四行程引擎基本工作原理

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四行程引擎基本工作原理


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1.進氣行程：將空氣經由化油器成為混合氣，充滿汽缸。此時活塞由上死點向下移動，進氣閥門打開，排氣閥門關閉，稱為進氣行程。

2.壓縮行程：此時活塞經下死點往上移動，進、排氣門關閉，活塞上升將空氣壓縮到甚小之體積，成為高溫高壓之狀態，稱為壓縮行程。

3.動力行程：此時火星塞點火，引爆混合氣產生動力，活塞自上死點被向下推，動力經由活塞、連桿、曲軸而輸出，當活塞到達下死點時，稱為動力行程。

4.排氣行程：將燃燒後的廢氣排出汽缸。此時活塞自下死點向上移動，排氣門打開，活塞將廢氣從汽缸中擠出，為排氣行程。

由於活塞每上下來回四個行程才完成一個循環，亦即曲軸每旋轉兩圈才輸出一次動力，因此稱為四行程循環引擎。

　

引擎動力表現重點

1. 排氣量：

排氣量的大小是由汽缸、活塞直徑、行程長度及汽缸數所決定。理論上，排氣量愈大，動力愈大。

2. 壓縮比：

指活塞在下死點時汽缸的容積與活塞在上死點時汽缸容積的比值，在一定範圍內，壓縮比愈高，動力愈大，山葉YZ450F壓縮比高達12.5:1，馬力達60匹。

3. 氣體的流動：

空氣的進入、廢氣的排出，要經過各種管路及氣門，氣流的阻力愈小、動力愈大，一般改裝排氣管就是為了要達到這種目的，但是也有利用排氣管回壓脈衝來達到高扭力等輸出特性，不過因為太深入，在此就不多述。

4. 引擎轉速：

轉速愈高，動力愈大，2003年本田RC211V四行程Moto Gp賽車，990cc四行程V5引擎，可發揮每分鐘16000轉以上，馬力達220匹以上。

　

實際上，四行程的出力理應只有二行程的一半，但卻因為二行程燃燒不完全、進排氣不乾淨，導致四行程與二行程的距離日漸拉近，藉由正確的進排氣門正時，可達成精密良好的燃燒效率，這點是勝過於二行程的；也就是說，雖然二行程動力次數較多，但是一次動力效率卻沒有四行程高。

　

決定引擎個性的氣門

四行程引擎進排氣時間將會影響到引擎的特性，凸輪軸則專負責進、排氣門的作動，凸輪軸旋轉的速度是引擎回轉速的一半，現今主流氣門驅動機構大多為單頂上凸輪軸、雙頂上凸輪軸、以及頂桿式等。

單頂上凸輪軸：單頂上凸輪軸，簡稱SOHC（Single Over Head Camshaft），普遍用在現今街車、速克達等重視中、低速域機車引擎上，有構造簡單、性能佳的優點，缺點是高轉速的性能不佳，因使用一支凸輪軸控制進、排氣，負荷摩擦阻力稍大。

雙頂上凸輪軸：故名思義，簡稱DOHC（Dual Over Head Camshaft）採用了兩支凸輪軸，一支負責進氣、一支負責排氣，由於直接控制進排氣可降低引擎高轉速氣門正時不準確，因此高性能引擎通常採用此一系統，一般用於跑車、仿賽車引擎。

頂桿式：頂桿式，簡稱OHV（Over Head Valve），用兩支氣門頂桿驅動，狀如筷子般，在引擎高轉速時，由於頂桿易變形產生震動，因此這種方式多用於低轉速、高扭力的巡航車引擎。

　

氣門的開啟需要靠各種不同方式來完成，為了提高馬力，降低引擎摩擦阻力，各車廠無不致力研發最適合機車引擎的氣門驅動機構，以達到「短小精幹」高性能發動機的未來趨勢。

現今氣門驅動方式，常見的有以下三種：

內鏈驅動方式：

內鏈驅動氣門方式是目前市面上所販賣的四行程機車當中，所廣泛使用的一種氣門驅動方式，因為價格便宜，又不容易出錯，所以幾乎被廣泛的使用著，內鏈驅動方式的機件構成是由內鏈、氣門正時齒輪、緊鏈器以及導鏈器組成。

內鏈（俗稱倒齒鏈）是由特殊工法製成的，由多個細小的浸碳金屬片所組合，能與氣門正時齒輪匹配，兩者配合引擎愕圖循環而旋轉，驅動氣門，但由於鏈條容易鬆弛，所以需要導鏈器（俗稱排骨）及內鏈調整器調整張力，抑制令人不舒服的噪音以及防止脫鏈的可能。