引擎實(shí)際上是一個(gè)“能量轉(zhuǎn)換裝置”它可以釋放汽油/柴油中包含的能量，并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)我們的汽車前進(jìn)的動(dòng)力。其實(shí)初中物理課上我們都講過(guò)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的原理。那發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能的呢？

1.釋放燃料中包含的能量。

釋放燃料能量有兩個(gè)步驟。第一步是將燃油與空氣體混合，第二步是點(diǎn)燃混有空氣體的燃油。在發(fā)動(dòng)機(jī)中，是點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)燃燃料和空氣體的混合物?；鸹ㄈ碾姌O產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花，然后砰的一聲點(diǎn)燃。

2.使用能量。

混合物在燃燒過(guò)程中，會(huì)放出熱量，氣體會(huì)迅速膨脹。發(fā)動(dòng)機(jī)利用這種氣體膨脹力推動(dòng)氣缸中的活塞向下運(yùn)動(dòng)。在火花塞點(diǎn)燃混合氣之前，活塞會(huì)向上運(yùn)動(dòng)壓縮混合氣，燃燒時(shí)會(huì)釋放出更大的膨脹力。

燃燒燃料可以釋放出大量的能量，但我們的發(fā)動(dòng)機(jī)只能利用其中的一小部分，很大一部分以熱量和克服機(jī)械部件運(yùn)行阻力的形式浪費(fèi)掉了。

3.轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移能量。

氣體已經(jīng)將活塞向下推，下一步是將這種垂直向下的力轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)力，因此在活塞的另一端連接一個(gè)曲軸。這個(gè)曲軸就像自行車的踏板。我們的長(zhǎng)腿是直上直下的，踏板可以把它變成旋轉(zhuǎn)，然后通過(guò)鏈齒輪帶動(dòng)輪子旋轉(zhuǎn)。

以上是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，但是要讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作，還得加上這三個(gè)步驟“十億積分”細(xì)節(jié)沒(méi)問(wèn)題，所以如果你沒(méi)有任何基礎(chǔ)，可能看不懂下面的內(nèi)容~ ~

呵呵，我就知道你會(huì)一直看下去。也許你蹲著，所以你會(huì)繼續(xù)閱讀，但邊肖會(huì)繼續(xù)寫作！

在上面的第一點(diǎn)中，燃油需要與空氣體混合，然后遇到電火花，才能被點(diǎn)燃。

首先，燃油和空氣的比例很重要。我們?cè)跓龞|西的時(shí)候一般不會(huì)擔(dān)心這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榭諝怏w在露天是取之不盡的。但是相對(duì)封閉的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中空室就那么大，空氣就那么多。即使用增壓器往缸內(nèi)注入空氣體，也還是有限的，所以不能注入太多的燃油。

空燃?xì)馀c燃油的理想比例為14.7:1。但是由于噴射量和進(jìn)氣量的計(jì)算誤差，不可能每次都控制的那么精確，只能說(shuō)盡量接近。而且動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性的不同取向也會(huì)影響空燃比。

燃料如何與空氣體充分混合也是一個(gè)大問(wèn)題。畢竟發(fā)動(dòng)機(jī)一分鐘要點(diǎn)火400多次，留給燃油和空氣混合的時(shí)間相當(dāng)短。最早的時(shí)候是用化油器把兩者混合，然后輸送到氣缸；后來(lái)燃油被噴入進(jìn)氣口，使燃油和空氣體在進(jìn)氣口混合，然后進(jìn)入氣缸；現(xiàn)在是直接在缸內(nèi)混合。

其次，電火花應(yīng)該有足夠的能量點(diǎn)燃混合物?；鸹ㄈ膬蓸O頭之間有一定的空間隙。電壓需要提升到8千伏左右才能擊穿，混合物達(dá)到12000伏左右就可以點(diǎn)燃。這里說(shuō)個(gè)題外話。我還記得邊肖上大學(xué)的時(shí)候，老師讓我們每個(gè)人摸火花塞的弧線。雖然電壓很高，但是因?yàn)榉烹姇r(shí)間很短，不會(huì)電到人，但是會(huì)像被大夾子夾在肉里一樣疼。

第二點(diǎn)，先壓縮混合氣，再點(diǎn)火，會(huì)釋放出強(qiáng)大的推力推動(dòng)活塞。

混合氣通過(guò)閥門進(jìn)入氣缸后，閥門會(huì)關(guān)閉，活塞會(huì)上行壓縮氣體。在氣缸中，當(dāng)活塞運(yùn)行到上止點(diǎn)時(shí)，氣缸中僅存的空空間稱為“最小音量”，活塞運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)空之間的間隔稱為“最大音量”最大體積與最小體積之比就是壓縮比。

目前大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比在11:1左右，部分發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比更高。壓縮比越高，膨脹能量越強(qiáng)，有利于節(jié)省燃油。但高壓縮比很容易導(dǎo)致爆燃，即活塞向上壓縮時(shí)，混合氣因?yàn)闇囟雀叨崆叭紵?。想象一下，活塞的慣性還是向上的，但是膨脹力已經(jīng)向下作用了，很容易損壞活塞和氣缸。

此外，氣缸的進(jìn)氣門和排氣門可以提前或延遲開(kāi)啟或關(guān)閉，這樣上一輪的廢氣可以排出，新一輪的混合氣可以混合得更充分，這就要看發(fā)動(dòng)機(jī)怎么調(diào)了。這里就不好細(xì)說(shuō)了。

第三點(diǎn)，活塞向下運(yùn)動(dòng)推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，將垂直力轉(zhuǎn)化為扭矩。

實(shí)際上，每個(gè)氣缸的活塞需要“向曲軸輸出一次力。上下”兩個(gè)動(dòng)作，第一個(gè)“Lower ”它依靠曲軸的慣性，才能把空氣體吸入氣缸；第一個(gè)“On ”也取決于曲軸的慣性，目的是壓縮吸入的混合氣；第二“Lower ”它是由混合氣體的燃燒和膨脹驅(qū)動(dòng)的，此時(shí)活塞才真正對(duì)曲軸做功；第二“On ”它還取決于曲軸的慣性，目的是將燃燒后的廢氣排出氣缸。

像這樣“上下”兩個(gè)來(lái)回只輸出一次的發(fā)動(dòng)機(jī)叫做四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。每一個(gè)沖程對(duì)應(yīng)的名稱是吸氣、壓縮、做功、排氣。市面上汽車用的發(fā)動(dòng)機(jī)都是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。

到現(xiàn)在為止，這篇文章已經(jīng)寫了1700多字了，但是提到的東西只是滄海一粟。要知道，我當(dāng)時(shí)學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的專業(yè)書(shū)有400多頁(yè)，顯然不可能把這么多頁(yè)的知識(shí)聚集到一篇文章里。不過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理在本文中已經(jīng)大致講完了，應(yīng)該對(duì)小白的朋友有點(diǎn)幫助。