汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

1、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理引言您是否曾經(jīng)打開(kāi)過(guò)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)罩并且很奇怪里面都是些什么東西？ 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)看上去就像一大堆亂七八糟的金屬、管路和導(dǎo)線(xiàn)的混合體。 戴姆勒克萊斯勒供圖2003吉普大切諾基的發(fā)動(dòng)機(jī)出于好奇，您可能想知道大概是怎么回事。 或者，您可能想買(mǎi)一輛新車(chē)，您聽(tīng)說(shuō)過(guò)“3.0升V-6”、“雙頂置凸輪軸”和“經(jīng)過(guò)調(diào)校的進(jìn)氣燃油噴射”這些東西。 它們是什么意思呢？ 在本文中，我們將討論有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本概念，并詳細(xì)了解發(fā)動(dòng)機(jī)的所有組成部分、可能出問(wèn)題的地方以及如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的目的在于將汽油轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)，以便汽車(chē)能夠開(kāi)動(dòng)。 目前將汽油變成運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單方法是在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒汽油。 因此，汽車(chē)

2、發(fā)動(dòng)機(jī)是一種“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”燃燒發(fā)生在內(nèi)部。 需要注意兩件事情： 有多種不同的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是一種，燃?xì)廨啓C(jī)是另外一種。 參見(jiàn)有關(guān)HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的文章。 每種發(fā)動(dòng)機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。 還有一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 老式火車(chē)和蒸汽輪船中的蒸汽機(jī)是外燃發(fā)動(dòng)機(jī)。 在蒸汽機(jī)中，燃料（煤、木柴、石油等）在發(fā)動(dòng)機(jī)外部燃燒并產(chǎn)生蒸汽，由蒸汽在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部形成運(yùn)動(dòng)。 內(nèi)燃機(jī)的效率比外燃機(jī)高出許多（每公里消耗的燃料更少），而且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)比同等功率的外燃發(fā)動(dòng)機(jī)要小巧很多。 福特和通用這些公司之所以不使用蒸汽機(jī)，原因也在于此。 language=javascript type=text/ja

3、vascript 典型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造 當(dāng)前幾乎所有汽車(chē)都使用往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 相對(duì)高效（與外燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比） 相對(duì)廉價(jià)（與燃?xì)廨啓C(jī)相比） 相對(duì)來(lái)說(shuō)易于加注燃料（與電動(dòng)汽車(chē)相比） 這些優(yōu)點(diǎn)使得其成為驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的首選技術(shù)。 為了了解往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，對(duì)“內(nèi)部燃燒”的工作方式有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)十分有幫助。 加農(nóng)炮是一個(gè)很好的例子。 您可能在電影里看到過(guò)它們，士兵們向炮中填入火藥和炮彈，然后點(diǎn)著它。 這就是我們說(shuō)的內(nèi)部燃燒，但是很難想象發(fā)動(dòng)機(jī)是如何完成這些過(guò)程的。 下面是一個(gè)更為形象的例子： 假如有一大段塑料的下水道管子，它的直徑為8厘米，長(zhǎng)度為90厘米，然后在

4、它的一端安上一個(gè)蓋子。 接著，在管子中噴灑了一點(diǎn)WD-40，或者放了幾滴汽油。 然后，在管子里塞進(jìn)一個(gè)土豆。 就像這樣： 不建議您這樣做！但是假如您這樣做了，我們現(xiàn)在擁有的這個(gè)裝置通常稱(chēng)作土豆加農(nóng)炮。 如果您在其中打出一個(gè)火花，那么就可以點(diǎn)著燃料。 有意思的是而且我們討論這樣一個(gè)裝置的目的就在于土豆加農(nóng)炮可以將土豆發(fā)射出大約150米遠(yuǎn)！ 幾滴汽油就可以產(chǎn)生如此巨大的能量。 內(nèi)部燃燒土豆加農(nóng)炮的基本原理與所有往復(fù)式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)完全一致： 如果將一點(diǎn)兒高能燃料（例如汽油）放在一個(gè)小的密閉空間中并點(diǎn)燃它，它將以氣體膨脹的形式釋放出巨大能量。 可以使用這些能量將土豆拋出150米遠(yuǎn)。 在這個(gè)例子中，能量被

5、轉(zhuǎn)換為土豆的運(yùn)動(dòng)。 也可以使用這些能量完成更有意思的工作。 例如，如果可以建立一個(gè)循環(huán)，使得在每分鐘內(nèi)可以進(jìn)行數(shù)百次爆炸，然后將能量用于有意義的事情，現(xiàn)在您已經(jīng)接觸到了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的核心秘密！ 目前幾乎所有汽車(chē)都使用四沖程燃燒循環(huán)來(lái)將汽油轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)。 四沖程方式又稱(chēng)作“奧托循環(huán)”，以此紀(jì)念1867年發(fā)明它的尼克勞斯奧托 (Nikolaus Otto)。這四個(gè)沖程如圖1所示。 它們分別是： 進(jìn)氣沖程 壓縮沖程 燃燒沖程 排氣沖程 循環(huán)過(guò)程 在圖中，可以看到稱(chēng)作“活塞”的裝置，它取代了土豆加農(nóng)炮中的土豆。 活塞通過(guò)連桿連接到曲軸。 當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，它的作用相當(dāng)于“讓加農(nóng)炮復(fù)位”。 在發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)過(guò)程中

6、會(huì)發(fā)生如下事情：language=javascript type=text/javascript 典型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造 1. 活塞開(kāi)始時(shí)位于頂部，排氣門(mén)打開(kāi)，然后活塞向下運(yùn)動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中充滿(mǎn)空氣和汽油的混合物。 這便是吸氣沖程。 此時(shí)，只需要在空氣中混合最少量的汽油即可。 （圖中部分1） 2. 然后，活塞向上返回以壓縮燃油/空氣混合物。 壓縮過(guò)程使得爆炸更具威力。 （圖中部分2） 3. 當(dāng)活塞到達(dá)其沖程的頂部時(shí)，火花塞發(fā)出一個(gè)火花，點(diǎn)燃汽油。 氣缸中的汽油爆炸，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。 （圖中部分3） 4. 在活塞到達(dá)其沖程的底部后，排氣門(mén)開(kāi)啟，廢氣被排出氣缸并進(jìn)入排氣尾管。 （圖中部分4

7、） 現(xiàn)在，發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備進(jìn)行下一次循環(huán)，再次吸入空氣和汽油。 注意，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而土豆加農(nóng)炮產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)（直線(xiàn)）。 在發(fā)動(dòng)機(jī)中，活塞的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)非常好，因?yàn)槲覀冋么蛩阃ㄟ^(guò)它讓車(chē)輪轉(zhuǎn)起來(lái)。 下面，讓我們看看相互配合工作以實(shí)現(xiàn)這一切的所有部件。 氣缸、排量和其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是氣缸和在氣缸內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)的活塞。上面介紹的發(fā)動(dòng)機(jī)只有一個(gè)氣缸。大多數(shù)割草機(jī)屬于這種情況，但是大多數(shù)汽車(chē)都有多個(gè)氣缸（通常有四個(gè)、六個(gè)或八個(gè)氣缸）。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣缸的排列方式通常有三種： 直列式、V型或臥式（也叫水平對(duì)置式），如下圖所示 圖2. 直列式氣缸按

8、直線(xiàn)排成一排。 圖3. V型氣缸按一定角度排成兩排。 圖4. 臥式氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)兩側(cè)排成兩排。 各種配置方式在平滑性、制造成本和外形特征方面均各有利弊。 這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)使它們分別適合某些特定車(chē)輛的要求。排量燃燒室是發(fā)生壓縮和燃燒過(guò)程的區(qū)域。 隨著活塞上下運(yùn)動(dòng)，可以看到燃燒室的容積也隨之發(fā)生改變。 存在最大容積和最小容積。 最大容積和最小容積之間的差值稱(chēng)為排量，其單位為升或CC（立方厘米，1000立方厘米=1升）。以下是一些例子： 鏈鋸發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為0.04升。 摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為0.5或0.75升。 跑車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量可能為5升。 大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量在1.5-4.0升之間。

9、如果是四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)并且每個(gè)氣缸的排量為0.5升，則整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)為“2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)”。 如果每個(gè)氣缸的排量為0.5升，6個(gè)氣缸以V型配置，則為“3.0升V-6”發(fā)動(dòng)機(jī)。通常，可通過(guò)排量大致了解發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 排量為0.5升的氣缸可以容納兩倍于排量為0.25升的氣缸的燃油、空氣混合物，因此前者的功率是后者的兩倍（如果其他條件相同）。 所以，2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大致等于4.0升發(fā)動(dòng)機(jī)的一半?？梢酝ㄟ^(guò)增加氣缸數(shù)量或者增大所有氣缸的燃燒室（或者同時(shí)增加二者）來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。 其他發(fā)動(dòng)機(jī)部件language=javascript type=text/javascript 內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞火花塞可提供火

10、花來(lái)點(diǎn)燃空氣/燃油混合物以使其燃燒。 必須在正確的時(shí)刻打出火花才能正常工作。氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)在正確的時(shí)間開(kāi)啟，輸入空氣和燃油并排出廢氣。 請(qǐng)注意，兩種氣門(mén)在壓縮和燃燒期間都處于閉合狀態(tài)以密閉燃燒室?；钊钊且粋€(gè)金屬圓柱形部件，可以在氣缸內(nèi)部上下運(yùn)動(dòng)。活塞環(huán)活塞環(huán)在活塞外緣和氣缸內(nèi)徑之間起到滑動(dòng)密封作用。 活塞環(huán)有兩個(gè)目的： 在壓縮和燃燒期間，防止燃燒室中的燃油/空氣混合物和廢氣泄露到油槽中。 防止油槽中的油液泄露到燃燒區(qū)域并在該處燃燒和流失。 大多數(shù)“燒油”汽車(chē)必須每隔1600公里便添加1升左右的油，其中的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)老化，而且活塞環(huán)不再能夠起到正確的密封作用。連桿連桿將活塞連接到曲軸。

11、 它的兩端都可以旋轉(zhuǎn)，以便在活塞運(yùn)動(dòng)和曲軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)改變角度。曲軸曲軸將活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，就如同一打開(kāi)盒子就跳出一個(gè)小人的玩具盒上的曲柄一樣。油槽油槽圍繞在曲軸周?chē)?它包含一定量的機(jī)油，這些機(jī)油集中在底部（油盤(pán)）。下面我們來(lái)看看發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題。 發(fā)動(dòng)機(jī)常見(jiàn)問(wèn)題某天早晨您想外出，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)了幾下但是沒(méi)有啟動(dòng)，是什么地方出問(wèn)題了？ 現(xiàn)在您已經(jīng)知道發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理了，應(yīng)該能夠了解是哪些原因?qū)е掳l(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 可能有以下三種原因： 燃油混合得不好、缺乏壓縮或者不能打火。 除此之外，還有許多可能導(dǎo)致問(wèn)題的其他原因，但是上面的三個(gè)原因是主要因素。 以我們正在討論的簡(jiǎn)單發(fā)動(dòng)機(jī)為例，

12、下面簡(jiǎn)要討論了這些問(wèn)題對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響： 燃油混合得不好：可能會(huì)由于以下原因而導(dǎo)致燃油混合得不好： 缺少燃油，因此發(fā)動(dòng)機(jī)只得到空氣但是得不到燃油。 進(jìn)氣不暢，因此只有燃油但是沒(méi)有足夠的空氣。 燃油系統(tǒng)供應(yīng)的燃油可能太多或太少，因此導(dǎo)致無(wú)法正確燃燒。 燃油中可能有雜質(zhì)（例如油箱中有水），導(dǎo)致燃油無(wú)法燃燒。 缺少壓縮：如果進(jìn)入的空氣和燃油不能被正確壓縮，則燃燒過(guò)程將不盡如人意。 可能會(huì)因以下原因?qū)е氯狈嚎s： 活塞環(huán)磨損（使得空氣/燃油混合物在壓縮過(guò)程中漏出活塞）。 進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)沒(méi)有正確密封，使得在壓縮過(guò)程中發(fā)生泄露。 氣缸上出現(xiàn)了孔洞。 氣缸上最常見(jiàn)的“孔洞”出現(xiàn)在氣缸頂部（用于安裝氣門(mén)和火花塞

13、，又稱(chēng)作“氣缸蓋”）與氣缸本身相連的部位。 通常，氣缸和氣缸蓋螺栓之間有一個(gè)薄墊，以確保密封效果。 如果該墊片破損，便會(huì)在氣缸和氣缸蓋之間出現(xiàn)許多小孔洞并導(dǎo)致泄露。 不能打火：不能產(chǎn)生火花或火花很弱，原因主要包括： 如果火花塞或者導(dǎo)線(xiàn)發(fā)生磨損，則火花會(huì)很微弱。 如果導(dǎo)線(xiàn)斷開(kāi)或缺失，或者用于打火的系統(tǒng)不能正常工作，則不會(huì)產(chǎn)生火花。 如果火花在循環(huán)中出現(xiàn)的太早或太晚（例如，如果點(diǎn)火正時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)），那么燃油將不會(huì)在正確的時(shí)間點(diǎn)燃，并會(huì)由此導(dǎo)致各種問(wèn)題。 還可能是其他方面出了問(wèn)題。例如： 如果蓄電池沒(méi)有電，則無(wú)法啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。 如果允許曲軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承已磨壞，那么曲軸將無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)

14、機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 如果氣門(mén)不能在正確的時(shí)間打開(kāi)或關(guān)閉（或者根本無(wú)法打開(kāi)和關(guān)閉），那么空氣將無(wú)法進(jìn)入，廢氣也無(wú)法排出，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 如果有人在您的排氣尾管中塞了一個(gè)土豆，那么廢氣將無(wú)法排出氣缸，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。 如果機(jī)油已經(jīng)用完，活塞將不能在氣缸中自由上下運(yùn)動(dòng)，從而卡住發(fā)動(dòng)機(jī)。 在正常運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所有上述因素都在允許的范圍內(nèi)。 正如您所看到的，發(fā)動(dòng)機(jī)需要大量系統(tǒng)的幫助才能完成將燃油轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)的工作。 大多數(shù)子系統(tǒng)都可通過(guò)不同的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用的技術(shù)越先進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也就越出色。 在下面的部分中，我們將介紹現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的各種子系統(tǒng)。 氣門(mén)機(jī)構(gòu)多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)子系統(tǒng)可以通過(guò)不同的

15、技術(shù)加以改進(jìn)，更好的技術(shù)能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。下面我們將從氣門(mén)機(jī)構(gòu)開(kāi)始看一看現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的各種子系統(tǒng)。氣門(mén)機(jī)構(gòu)由氣門(mén)以及開(kāi)合氣門(mén)的機(jī)構(gòu)組成。 開(kāi)合系統(tǒng)稱(chēng)作凸輪軸。 凸輪軸上有凸輪，可以向上和向下移動(dòng)氣門(mén)。 圖5. 凸輪軸 大多數(shù)現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都有稱(chēng)為頂置凸輪軸的機(jī)構(gòu)。 也就是說(shuō)，凸輪軸位于氣門(mén)上方（如圖5 所示）。凸輪軸上的凸輪直接控制氣門(mén)，或者通過(guò)一個(gè)很短的連桿控制氣門(mén)。 老式的發(fā)動(dòng)機(jī)使用的凸輪軸位于曲軸附近的油槽中。 使用橫桿將下方的凸輪連接到位于氣門(mén)上方的氣門(mén)挺桿。 這種方法使用的運(yùn)動(dòng)零件較多，并且會(huì)導(dǎo)致凸輪激活氣門(mén)的動(dòng)作大大滯后于氣門(mén)的后續(xù)運(yùn)動(dòng)。 使用正時(shí)皮帶或正時(shí)鏈條將曲軸與凸輪軸聯(lián)系

16、在一起，以便氣門(mén)與活塞保持同步。 凸輪軸的連接方式使得它的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是曲軸的一半。 許多高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸有四個(gè)氣門(mén)（兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)，兩個(gè)排氣門(mén)），這種布置方式需要為每組氣缸提供兩個(gè)凸輪軸，因此稱(chēng)作“雙頂置凸輪軸”。 有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)凸輪軸工作原理。 點(diǎn)火和冷卻系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)（圖6）可產(chǎn)生高壓電荷并通過(guò)點(diǎn)火線(xiàn)將其輸送到火花塞。 電荷首先流向分配器，可以很容易地在大多數(shù)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋下找到該分配器。 分配器的中央有一根輸入電流的導(dǎo)線(xiàn)，有四、六或八根輸出電流的導(dǎo)線(xiàn)（取決于氣缸數(shù)量）。 這些點(diǎn)火線(xiàn)可將電荷輸送到每個(gè)火花塞。 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)設(shè)置，可使一個(gè)時(shí)間只有一個(gè)氣缸會(huì)從分配器獲得點(diǎn)火火花。 這樣可以獲

17、得最大的平滑性。 language=javascript type=text/javascript 圖6. 點(diǎn)火系統(tǒng) 關(guān)于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以及往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的比較 大部分人都知道我們?nèi)粘Ｓ玫氖腔钊鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，又分為兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（以下以四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)為例），但是還有一種不為大部分人所熟知的發(fā)動(dòng)機(jī)，那就是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，又叫汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。 豐田皇冠往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)馬自達(dá)RX8轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)我們?nèi)粘＝?jīng)?？吹降臑榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)形式的發(fā)動(dòng)機(jī)，即活塞在汽缸內(nèi)作往復(fù)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)曲軸把活塞的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程，它是通過(guò)活塞在汽缸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（即普通發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸,

18、因?yàn)椴皇菑澢墓什辉俳星S）旋轉(zhuǎn)的，故兩者有著很大的區(qū)別。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)燃燒油氣混合氣來(lái)推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂面距曲軸中心線(xiàn)最遠(yuǎn)的位置稱(chēng)為上止點(diǎn)（TDC-Top Dead Center）,活塞頂面距曲軸中心線(xiàn)最近的位置稱(chēng)為下止點(diǎn)（BDC-Bottom Dead Center）.以四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，如下圖a進(jìn)氣沖程：活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的過(guò)程叫進(jìn)氣沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度0180），該沖程進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，氣室與大氣相通，通過(guò)大氣壓力使油氣混合氣進(jìn)入，進(jìn)氣終了汽缸內(nèi)壓力約為0.0750.09MPa。 b壓縮沖程：活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的過(guò)程叫壓縮沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度18036

19、0），該沖程進(jìn)排氣門(mén)全關(guān)閉，氣室內(nèi)的油氣混合氣壓力逐漸升高，壓縮沖程終了氣室內(nèi)壓力約為0.61.2MPa。 c作功沖程：活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)的過(guò)程叫作功沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度360540），該沖程進(jìn)排氣門(mén)全關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)位置時(shí)火花塞跳火點(diǎn)燃油氣混合氣使氣缸內(nèi)的壓力急劇升高（可達(dá)到35MPa），推動(dòng)活塞作向曲軸的運(yùn)動(dòng)，壓力逐漸下降，作功沖程終了氣室內(nèi)壓力約為0.30.5MPa。 d排氣沖程：活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)的過(guò)程叫排氣沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角度540720），該沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)推動(dòng)燃燒后的廢氣排出氣室，該沖程終了氣室內(nèi)的氣壓約為0.1050.115MPa。該沖程的結(jié)束

20、也標(biāo)志這發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的結(jié)束。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)下圖為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)各沖程的比較（圖中兩個(gè)氣孔左側(cè)為進(jìn)氣，右側(cè)為排氣）,該轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與往復(fù)式四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工循環(huán)相同，即由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成，圖中由三角轉(zhuǎn)子的一個(gè)弧面BC與氣缸型面之間形成的工作腔（BC工作腔）為例，說(shuō)明轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的四沖程工作原理。 a b c d a 進(jìn)氣沖程進(jìn)氣沖程：當(dāng)三角轉(zhuǎn)子的角頂C轉(zhuǎn)到進(jìn)氣孔右邊的邊緣時(shí)，BC工作腔開(kāi)始進(jìn)氣，在位置a，進(jìn)排氣孔相通，進(jìn)排氣重疊。這是BC工作腔的容積最小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)位置。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，BC工作腔的容積逐漸增大，可燃混合氣不斷被吸入氣缸。當(dāng)轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)90（主

21、軸轉(zhuǎn)270，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，通過(guò)相互嚙合齒輪確定）到達(dá)位置b時(shí)，BC工作腔的容積達(dá)到最大，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的下止點(diǎn)位置，進(jìn)氣沖程結(jié)束。 壓縮沖程：隨著三角轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，角頂B越過(guò)進(jìn)氣孔的左側(cè)邊緣，壓縮沖程開(kāi)始，BC工作腔的容積逐漸縮小，壓力越來(lái)越大，到達(dá)位置c時(shí)，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)180（主軸旋轉(zhuǎn)540），BC工作腔容積達(dá)到最小，相當(dāng)于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)位置，壓縮沖程結(jié)束。 作功沖程：在壓縮沖程終了，火花塞跳火，高溫高壓的氣體推動(dòng)三角活塞繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，BC工作腔的容積逐漸增大，當(dāng)角頂C達(dá)到排氣孔右側(cè)邊緣，在位置d，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)270（主軸旋轉(zhuǎn)810），BC工作腔的容積達(dá)到最大，相當(dāng)于

22、往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的下止點(diǎn)位置，作功沖程結(jié)束。 排氣沖程：三角轉(zhuǎn)子角頂C轉(zhuǎn)過(guò)排氣孔右側(cè)位置時(shí)，排氣沖程開(kāi)始，最終三角轉(zhuǎn)子回到位置a，排氣沖程結(jié)束，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)360（主軸轉(zhuǎn)三周），一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。同時(shí)，CA工作腔、AB工作腔也分別完成一個(gè)工作循環(huán)。 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成比較： 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)：機(jī)體組、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī):機(jī)體組、曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng) 兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)： 往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 1. 制造技術(shù)成熟，誕生已經(jīng)有120多年，各種技術(shù)不斷完善，是世界上應(yīng)用最廣的內(nèi)燃機(jī)，保養(yǎng)維修成本低。 2. 工作可靠，良好的氣密性和功率傳遞可靠性。 3. 良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 缺點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大。 2.