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壓縮行程：為使吸入氣缸的可燃混合氣能迅速燃燒，以產生較大的壓力，從而使發動機發出較大功率，必須在燃燒前將可燃混合氣壓縮，使其容積縮小、密度加大、溫度升高，即需要有壓縮過程。在這個過程中，進、排氣門全部關閉，曲軸推動活塞由下止點向上止點移動一個行程，即壓縮行程。此時混合氣壓力會增加到0.6-1.2MPa，溫度可達600-700K。
在這個行程中有個很重要的概念，就是壓縮比。所謂壓縮比，就是壓縮前氣缸中氣體的最大容積與壓縮后的最小容積之比。一般壓縮比越大，在壓縮終了時混合氣的壓力和溫度便愈高，燃燒速度也愈快，因而發動機發出的功率愈大，經濟性愈好。一般轎車的壓縮比在8-10之間，不過現在最新上市的Polo就達到了10.5的高壓縮比，因此它的扭矩表現相對不錯。但是壓縮比過大時，不僅不能進一步改善燃燒情況，反而會出現暴燃和表面點火等不正常燃燒現象

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  膨脹行程（作功行程）原理：在這個過程中，進、排氣門仍舊關閉。當活塞接近上止點時，火花塞發出電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣。可燃混合氣被燃燒后，放出大量的熱能，此時燃氣的壓力和溫度迅速增加。其所能達到的最大壓力可達3-5MPa,相應的溫度則高達2200-2800K。高溫高壓的燃氣推動活塞由上止點向下止點運動，通過連桿使曲柄旋轉并輸出機械能，除了維持發動機本身繼續運轉外，其余即用于對外做功。在活塞的運動過程中，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度都迅速下降，在此行程終了時，壓力降至0.3-0.5MPa，溫度則為1300-1600K。