第三节　了解发动机基本工作原理

一、发动机的基本术语

发动机基本术语如图1-9所示。

（1）上止点　活塞顶离曲轴旋转中心最远的位置，即图中活塞顶达到的最高位置。

（2）下止点　活塞顶离曲轴旋转中心最近的位置，即图中活塞顶达到的最低位置。

（3）活塞行程　活塞在上、下止点间所移过的距离。

（4）燃烧室容积　当活塞在上止点时，活塞顶上方的空间容积。

（5）气缸总容积　当活塞在下止点时，活塞顶上方的整个空间容积。

（6）气缸工作容积　活塞从上止点到下止点所让出的空间容积。

（7）发动机排量　多缸发动机各气缸工作容积的总和，等于气缸工作容积与缸数的乘积。

（8）压缩比　气缸总容积与燃烧室容积之比，它反映了气缸内的气体被压缩的程度。

二、发动机基本工作原理

常见的汽车发动机大部分为四冲程汽油发动机。四冲程汽油发动机按进气、压缩、做功和排气四个过程周而复始地循环工作。四冲程汽油发动机的工作原理如图1-10所示。

（1）进气行程　是将汽油和空气混合成的可燃气体吸入气缸。进气行程开始时，进气门打开，排气门关闭，曲轴转动使活塞由上止点向下止点运动，活塞上方容积增大，压力降低。由汽油和空气组成的可燃混合气在压力差的作用下进入气缸［图1-10（a）］。曲轴转过半周，活塞行至下止点，进气门关闭，进气行程结束。进气终了时其压力为75～90kPa，混合气温度为80～130℃。

（2）压缩行程　提高可燃混合气的压力和温度，为其迅速燃烧创造条件。压缩行程开始时，进、排气门关闭，曲轴继续转动，活塞从下止点向上止点运动，活塞上方容积缩小，压缩可燃混合气使其温度和压力升高［图1-10（b）］。曲轴转过第二个半周，活塞到达上止点，压缩行程结束。压缩行程终了时的压力为800～1400kPa，混合气温度为350～450℃。

压缩比是压缩行程的重要指标，压缩比越大，压缩终了时混合气的压力和温度就越高，越有利于提高发动机的动力。但压缩比受汽油抗爆性能的限制，不宜过大，否则会引起发动机爆燃，反而会降低动力，使耗油量增加，加速机件损坏。

（3）做功行程　使压缩终了的可燃混合气燃烧后膨胀做功。做功行程时，进、排气门仍然关闭，当压缩接近终了时，火花塞发出电火花，可燃混合气被点燃迅猛燃烧，使燃烧气体的压力和温度急剧升高，推动活塞由上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴旋转而对外做功，所以做功行程也称为膨胀行程［图1-10（c）］。

做功行程燃气最高压力可达2940～3920kPa，温度可达1800～2000℃。随着活塞向下运动，活塞上方容积增大，压力、温度随之降低。活塞运动至下止点，曲轴转过第三个半周，做功行程结束。此时燃气压力为300～500kPa，温度约为1200℃。

（4）排气行程　排除气缸内膨胀做功后的废气。排气行程开始时，进气门仍关闭，排气门开启，曲轴继续转动使活塞由下止点向上止点移动，把膨胀做功后的废气挤出气缸［图1-10（d）］。曲轴转过第四个半周，活塞到达上止点，排气行程结束。排气行程终了时压力为105～120kPa，温度为600～900℃。

综上所述，发动机每完成一个工作循环时，曲轴转动两周（720°），进、排气门各开启一次，活塞完成四个冲程，其中进气、压缩和排气行程消耗动力，只有做功行程产生动力。

三、发动机的工作顺序

四冲程发动机工作时，只有一个冲程做功，其余三个冲程都是消耗功的，因此单缸发动机既不能平稳工作，又不能发出足够动力，故现代汽车都采用多缸发动机，其中以四缸和六缸发动机最为普遍。

（1）四冲程四缸发动机的工作顺序　四冲程四缸发动机的气缸一般为直列，曲轴上四个连杆轴颈配置在一个平面内，一、四连杆轴颈在一方，二、三连杆轴颈在另一方，两个方向互成180°，如图1-11所示。

曲轴转动时，第一和第四气缸的活塞同时上下，第二和第三气缸的活塞同时上下。因此，四缸发动机的工作顺序为1、2、4、3或1、3、4、2。各缸的工作顺序如表1-2所示。

（2）四冲程直列六缸发动机的工作顺序　曲轴连杆轴颈多数按如下排列：面对曲轴前端，一、六连杆轴颈在上面，二、五连杆轴颈偏左面，三、四连杆轴颈偏右面，三个方向互成120°，如图1-12所示。六缸发动机的点火顺序为1、5、3、6、2、4，如表1-3所示。