四冲程汽油机的工作原理

四冲程汽油机与二冲程汽油机的比较

龙 辉

摘要：随着科学技术的发展，四冲程汽油机与二冲程汽油机在市场中都占有相当一部分地位，很多人在配购汽油机时，难以确定配置四冲程汽油机还是二冲程汽油机，本文就以四冲程汽油机与二冲程汽油机的的优缺点进行较深入的分析。

关键词：四冲程；二冲程；耗油量；排气噪声；润滑方式

The comparison between Four-stroke gasoline engine

and two-stroke gasoline one

Abstract: With the development of science and technology, though four-stroke gasoline engine

and two-stroke gasoline one have played a considerable role in the car market, when buying, many

people find it difficult to understand the configuration differences between these two engines.

This paper will present more detailed in-depth feature analysis.

Key word: 4-stroke engine; 2-stroke engine; fuel consumption; exhaust noise; lubrication

0 引言

热机是将内能转化为机械能的一种装置，它的发展经历了以下历程,公元1世纪，亚历山大·希罗就设计出蒸汽机的原型机。1678年汤姆斯·撒威利制成了蒸汽抽水机。1712年，英国人汤姆斯·牛考门对蒸汽机进行了改正，其效率非常低，只能用于煤矿抽水。1764年英国人詹姆斯·瓦特对牛考门机进行了改正，其后效率提高了四倍，广泛用于工业化生产。1824年法国人卡诺发表了热学发动机经典理论——卡诺定理。1876年德国人奥托发明了四冲程煤气机，其效率为10%-12%，1883年法国人达木烈尔制成了用热管点火的立式汽油机，转速达1000r/min。1890年德国人奔驰发明了电火花点火的高速内燃机，1897年，德国人鲁道夫·狄塞尔发明了压燃式柴油机，功率为14.7KW。热机的“热”是将燃料通过燃烧产生的，且燃烧在发动机内部进行的称为内燃机。根据燃料是汽油和柴油，分为汽油机和柴油机。又根据内燃机的工作过程，则分为四冲程热机和二冲程热机。本将以四冲程汽油机与二冲程汽油机的特点进行较深入的分析。得出各自的优缺点。好让人们在选购机型时有充分的思想准备。

第２期　王立杰：“四冲程汽油机工作厘理”递鲑遮兰土墨堕　“四冲程汽油　机工作　课件设计思路　王立杰　玉田县第三中学河北玉田０６４１００　四冲程汽油机的工作分为吸气冲程、压缩冲程、　做功冲程、排气冲程等４个阶段。运动过程比较复　杂，若不借助生动形象的动态演示，学生很难理解４　个冲程的真实内涵及相关部件的运动规律。教师用　Ｆｌａｓｈ　ＭＸ软件制成课件辅助教学，可起到事半功倍　的效果。　１制作图形元件　新建一个Ｆｌａｓｈ文档，执行几次新建“插入／新建　元件”命令。分别在新建元件窗口，用“工具”绘制各　≯　ａ连杆　ｂ气门　Ｃ弹簧ｄ活塞　；ｊ　，臻　ｅ曲轴　ｆ凸轮　ｇ火花ｈ气缸　图１各个图形元件　个图形元件（图１）储存在库中备用。　２制作场景　（１）插入ｌ４个图形，分别命名为气缸图形，吸、　排气箭头，曲轴，连杆，活塞，火花，左凸轮，左气门，　右凸轮，右气门，弹簧ｌ，弹簧２，按钮，文字，作者信　息。将各图层的时间轴延长到１６０帧。　（２）分别将各图形元件拖放到相应的各个图层　的第ｌ帧，只有“火花”元件需置于“火花图层”的第　１０１—１１４帧。　（３）分别设置“曲轴”“连杆”“活塞”“左气门”　“左凸轮”“右气门…‘右凸轮”“右气门”的补间动画，　其中“曲轴‘’’，每２０帧旋转４５。，每８０帧旋转一周；　“活塞”每２０帧完成一个冲程的一半行程，每４０帧　完成一个冲程的行程；“左气门”在吸气冲程抬起并　原理＂　打开；“右气门”在排气冲程抬起并打开；“左凸轮”在　吸气冲程尖端向上；“右凸轮”在排气冲程尖端向上；　各部件协调动作，使得课件的动态效果可模拟汽油　机气缸的４个冲程的动态过程。　（４）在“吸气、排气图层”时间轴对应吸气冲程和　排气冲程的起始位置分别插入一个关键帧，在吸气　冲程范围的关键帧上画出进气箭头，在此关键帧后　每个８帧插入一个关键帧，在２关键帧之间插入一　个空白关键帧，播放课件时“进气箭头”出现时隐时　现不断闪烁的效果。与此法相同，在排气冲程范围的　关键帧上画出排气箭头，并按上述方法插入关键帧　和空白关键帧。　（５）在“文字图层”的时间轴对应的“吸气冲程”　“压缩冲程”“做功冲程”“排气冲程”起始位置各插入　一个关键帧，单击每个关键帧，分别输入“吸气冲程”　“压缩冲程”“做功冲程”“排气冲程”等字样。　（６）在“作者信息”图层输入标题文字及作者信　息，各图层时间轴设置如图２所示。　奢盛口　ｌ　ｓ　１０　２ｏ￡Ｓ∞　∞　５０　５　８０　ＴＤ　ｅ０∞∞　ｌ∞１∞“日１ｌＳｌ　ｔ：　ｌ３０懈ｌ４０１６ｌ霸ｌ　口怍著廛息　・・■　口　≠　・・■　．　。。　口幕硪　・・口　口　・・■　口　ｌ　・・目　：ｔ￣ｒ３　・・瞄　．　口毫Ｄ艟　・・■　・ｆｋ　口芷气ｎ　・・■　．　ｋ　口￡　・・日　．　｜ｌ＝．　、　口出耗　・・■　，　也　｝　．　．　蠡　——　口静　・・■　ｌ　＂　．　．　￡　．．　蝴　・－■　¨　。　＿　口吼箨　・・■　．　越乩　‘也　ｄ　山　以　矗　正　＿　口　自　・・■　ｎ乱　誊　｝　∞Ｂ　。　Ｔ　ｇＩ｛　露　ｉ１　鬣　图２各图层时间轴设置　（７）在“按钮”图层将“公用库”的３个按钮拖放　到舞台适当位置（图３）。分别双击其中一个按钮，在　按钮的编辑窗口插入一个图层，输入相应的文字。修　改后的效果如图４所示。分别单击每个按钮为其添　加动作脚本（图５）。　●　ｉ　图３

二冲程发动机与四冲程发动机的区别

一、工作原理的不同

不论是二种程发动机还是四冲程发动机，都要经过进（扫）气、压缩、燃烧膨胀、排气四个工作过程，才能完成一个工作循环。所不同的是：

1、在四冲程发动机中，曲轴每旋转两圈（720度），活塞往复移动两次，发动机完成一个工作循环，即每个冲程完成一个工作循环。而在二冲程发动机中，曲轴每旋转一圈（360度），活塞往复移动一次，发动机完成一个工作循环，即每二个冲程完成一个工作循环。

2、二冲程发动机与四冲程发动机每完成一个工作循环，其进、排气门或进、排、扫气口都只开启和关闭一次，但其开启和关闭的时间周期不同。

二、发动机性能上的特点

1、二冲程发动机曲轴每旋转一圈，就有一个作功冲程。因此，在转速、进气条件等因素相同的条件下，理论上讲，二冲程发动机所能产生的功率应等于相同工作容积四冲程发动机所产生的功率的两倍。但因二冲程发动机的废气排出不完全，同时，由于扫气口先于排气口关闭而产生额外排气，所以实际上，二冲程发动机并不能等于四冲程发动机的二倍，而是1.5-1.7倍。

2、由于二冲程发动机的换气，有一部分可燃混合气随废气一同排出，因而燃油和润滑油消耗量都大。

3、由于二冲程发动机的换气时间短促，换气不完善，因而缸内残余废气较多，低速失火率高，燃烧情况差，加上换气过程中部分可燃混合气未参与燃烧就随废气排出去了，因此，排放污染严重，污染物中的HC值远高于四冲程发动机。

4、由于二冲程发动机作功冲程频率大，故工作较平稳。

5、由于二冲程发动机作功冲程频繁，每转需燃烧一次，因此发动机各零部件受热程度比四冲程发动机高得多，特别是活塞更为严重。

三、总体布置的区别

1、四冲程发动机具有一套复杂的气门式配气机构，由凸轮轴控制气门定时开启、关闭，来完成进、排气过程。而二冲程发动机没有设置专门配气机构，它是利用活塞控制排气口和扫气口的开闭来完成扫气、排气过程的。

2、二冲程发动机的扫气、排气都在活塞下止点附近进行，气口都在气缸的下端，以下止点为对称布置。而四冲程发动机的配气机构设置在气缸盖上（或气缸体的侧面）。

(完整)四冲程汽油机工作原理教案

1 《四冲程汽油机的工作原理》教学设计

课题名称 四冲程汽油机的工作原理

科 目 汽车构造与拆装(上） 教学对象 中职学生

课 时 1课时 设计者 杨挺挺

一、教学内容分析

本课选自中职《汽车构造与拆装(上）》项目二任务二的第四小节.本课的主要教学内容为四冲程汽油机的工作原理，这部分内容在整个发动机中是一个较为基础但又十分重要的知识板块，学生只有在充分掌握本课主要知识，具备分析四冲程汽油机工作原理基础之上才能进一步学习发动机的后续知识。在教材编排上，本课被安排在发动机组成之后，四冲程柴油机工作原理之前,充分体现了教材编排的逻辑性和合理性。

二、学情分析

四冲程汽油机工作原理是《汽车构造与拆装（上）》课中的基础。学生在生活中大多都接触过汽车发动机，在本课程中也已学了发动机的基本构造，这些知识为本节内容的学习奠定了基础。此外,经过前述内容的的学习,学生已初步掌握发动机构造的各个名称，因此,通过本课的教学,让学生掌握四冲程汽油机工作原理是完全能实现的。

另外,由于中职学生普遍具有形象思维的特征，在课堂学习时，往往对原理分析、公式推导等不感兴趣,他们更喜欢通过具体的实例、丰富的图片和适当的模型等教学媒体作为载体来学习课堂知识。

三、教学目标（知识，技能，情感态度与价值观）

1。知识与技能目标

（1）知识目标：能分析四冲程汽油机的工作原理.

（2)技能目标：能写出四个行程各气门、曲轴转角等的工作情况.

2.情感态度与价值观

（1）通过对四冲程汽油机工作原理的学习和练习，学生能养成严谨思考问题的思维习惯和一丝不苟的工作态度。

（2）学生能围绕问题参与师生，生生交流和讨论，培养与人交往和合作的精神,能够与他人共同解决问题，共同进步。 (完整)四冲程汽油机工作原理教案

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四、教学重难点

教学重点：分析四冲程汽油机工作原理

教学难点：分析四冲程汽油机工作原理

五、教法、学法