1.2.2 四冲程活塞发动机的工作原理
目前，飞机上采用的四冲程活塞发动机，每完成一个循环，活塞在上死点与下死点之间往返两次，连续地移动了四个行程，它们分别叫作进气行程、压缩行程、膨胀行程（工作行程）和排气行程。图1-11展示了发动机四个行程的工作图，下面分别加以说明。
图1-11 四冲程活塞发动机的工作循环
（a）进气行程；（b）压缩行程；（c）膨胀行程（工作行程）；（d）排气行程
1.进气行程
进气行程的作用是使气缸内充满新鲜混合气。进气行程开始时，活塞位于上死点，进气门打开，排气门关闭。活塞在曲轴的带动下，由上死点向下死点运动，气缸容积不断增大，新鲜混合气被吸入气缸，如图1-11（a）所示。曲轴转动半圈（180°），活塞到达下死点，进气门关闭，进气行程结束。
2.压缩行程
压缩行程的作用是对气缸内的新鲜混合气进行压缩，为混合气燃烧后膨胀做功创造条件。压缩行程开始时，活塞位于下死点，进、排气门关闭。活塞在曲轴的带动下，由下死点向上死点运动，气缸容积不断缩小，混合气受到压缩，如图1-11（b）所示，气体的温度和压力不断升高。当曲轴旋转半圈、活塞到达上死点时，压缩行程结束。在理论上当压缩行程结束的一瞬间，电火花将混合气点燃并完全燃烧，放出热能，气体的压力和温度急剧升高。
3.膨胀行程（工作行程）
膨胀行程（工作行程）的作用是使燃料的热能转换为机械能。膨胀行程开始时，活塞位于上死点，进、排气门关闭。燃烧后的高温、高压燃气猛烈膨胀，推动活塞，使活塞从上死点向下死点运动，如图1-11（c）所示。这样，燃气对活塞便做了功。在膨胀行程中，气缸容积不断增大，燃气的压力、温度不断降低，热能不断地转换为机械能。当活塞到达下死点时，曲轴旋转了半圈，膨胀行程结束，燃气也变成了废气。
4.排气行程
排气行程的作用是将废气排出气缸，以便再次充入新鲜混合气。排气行程开始时，活塞位于下死点，排气门打开，进气门仍关闭着。活塞被曲轴带动，由下死点向上死点运动，废气被排出气缸，如图1-11（d）所示。当曲轴转了半圈，活塞到达上死点时，排气行程结束，排气门关闭。
排气行程结束后，又重复进行进气行程、压缩行程、膨胀行程（工作行程）和排气行程，航空活塞发动机就是这样周而复始往复运动的。从进气行程开始到排气行程结束，活塞运动了四个行程，完成了一个工作循环。一个循环结束后，又接着下一个循环，热能不断地转变为机械能，发动机连续不断地工作。因此，活塞发动机每完成一个工作循环，曲轴转动两圈（4×180°=720°），进、排气门各开关一次，点火一次，气体膨胀做功一次。
活塞在四个行程运动中，只有膨胀行程获得机械功，其余三个行程都要消耗一部分功，消耗的这部分功比膨胀得到的功小得多。因此，从获得的功中扣除消耗的那部分功，所剩下的功仍然很大，用于带动附件和螺旋桨转动。
四冲程活塞发动机工作原理