压缩冲程

概念定义

压缩冲程（Compression stroke）是内燃机工作循环中的一个阶段，也称第二冲程。在四冲程发动机中，活塞依次经历进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。压缩冲程位于进气冲程之后、膨胀冲程之前，负责压缩气缸内的气体，并为后续燃烧与气体膨胀做功创造条件。

压缩冲程开始后，活塞从下止点向上止点运动，气缸内的气体受到压缩。此时进气阀和排气阀均处于完全关闭状态，气体的压力与温度随压缩过程升高。活塞运动所输入的机械能在这一过程中转化为气体的内能。

压缩终点的气体压力可达到4～8 MPa，温度可升至750～950 K。该温度高于543～563 K的柴油自燃温度范围，可为柴油机燃料自燃以及随后气体膨胀做功提供条件。压缩完成后，发动机工作循环进入膨胀冲程，之后再进行排气冲程。

压缩冲程涉及活塞、气缸、进气阀、排气阀以及气缸内的空气或混合气。活塞在下止点与上止点之间移动，构成压缩动作；进、排气阀在这一阶段保持关闭，使气缸内气体在活塞上行过程中受到压缩。其核心能量变化是机械能向气体内能的转化，直接表现为气体压力和温度升高。

柴油机与汽油机在压缩对象上有所不同。柴油机的压缩冲程仅压缩空气，汽油机则压缩混合气。柴油机的压缩比范围为14～25:1，汽油机的压缩比范围为7～12:1。

四冲程发动机将压缩过程作为独立冲程完成，其工作次序清晰分为进气、压缩、膨胀和排气四个阶段。压缩冲程承接进气过程，并把气缸内气体转变为具有较高压力和温度的状态，随后进入燃烧及膨胀做功阶段。

二冲程发动机的压缩过程并不像四冲程发动机那样作为完全独立的冲程完成，而是与燃烧过程结合。活塞进行相关运动时，还同步完成曲轴箱内混合气的吸入与加压。二冲程结构较四冲程发动机简单、轻便，但存在润滑不足引起机械损耗较快、燃料利用率较低以及排放污染较高等问题。

压缩冲程的主要作用是提高气缸内气体的压力与温度，将活塞运动输入的机械能转化为气体内能。对于柴油机，这一过程为燃料自燃提供温度条件；对于汽油机，其压缩对象为混合气。无论采用哪一种发动机形式，压缩过程都处于进气之后，并为后续膨胀做功建立必要的气体状态。