發動機是汽車的“心臟”，下面將以活塞往復式發動機為例進行詳細說明。

發動機的結構圖解

組成發動機的零部件

發動機由各式各樣的零部件組成， 如下圖所示。

往復式發動機的工作原理是，向氣缸中噴入燃油和空氣的混合氣體并點火，混合氣體燃燒時體積膨脹，產生的能量推動活塞移動，再通過曲軸將活塞的上下移動轉變為旋轉運動，使發動機運轉。幾乎所有汽車都采用該類發動機。

發動機性能上的飛速發展比其機械零部件的進化更為顯著。近年來，發動機大多采用電子控制單元（ECU，Electronic Control Unit）來控制燃油和空氣的混合方法、混合氣體噴入氣缸的時間及噴入量，因此發動機的性能比之前有了很大的提高。

氣缸

氣缸指的是氣缸體內的圓筒形部件，燃油和空氣的混合氣體是在氣缸中進行燃燒的。因為混合氣體在氣缸內燃燒會導致壓力和溫度迅速上升，所以氣缸需要有足夠的強度來承受高壓和高溫?；钊跉飧變壬舷乱苿?，因此氣缸是圓筒形的?；旌蠚怏w燃燒時產生的熱量和活塞移動時產生的熱量都會轉移到氣缸體內。

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氣缸蓋
氣缸蓋安裝在氣缸體上方，其上裝有進氣門、排氣門、控制氣門開閉的凸輪以及凸輪軸。

發動機的工作原理

混合氣體燃燒所爆發出的能量使活塞上下移動，從而帶動曲軸等部件進行旋轉運動。

上下移動轉換為旋轉運動

空氣由進氣歧管供給，燃油從噴油器中噴出，將空氣和燃油充分混合后通過進氣門輸送至氣缸?；旌蠚怏w在氣缸內經火花塞點燃后燃燒，氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞迅速向下移動，隨后因廢氣的排出又向上移動。與活塞相連接的連桿同時也固定在曲軸上，通過連桿可以將活塞的上下移動轉換為曲軸的旋轉運動。

活塞的上下移動分為進氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，擁有這四個沖程的發動機就稱為四沖程發動機。

■ 氣缸周邊的零部件圖解

■ 發動機的沖程



發動機旋轉的零部件圖解

■ 活塞
活塞要承受氣缸內混合氣體燃燒所產生的高壓和高溫，因此對活塞的強度有特別的要求?；钊枰舷乱苿?，為了提高其移動的效率，活塞應選用較輕的材料，且與氣缸壁之間的移動阻力要盡量小。另外，為了保證氣缸的套筒與活塞間存在一定的阻力，還需要在活塞上安裝活塞環。


■ 連桿
連桿是連接活塞和曲軸的棒狀零部件。連桿的小端連接活塞，大端連接偏移曲軸的旋轉部位，因此將活塞的上下移動傳遞到了曲軸上。同活塞一樣，為了提高效率，要求連桿的材料也擁有輕量、高強度、低移動阻力的性能。www.011315.cn


■ 曲軸
曲軸通過連桿接受活塞傳遞來的上下移動，并將其轉變為旋轉運動。連桿將上下移動傳遞到曲軸上距離旋轉中心偏移的部位，因此需要曲軸具有較大的剛性。曲軸將旋轉運動傳遞到飛輪上，成為發動機的驅動力。曲軸運轉的同時，氣門也將隨著正時皮帶（正時鏈條）的聯動而開啟和關閉。


■ 飛輪
氣缸內混合氣體燃燒后產生高壓，施加在活塞上帶動曲軸旋轉，但曲軸旋轉存在不均勻的現象，所以就需要飛輪作為維持慣性的工具，保證曲軸平順的運轉。飛輪越重，就越能使帶慣性的發動機更加平滑地運轉，但這樣卻不利于急劇的轉速改變，因此選擇飛輪時一定要考慮平滑旋轉的扭矩和轉速改變等性能上的平衡。



氣缸的排列

往復式發動機的活塞和氣缸相互配合，其數量和排列形式根據用途分為多個種類。小排量發動機多為2～3氣缸，1～2L的發動機為4氣缸，較大排量的發動機是6氣缸。要想使活塞平滑移動，則需要更大的旋轉扭矩，但由于直列型氣缸的重量大且價格高，因此6缸發動機大多采用V型。水平對置型發動機的優點是振動少，中心高度低；缺點是加工工藝復雜。www.011315.cn