汽油機雖然種類繁多，但基本機構與系統大體是相同的，下面介紹的是單缸四沖程通用汽油機的基本構造。主要由機體組件、曲軸連杆機構、配氣機構、燃油供給系統、點火系統、潤滑系統、冷卻系統、排氣系統、啟動裝置等組成。
四沖程汽油機是在四個活塞沖程内完成一個工作循環，分别為進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。
進氣沖程：
汽缸内充入混合氣體的過程叫進氣沖程。在進氣沖程的初始階段，進氣門打開，排氣門關閉，活塞由上止點向下止點移動，汽缸的容積逐漸增大，汽缸内外産生壓力差，在壓力差的作用下，在化油器中形成的可燃混合氣便經進氣管被吸入汽缸。當活塞到達下止點時，進氣沖程結束，此時曲軸旋轉了第一個半圈。
壓縮沖程：
壓縮沖程是進入汽缸内的混合氣被壓縮的過程。進氣沖程結束時，汽缸内混合氣體的密度很小，其壓力和溫度都比較低。在次過程，進、排氣門均處于關閉狀态，活塞由下止點向上止點移動，汽缸容積逐漸減小，燃料和空氣更均勻地混合，為燃燒創造有利條件，活塞移止上止點時，壓縮沖程結束，此時曲軸旋轉了第二個半圈。
做功沖程：
做功沖程是可燃混合氣燃燒後膨脹推動活塞做功的過程。在壓縮沖程結束前，當活塞接近上止點時，火花塞點火，混合氣體被點燃迅速燃燒，這時進、排氣門均關閉，短時間内壓力升高到3-6.5MPa，在高壓氣體作用下，推動活塞下行，通過連杆使曲軸旋轉并對外做功。随着活塞下行，汽缸容積逐漸增大，壓力溫度也逐漸降低，活塞到達下止點時，做功沖程結束，曲軸轉了第三個半圈。
排氣沖程：
排氣沖程是汽缸内的廢氣被排出的過程。做功沖程将近終了時，排氣門打開，進氣門仍關閉。由于汽缸内的廢氣壓力比大氣壓力高，加之飛輪的慣性作用，使曲軸繼續旋轉，活塞開始上行，廢氣被迅速從排氣門排出。當活塞到達上止點時，排氣沖程結束，曲軸旋轉了第四個半圈。
至此，汽油機完成了一個工作循環。當活塞利用飛輪的慣性越過上止點下行，再次進入進氣沖程時，标志着下一個工作循環的開始。
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