四沖程發動機包括進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程,以下是每個沖程的具體工作過程:
進氣沖程
進氣沖程開始時,活塞位于上止點。此時,進氣門打開,排氣門關閉。隨著活塞向下運動,氣缸內的壓力降低,形成負壓。在壓力差的作用下,空氣和燃油的混合氣(對于汽油發動機)或純空氣(對于柴油發動機)被吸入氣缸。活塞到達下止點時,進氣沖程結束,此時氣缸內充滿了混合氣或空氣。
壓縮沖程
進氣沖程結束后,進氣門和排氣門都關閉。活塞從下止點向上運動,對氣缸內的混合氣(或空氣)進行壓縮。在這個過程中,混合氣(或空氣)的溫度和壓力不斷升高。壓縮比是衡量壓縮程度的一個重要指標,它對發動機的性能和效率有很大影響。當活塞到達上止點時,壓縮沖程結束,此時混合氣(或空氣)處于高溫高壓狀態。
做功沖程
在壓縮沖程結束時,對于汽油發動機,火花塞點火使混合氣燃燒;對于柴油發動機,噴油嘴向高溫高壓的空氣中噴入柴油,柴油自行燃燒。燃燒產生的高溫高壓氣體迅速膨脹,推動活塞向下運動。這個過程是將燃料的化學能轉化為機械能的關鍵環節,活塞通過連桿帶動曲軸旋轉,向外輸出動力。活塞到達下止點時,做功沖程結束。
排氣沖程
做功沖程結束后,排氣門打開,進氣門依然關閉。活塞從下止點向上運動,將燃燒后的廢氣排出氣缸。當活塞再次到達上止點時,排氣沖程結束,此時一個工作循環完成,接著又開始新的進氣沖程,如此循環往復。
它們之間協同實現連續運轉的關鍵在于曲軸的旋轉。曲軸在做功沖程中獲得動力旋轉,通過連桿帶動活塞完成其他三個沖程。各個沖程之間緊密配合,按照進氣 - 壓縮 - 做功 - 排氣的順序依次進行,并且在適當的時刻控制氣門的開閉,以保證發動機的連續穩定運轉。同時,發動機的配氣機構和正時系統確保了氣門開閉的時間與活塞運動準確配合,使得每個沖程都能在正確的時間進行,從而實現有效、穩定的能量轉換和動力輸出。