图1-6中所示的四个简图分别表示四冲程柴油发电机工作原理的进行情况以及活塞、曲轴、气阀等部件的有关动作位置。

图1-6　四冲程柴油发电机工作原理

第一行程

进气行程，空气进入气缸时相应的活塞行程。
    活塞从上止点下行，进气阀a打开。由于气缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠气缸内与大气的压差，新鲜空气经进气阀被吸入气缸。进气阀一般在活塞到达上止点前即提前打开(曲柄位于点1)，下止点后延迟关闭(曲柄位于点2)。曲轴转角φ1－2 (图中阴影线所占的角度)表示进气持续角Δθｉ，约为220℃Ａ～２５０℃Ａ。

第二行程

压缩行程，工质在气缸内被压缩时相应的活塞行程。
活塞从下止点向上运动，自进气阀a关闭(点2)才开始压缩，一直到上止点(点3)为止。第一行程吸入的新气经压缩后，压力增高到3 MPa～6 MPa，温度升高到600 ℃～700 ℃(燃油的自燃温度为210℃～270℃。压缩终点的压力和温度分别用符号ｐｃ和ｔｃ表示。在压缩过程的后期由喷油器(c)喷入气缸的燃油，与高温空气混合、加热，并自行发火燃烧。曲轴转角φ2－3表示压缩过程，约为140℃Ａ～160℃Ａ。

第三行程——燃烧和膨胀行程，工质在气缸内燃烧膨胀时相应的活塞行程。
     活塞在上止点附近，由于燃油强烈燃烧，使气缸 (点5)。曲轴转角φ3－4－5表示燃烧和膨胀过程。

第四行程

排气行程，废气从气缸内排出时相应的活塞行程。
    在上一行程末，排气阀b开启时活塞尚在下行，废气靠气缸内外压力差经排气阀排出。当活塞由下止点上行时，废气被活塞推出气缸，此时的排气过程是在略高于大气压力(约1.05至1.1大气压)且在压力基本不变的情况下进行的。排气阀一直延迟到上止点后(点6)才关闭。曲轴转角φ５－６表示排气持续角Δθｅ，约为230℃Ａ～260℃Ａ。

    进行了上述的四个行程，柴油机就完成了一个工作循环。当活塞继续运动时，另一个新的循环又按同样的顺序重复进行。

四冲程柴油机每完成一个工作循环，曲轴要回转两转(720°曲轴转角)。每个工作循环中只有第三行程(膨胀行程)是作功的，其它三个行程都是为膨胀行程服务的，都需要外界供给能量。柴油机常做成多缸的，这样，进气、压缩、排气行程的能量可由其它正在作功的气缸供给。如果是单缸柴油机，那就由较大的飞轮供给。图1－6下方的ｐ－Ｖ图表示出一个工作循环内气缸中气体压力随活塞位移(即气缸容积)而变化的情形。工作循环各过程线的综合，就构成了四冲程柴油机的示功图。在过程进行时，气缸内气体的压力和容积是同时变化的。ｐ－Ｖ示功图可用来研究柴油机工作过程进行的情况，并且可用来计算柴油机一个工作循环的指示功。
四冲程柴油机的进、排气阀的启闭都不正好在上、下止点，而是在上、下止点前后某一时刻。它们的开启持续角均大于180°CA。进、排气阀在上、下止点前后启闭的时刻称为气阀定时，通常气阀定是用距相应止点的曲轴转角(℃A)表示。用曲轴转角表示气阀定时的圆图称气阀定时圆图，如图1－7所示。

     在图1-7中，进气阀在上止点前点1开启，在下止点后点2关闭。其与相应止点的夹角φ1、φ2分别称进气提前角、进气滞后角。排气阀在下止点前点5开启，在上止点后点6关闭，其与相应止点的夹角φ３、φ４分别称为排气提前角、排气滞后角。气阀提前开启与延后关闭是为了将废气排除干净并增加空气的吸入量，以利于燃油的燃烧，另外还可减少排气耗功。因此，气阀定时是影响四冲程柴油机作功的重要因素。
    

由图1－7尚可看出，在上止点前后进气阀与排气阀同时开启着，同一气缸的进、排气阀在上止点前后同时开启的曲轴转角称为气阀重叠角。在气阀叠开期间，进气管、气缸、排气管连通，此时利用废气的流动惯性，除可避免废气倒冲入进气管外，尚可抽吸新鲜空气进入气缸，并利用此压力差在将新气吸入气缸的同时将燃烧室内的废气扫出气缸，实现所谓燃烧室扫气。此时不但可提高换气质量，还可利用进气冷却燃烧室有关部件。因而，四冲程柴油机均有一定的气阀重叠角，而且增压柴油机的气阀重叠角均大于非增压机。如表1－3所示。

表1－3 四冲程柴油发电机气阀重叠角