活塞式发动机原理如下：
1、进气冲程，发动机开始工作时，首先进入“进气冲程”，气缸头上的进气门打开，排气门关bai闭，活塞从上死点向下滑动到下死点为止，气缸内的容积逐渐增大，气压低于外面的大气压。于是新鲜的汽油和空气的混合气体，通过打开的进气门被吸入气缸内；
2、压缩冲程，进气冲程完毕后，开始了第二冲程，即“压缩冲程”。这时曲轴靠惯性作用继续旋转，把活塞由下死点向上推动。这时进气门也同排气门一样严密关闭。气缸内容积逐渐减少，混合气体受到活塞的强烈压缩。当活塞运动到上死点时，混合气体被压缩在上死点和气缸头之间的小空间内；
3、工作冲程，压缩冲程之后是“工作冲程”，也是第三个冲程。在压缩冲程快结束，活塞接近上死点时，气缸头上的火花塞通过高压电产生了电火花，将混合气体点燃，燃烧时间很短，但是速度很快。气体猛烈膨胀，压强急剧增高。活塞在燃气的强大压力作用下，向下死点迅速运动，推动连杆也门下跑，连杆便带动曲轴转起来了；
4、排气冲程，第四个冲程是“排气冲程”。工作冲程结束后，由于惯性，曲轴继续旋转，使活塞由下死点向上运动。这时进气门仍旧关闭，而排气门大开，燃烧后的废气便通过排气门向外排出。当活塞到达上死点时，绝大部分的废气已被排出。然后排气门关闭，进气门打开，活塞又由上死点下行，开始了新的一次循环。
发动机活塞的运动过程如下：1。活塞在曲轴的驱动下从上止点移动到下止点。此时，进气门打开，排气门关闭。空气和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合，形成可燃混合气。2.进气门和排气门同时关闭。当活塞从下止点运动到上止点时，气缸中的空气燃料混合物的压力和温度在被压缩后不断升高。3.进气门和排气门同时关闭。当活塞接近上止点时，可燃混合气被火花塞点燃，混合气燃烧释放出大量热能。高温高压气体推动活塞从上止点向下止点运动，并通过曲柄连杆机构向外界输出机械能。4.当排气阀打开，进气阀关闭时，活塞从下止点运动到上止点，燃烧后的废气在气缸内外压力差的作用下排出气缸。发动机活塞是发动机的主要零件之一。它与活塞环、活塞销等零件组成活塞组，与气缸盖组成燃烧室。它承受气体的作用力，通过活塞销和连杆将动力传递给曲轴，完成内燃机的工作过程。由于活塞处于高速、高压、高温的恶劣工作环境中，考虑到发动机的稳定、持久运行，要求活塞还应具有足够的强度和刚度，良好的导热性，耐热性高，膨胀系数小(尺寸和形状变化小)，相对密度小(重量轻)，耐磨耐腐蚀，成本低。由于许多和高的要求以及一些相互冲突的要求，很难找到一种能完全满足所有要求的活塞材料。现代发动机活塞一般采用铝合金制造，因为铝合金具有密度低、导热性好的突出优点，但同时也存在膨胀系数大、高温强度差的缺点。这些缺点只能通过合理的结构设计来解决。因此，汽车发动机的质量不仅取决于所用的材料，还取决于设计的合理性。
(1)四冲程汽油机将空气和汽油按一定比例混合，形成汽车发动机的良好混合气。在进气冲程，混合气被吸入气缸，混合气被压缩、点燃、燃烧，产生热能。高温高压气体作用于活塞顶部，推动活塞做直线往复运动，机械能通过连杆、曲轴、飞轮机构向外输出。四冲程汽油发动机在进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程中完成一个工作循环。(2)进气冲程活塞由曲轴驱动，从上止点运动到下止点。此时，进气门开启，排气门关闭，曲轴旋转180°。活塞在运动过程中，气缸的容积逐渐增大，气缸内的气体压力从pr逐渐降低到pa，气缸内形成一定程度的真空。空气和汽油的混合气通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合，形成可燃混合气。由于进气系统的阻力，在进气结束时，气缸内的气体压力小于大气压力p0，即Pa=(0.80~0.90)P0。进入气缸的可燃混合气由于进气管、气缸壁、活塞顶、气门、燃烧室壁等高温部件的加热，以及与残余废气的混合，温度上升到340~400K。(3)压缩冲程在压缩冲程中，进气门和排气门同时关闭。活塞从下止点移动到上止点，曲轴旋转180°。当活塞向上运动时，工作容积逐渐减小，缸内混合物被压缩后压力和温度不断上升。当压缩结束时，压力pc可达800～2000kpa，温度可达600～750k(4)做功冲程当活塞接近上止点时，火花塞点燃可燃混合气，混合气燃烧释放出大量热能，使气缸内气体的压力和温度迅速升高。最高燃烧压力pZ为3000~6000kPa，温度TZ为2200~2800k·k，高压气体推动活塞从上止点运动到下止点，通过曲柄连杆机构向外输出机械能。随着活塞向下移动，气缸的容积增加，气体压力和温度逐渐降低。到达B点时，压力下降到300~500kPa，温度下降到1200~1500KK，在作功冲程中，进气门和排气门关闭，曲轴旋转180°。(5)排气冲程在排气冲程中，排气门打开，进气门仍然关闭，活塞从下止点运动到上止点，曲轴旋转180°。当排气门打开时，燃烧后的废气一方面在气缸内外的压力差下排到气缸外，另一方面通过活塞的挤压作用排到气缸外。由于排气系统的阻力，排气端R的压力略高于大气压，即PR=(1.05~1.20)P0。排气温度TR=900~1100K.当活塞运动到上止点时，燃烧室中仍有一定体积的废气无法排出。这部分废气称为残余废气。
活塞是发动机气缸体内往复运动的主要部件。活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞的顶部是燃烧室的主要部分，其形状与所选择的燃烧室有关。活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆衬套等。形成活塞-连杆组，作为发动机的传动部分，把活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动，把作用在活塞上的力变成曲轴的驱动力，把车轮输出到外面。汽油机的缸盖一般采用平顶，吸热面积小，制造工艺简单。其中有些是利用凹顶来改变混合蒸汽的形成，凹坑的大小也可以调节发动机的压缩比。活塞头是活塞环槽上方的部分。它有三个作用：承受气体压力并传递给连杆；与活塞一起实现气缸密封；活塞顶部吸收的热量通过活塞环传递给气缸壁。缸盖切割有一个环槽，用于安装活塞环。汽油机一般有2~3个环槽，上面的1~2个环用于气环，下面的一个用于安装油环。油环槽底部钻有许多径向孔，使油环刮下的多余机油通过孔流回油底壳。活塞裙是指从油环槽下端到活塞底部的部分。它的作用是引导活塞在气缸中的往复运动，承受侧压力。活塞工作时，燃烧气体的压力作用在活塞顶部，而活塞销的反作用力作用在缸盖的销座孔上。产生的变形是裙部直径沿着活塞销座的轴线增加(应力变形)。侧压力n使活塞裙变形；活塞销孔附近的金属桩热膨胀量大，导致裙部变形时活塞销孔方向热膨胀量大，裙部呈椭圆形。为了保证冷态时活塞与气缸壁的接触，活塞裙上有槽。由于活塞沿轴向受热，质量分布不均匀，所以活塞呈上小下大的近似圆锥形。活塞座孔也是活塞的组成部件之一，通过活塞销将活塞顶部的气体力传递给连杆。销孔通常有与活塞连接的筋，以提高其刚性。销孔内有安装弹性卡环的卡环槽，卡环用于防止活塞销在工作中轴向移动。
【太平洋汽车网】活塞发动机的工作原理：1、进气冲程，活塞由曲轴带动，从上止点移动到下止点；2、压缩冲程，活塞从下止点向上止点运动，压缩空气和可燃混合气；3、做功冲程，当活塞接近上止点时，由火花塞点燃可燃混合气，可燃混合气燃烧膨胀推动活塞下行；4、排气冲程，排气门打开，进气门仍关闭，活塞从下止点向上止点运动。
活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。工作条件活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600~700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3~5MPa，柴油机高达6~9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度（8~12m/s）往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。
（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）
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