氣缸內(nèi)部引擎構(gòu)造，活塞氣缸的工作原理結(jié)構(gòu)

　　活塞組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷(xiāo)等組成?；钊蕡A柱形，上面裝有活塞環(huán)，借以在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密閉氣缸。上面的幾道活塞環(huán)稱(chēng)為氣環(huán)，用來(lái)封閉氣缸，防止氣缸內(nèi)的氣體漏泄，下面的環(huán)稱(chēng)為油環(huán)，用來(lái)將氣缸壁上的多余的潤(rùn)滑油刮下，防止?jié)櫥透Z入氣缸?；钊N(xiāo)呈圓筒形，它穿入活塞上的銷(xiāo)孔和連桿小頭中，將活塞和連桿聯(lián)接起來(lái)。連桿大頭端分成兩半，由連桿螺釘聯(lián)接起來(lái)，它與曲軸的曲柄銷(xiāo)相連。連桿工作時(shí)，連桿小頭端隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭端隨曲柄銷(xiāo)繞曲軸軸線(xiàn)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連桿大小頭間的桿身作復(fù)雜的搖擺運(yùn)動(dòng)。

　　曲軸的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將膨脹行程所作的功，通過(guò)安裝在曲軸后端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲(chǔ)存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻。為了平衡慣性力和減輕內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)，在曲軸的曲柄上還適當(dāng)裝置平衡質(zhì)量。

　　氣缸蓋中有進(jìn)氣道和排氣道，內(nèi)裝進(jìn)、排氣門(mén)。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經(jīng)空氣濾清器、進(jìn)氣管、進(jìn)氣道和進(jìn)氣門(mén)充入氣缸。膨脹后的燃?xì)饨?jīng)排氣門(mén)、排氣道和排氣管，最后經(jīng)排氣消聲器排入大氣。進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉是由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪，通過(guò)挺柱、推桿、搖臂和氣門(mén)彈簧等傳動(dòng)件分別加以控制的，這一套機(jī)件稱(chēng)為內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。通常由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和排氣消聲器組成進(jìn)排氣系統(tǒng)。為了向氣缸內(nèi)供入燃料，內(nèi)燃機(jī)均設(shè)有供油系統(tǒng)。

　　汽油機(jī)通過(guò)安裝在進(jìn)氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例(空燃比)混合，然后經(jīng)進(jìn)氣管供入氣缸，由汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)控制的電火花定時(shí)點(diǎn)燃。柴油機(jī)的燃油則通過(guò)柴油機(jī)噴油系統(tǒng)噴入燃燒室，在高溫高壓下自行著火燃燒。內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門(mén)等零件受熱，溫度升高。為了保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，上述零件必須在許可的溫度下工作，不致因過(guò)熱而損壞，所以必須備有冷卻系統(tǒng)。內(nèi)燃機(jī)不能從停車(chē)狀態(tài)自行轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須由外力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使之起動(dòng)。這種產(chǎn)生外力的裝置稱(chēng)為起動(dòng)裝置。

　　常用的有電起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)、汽油機(jī)起動(dòng)和人力起動(dòng)等方式。內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過(guò)程組成。這些過(guò)程中只有膨脹過(guò)程是對(duì)外作功的過(guò)程，其他過(guò)程都是為更好地實(shí)現(xiàn)作功過(guò)程而需要的過(guò)程。按實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)的行程數(shù)，工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程兩類(lèi)。

　　四沖程是指在進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此間曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈。進(jìn)氣行程時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟，排氣門(mén)關(guān)閉。流過(guò)空氣濾清器的空氣，或經(jīng)化油器與汽油混合形成的可燃混合氣，經(jīng)進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入氣缸；壓縮行程時(shí)，氣缸內(nèi)氣體受到壓縮，壓力增高，溫度上升；膨脹行程是在壓縮上止點(diǎn)前噴油或點(diǎn)火，使混合氣燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓，推動(dòng)活塞下行并作功；排氣行程時(shí)，活塞推擠氣缸內(nèi)廢氣經(jīng)排氣門(mén)排出。此后再由進(jìn)氣行程開(kāi)始，進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。二沖程是指在兩個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此期間曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。

　　首先，當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)、排氣口都開(kāi)啟，新鮮充量由進(jìn)氣口充入氣缸，并掃除氣缸內(nèi)的廢氣，使之從排氣口排出；隨后活塞上行，將進(jìn)、排氣口均關(guān)閉，氣缸內(nèi)充量開(kāi)始受到壓縮，直至活塞接近上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火或噴油，使氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒；然后氣缸內(nèi)燃?xì)馀蛎?，推?dòng)活塞下行作功；當(dāng)活塞下行使排氣口開(kāi)啟時(shí)，廢氣即由此排出活塞繼續(xù)下行至下止點(diǎn)，即完成一個(gè)工作循環(huán)。內(nèi)燃機(jī)的排氣過(guò)程和進(jìn)氣過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為換氣過(guò)程。

　　換氣的主要作用是盡可能把上一循環(huán)的廢氣排除干凈，使本循環(huán)供入盡可能多的新鮮充量，以使盡可能多的燃料在氣缸內(nèi)完全燃燒，從而發(fā)出更大的功率。換氣過(guò)程的好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的性能。為此除了降低進(jìn)、排氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力外，主要是使進(jìn)、排氣門(mén)在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開(kāi)啟和關(guān)閉。實(shí)際上，進(jìn)氣門(mén)是在上止點(diǎn)前即開(kāi)啟，以保證活塞下行時(shí)進(jìn)氣門(mén)有較大的開(kāi)度，這樣可在進(jìn)氣過(guò)程開(kāi)始時(shí)減小流動(dòng)阻力，減少吸氣所消耗的功，同時(shí)也可充入較多的新鮮充量。當(dāng)活塞在進(jìn)氣行程中運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，由于氣流慣性，新鮮充量仍可繼續(xù)充入氣缸，故使進(jìn)氣門(mén)在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉。

　　排氣門(mén)也在下止點(diǎn)前提前開(kāi)啟，即在膨脹行程后部分即開(kāi)始排氣，這是為了利用氣缸內(nèi)較高的燃?xì)鈮毫?，使廢氣自動(dòng)流出氣缸，從而使活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功。排氣門(mén)在上止點(diǎn)后關(guān)閉的目的是利用排氣流動(dòng)的慣性，使氣缸內(nèi)的殘余廢氣排除得更為干凈。