发动机的工作原理 四冲程发动机运作方法


在现代汽车及摩托车的发动机中,四冲程汽油发动机是最为常见的一种类型。我们通常能够在绝大多数的量产车辆中见到它的身影,除了少数专用于竞技或者特殊用途的车辆,比如卡丁车和越野摩托等。四冲程发动机的工作原理将发动机的整个运作过程划分为四个明确的阶段,每个阶段都有其独特的功能与作用。这四个阶段分别是进气、压缩、做功和排气,每个阶段由的上下运动完成。

进气阶段:空气与燃油的准备

在进气冲程阶段,发动机的进气门会打开,而排气门则保持关闭。开始从上止点(TDC,处于气缸最上端的位置)向下止点(BDC,位于气缸最下端的位置)运动。随着向下移动,气缸内部的容积增大,导致气缸内的压力逐渐降低。这个过程中,低压的作用会吸引外界的空气和燃油混合物,通过进气门进入气缸。空气与燃油的混合物被准备好,为下一个阶段的压缩做铺垫。

压缩阶段:混合气的紧缩

紧接着进入的是压缩冲程。在这一阶段,进气门和排气门都保持关闭状态,从下止点向上止点运动,逐渐将气缸内的混合气体压缩到更小的空间。这一过程中,混合气体的温度和压力都会升高,为接下来点燃混合气创造有利条件。压缩过程的高效性直接关系到发动机的输出性能和燃烧效率,因此这一阶段至关重要。

做功阶段:能量释放与转化

当混合气体被压缩到燃烧室时,随之进入的是做功冲程。在这个阶段,火花塞开始点燃压缩后的混合气体,引发燃烧。燃烧后的气体会迅速膨胀,产生巨大的压力。这个压力作用于,迫使其迅速向下移动。的下行运动通过连杆传递给曲轴,带动曲轴旋转,将热能转化为机械能,进而驱动车辆。做功冲程是发动机最重要的部分,也是整个循环中的能量输出阶段。

排气阶段:废气的

经过做功后,气缸内的废气必须被,以为新的进气过程腾出空间。在排气冲程阶段,排气门被打开,进气门依然关闭,从下止点再次向上运动。随着向上移动,气缸内的废气被并推送到排气管中,从而车外。排气冲程结束后,整个四冲程循环完成,发动机准备好进入下一个循环,继续工作。

四冲程发动机的工作原理通过进气、压缩、做功和排气四个环节的协作,完成了从吸入空气和燃料到输出动力的整个过程。每个阶段环环相扣,确保了发动机能够高效地转换能量并保持稳定运转。正因为如此,四冲程发动机被广泛应用于各种交通工具中,成为现代内燃机的主流形式。