現(xiàn)在的汽車上使用的基本都是往復(fù)活塞式四沖程發(fā)動機(jī)，它屬于內(nèi)燃機(jī)的一種，能將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并對外輸出。這種發(fā)動機(jī)的歷史已經(jīng)有一百多年了，雖然技術(shù)上不斷進(jìn)步，性能和效率有了很大的提高，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理并沒有變化。

汽車發(fā)動機(jī)可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類，它們的基本結(jié)構(gòu)是一樣的，都是由兩大機(jī)構(gòu)和五大系統(tǒng)組成，即曲柄連桿機(jī)構(gòu)，配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動系。汽油機(jī)和柴油機(jī)最大的區(qū)別是柴油機(jī)沒有點(diǎn)火系，而且二者的燃油供給系也有很大的區(qū)別。從熱效率方面來說，柴油發(fā)動機(jī)更高一些，這也是相同排量的情況下柴油發(fā)動機(jī)更省油的原因。在我國，由于柴油屬于重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，所以在乘用車上的使用受到了限制，更多的用于卡車和農(nóng)用機(jī)械上。

下面我們就來說一說，汽車發(fā)動機(jī)究竟如何“動”起來的。不論汽油發(fā)動機(jī)還是柴油發(fā)動機(jī)，它們的工作原理基本都是一致的，下面我們以四沖程汽油機(jī)為例來說說發(fā)動機(jī)的基本工作原理，與柴油機(jī)的區(qū)別也會在其中單獨(dú)的說明。

首先需要說明的是，發(fā)動機(jī)不會自己無緣無故的轉(zhuǎn)動，必須有一個外力來給它提供原始的動力，這個外力就是由發(fā)動機(jī)的起動系統(tǒng)來提供的。我們將鑰匙轉(zhuǎn)到啟動檔的時候，起動機(jī)通電運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的曲軸，帶動其它機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，發(fā)動機(jī)才能自行運(yùn)轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進(jìn)行下去。如果沒有啟動系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)是不可能工作的，有時候汽車的電瓶沒電了，汽車就無法啟動了，就是這個原因。當(dāng)發(fā)動機(jī)正常工作后，起動系統(tǒng)的使命就完成了。

發(fā)動機(jī)正常工作時，它的工作循環(huán)包括四個活塞行程：進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。下面分別來說說它們的運(yùn)動過程。

1、進(jìn)氣行程

在這個行程中，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動。空氣和汽油的混合物被吸入氣缸，在氣缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。 當(dāng)進(jìn)氣行程終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力約為0．08～0．09 MPa，溫度達(dá)到320～400 K。 對于柴油機(jī)來說，它吸入的是純空氣，而不是柴油與空氣的混合氣，并且它的進(jìn)氣系統(tǒng)中沒有節(jié)氣門，進(jìn)氣阻力小，且殘余廢氣溫度較低，同汽油機(jī)相比，進(jìn)氣終了時缸內(nèi)氣體壓力略高而溫度略低。

2、壓縮行程

在這個行程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動；  氣缸容積逐漸變小，氣缸內(nèi)混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。當(dāng)壓縮行程終了時，混合氣壓力可達(dá)0．8～1．5 MPa，溫度可達(dá)600～750 K。采用大壓縮比，可提高壓縮終了時氣缸內(nèi)的壓力和溫度，從而加快燃燒速度，提高發(fā)動機(jī)熱效率，但太大容易引起“爆震”和“表面點(diǎn)火”，通常汽油機(jī)壓縮比為9～12，柴油機(jī)壓縮比為16～22。 由于柴油機(jī)的壓縮比更大，壓縮終了時缸內(nèi)氣體壓力約為3～5 MPa，溫度約為750～1000 K，都比汽油機(jī)的高，并且壓縮終了溫度超過柴油的自燃溫度。

3、作功行程

在這個行程中，進(jìn)排氣門仍然關(guān)閉。壓縮行程結(jié)束時，火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個燃燒室，并放出大量熱能；燃燒氣體體積膨脹，壓力、溫度升高；氣體壓力推動活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)，并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。燃燒最高壓力可達(dá)3～6．5 MPa，最高溫度可達(dá)2200～2800 K。作功終了時，氣體壓力降低到0．35～0．5 MPa，氣體溫度降低到1200～1700 K。

汽油機(jī)與柴油機(jī)最大的區(qū)別就在于此。當(dāng)壓縮行程結(jié)束時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，由于此時氣缸內(nèi)溫度高于柴油自燃溫度，所以柴油自行著火燃燒，并形成多個火焰中心，燃燒的更加劇烈和暴力，燃燒氣體最高壓力6～9 MPa，最高溫度也可高達(dá)1800～2500 K，作功終了時，氣體壓力約為0．2～0．5 MPa，溫度約為1000～1200 K。所以，人們說柴油機(jī)更有勁的原因就在于此。

4、排氣行程

在這個行程中，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門開啟；活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動。膨脹過后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經(jīng)排氣門排出氣缸。排氣行程結(jié)束后，殘留在燃燒室內(nèi)的少量廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣壓力約為0．105～0．12 MPa，溫度約為 900～1100 K。這個過程柴油機(jī)和汽油機(jī)差不多，只是柴油機(jī)的殘余廢氣溫度略低。

這個過程說起來很漫長，但發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來的時候，每個行程的時間都是非常短的。如果發(fā)動機(jī)以800轉(zhuǎn)／分鐘的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，每一個行程的時間大約只有0．035秒；如果發(fā)動機(jī)以1800轉(zhuǎn)／分鐘的常用轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，每一個行程的時間大約只有0．017秒。所以運(yùn)轉(zhuǎn)的速度是極快的。

由于發(fā)動機(jī)做功所需要的空氣和燃料都要在這樣短的時間內(nèi)進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室并混合燃燒，因此對發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)提出了極高的要求，只有讓更多的燃油和空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)的動力才有可能提升。相對而言，讓更多的燃油進(jìn)入發(fā)動機(jī)是比較容易的，而讓更多的空氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)卻是很困難的，所以現(xiàn)代發(fā)動機(jī)的每一次進(jìn)步幾乎都是進(jìn)排氣系統(tǒng)的改進(jìn)，配氣機(jī)構(gòu)成為了發(fā)動機(jī)上最復(fù)雜、最精密的機(jī)構(gòu)，比如現(xiàn)在普遍采用的可變氣門正時與升程系統(tǒng)，進(jìn)氣增壓系統(tǒng)等等。

現(xiàn)在應(yīng)該看明白了吧，發(fā)動機(jī)在工作時首先由起動系統(tǒng)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，然后四個行程反復(fù)循環(huán)動作，發(fā)動機(jī)就進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)，將燃料燃燒釋放的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并源源不斷的對外輸出，通過汽車的傳動系統(tǒng)傳遞到車輪上驅(qū)動汽車飛速行駛。應(yīng)該說汽車是人類最偉大的發(fā)明之一，它的出現(xiàn)極大的改變了人類社會的文明進(jìn)程，近一百年來的社會發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了之前幾千年的發(fā)展總和。