四冲程发动机的工作原理是什么？四冲程发动机有哪些优缺点？

四冲程发动机的工作原理：

四冲程汽油发动机经过进气，压缩，燃烧作功和排气四个行程，就完成一个工作循环。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。也就是所说的四冲程发动机的工作原理了。

进气行程

进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，产生真空度，气缸内压力降到进气压力以下，在真空吸力作用下，通过化油器或汽油喷射装置雾化的汽油，与空气混合形成可燃混合气，由进气道和进气门吸入气缸内。进气过程一直延续到活塞过了下止点进气门关闭为止。接着上行的活塞开始压缩气体。

压缩行程

进排气门全部关闭，压缩缸内可燃混合气，混合气温度升高，压力上升。活塞临近上止点前，可燃混合气压力上升到0.6～1.2MPa左右，温度可达330℃～430℃。

燃烧作功行程

在压缩行程接近上止点时，装在气缸盖上方的火花塞发出电火花，点燃所压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后放出大量的热量，缸内燃气压力和温度迅速上升，最高燃烧压力可达3～6MPa，最高燃烧温度可达2 200℃～2 500℃。高温高压燃气推动活塞快速向下止点移动，通过曲柄连杆机构对外作功。作功行程开始时，进、排气门均关闭。

排气行程

作功行程接近终了时，排气门开启，由于这时缸内压力高于大气压力，高温废气迅速排出气缸，这一阶段属于自由排气阶段，高温废气以当地音速通过排气门排出。随排气过程进行进入强制排气阶段，活塞越过下止点向上止点移动，强制将缸内废气排出，活塞到达上止点附近时，排气过程结束。排气终了时，气缸内气体压力稍高于大气压力，约为0.105～0.115MPa，废气温度约为600℃～900℃。由于燃烧室占有一定容积，因此在排气终了时，不可能将废气彻底排除干净，剩余部分废气称残余废气。

四冲程发动机知识扩展

四冲程发动机属于往复活塞式内燃机，根据所用燃料种类的不同，分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油或柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机或柴油机。

使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。汽油和柴油都是石油制品，是汽车发动机的传统燃料。非石油燃料称作代用燃料。燃用代用燃料的发动机称作代用燃料发动机，如乙醇发动机、氢气发动机、甲醇发动机等。

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，在这个过程中，活塞上下往复运动四个行程，相应的曲轴旋转两周。

四冲程柴油机的工作原理与四冲程汽油机相同，也是由进气、压缩、做功、排气四个形成组成。不同的是柴油机进气行程进的是纯空气，在压缩行程接近上止点时，由喷油器将柴油喷入燃烧室，由于这时汽缸内的温度已经远远超过柴油的自燃温度，喷入的柴油经过短暂的着火延迟后，自行着火燃烧，对外做功。

冲程发动机优点今天使用的几乎每辆汽车都由四冲程汽油或柴油发动机组成，这使其成为一项重要的技术。尽管电动汽车和电动自行车正在兴起，但该技术还不足以生产能够进行重型运输的高速和动力车辆。这种 I.C 发动机的广泛使用是由于它比二冲程发动机有许多好处。以下是四冲程发动机的一些优点。

1. 更高的扭矩在喷油量相同的情况下，发动机产生的扭矩高于其他传统发动机。较高的扭矩有利于使车辆运行更平稳并具有更高的功率。高扭矩能够以更少的振动和噪音提供更快的车辆。

2. 更长的使用寿命四冲程发动机的寿命更多归功于更好的润滑和冷却系统。它减少了发动机气缸及其各个部件的磨损，这在其他变体中相对较多。此外，更好的阻尼使它们在更高的速度和功率操作下更稳定。

3. 燃油效率由于阀门的存在，进气和排气的效率更高，并且燃料损失得到控制。与二冲程不同，这些发动机没有扫气，在四冲程运行期间只有一次燃油吸入。

4. 污染少由于排气得到更好的控制，新鲜充气仅可用于燃烧。这使得该发动机在环境影响方面成为更好的选择。其他传统车辆，如蒸汽机和二冲程发动机，比四冲程发动机产生更多的污染物。

5. 单独润滑对于润滑和冷却，无需在燃料中添加润滑油。它降低了油的成本，使其更经济，其他润滑技术更有效地保护内部零件免受摩擦损坏。此外，由于更好的设计和技术，功率损耗被最小化。

四冲程发动机的缺点尽管世界严重依赖四冲程发动机，但技术的进步将在未来带来更好的车辆。未来可能会看到飞行汽车和发动机，这可能需要更先进的车内发电机制。四冲程发动机的主要缺点是燃料资源有限和污染，由于世界范围内的车辆而大大增加。以下是四冲程发动机需要创新并可能在未来几年成为过去的几个原因。

1. 更少的电力四冲程产生的功率是二冲程发动机产生的功率的一半。这是由于在这种类型的发动机中完成一圈所需的冲程数更多。与其不太复杂的版本相比，这使得它们成为一个不那么强大的引擎。

2. 施工复杂零件的数量和各种输入(如冷却、润滑、阀门、设计)使得设计非常复杂，建造更具挑战性。即使是轻微的变化或缺陷也可能导致四冲程发动机完全失效或降低其效率和使用寿命。

3. 造价更贵与更简单的设计相比，包含的零件数量更多，成本更高。设计和生产变得昂贵和耗时，增加了包含该技术的车辆的总成本。即使采用相同的车辆设计，四冲程发动机的局限性在于它比二冲程车辆更昂贵。

4. 更昂贵的燃料前提是发动机使用柴油和汽油作为主要动力资源来运行机器。让我们也承认这一事实，有一天，世界将耗尽石油等不可再生能源。汽油/柴油的提炼和运输使它们成为一种昂贵的资源并增加了车辆的运输费用。随着石油价格的上涨，这间接影响了经济并推高了该国的通货膨胀。

5. 定期维护搭载这些 I.C 发动机的车辆需要定期维护和保养。这也增加了消费者的成本负担。车辆的整体运营和维护成本正在上升，可能会使它们无法使用，从而增加产品和服务的移动成本。