單缸四衝程發動機的工作原理講稿
一、發動機常用基本術語
1.上止點
活塞在氣缸裡作往復直線運動時，當活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最遠的極限位置，稱為上止點。
2.下止點
活塞在氣缸裡作往復直線運動時，當活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉中心最近的極限位置，稱為下止點。
3.活塞行程
活塞從乙個止點到另乙個止點移動的距離，即上、下止點之間的距離稱為活塞行程。一般用s表示，對應乙個活塞行程，曲軸旋轉180°。
4.曲柄半徑
曲軸旋轉中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑，一般用r表示。通常活塞行程為曲柄半徑的兩倍，即s=2r 。
5.氣缸工作容積
活塞從乙個止點運動到另乙個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積。一般用vh表示：
6.燃燒室容積
活塞位於上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。一般用vc表示。
7.氣缸總容積
活塞位於下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總容積。一般用va表示，顯而易見，氣缸總容積就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即va＝vc＋vh。
8.發動機排量
多缸發動機各氣缸工作容積的總和，稱為發動機排量。一般用vl表示：
vl = vh * i
式中：vh－氣缸工作容積；
i － 氣缸數目。
9.壓縮比
壓縮比是發動機中乙個非常重要的概念，壓縮比表示了氣體的壓縮程度，它是氣體壓縮前的容積與氣體壓縮後的容積之比值，即氣缸總容積與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用ε表示。
式中：va － 氣缸總容積；
vh － 氣缸工作容積；
vc － 燃燒室容積；
通常汽油機的壓縮比為6～10，柴油機的壓縮比較高，一般為16～22
[u]工作迴圈
每乙個工作迴圈包括進氣、壓縮、作功和排氣過程，即完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程叫乙個工作迴圈
二、四行程汽油機工作原理
四行程汽油機的運轉是按進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程的順序不斷迴圈反覆的。
1. 進氣行程
由於曲軸的旋轉，活塞從上止點向下止點運動，這時排氣門關閉，進氣門開啟。進氣過程開始時，活塞位於上止點，氣缸內殘存有上一迴圈未排淨的廢氣，因此，氣缸內的壓力稍高於大氣壓力。隨著活塞下移，氣缸內容積增大，壓力減小，當壓力低於大氣壓時，在氣缸內產生真空吸力，空氣經空氣濾清器並與化油器供給的汽油混合成可燃混合氣，通過進氣門被吸入氣缸，直至活塞向下運動到下止點。
在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門等阻力影響，進氣終了時，氣缸內氣體壓力略低於大氣壓，約為0.075～0.09mpa，同時受到殘餘廢氣和高溫機件加熱的影響，溫度達到370～400k。
實際汽油機的進氣門是在活塞到達上止點之前開啟，並且延遲到下止點之後關閉，以便吸入更多的可燃混合氣。
2. 壓縮行程
曲軸繼續旋轉，活塞從下止點向上止點運動，這時進氣門和排氣門都關閉，氣缸內成為封閉容積，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷公升高，當活塞到達上止點時壓縮行程結束。此時氣體的壓力和溫度主要隨壓縮比的大小而定，可燃混合氣壓力可達0.6～1.
2mpa，溫度可達600～700k。 壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內的壓力和溫度越高，則燃燒速度越快，發動機功率也越大。但壓縮比太高，容易引起爆燃。
所謂爆燃就是由於氣體壓力和溫度過高，可燃混合氣在沒有點燃的情況下自行燃燒，且火焰以高於正常燃燒數倍的速度向外傳播，造成尖銳的敲缸聲。會使發動機過熱，功率下降，汽油消耗量增加以及機件損壞。輕微爆燃是允許的，但強烈爆燃對發動機是很有害的，汽油機的壓縮比一般為ε＝6～10。
3. 作功行程
作功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關閉。當活塞位於壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，火花塞產生電火花點燃可燃混合氣，可燃混合氣燃燒後放出大量的熱使氣缸內氣體溫度和壓力急劇公升高，最高壓力可達3～5mpa，最高溫度可達2200～2800k，高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉並輸出機械功，除了用於維持發動機本身繼續運轉外，其餘用於對外作功。隨著活塞向下運動，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度降低，當活塞運動到下止點時，作功行程結束，氣體壓力降低到0.
3～0.5mpa，氣體溫度降低到1300～1600k
4. 排氣行程
可燃混合氣在氣缸內燃燒後生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下乙個進氣行程。當作功接近終了時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，靠廢氣的壓力先進行自由排氣，活塞到達下止點再向上止點運動時，繼續把廢氣強制排出到大氣中去，活塞越過上止點後，排氣門關閉，排氣行程結束。實際汽油機的排氣行程也是排氣門提前開啟，延遲關閉，以便排出更多的廢氣。
由於燃燒室容積的存在，不可能將廢氣全部排出氣缸。受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高於大氣壓力，約為0.105～0.
115mpa，溫度約為900～1200k。 曲軸繼續旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下乙個新的迴圈過程。可見四行程汽油機經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成乙個工作迴圈，這期間活塞在上、下止點往復運動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩圈。
三、 四衝程柴油機的工作原理
四行程柴油機和四行程汽油機的工作過程相同，每乙個工作迴圈同樣包括進氣、壓縮、作功和排氣四個行程，但由於柴油機使用的燃料是柴油，柴油與汽油有較大的差別，柴油粘度大，不易蒸發，自燃溫度低，故可燃混合氣的形成，著火方式，燃燒過程以及氣體溫度壓力的變化都和汽油機不同，下面主要分析一下柴油機和汽油機在工作過程中的不同點。
四行程柴油機在進氣行程中所不同的是柴油機吸入氣缸的是純空氣而不是可燃混合氣，在進氣通道中沒有化油器，進氣阻力小，進氣終了時氣體壓力略高於汽油機而氣體溫度略低於汽油機。進氣終了時氣體壓力約為0.0785～0.
0932mpa，氣體溫度約為300～370k。
壓縮行程壓縮的也是純空氣，在壓縮行程接近上止點時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，柴油和空氣在氣缸內形成可燃混合氣並著火燃燒。柴油機的壓縮比比汽油機的壓縮比大很多(一般為16～22)，壓縮終了時氣體溫度和壓力都比汽油機高，大大超過了柴油機的自燃溫度。壓縮終了時，氣體壓力約為3.
5～4.5mpa，氣體溫度約為750～1000k，柴油機是壓縮後自燃著火的，不需要點火，故柴油機又稱為壓燃機。
柴油噴入氣缸後，在很短的時間內與空氣混合後便立即著火燃燒，柴油機的可燃混合氣是在氣缸內部形成的，而不象汽油機那樣，混合氣主要是在氣缸外部的化油器中形成的。柴油機燃燒過程中氣缸內出現的最高壓力要比汽油機高得多，可高達6～9mpa，最高溫度也可高達2000～2500k。作功終了時，氣體壓力約為0.
2～0.4mpa，氣體溫度約為1200～1500k。
柴油機的排氣行程和汽油機一樣，廢氣同樣經排氣管排入到大氣中去，排氣終了時，氣缸內氣體壓力約為0.105～0.125mpa，氣體溫度約為800～1000k。
柴油機與汽油機比較，柴油機的壓縮比高，熱效率高，燃油消耗率低，同時柴油**較低，因此，柴油機的燃料經濟效能好，而且柴油機的排氣汙染少，排放效能較好。但它的主要缺點是轉速低，質量大，雜訊大，振動大，製造和維修費用高。在其發展過程中，柴油機不斷發揚其優點，克服缺點，提高速度，有望得到更廣泛地應用。
四、爆燃和表面點火
壓縮比對發動機工作的影響：
1、 壓縮比增加，可染混合氣溫度增加，壓力增加，燃燒速度快，發動機功率增加，經濟性好；
2、 壓縮比如果過大，反而會出現爆燃和表面點火等不正常燃燒現象。
爆燃：氣體壓力和溫度過高，在燃燒室內離點燃中心較遠處的末端可燃混合氣自燃而造成的一種不正常燃燒。
現象：尖銳的敲缸聲，因燃燒速度過快形成壓力波，壓力波撞擊燃燒室而產生。
後果：發動機過熱，功率下降，經濟性下降，嚴重時氣門燒毀，軸瓦破裂，火花塞絕緣體被擊穿等。
表面點火：由於燃燒室內熾熱表面（如排起門頭、火花塞電極，積炭）點燃混合氣產生的一種不正常燃燒現象。
現象：沉悶的敲缸聲
後果：發動機零部件負荷增加，壽命下降。
四衝程電單車發動機的種類和特點
眾所周知，發動機是電單車的心臟。當您討論一輛電單車的效能時，話題一定會討論到發動機。這是因為人們在駕乘電單車的過程中，始終以肉體直接感受到發動機運動時的振動 熱力和排氣聲音。發動機作為電單車重量最重的元件，它的重量和重心都會直接影響駕乘者的操控樂趣。其實，直接影響駕乘者操控樂趣的關鍵是發動機的布局，...
四衝程汽油機的工作過程
四衝程汽油機的工作過程與四衝程柴油機的工作過程基本相同，每乙個工作迴圈同樣有進氣 壓縮 作功 排氣四個衝程。其主要區別有以下幾點 1 在進氣過程中，進入氣缸的不是純空氣，而是空氣與汽油相混合的可燃混合氣。在進氣通道上裝有化油器，空氣在進氣衝程的吸力作用下，以較高的流速流經化油器，將被吸入化油器喉管的...
汽油發動機工作原理
作功行程 在這個行程中，進 排氣門仍舊關閉。當活塞接近上止點時，裝在氣缸蓋上的火花塞即發出電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣被燃燒後，放出大量的熱能，因此，燃氣的壓力和溫度迅速增加，所能達到的最高壓力約為3 5mpa，相應的溫度則為2200 2800k。高溫高壓的燃氣推動活塞從上止點向下止點...