩后压力和温度不断升高，到达压缩终点时温度达
600
～
750K
。
(3)
做功冲程
(power stroke)
当活塞接近上止点时，
由火花塞点燃可燃混合气，
混合气燃烧释放
出大量的热能，
使汽缸内气体的压力和温度迅速提高。
温度达
2 200
～
2 800K
。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，并通过
曲柄连杆机构对外输出机械能。随着活塞下移，汽缸容积增加，气体
压力和温度逐渐下降，到达
b
点时，其压力降至
300
～
500kPa
，温
度降至
1 200
～
1 500K
。在做功冲程，进气门、排气门均关闭，曲轴
转动
180°
。
(4)
排气冲程
(exhaust stroke)
排气冲程时，排气门开启，进气门仍然关闭，活塞从下止点向上止
点运动，曲轴转动
180°
。排气门开启时，燃烧后的废气一方面在汽
缸内外压差作用下向缸外排出，
另一方面通过活塞的排挤作用向缸外
排气。
由于排气系统的阻力作用，
排气终点
r
点的压力稍高于大气压
力，排气终点温度
Tr=900
～
1100K
。活塞运动到上止点时，燃烧室
中仍留有一定容积的废气无法排出，这部分废气叫残余废气。
二
四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机和汽油机一样，
每个工作循环也是由进气冲程、
压缩
冲程、做功冲程和排气冲程组成。由于柴油机以柴油作燃料，与汽油
相比，柴油自燃温度低、黏度大不易蒸发，因而柴油机采用压缩终点
压燃着火，
也叫压燃式点火，
其工作过程及系统结构与汽油机有所不
同
(1)
进气冲程
进入汽缸的工质是纯空气。
由于柴油机进气系统阻力较小，
进气终
点压力
pa= (085
～
095)p0
，比汽油机高。进气终点温度
Ta=300
～
340K
，比汽油机低。
(2)
压缩冲程
由于压缩的工质是纯空气，因此柴油机的压缩比比汽油机高
(
一般
为
ε=16
～
22)
。压缩终点的压力为
3 000
～
5 000kPa
，压缩终点的温
度为
750
～
1 000K
，大大超过柴油的自燃温度
(
约
520K)
。
(3)
做功冲程
当压缩冲程接近终了时，在高压油泵作用下，将柴油以
10MPa
左
右的高压通过喷油器喷入汽缸燃烧室中，
在很短的时间内与空气混合
后立即自行发火燃烧。汽缸内气体的压力急速上升，最高达
5 000
～
9 000kPa
，
最高温度达
1 800
～
2 000K
。
由于柴油机是靠压缩自行着
火燃烧，故称柴油机为压燃式发动机。
(4)
排气冲程
柴油机的排气与汽油机基本相同，
只是排气温度比汽油机低。
一般
Tr=700
～
900K
。
对于单缸发动机来说，其转速不均匀，发动机工作不
平稳，振动大。
这是因为四个冲程中只有一个冲程是做功的，其他三
个冲程是消耗动力为做功做准备的冲程。
为了解决这个问题，
飞轮必
须具有足够大的转动惯量，这样又会导致整个发动机质量和尺寸增
加。采用多缸发动机可以弥补上述不足。现代汽车用多采用四缸、六
缸和八缸发动机
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