# 汽车发动机工作原理

A cut\-away four\-cylinder engine showing how fuel and air burn in four strokes \(intake, compression, power, exhaust\) to turn the crankshaft and wheels\.

By Lau

Topic: Machines

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## Transcript

### 1. 汽车发动机工作原理

这是一台被剖开一半的四缸汽车发动机，我们能直接看到它的内部。汽油在里面一次次燃烧，推动零件不停地运动，最后让车轮转起来。一起来看看，燃料是怎样变成动力的。

画面放慢了很多倍，真实的发动机快得根本看不清。

### 2. 燃料和空气

汽油里储存着化学能，但它要和空气里的氧气混在一起才能燃烧。后面这排弯管叫进气管，负责把空气送进发动机。喷油器往空气里喷进细细的油雾。

燃烧以后，汽油会变成二氧化碳和水，同时放出大量的热。

### 3. 第一步：进气

活塞是气缸里一个能上下滑动的金属塞子。它往下走时，上方的进气门打开，空气和油雾被吸进气缸，就像拉动针筒吸水一样。

蓝色的雾代表新鲜的空气和油雾。

### 4. 第二步：压缩

现在两个气门都关紧了。活塞往上推，把混合气挤进原来大约十分之一的空间。被压紧的气体变得更热，烧起来也更有力。

这个挤压的比例叫压缩比，普通汽油车大约在 8 比 1 到 11 比 1 之间。

### 5. 第三步：做功

活塞快到最高点时，顶上的火花塞打出一个小火花。混合气迅速燃烧，热气体猛地膨胀，用力把活塞推下去。四个步骤里，只有这一步产生动力。按下按钮试试看。

这是一团飞快蔓延的火焰，不是炸弹那样的爆炸。

### 6. 第四步：排气

排气门打开，活塞再次上升，把燃烧过的废气推出气缸，废气最后从排气管离开汽车。接着一切从头再来：进气、压缩、做功、排气。

完成这四个步骤，曲轴要转整整两圈。

### 7. 四个气缸轮流出力

一个气缸每转两圈才做功一次。所以发动机有四个气缸轮流点火，任何时刻总有一个在推动曲轴。拖动滑块，让发动机转得快一些。

常见四缸发动机的点火顺序是 1、3、4、2。

### 8. 从上下运动到旋转

连杆把活塞和曲轴连在一起。活塞的上下推动让曲轴转起来，就像骑车时脚踩踏板让轮子转动。沉重的飞轮储存转动的力量，帮发动机平稳地度过不做功的时刻。

曲轴还通过皮带带动上方的凸轮轴，凸轮轴的转速只有曲轴的一半，正好控制气门开关。

### 9. 能量去哪儿了

飞轮的转动经过变速箱传到车轮，汽车就向前跑了。不过燃料的能量里，只有大约四分之一到三分之一变成了动力，其余大多变成热量，随废气和冷却水散走了。

下次坐车时想一想：引擎盖下面每秒都在发生几十次小小的燃烧！