第三節　了解發動機基本工作原理

一、發動機的基本術語

發動機基本術語如圖1-9所示。

（1）上止點　活塞頂離曲軸旋轉中心最遠的位置，即圖中活塞頂達到的最高位置。

（2）下止點　活塞頂離曲軸旋轉中心最近的位置，即圖中活塞頂達到的最低位置。

（3）活塞行程　活塞在上、下止點間所移過的距離。

（4）燃燒室容積　當活塞在上止點時，活塞頂上方的空間容積。

（5）氣缸總容積　當活塞在下止點時，活塞頂上方的整個空間容積。

（6）氣缸工作容積　活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。

（7）發動機排量　多缸發動機各氣缸工作容積的總和，等于氣缸工作容積與缸數的乘積。

（8）壓縮比　氣缸總容積與燃燒室容積之比，它反映了氣缸內的氣體被壓縮的程度。

二、發動機基本工作原理

常見的汽車發動機大部分為四沖程汽油發動機。四沖程汽油發動機按進氣、壓縮、做功和排氣四個過程周而復始地循環工作。四沖程汽油發動機的工作原理如圖1-10所示。

（1）進氣行程　是將汽油和空氣混合成的可燃氣體吸入氣缸。進氣行程開始時，進氣門打開，排氣門關閉，曲軸轉動使活塞由上止點向下止點運動，活塞上方容積增大，壓力降低。由汽油和空氣組成的可燃混合氣在壓力差的作用下進入氣缸［圖1-10（a）］。曲軸轉過半周，活塞行至下止點，進氣門關閉，進氣行程結束。進氣終了時其壓力為75～90kPa，混合氣溫度為80～130℃。

（2）壓縮行程　提高可燃混合氣的壓力和溫度，為其迅速燃燒創造條件。壓縮行程開始時，進、排氣門關閉，曲軸繼續轉動，活塞從下止點向上止點運動，活塞上方容積縮小，壓縮可燃混合氣使其溫度和壓力升高［圖1-10（b）］。曲軸轉過第二個半周，活塞到達上止點，壓縮行程結束。壓縮行程終了時的壓力為800～1400kPa，混合氣溫度為350～450℃。

壓縮比是壓縮行程的重要指標，壓縮比越大，壓縮終了時混合氣的壓力和溫度就越高，越有利于提高發動機的動力。但壓縮比受汽油抗爆性能的限制，不宜過大，否則會引起發動機爆燃，反而會降低動力，使耗油量增加，加速機件損壞。

（3）做功行程　使壓縮終了的可燃混合氣燃燒后膨脹做功。做功行程時，進、排氣門仍然關閉，當壓縮接近終了時，火花塞發出電火花，可燃混合氣被點燃迅猛燃燒，使燃燒氣體的壓力和溫度急劇升高，推動活塞由上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉而對外做功，所以做功行程也稱為膨脹行程［圖1-10（c）］。

做功行程燃氣最高壓力可達2940～3920kPa，溫度可達1800～2000℃。隨著活塞向下運動，活塞上方容積增大，壓力、溫度隨之降低。活塞運動至下止點，曲軸轉過第三個半周，做功行程結束。此時燃氣壓力為300～500kPa，溫度約為1200℃。

（4）排氣行程　排除氣缸內膨脹做功后的廢氣。排氣行程開始時，進氣門仍關閉，排氣門開啟，曲軸繼續轉動使活塞由下止點向上止點移動，把膨脹做功后的廢氣擠出氣缸［圖1-10（d）］。曲軸轉過第四個半周，活塞到達上止點，排氣行程結束。排氣行程終了時壓力為105～120kPa，溫度為600～900℃。

綜上所述，發動機每完成一個工作循環時，曲軸轉動兩周（720°），進、排氣門各開啟一次，活塞完成四個沖程，其中進氣、壓縮和排氣行程消耗動力，只有做功行程產生動力。

三、發動機的工作順序

四沖程發動機工作時，只有一個沖程做功，其余三個沖程都是消耗功的，因此單缸發動機既不能平穩工作，又不能發出足夠動力，故現代汽車都采用多缸發動機，其中以四缸和六缸發動機最為普遍。

（1）四沖程四缸發動機的工作順序　四沖程四缸發動機的氣缸一般為直列，曲軸上四個連桿軸頸配置在一個平面內，一、四連桿軸頸在一方，二、三連桿軸頸在另一方，兩個方向互成180°，如圖1-11所示。

曲軸轉動時，第一和第四氣缸的活塞同時上下，第二和第三氣缸的活塞同時上下。因此，四缸發動機的工作順序為1、2、4、3或1、3、4、2。各缸的工作順序如表1-2所示。

（2）四沖程直列六缸發動機的工作順序　曲軸連桿軸頸多數按如下排列：面對曲軸前端，一、六連桿軸頸在上面，二、五連桿軸頸偏左面，三、四連桿軸頸偏右面，三個方向互成120°，如圖1-12所示。六缸發動機的點火順序為1、5、3、6、2、4，如表1-3所示。