四冲程汽油发动机工作原理_四冲程汽油发动机工作原理以及发动机的总体构造

1.四冲程发动机工作原理是什么？

2.四冲程汽油发动机的原理

3.四冲程发动机工作原理简析

所谓的冲程即发动机的进气、压缩、作功、排气四个过程是在曲轴旋转两周,活塞运行四个行程完成一个工作循环,图3-l示出了四冲程汽油机的工作循环情况。

(l)进气冲程

活塞从上止点向下止点移动,进气门开启,排气门关闭,随活塞的下移,活塞上方气缸容积增大,于是压力降低到大气压力以下,即缸内产生真空度,在外界大气压力作用下,可燃气体由进气管和进气门被吸人气缸,如图3-l(A）所示。活塞到上止点时,进气终了,此时气缸内气体压力低于大气压力,温度约为80-l30℃。

A-进气行程；B-压缩行程；C-作功行程；D-排气行程。

(2)压缩行程

在进气过程终了后,进、排气门都关闭,曲轴继续旋转,活塞自下止点向上移动,把可燃混合气压缩,如图3-1(b)所示。当压缩终了时,混合气的温度和压力与压缩比的大小有关,压缩比越大,压缩终了压力和温度就越高。压缩终了混合气温度约为350-450℃,压力0.6～1.2MPa。

(3)作功行程

此时进、排气门仍然关闭,当活塞接近上止点时,火花塞发出电火花,将被压缩的混合气点燃,混合气燃烷时放出大量热,使气缸内压力骤增,瞬时最高温度可达2000℃左右,最高压力达2.9-4.9MPA、在高压气体推动下,活塞向下止点移动,使曲轴旋转作功,如图3-I(c)所示。

(4)排气行程

可燃混合气燃烧后生成的废气必须从气缸中排出,才有可能进行下一个进气行程。当膨胀接近终了时,排气门在活塞到达下止点之前提早开启,靠废气的压力进行自行排气,活塞到达下止点后,再向上止点移动时,继续将废气强制排到大气中,活塞到上止点后,排气行程结束。此时缸内温度约为600～900℃,压力约为l03～l19KPA,由于燃烧室的存在以及气体流动阻力的影响,气缸中的废气不可能破完全排尽。残余的废气约占进人气缸新鲜气体的5%～l5%。

当下次循环开始时,活寨下降,排气门关闭,进气门开启,四冲程循环又重新开始,就这样,上述过程在汽油机工作中,总是连续不断周而复始地进行着。

四冲程发动机工作原理是什么？

四冲程汽油发动机的工作原理很简单。这种发动机有四个工作冲程，即进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在发动机的进气冲程中，进气门会打开，此时活塞会向下运行，吸入空气或可燃混合气。在压缩冲程中，进气门和排气门基本关闭。此时，活塞将向上移动，压缩可燃混合物。在作功冲程中，火花塞将点燃可燃混合物。此时可燃混合物会燃烧，燃烧后的可燃混合物会推动活塞向下运动。在排气冲程中，排气门会打开，此时活塞会向上运动，排出燃烧产生的废气。四冲程汽油发动机有自然吸气式、涡轮增压式和机械增压式。三款发动机只是进气方式不同，四冲程工作原理基本相似。在实际使用中，情况相当复杂。当然，大部分发动机都可以配备可变气门升程系统和可变气门正时系统，可以改变发动机在不同工况下的运行状态。四冲程柴油机和上面的工作原理差不多，只是四冲程柴油机没有火花塞，是压燃式的。二冲程发动机也有，但二冲程发动机在大多数民用车上并不常见。好了，谢谢你的阅读。这个问题到此为止。相信你看完之后对四冲程汽油机的工作原理有了一定的了解。如果你不知道别的，你可以留言告诉边肖。()边肖会尽力帮助你的。

四冲程汽油发动机的原理

如图1-27所示，单缸四冲程汽油发动机一般由气缸盖、气缸、活塞、连杆、飞轮、曲轴、曲轴箱、进气门、排气门等组成。气缸2上部装有气缸盖1，它使活塞3顶部与气缸盖之间构成密闭的燃烧室；在发动机工作时，气体燃烧产生的强大推力以及飞轮5的惯性可以使装在气缸2内的活塞3沿气缸中心线作往复直线运动；活塞通过活塞销12与连杆4的小头相连；连杆大头套装在曲轴6的连杆轴颈上；曲轴的两端支承在曲轴箱7的轴承上，由此构成一个曲柄滑块机构，因此活塞作往复运动时就可通过连杆带动曲轴作旋转运动。

根据发动机做功循环不同，汽油发动机分为二冲程发动机和四冲程发动机，目前，汽车、摩托车上广泛用四冲程汽油发动机为动力机。四冲程发动机指“进气”、“压缩”、“做功”、“排气”四个冲程，整个工作循环曲轴旋转两周，活塞上下各两次。如图1-64所示，以单缸摩托车发动机为例介绍其工作原理。

图1-64　四冲程摩托车发动机工作原理图

1　进气行程

活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。进气门开启，排气门关闭。由于活塞下移，活塞上腔容积增大，形成一定真空度，在真空吸力的作用下，空气与汽油形成的混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。

2　压缩行程

活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，进、排气门均关闭。随着活塞上移，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。

在压缩过程中，气体压力和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的压力约为600～1500kPa，温度约为600～800K，远高于汽油的点燃温度（约263K）。

3　做功行程

压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出做功，至活塞运动到下止点时，做功行程结束。做功行程，进、排气门均关闭。在做功过程中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬时压力可达3～5MPa，瞬时温度可达2200～2800K。随着活塞的下移，压力、温度下降，做功行程终了时，压力约为300～500kPa，温度约为1500～1700K。

4　排气行程

在做功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。

排气终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气体压力也因排气门和排气道等有阻力而高于大气压。此时，压力约为105～125kPa，温度约为900～1200K。

排气行程结束后，进气门再次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复始，发动机就自行运转。

四冲程发动机工作原理简析

我们以单缸汽油发动机为例，讲解一下汽油机的工作原理。

气缸内装有活塞，活塞通过活塞销、连杆与曲轴相连接。活塞在气缸内做往复运动，通过连杆推动曲轴转动。为了吸入新鲜气体和排出废气，设有进气门和排气门。

活塞顶离曲轴中心最远处，即活塞最高位置，称为上止点。活塞顶部离曲轴中心最近处，即活塞最低位置，称为下止点。上、下止点间的距离称为活塞行程，曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的距离称为曲轴半径。活塞每走一个行程相应于曲轴转角180°。对于气缸中心线通过曲轴中心线的发动机，活塞行程等于曲柄半径的两倍。

活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为发动机的工作容积或发动机排量，用符号VL表示。

四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程，既进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。

进气行程

化油器式汽油机将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，然后再吸入气缸。进气行程中，进气门打开，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内的压力降低到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。

压缩行程

为使吸入气缸内可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程称为压缩行程。

压缩终了时，活塞到达上止点，活塞上方形成很小空间，称为燃烧室。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比，以ε表示：

压缩比愈大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。但压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现爆燃和表面点火等不正常燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高，在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃造成的一种不正常燃烧。爆燃时火焰以极高的速率向外传播，甚至在气体来不及膨胀的情况下，温度和压力急剧升高。同时，还会引起发动机过热，功率下降，燃油消耗量增加等一系列不良后果。表面点火是由于燃烧室内炽热表面与炽热处（如排气门头，火花塞电极，积炭处）点燃混合气产生的另一种不正常燃烧（也称为炽热点火或早燃）。表面点火发生时，也伴有强烈的敲击声（较沉闷），产生的高压会使发动机件负荷增加，寿命降低。

作功行程

在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，装在气缸盖上的火花塞即发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气被燃烧后，放出大量的热能，因此，燃气的压力和温度迅速增加，所能达到的最高压力约为3-5Mpa，相应的温度则为2200-2800K。高温高压的燃气推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转而外，其余即用于对外作功。

排气行程

可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从气缸中排除，以便进行下一个进气行程。

当膨胀接近终了时，排气门开启，靠废气的压力进行自由排气，活塞到达下止点后再向上止点移动时，继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时，排气行程结束。在排气行程中气缸内压力稍高于大气压力，约为0.105-0.115Mpa。排气终了时，废气温度约为900-1200K。

由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气排尽，留下的这一部分废气称为残余废气。

综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周

网友提问：

想了解我们目前常见的四冲程汽油发动机的工作原理是什么样的？对于发动机来说，它是如何进行工作循环的？

解答：

众所周知，现如今除了少数竞技用的卡丁车以及越野摩托以外，市面上我们能看到的内燃机基本上都有一个共同的特质：四冲程发动机。顾名思义，四冲程发动机的本质含义便是发动机将工作过程分为进气、压缩、作工、排气四个过程。四冲程发动机是将这四个过程在活塞上下运动的四个行程内完成的。首先便是进气冲程，在此阶段，进气门开启，排气门均关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的容积增大，气缸内压力降低，产生真空吸力。把可然混合气体吸入气缸。第二个压缩冲程则是进气门、排气门均关闭，活塞从下止点向上止点移动，把混合气体压至燃烧室。到了真正出力的做工冲程阶段，进气门、排气门仍关闭，火花塞发出电火花，点燃可燃混合气，燃烧后的气体猛烈膨胀，产生巨大的压力，迫使活塞迅速下行，经连杆推动曲轴旋转而做工。作为与进气冲程相对应也是最后一步的排气冲程则是将排气门开启，进气门关闭，让活塞从下止点向上止点移动，将废气排除。这便是最基本的四冲程发动机工作的一个简单原理解析。

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