发动机原理介绍，跟着工程师一起学习发动机

说到发动机呢，我们一般会想到三缸机、四缸机、八缸机、甚至劳斯莱斯上的双涡轮V12发动机。其实不管活塞缸的数量是多少，他们统一都可以叫作四冲程发动机。你只要先理解了一个活塞缸的工作原理，不同的发动机就可以简单地认为是按照时间先后顺序不同，进行排列组合工作。比如四缸机，就是四个活塞缸按照一定的顺序进行工作。

那么一个活塞缸的工作原理就非常简单了，我们首先要记住活塞工作时的几个运动状态。当活塞运动到最高点时，这个位置我们把它叫作上止点，活塞在上止点以上的空间，叫作燃烧室。当运动到最低点时的位置，叫做下止点，活塞运动的上、下两个止点之间的距离也就是我们常说的活塞行程。而我们常说的压缩比就是指活塞在下止点时，活塞以上的气缸容积与燃烧室容积之比。像现在的汽油发动机的压缩比一般为8~11。此外，每一个活塞缸上，都会有进气门和排气门，以及用于点火的火花塞。

然后我们再说说发动机的四个冲程，也就是发动机工作时，活塞的四个运动行程：进气行程、压缩行程、作功行程、和排气行程。进气行程工作时，进气门开启，排气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，气缸内的压力下降。当压力降低到比外部气压低的时候，这时气缸内就形成真空吸力，可燃混合气体便经进气门被吸入气缸。说简单点和我们打针时，针筒抽取药剂是一个道理。

进气行程结束后就到了压缩行程。压缩行程主要作用，就是将进气行程吸入的混合气体进行压缩，增加燃料密度，当燃料燃烧时，就能产生更大的能量。在压缩过程中，通常进、排气门需要全部关闭，活塞在曲轴的推动下，由下止点移动至上止点，就完成了一个压缩行程。

混合气体压缩完后就进入了做功行程： 在这个行程中，进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时，火花塞发出电火花，点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后，放出大量的热能，其压力和温度迅速增加，在高温、高压的燃气推动下，活塞从上止点向下止点运动，然后通过连杆带动曲轴旋转，输出机械能。（我们这里要区分一点，在进气行程中是曲轴推动活塞，而在做功行程中，是活塞推动曲轴。不同行程中的驱动件不同。）

做工完成后就进入最后一个排气行程，可燃混合气燃烧后生成的废气，必须从汽缸中排出，以便进行下一个工作循环。活塞接近下止点时，排气门开启，先靠废气自身的压力进行自由排气。当活塞到达下止点后，再向上止点移动时，继续将废气强制排出。

四冲程汽油机经过进气、压缩、作功、排气四个行程，完成一个工作循环。以上就是四冲程的工作情况，这期间活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，曲轴旋转了两周。

说完单个活塞的工作原理，我们再看看下面的曲轴连杆机构。活塞的上下运动是通过连杆，在曲轴的高速旋转下进行的。曲轴因为动平衡的关系，在圆周旋转下，曲轴的质量要是是均匀而且对称分布的。就拿四缸机的曲轴来说，它的曲轴设计第一和第四个曲拐在同一侧，第二和第三曲拐在同一侧。两者之间夹角是180度。这样的话，当1号和4号活塞向下运动，此时它们当中一个处在进气冲程，另外一个就处于做功冲程。相应的，2号和3号是向上运动的，它们当中一个处在压缩冲程，另外一个就处于排气冲程。为了让发动机工作更平稳，曲轴每旋转半圈就要有一个气缸进行点火，这样曲轴转2圈，正好四个气缸都能做功完成。发动机就可以平稳、不间断的输出动力。所以，四缸机按照曲拐的设计特点，四个点火做工的活塞缸顺序是1-2-4-3或者1-3-4-2。 按照相同的原理直列6缸的工作顺序一般是1-5-3-6-2-4或者1-4-2-6-3-5。

本期就和大家分享了四冲程发动机的工作原理，喜欢我们的朋友请点赞、转发和关注一下，我们下期再见~

温馨提示，点击以下“视频内容”可进入视频内容