發(fā)動機的工作原理是什么

發(fā)動機的工作原理是把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能。常見的四沖程發(fā)動機，無論是汽油發(fā)動機還是柴油發(fā)動機，都有著特定的工作循環(huán)。汽油發(fā)動機先吸入空氣與汽油混合物，經(jīng)壓縮后點火，產(chǎn)生的熱能推動活塞運動并轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機械能；柴油發(fā)動機則先吸入空氣壓縮，再噴入霧化柴油使其爆炸膨脹，推動活塞并輸出機械功。它們都巧妙地實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化。

具體而言，四沖程汽油發(fā)動機的工作循環(huán)由進(jìn)氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程這四個行程有序組成。

在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點向下止點運動，進(jìn)氣門打開，此時空氣和汽油的混合物會被吸入氣缸內(nèi)，為后續(xù)的能量轉(zhuǎn)化準(zhǔn)備好“原料”。這就如同為一場精彩的演出準(zhǔn)備好道具，只有準(zhǔn)備充分，后續(xù)的表演才能順利進(jìn)行。

緊接著是壓縮行程，活塞由下止點向上止點運動，進(jìn)排氣門均關(guān)閉。在這個過程中，進(jìn)氣行程吸入的空氣和汽油混合物被壓縮，體積變小，壓力和溫度不斷升高。這一過程就像是將松散的力量凝聚起來，為即將爆發(fā)的能量積累勢能。

當(dāng)壓縮行程末尾，火花塞會釋放電火花，點燃被壓縮的空氣和汽油混合物。燃燒瞬間產(chǎn)生大量熱能，使氣缸內(nèi)的氣體溫度和壓力急劇升高，形成高溫高壓氣體。這些氣體膨脹產(chǎn)生強大的推力，推動活塞向下運動，通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，從而將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，這便是作功行程。這一步就如同演出的高潮部分，所有的準(zhǔn)備和積累在此刻爆發(fā)出巨大的能量。

最后是排氣行程，活塞由下止點向上止點運動，排氣門打開。燃燒后的廢氣在活塞的推動下排出氣缸，為下一個工作循環(huán)騰出空間。至此，一個完整的工作循環(huán)結(jié)束，發(fā)動機又將開始新的一輪能量轉(zhuǎn)化之旅。

四沖程柴油發(fā)動機的工作循環(huán)同樣包含這四個行程，但在細(xì)節(jié)上有所不同。進(jìn)氣行程時，活塞下行，進(jìn)氣門打開，只吸入空氣。壓縮行程中，活塞上行壓縮空氣，使空氣的壓力和溫度大幅升高。當(dāng)達(dá)到一定壓力和溫度后，噴油器噴入霧化柴油，柴油在高溫高壓的空氣中迅速與氧氣混合并自行燃燒，形成高溫高壓氣體使柴油爆炸膨脹。強大的膨脹力推動活塞向下運動，通過連桿、曲軸等部件將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，從而輸出機械功。排氣行程與汽油發(fā)動機類似，活塞上行將廢氣排出氣缸。

無論是汽油發(fā)動機還是柴油發(fā)動機，它們都依靠這四個行程的有序循環(huán)，巧妙地將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，為車輛的行駛提供源源不斷的動力。正是這種精確而高效的能量轉(zhuǎn)化機制，使得發(fā)動機成為汽車的核心動力源泉，帶領(lǐng)我們馳騁在廣闊的道路上。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）