四冲程内燃机原理图

四冲程内燃机原理图

四冲程内燃机的工作原理：四冲程发动机(Four-stroke)：凡发动机曲轴每旋转两转，即活塞上下往复动动四个行程而完成一个工作循环的发动机。

   工作循环是指发动机由进气、压缩、燃烧膨胀（做功）、 排气行程所组成的工作进程。发动机完成一次进气，压缩、做功、排气的进程称为一个工作循环，也称一个周期。 ① .几个主要名词解释

   A、止点：活塞(piston)与曲柄连杆总成相连，活塞在气缸中有上下两个极限位置，上极限位置叫上止点它与曲轴中心线距离为最大。下极限位置叫下止点，它与曲轴中心线距离为最小。

   B、活塞行程：活塞由上止点运动到下止点的距离称为行程，也称为冲程。

   C、气缸工作容积：活塞运动一个行程气缸中所扫过的空间。

   D、燃烧室工作容积：活塞在上止点时，活塞顶部与气缸盖中央燃烧室顶部所组成的空间。

   E、气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室工作容积之和。

   F、压缩比：发动机的一个重要结构参数，它直接影响发动机功率。

   压缩比（ε） = 气缸总容积/燃烧室工作容积

   = 1+气缸工作容积/燃烧室工作容积

   一般情况：

   柴油机：ε=14～20

   汽油机：ε=6～10
第一行程-------进气行程：活塞在上止点前某一规定曲柄转角时，进气门开启，可燃混合气被吸入气缸。当活塞由上止点向下止点运动，排气阀则在上止点某一规定的曲轴转角时关闭，同时活塞上方的气缸容积增大，使气缸形成真空度可燃混合气继续通过进气门吸入。当活塞行至下止点后某一规定曲柄转角时，进气门关闭，此时，进气工作过程结束。

   第二行程-------压缩行程：活塞由下止点向上止点运动，当进气工作过程终了时，进气门和排气门都处于关闭状态，此时气缸内的可燃混合气开始被压缩。

   第三行程-------燃烧膨胀作功行程：在压缩行程，当活塞向上行至上止点前某一规定曲柄转角时，火花塞电极间发出火花，将被压缩的可燃混合气点燃。燃烧着的可燃混合气使气缸内的温度和压力急剧升高，活塞则在此高温高压气压作用下，再由上止点向下止点运动，且通过连杆驱使曲轴旋转而作有用功。

   第四行程-------排气行程：在燃烧膨胀行程，当活塞行至下止点前某一规定曲轴转角时，排气阀开启，废气即通过排气门开始排出。曲轴仍继续旋转，并推动活塞再由下止点向上止点运动。将废气推出气缸。此排气过程直到活塞行至上止点后某一规定曲轴转角，排气门被关闭时终止。


四冲程发动机的优点和缺点：

优点：

   *进气、压缩、膨胀（爆发）、排气各过程各自单独进行，因此工作可靠效率高，稳定性好。低速至高速的转速范围大（500～1000rpm以上）。

   *不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低。

   *低速运转平稳，依靠润滑系统润滑，不易过热。

   *进气过程、压缩过程时间长，容积效率、平均有效压力高。

   *热负荷比二冲程发动机小。不用担心变形、烧蚀问题。排量大，可设计成大功率发动机。

缺点：

   *气门配气机构复杂，零部件多，保养困难

   *机械噪音大

   *由于曲轴2转爆发1次，所以旋转平衡不稳定

四冲程发动机几乎应用于所有车用发动机包括汽油机和柴油机，

     内燃机将燃料热能转化为机械能的过程是按一定规律进行的。充气（即进气）、压缩、作功、排气四个连续过程组成四冲程发动机的工作循环，每个工作过程依次循环不断地进行。

     四冲程发动机的每个工作循环是在活塞上下两次运动，即四个行程中完成的，如图所示：

     1.进气（充气）冲程：燃油与空气混合的新鲜混合气进入气缸，这时活塞向下运动。

     2.压缩冲程：随着进气门和排气门关闭，活塞向上运动，可燃混合气被压缩。

     3.作功冲程：可燃混合气点火燃烧，推动活塞向下运动。

     4.排气冲程：向上运动的活塞把燃烧后的废气从排气门排出。

     四冲程发动机的四个冲程作为一个工作循环，在1分钟内重复数千次。四冲程发动机又称为四循环系统也称为奥托循环。