（一）发动机基本术语
1.上止点
活塞顶距离曲轴旋转中心最远的位置称为上止点（图4－9）。
2.下止点
活塞顶距离曲轴旋转中心最近的位置，称为下止点（图4－9）。
3.活塞行程
上、下止点间的距离称为活塞行程，用s表示（图4－9）。
图4－9 发动机基本术语
s＝2R
4－4 发动机常用术语
式中 R——曲柄半径。
即曲轴每转一周，活塞完成两个行程。
4.燃烧室容积
活塞在气缸内作往复直线运动，当活塞位于上止点时，活塞顶上面的气缸空间为燃烧室容积，用Vc表示。
5.气缸工作容积
活塞从一个止点移到另一个止点所扫过的容积称为气缸工作容积，用Vh（L）表示。
式中 D——气缸直径，mm；
s——活塞行程，mm。
6.气缸总容积
活塞位于下止点时，活塞顶上部的全部气缸容积称为气缸总容积，用Va表示，即：
Va＝Vc＋Vh
7.发动机排量
多缸发动机所有气缸工作容积的总和称为发动机排量，用VL表示。
VL＝Vh i
式中 i——发动机的气缸数。
8.压缩比
气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，表示活塞从下止点移到上止点时，气缸内气体被压缩的程度，用ε表示。
ε＝Va／Vc＝1＋Vh／Vc
通常，汽油机压缩比一般为6～9（有的轿车可达9～11），柴油机压缩比一般为16～22。
9.工作循环
内燃机每一次能量转换所经历的一系列连续过程。
（二）四冲程汽油机工作原理
活塞在气缸内往复四个行程（相当于曲轴旋转两周）完成一个工作循环的发动机，称为四冲程发动机。四冲程发动机每个工作循环中的四个活塞行程分别为进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。
1.进气行程(www.xing528.com)
进气行程将空气与燃料先在气缸外部的化油器中进行混合，形成可燃混合气，然后吸入气缸。如图4－10（a）所示，进气行程中，进气门开启，排气门关闭，曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，活塞上方的气缸容积增大，从而气缸内压力降到大气压以下，即在气缸内造成真空吸力。这样，可燃混合气便经进气管道和进气门被吸入气缸。在这个过程中，曲轴转过了180°。由于进气系统有阻力，进气终了时气缸内气体压力为0.075～0.09MPa。
图4－10 四冲程汽油机工作过程
（a）进气行程；（b）压缩行程；（c）做功行程；（d）排气行程
流进气缸内的可燃混合气，因为与气缸壁、活塞顶等高温机件表面接触并与前一循环留下的高温残余废气混合，所以温度升高到370～400K。
4－5 四行程汽油机工作原理
2.压缩行程
为使吸入缸内的混合气迅速燃烧，放出更多的热量，从而使发动机发出更大的功率，必须在混合气燃烧前对其进行压缩，使其容积变小、温度升高。为此，在进气终了时便立即进入压缩行程。如图4－10（b）所示，在压缩行程中，进、排门均关闭，曲轴推动活塞定时由下止点向上止点移动一个行程，压缩终了时，活塞到达上止点，混合气被压入活塞上方很小的燃烧室中。此时，混合气压力高达0.6～1.2MPa，温度可达600～700K。
在发动机技术状况良好的情况下发动机的压缩比大，则混合气燃烧迅速、发动机发出的功率大、经济性好。但压缩比过大由于受汽油抗爆性等因素的影响，会导致爆燃和表面点火等不正常燃烧现象的出现，从而造成发动机过热、功率下降、油耗增加等一系列不良后果。因此，在提高汽油机压缩比时，必须防止爆燃和表面点火现象的发生。
3.做功行程
如图4－10（c）所示，做功行程在压缩行程接近终了时，火花塞产生电火花点燃混合气，此时进、排气门仍关闭。由于混合气的迅速燃烧，使缸内气体的温度和压力迅速升高，最高压力可达5～9MPa，最高温度可达2 200～2 800K。在高温高压气体的作用力推动下，活塞向下止点运动，活塞的下移通过连杆使曲轴旋转运动，产生转矩而做功。发动机至此完成了一次将热能转变为机械能的过程。通过连杆使曲轴旋转并输出机械能，除了用于维持发动机本身继续运转外，其余即用于对外做功。做功终了时，压力降至0.3～0.5MPa，温度则降为1 300～1 600K，此时曲轴又转过180°。
4.排气行程
如图4－10（d）所示，排气行程混合气燃烧后成为废气，应从气缸内排出，以便下一个工作循环得以进行。因此，当做功行程接近终了时，排气门打开，进气门仍关闭，因废气压力高于大气压而自动排出。此外，当活塞越过下止点上移时，还靠活塞的推挤作用强制排气。活塞到上止点附近时，排气行程结束。排气终了时，缸内压力为0.105～0.115MPa，温度为900～1 200K。
综上所述，四冲程汽油发动机经过进气、压缩、燃烧做功、排气四个行程，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，相应地曲轴旋转两圈（720°），进、排气门各打开一次，发动机有一次做功。至此，发动机完成一个工作循环，接着又开始了下一个新工作循环。
（三）四冲程柴油机工作原理
如图4－11所示，四冲程的柴油机（压燃式发动机）和汽油机一样，每个工作循环也经历进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其黏度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，故可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。
图4－11 四冲程的柴油机示意图
4－6 四行程柴油机工作原理
1.进气行程
进气行程不同于汽油机的是，进入气缸的不是可燃混合气而是纯空气。
2.压缩行程
压缩行程不同于汽油机的是，压缩的是纯空气，且由于柴油机压缩比高，压缩终了的温度和压力都比汽油机高，压力可达3～5MPa，温度可达800～1 000K。
3.做功行程
此做功行程与汽油机有很大不同。在柴油机压缩行程末，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸内的高温空气中，燃油迅速汽化并与空气形成混合气，由于此时气缸内的温度（约500K）远高于柴油的自燃温度，柴油便立即自行着火燃烧，且此后一段时间内边喷油边燃烧，气缸内压力、温度急剧升高，推动活塞下行做功。
此行程中，瞬时压力可达5～10MPa，瞬时温度可达1 800～2 200K；做功行程终了时压力为0.2～0.4MPa，温度为1 200～1 500K。
4.排气行程
排气行程与汽油机基本相同。排气终了时气缸内压力为0.105～0.125MPa，温度为800～1 000K。
（四）柴油机与汽油机的主要区别
①汽油机的混合气是在气缸外部的化油器中开始形成的，而柴油机的混合汽是在气缸内部形成的。柴油机在进气行程时，被吸入气缸内的是纯空气。
②汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火，而柴油机则靠自燃。
③汽油机具有转速高、质量小、工作噪声小、起动容易、工作平稳、操作省力、适应性好、制造和维修费用低等特点，故在轿车和中型、小型、微型汽车上得以广泛应用。随着柴油机轻量化、高速化，其应用范围正向中、小、轻型汽车甚至轿车扩展。
④表4－1从燃料、构造、性能、使用上对汽油机与柴油机进行详细的比较。
表4－1 汽油机与柴油机的比较
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