汽车发动机的一个循环,指的是发动机完成一次完整的热力学过程,从而将燃料的化学能转化为机械能。对于最常见的四冲程汽油机而言,一个循环包含四个活塞行程(即曲轴旋转两圈,720度),依次为:进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。对于二冲程发动机,一个循环则在两个活塞行程(曲轴旋转一圈,360度)内完成进气、压缩、做功和排气。

发动机循环是内燃机工作的核心原理,其设计与优化直接关系到发动机的效率、功率、燃油经济性和排放水平。理解发动机循环是分析其性能的基础。
以下是四冲程与二冲程发动机循环的关键数据对比:
| 对比项 | 四冲程发动机 | 二冲程发动机 |
|---|---|---|
| 一个循环的曲轴转数 | 720° (2圈) | 360° (1圈) |
| 活塞行程数 | 4个 | 2个 |
| 气门/气孔结构 | 通常配备复杂的气门机构(如凸轮轴) | 通常利用活塞控制进、排气孔,结构相对简单 |
| 做功频率(相同转速下) | 每2圈做功1次 | 每1圈做功1次 |
| 理论升功率 | 相对较低 | 相对较高 |
| 润滑与燃油消耗 | 机油独立润滑,燃油经济性通常更好 | 机油常与燃油混合,存在“扫气”损失,经济性较差 |
| 排放水平 | 易于控制,现代车型排放清洁 | 扫气过程易导致未燃油气逃逸,排放较高 |
| 主要应用领域 | 绝大多数轿车、卡车等民用车辆 | 部分摩托车、小型农机、舷外机、模型发动机 |
与活塞发动机的“行程循环”概念紧密相关的,还有理论上的热力学循环,它为分析发动机的理想效率提供了模型。常见的热力学循环模型包括:
奥托循环:模拟传统火花点火汽油机的理想循环,属于定容加热循环。
狄塞尔循环:模拟早期压燃式柴油机的理想循环,属于定压加热循环。
萨巴德循环(或称混合循环):模拟现代柴油机的更实际循环,结合了定容和定压加热过程。
这些理论循环通过压力-容积图来分析,其热效率理论上主要取决于压缩比。压缩比越高,理论热效率通常也越高,这也是柴油机经济性优于汽油机、以及汽油机不断追求提高压缩比的原因之一。
扩展来说,发动机循环的概念也延伸至一些先进技术中。例如,阿特金森循环(或米勒循环)通过调整气门正时,使实际压缩比小于膨胀比,从而在高膨胀比下获得更高的热效率,此技术广泛应用于现代混合动力车型的发动机中。此外,转子发动机的工作循环虽然由转子的偏心旋转完成,但其每个燃烧室同样顺序经历进气、压缩、做功、排气四个过程,可视为一种特殊结构下的四冲程循环。
综上所述,汽车发动机的一个循环是指其周期性重复的、将热能转化为机械能的基本工作过程。对于主流的四冲程发动机,它涵盖了四个明确的活塞行程,是发动机设计、性能分析和技术演进的基石。

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