发动机的功能是将燃料在气缸内燃烧产生的热能转换为机械能，对外输出动力。能量转换过程是通过不断地依次反复进行 ”进气—压缩一做功一排气” 四个连续过程来实现的，发动机气缸内进行的每一次将热能转换为机械能的过程叫一个工作循环。
在一个工作循环内，曲轴旋转两周，活塞往复四个行程，称为四冲程发动机。
1.四冲程汽油机的工作原理
汽油机是利用汽油蒸发性较好的特性，使汽油在气缸外部通过化油器与空气混合形成可燃混合气后吸入气缸，经压缩后再用电火花点燃以获得热能。（1）进气行程 活塞由上止点向下止点移动，进气门开启，排气门开启，排气门关闭，活塞上方容积逐渐增大，形成一定真空度，可燃混合气通过进气门被吸入气缸。活塞到达下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。
（2） 压缩行程 活塞在曲轴的带动下， 由下止点向上止点运动， 进、 排气门均关闭，曲轴旋转第二个半周， 气缸内的可燃混合气被压缩至燃烧室内， 使其温度和压力均升高。 当活塞到达上止点时， 压缩行程结束。 此时， 可燃混合气的压力约为800 -1400kPa, 温度约为350 -450°C, 。
(3) 做功行程 压缩行程末， 火花塞产生电火花点燃混合气并迅速燃烧， 使气体温度、压力急剧升高而膨胀， 推动活塞由上止点向下止点运动， 并经连杆带动曲轴旋转做功。 活塞到达下止点， 做功行程结束。 做功行程初期， 气体最高压力达2940 -3920kPa, 瞬时温度达1800 -2000°C。
(4)排气行程 进气门仍关闭， 排气门开启， 曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动。 废气在自身压力和活塞的挤压下， 被排出气缸。 活塞到达上止点， 排气行程结束。此时， 气体压力约为105 -125kPa, 温度约为600 -900°C。
2. 四冲程柴油机工作原理
柴油机是在吸入气缸内的空气被压缩产生高温、 高压的情况下， 将柴油直接喷入气缸，与经压缩后的高温、 高压空气混合自燃产生热能。
四冲程柴油机的工作循环和汽油机一样， 也由进气、 压缩、 做功和排气四个行程组成。由千燃料性质不同， 可燃混合气的形成、 着火方式等与汽油机有较大区别。
(1)进气行程 与汽油机相比， 进入柴油机气缸是纯空气。
(2)压缩行程 压缩的是纯空气， 由于柴油机压缩比大（一般为15 -22), 压缩终了气体的温度和压力比汽油机高。 温度可达500 -700°C, 压力达3434 -4415kPa。
(3) 做功行程 压缩行程末， 高压柴油经喷油器呈雾状喷入气缸， 迅速汽化并与空气形成混合气， 由千压缩终了气缸内温度远高于柴油的自燃温度(500°C左右）， 柴油立即自行着火燃烧。 因此， 柴油发动机没有点火系统。
3.多缸发动机的工作顺序
1)四冲程四缸发动机的工作顺序：1-2-4-3或1-3-4-2。 2)四冲程六缸发动机的工作顺序：1-5-3-6-2-4,。
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