汽车原理知识之发动机工作原理：四冲程内燃机工作原理分析

四冲程内燃机

四冲程内燃机是以四个活塞行程为一个完整工作周期的内燃机，其工作循环由进气、压缩、作功和排气四个阶段组成。这个过程持续四个活塞行程，即上下运动。其工作原理是活塞向上时吸入空气与汽油混合，向下时将废气排出。整个过程中曲轴完成两周的转动。

进气行程

在这个阶段，活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，气缸内空气被吸入，并与汽油混合。真空度产生，使得气缸内压力降低到大气压力以下，进气道和进气门将可燃混合气吸入气缸内。这个过程持续到活塞下止点后关闭进气门。随后上行的活塞开始进行压缩。

压缩行程

在这段阶段中，进排气门全部关闭，活塞向上运动。气缸内可燃混合气被压缩，这使得混合气温度升高和压力上升。在这个阶段，活塞接近上止点时，可燃混合气的压力达到了0.6～1.2MPa左右，温度达到330℃～430℃。

作功行程

在压缩行程结束后，装在气缸盖上的火花塞发出电火花，使得可燃混合气燃烧。燃烧过程中释放出大量热量，使得气缸内压力和温度迅速上升。在最高点时，可燃混合气的压力达到了3～6MPa，温度达到2200℃～2500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下运动，这期间作功行程开始。进排气门在这个阶段仍然关闭。

排气行程

作功行程结束后，排气门打开，气缸内废气迅速排出。这一段被称为自由排气阶段，因为高温废气以当地音速通过排气门排出。随着排气过程的进行，进入强制排气阶段。在这个阶段，活塞向上运动，强制将气缸内废气排出。当活塞到达上止点附近时，排气过程结束。排气终了时，气缸内气体压力稍高于大气压力，大约为0.105～0.115MPa，废气温度大约为600℃～900℃。由于燃烧室占有一定容积，因此在排气阶段，不能将废气彻底排除干净。剩余部分的废气被称为残余废气。

四冲程内燃机经过进气、压缩、作功和排气四个阶段完成一个工作周期。在整个过程中，活塞上下运动四个行程相应曲轴旋转两周。整个过程持续四个活塞行程，活塞的上下运动。整个过程持续四个活塞行程，相应曲轴旋转两周。