汽车上大多采用往复活塞式发动机,并且绝大多数都是四行程发动机,而二行程发动机一般多在摩托车上采用。在气缸内进行的每一次将热能转化为机械能,这样一系列连续过程称为发动机的工作循环。凡活塞往复四个行程而完成一个工作循环的,叫作四行程发动机。
四行程发动机的工作过程如下:
(1)进气行程:
靠飞轮的惯性带动曲轴通过连杆带动活塞,由上止点向下止点运行,曲轴转动180°,此时进气门开启、排气门关闭,气缸内部形成真空,混合气或纯空气被吸入气缸。
(2)压缩行程:
活塞从下止点向上止点运行,进气门、排气门均关闭,活塞对吸入气缸内的混合气或纯空气进行压缩,使其温度和压力不断升高,一般汽油机温度可达300~400℃,压力达到6~10kg/cm2以上;柴油机的温度可达500~700℃,压力达到35~45kg/cm2,此时曲轴又转动180°。
(3)做功行程:
压缩行程结束,进气门、排气门仍保持关闭,当活塞到达上止点时,火花塞跳火点燃混合气;如果是缸内直喷发动机或柴油机,此时喷油器喷油、雾状的燃油在高温和高压下被电火花点燃(柴油会迅速自燃),使气缸内的气体膨胀压力急剧升高(汽油机压力高达30~50kg/cm2、温度高达2000~2700℃;柴油机压力高达60~100kg/cm2、温度高达1800~2000℃),推动活塞向下止点运行,使曲轴加速旋转180°做功。
(4)排气行程:
做功行程将要结束时,进气门仍关闭,排气门逐渐打开,曲轴推动活塞由下止点向上止点运行,将燃烧后的废气从排气门排出,经排气歧管和消声器排至大气中,曲轴又转了180°。
从上述四个工作行程中可以看出,在每个行程中曲轴均转过180°,四个行程共转过720°,进、排气门各开闭一次,而在四个行程中,只有做功行程产生动力,其他三个行程都是做功的辅助行程。