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在熱力過程中，只有在“工質”膨脹過程才具有做功能力，而我們要求發動機能連續不斷地產生機械功，就必須使工質反復進行膨脹。因此，必須設法使工質重新恢復到初始狀態，然后，再進行膨脹。因此，柴油機必須經過進氣、壓縮、膨脹、排氣四個熱力過程之后，才能恢復到起始狀態，使柴油機連續不斷地產生機械功，故上述四個熱力過程稱為一個工作循環。若柴油機活塞走完四個沖程完成一個工作循環，稱該機為四沖程柴油機。如果活塞走完二個沖程完成一個工作循環的柴油機稱為二沖程柴油機。目前，柴油發電機組配置的柴油機都是四沖程機。

2、壓縮沖程

壓縮沖程的目的是提高氣缸內空氣的壓力和溫度，為燃料燃燒創造條件。由于進、排氣門都已關閉，氣缸內的空氣被壓縮，壓力和溫度亦隨之升高，其升高的程度，取決于被壓縮的程度，不同的柴油機略有不同。當活塞接近上止點時，缸內空氣壓力達（3000~5000）kPa ，溫度達 500~700℃， 遠超過柴油的自燃溫度。

3、膨脹(做功)沖程

當活塞上行將終了時,噴油器開始將柴油噴入氣缸，與空氣混合成可燃混合氣，并立即自燃，此時， 氣缸內的壓力迅速上升到約 6000~9000kPa，溫度高達（1800~2200）℃。在高溫、高壓氣體的推 力作用下，活塞向下止點運動并帶動曲軸旋轉而做功。隨著氣體膨脹活塞下行其壓力逐漸降低，直到 排氣門被打開為止。 

4、排氣沖程

排氣沖程的目的是清除缸內的廢氣。做功沖程結束后，缸內的燃氣已成為廢氣，其溫度下降到（800~900）℃，壓力下降到（294~392）kPa。此時，排氣門打開，進氣門仍關閉，活塞從下止點 向上止點移動，在缸內殘存壓力和活塞推力的作用下，廢氣被排出缸外。當活塞又到上止點時，排氣 過程結束。排氣過程結束后，排氣門關閉，進氣門又打開，重復進行下一個循環，周而復始不斷對外 做功。

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