四冲程内燃机是一种广泛应用在汽车、摩托车、船舶和小型发电机等设备中的动力装置。它的工作原理基于一个完整的循环过程,这个过程被分为四个步骤:进气、压缩、做功(燃烧)和排气,这也就是其名称的由来。
进气冲程
在这一阶段,活塞从上止点移动到下止点,此时进气阀打开而排气阀关闭。通过进气口进入的空气或空气与燃料的混合物被吸入气缸内,为接下来的燃烧过程做好准备。
压缩冲程
当活塞开始向上移动时,进气阀关闭,压缩冲程开始。在此过程中,空气或空气与燃料的混合物被压缩到极小的空间内,从而提高其温度和压力,为燃烧提供更好的条件。
做功冲程
当活塞达到压缩冲程的上止点附近时,火花塞点燃压缩后的燃料混合物,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,将热能转化为机械能。这一过程是四冲程内燃机工作的核心,也是发动机输出动力的来源。
排气冲程
最后,当活塞再次向上移动时,排气阀开启,废气被排出气缸外,为下一个工作循环做准备。整个过程完成后,活塞回到初始位置,开始新的循环。
四冲程内燃机以其效率高、运转平稳以及排放相对较低的特点,在现代交通工具中占据了主导地位。然而,随着对环境保护要求的提高,电动机和氢能源等新型动力系统也在不断发展,未来内燃机技术仍需不断创新以适应新的挑战。