為什么說發(fā)動機動力來自于爆炸？

汽車的動力，來自于汽油或柴油燃燒時產生的爆炸力。可是，如果把汽油放在一個盆中并把它點燃，為什么只燃燒而不爆炸呢？這是因為盆子不是密封的，而是敞口的。如果在一個密封容器中裝入汽油和空氣，然后點燃它們，便會產生爆炸現(xiàn)象。汽車發(fā)動機就是根據這個原理設計的。 如果將汽油和空氣按照最適合的燃燒比例（1∶ 14.7）混合，并對它們進行大力壓縮使之溫度上升，此時點燃它們就會產生更大的爆炸力。將這種力量通過一系列的機構“引導”到車輪上，便會推動汽車前進。

什么是內燃機和外燃機？

我們經常把汽車發(fā)動機稱為內燃機，難道還有外燃機？是的，外燃機是存在的，比如原來火車上用的蒸汽機，發(fā)電廠和輪船上使用的汽輪機等，都是外燃機。它們都是利用燃料在發(fā)動機氣缸的外部燃燒來產生動力的。如早期的蒸汽機，它利用燃料（木材、煤、煤氣、柴油等）燒開鍋爐中的水，使之產生高壓蒸汽并進入氣缸內，利用蒸汽壓力推動活塞做功，從而產生動力。

內燃機則是相對外燃機而言的，它的燃料在氣缸內燃燒。現(xiàn)在，汽車上用的汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機，都是內燃機。

怎樣計算發(fā)動機排氣量和壓縮比？

氣缸排氣量是指活塞從下止點到上止點所掃過的氣體容積，它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動機排量是各氣缸排量的總和，一般用 cc（立方厘米）、mL( 毫升）或 L（升 ) 來表示。由于氣缸體是圓柱體，它的容積不太可能正好是整升數，因此才會出現(xiàn)1998cc、2397cc 等數字，它們可近似標示為 2.0L、2.4L 等。

發(fā)動機的排量越大，每次吸入的可燃混合氣就越多，燃燒時產生的動力就越強。這相當于人的胃口越大，吃的就越多，可能就越有勁兒。

發(fā)動機的壓縮比是指壓縮前的氣缸容積與壓縮后的氣缸容積（即燃燒室容積）之比。

就壓縮比而言（含渦輪），大家常用的乙醇汽油標號來講，壓縮比在8.5以下的可以加E92汽油，壓縮比8.5至9.0的可以加E95汽油，壓縮比在9.0以上的最好都加E98汽油。

汽油機燃燒原理

汽油中最主要的成分是碳氫化合物，這種物質分子中只含有碳和氫兩種原子。在汽油爆炸燃燒時，碳氫化合物與吸入空氣中的氧產生化學反應，其中1個碳原子和2個氧原子化合生成1個二氧化碳分子，2個氫原子和1個氧原子化合生成1個水分子。如果吸入的空氣量不足，那么和碳原子結合的氧原子就會顯得少，這樣就不會完全生成二氧化碳，便會生成一部分一氧化碳。在爆炸燃燒的過程中，由于溫度極高，還會造成空氣中的氮原子被氧化生成一氧化氮和二氧化氮。因此，汽車排氣中的主要成分就是一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮和二氧化氮等。

汽油機工作循環(huán)

活塞在氣缸中要完成進氣、壓縮、做功和排氣四個行程，才算是完成一個工作循環(huán)。在此期間，活塞要在氣缸內上下運動各兩次，曲軸則同時要旋轉兩周。

看一下汽車上的轉速表，就會知道這個過程有多快。如果轉速表的指針指向6，則表明此時的發(fā)動機轉速為每分鐘6000轉，合計每秒鐘100轉，那么一個活塞每秒鐘就要完成50個工作循環(huán)（一個工作循環(huán)內曲軸要轉2周），也就是說在一個氣缸內要爆炸50次。如果是一臺4缸發(fā)動機，那么在1秒內4個氣缸則要產生200次爆炸。發(fā)動機工作時的呯呯聲，其實就是燃料燃燒時的爆炸聲。

同理，如果轉速表指針指向3，則表明此時發(fā)動機轉速為每分鐘3000轉，合計每秒鐘50轉，那么一個活塞每秒鐘就要完成25個工作循環(huán)，也就是說在一個氣缸內要爆炸25次。如果是一臺4缸發(fā)動機，那么在1秒內4個氣缸則要產生100次爆炸。

為什么汽油機的動力能夠源源不斷？

活塞在氣缸中上下移動，活塞下行到的最低點叫下止點，上行到頂點的位置稱為上止點。上止點與下止點之間的距離稱為行程。當活塞在上止點時，活塞頂端的空間稱為燃燒室。

進氣行程

活塞在氣缸內自上止點向下行到下止點時，進氣門打開，排氣門關閉，氣缸內可以產生部分的真空，將新鮮的空氣和汽油的混合氣吸進氣缸內。

壓縮行程

進氣門和排氣門都關閉，活塞由下止點上行移動到上止點，將氣缸的混合氣壓縮，進入氣缸的混合氣越多，活塞越接近上止點位置，壓縮力越大。在壓縮行程內，氣缸中混合氣的最大壓力稱為壓縮力。將混合氣壓縮是為了使混合氣混合得更均勻，且提高溫度易于燃燒，得到較大的動力。

做功行程

進氣門和排氣門都關閉后，火花塞跳出高壓電火花適時將混合氣點燃，使其燃燒并爆發(fā)出強大壓力，將活塞從上止點推到下止點。火花塞的高壓電火花來自高壓線圈，它能將火花能量放大，然后再由電子控制單元（ECU）將高壓電火花按順序分配到各個氣缸，從而點燃被壓縮的混合氣。

排氣行程

活塞自下止點上行到上止點，此時進氣門關閉，排氣門打開，氣缸中已經燃燒過的廢氣由活塞向上移動時，經排氣門和排氣歧管排入大氣。燃燒過的廢氣經過消聲器的消聲后，才不會產生太大的噪聲。

轉子發(fā)動機

汽車大多采用往復式發(fā)動機，因為它的活塞是直線往復運動的。不論是汽油發(fā)動機還是柴油發(fā)動機，都是如此。與往復式活塞發(fā)動機相對的，就是轉子發(fā)動機，其活塞在氣缸內做旋轉運動。

現(xiàn)在所說的轉子發(fā)動機，是指德國工程師菲利克斯·汪克爾在 20 世紀 50 年代設計的三角形活塞式轉子發(fā)動機。因此，轉子發(fā)動機也被稱為汪克爾發(fā)動機。

轉子發(fā)動機的主要部件結構簡單，體積小，功率大，高速時運轉平穩(wěn)，性能較好，曾引起汽車行業(yè)的關注，紛紛進行研制試驗。但是，經過幾十年的試驗證明，這種發(fā)動機尚無法與傳統(tǒng)往復活塞式發(fā)動機相媲美，其活塞邊緣磨損嚴重，油耗較高。

轉子發(fā)動機的活塞呈扁平三角形，氣缸是一個扁盒子，活塞偏心地置于空腔中。當活塞在氣缸內做行星運動時，工作室的容積隨活塞轉動而發(fā)生周期性的變化，從而完成進氣、壓縮、做功、排氣四個工作行程。活塞每轉一次，完成一次四行程工作循環(huán)。四行程工作循環(huán)與往復式發(fā)動機的四行程工作循環(huán)在原理上是一樣的，只不過活塞的形狀和運行軌跡不一樣。

編輯：黃飛

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