发动机到底怎么工作的?揭秘四大系统与四冲程原理

聊了那么多新车,今天咱们静下心来,聊聊汽车的心脏——发动机。这东西听着复杂,其实原理挺有意思。不管你是燃油车忠实粉丝,还是对新能源车好奇,了解发动机都是个基本功。

发动机到底由什么组成?简单说,是两大机构加五大系统。

两大机构,一个是曲柄连杆机构。核心部件是活塞、连杆、曲轴和飞轮。它的工作就是把活塞上下蹦跶的直线运动,变成曲轴转圈圈的旋转运动,动力就是这么来的。另一个是配气机构,主角是进气门、排气门和凸轮轴。它管着开门关门,该吸气的时候打开进气门,该排气的时候打开排气门, timing 要非常准。

五大系统,各司其职。燃料供给系统,负责把油喷成雾,和空气混合好。冷却系统,就是发动机的“散热器”,用水泵和散热器把多余的热量带走,防止“发烧”。润滑系统,好比给机器全身抹油,靠机油泵让机油流动,减少零件之间的摩擦损耗。点火系统,这是汽油机的专属,火花塞在关键时刻打出电火花,点燃气缸里的混合气。启动系统,最简单理解,就是你拧钥匙或按启动按钮时,起动机带着曲轴先转起来,发动机才能自己工作。

那这些部件是怎么配合工作的呢?这就得看经典的“四冲程”循环。你可以把它想象成发动机的一次完整呼吸和发力过程。

第一步,吸气。活塞往下走,进气门打开,把空气和燃油的混合气(汽油机)或者纯空气(柴油机)吸进气缸。第二步,压缩。活塞往上走,这时进排气门都关着,把缸里的气体狠狠压缩,压力和温度一下就上去了,为燃烧做好了准备。第三步,做功,也是最关键的一步。在压缩到顶点的瞬间,汽油机靠火花塞点火,柴油机则靠压缩产生的高温让油自己烧起来。混合气猛烈燃烧爆炸,产生巨大的压力,把活塞猛地推下去,这个力量通过连杆传给曲轴,就成了驱动汽车的动力。第四步,排气。活塞再次往上走,这时排气门打开,把燃烧完的废气推出去,好为下一次吸气腾地方。这四个步骤循环往复,发动机就持续输出动力了。

发动机也分好几种布局,各有各的脾气。直列发动机,气缸排成一排,结构简单可靠,很多家用车都是L4(直列四缸)。V型发动机,气缸分成两排,呈V字形,像一些六缸、八缸机,这样做能让发动机更紧凑,常出现在动力更强的车上。水平对置发动机,气缸“躺平”了,左右对置,重心超低,能提升操控稳定性,一些追求驾驶乐趣的品牌在用。转子发动机比较特别,它不用活塞上下运动,而是用一个三角转子旋转工作,结构小巧,但油耗比较高,算是比较小众的技术。

总之,发动机这一套精密的组合拳,目的就是把燃油的化学能,通过燃烧爆炸,转化成驱动车轮的机械能。了解这些基本知识,下次听到别人聊起气缸、冲程这些词,你心里就有底了。对于日常用车来说,知道冷却系统和润滑系统多重要,你也会更懂得按时保养的意义。

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