简述四冲程发动机的工作原理

一、简述四冲程发动机的工作原理

进气、压缩、做功(爆炸)和排气

发动机起动或低速运行时，向发动机、点火系及其他用电设备供电的是什么？

是蓄电池

二、四冲程发动机的工作原理是什么？

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。

三、正确叙述4冲程汽油机发动机的基本工作原理

进气冲程

在这个冲程中，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，气缸内压力降低产生一定的真空度。此时进气门开放，气缸与化油器相通，由化油器形成的可燃混合气被吸入气缸内，活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气冲程结束。

压缩冲程

在压缩冲程中，进、排气门关闭，曲轴继续旋转至一周。活塞由下向上移动，活塞上方的容积缩小，混合气逐渐被压缩到燃烧室内，使其温度、压力升高。活塞到上止点时，压缩冲程结束。

作功冲程

当压缩冲程临近终了时，进、排气门关闭，火花塞发出电火花，点燃可燃混合气，由于混合气迅速燃烧膨胀，在极短时间内压力可达到3－5Mpa，最高温度约为2200－2800k。高温、高压的燃气推动活塞迅速下行，并通过连杆使曲轴旋转而对外作功。

排气冲程

混合气燃烧后成了废气，在作功冲程终了时，排气门开启，活塞向上移动，废气便排到大气中。当活塞到达上止点时，排气门关闭，曲轴转至两周，由于废气受到流动阻力及燃烧室容积的影响，不可能被排尽。

排气冲程结束时，活塞又回到上止点位置。至此，单缸四冲程汽油机经历了活塞上下往复各两次的四个行程，完成了由进气、压缩、作功、排气四个工作过程所组成的一个工作循环。

四、内燃机的四个冲程和工作原理

内燃机的四个冲程中有两个冲程发生了能量的转化：内燃机四个冲程中只有第二三个冲程才有能量转换 压缩冲程：机械能→内能 做功冲程：内能→机械能 而且，吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是靠飞轮惯性来运转的. 发动机的曲轴转一圈就完成一个工作循环的就是二冲程 如果是转两圈才完成一个工作循环就是四冲程了 冲程是指活塞在汽缸中上行或下行一次的过程。四个冲程分别是吸气、压缩、作功（燃料燃烧释放内能）和排气。四个冲程依次进行，称为一个工作循环，也叫“奥托循环”（因为活塞发动机的工作模式奥托发明的）。二冲程是将四冲程中的四个冲程中的两两合并成一个冲程。这样是内燃机的结构比较简单，重量比较轻，但是怠速工作的稳定性较差。在初中物理上就有学的啊！仔细研究一下！相信你没有问题！

五、四冲程汽车油机工作原理是什么？

通过“进气-压缩-做功-排气”四个工作循环来实现发动机工作，四个行程中只有做功行程会发出能量，其余三个行程都是为做功行程辅助。

备注：做功也称爆破行程。

六、四冲程汽油发动机的原理

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