現在的汽車(chē)上使用的基本都是往復活塞式四沖程發(fā)動(dòng)機，它屬于內燃機的一種，能將燃料的化學(xué)能轉化為機械能并對外輸出。這種發(fā)動(dòng)機的歷史已經(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，但其基本結構和工作原理并沒(méi)有變化。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機可以分為汽油機和柴油機兩大類(lèi)，它們的基本結構是一樣的，都是由兩大機構和五大系統組成，即曲柄連桿機構，配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點(diǎn)火系和起動(dòng)系。汽油機和柴油機最大的區別是柴油機沒(méi)有點(diǎn)火系，而且二者的燃油供給系也有很大的區別。從熱效率方面來(lái)說(shuō)，柴油發(fā)動(dòng)機更高一些，這也是相同排量的情況下柴油發(fā)動(dòng)機更省油的原因。在我國，由于柴油屬于重要的戰略物質(zhì)，所以在乘用車(chē)上的使用受到了限制，更多的用于卡車(chē)和農用機械上。

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不論汽油發(fā)動(dòng)機還是柴油發(fā)動(dòng)機，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為例來(lái)說(shuō)說(shuō)發(fā)動(dòng)機的基本工作原理，與柴油機的區別也會(huì )在其中單獨的說(shuō)明。

首先需要說(shuō)明的是，發(fā)動(dòng)機不會(huì )自己無(wú)緣無(wú)故的轉動(dòng)，必須有一個(gè)外力來(lái)給它提供原始的動(dòng)力，這個(gè)外力就是由發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)系統來(lái)提供的。我們將鑰匙轉到啟動(dòng)檔的時(shí)候，起動(dòng)機通電運轉，轉動(dòng)發(fā)動(dòng)機的曲軸，帶動(dòng)其它機構和系統進(jìn)入工作狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機才能自行運轉，工作循環(huán)才能自動(dòng)進(jìn)行下去。如果沒(méi)有啟動(dòng)系統，發(fā)動(dòng)機是不可能工作的，有時(shí)候汽車(chē)的電瓶沒(méi)電了，汽車(chē)就無(wú)法啟動(dòng)了，就是這個(gè)原因。當發(fā)動(dòng)機正常工作后，起動(dòng)系統的使命就完成了。

發(fā)動(dòng)機正常工作時(shí)，它的工作循環(huán)包括四個(gè)活塞行程：進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。下面分別來(lái)說(shuō)說(shuō)它們的運動(dòng)過(guò)程。

1、進(jìn)氣行程

在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運動(dòng)?？諝夂推偷幕旌衔锉晃霘飧?，在氣缸內進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。 當進(jìn)氣行程終了時(shí)，氣缸內氣體壓力約為0.08～0.09 MPa，溫度達到320～400 K。 對于柴油機來(lái)說(shuō)，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)氣系統中沒(méi)有節氣門(mén)，進(jìn)氣阻力小，且殘余廢氣溫度較低，同汽油機相比，進(jìn)氣終了時(shí)缸內氣體壓力略高而溫度略低。

2、壓縮行程

在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng); 氣缸容積逐漸變小，氣缸內混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時(shí)升高。當壓縮行程終了時(shí)，混合氣壓力可達0.8～1.5 MPa，溫度可達600～750 K。采用大壓縮比，可提高壓縮終了時(shí)氣缸內的壓力和溫度，從而加快燃燒速度，提高發(fā)動(dòng)機熱效率，但太大容易引起“爆震”和“表面點(diǎn)火”，通常汽油機壓縮比為9~12，柴油機壓縮比為16～22。 由于柴油機的壓縮比更大，壓縮終了時(shí)缸內氣體壓力約為3～5 MPa，溫度約為750～1000 K，都比汽油機的高，并且壓縮終了溫度超過(guò)柴油的自燃溫度。

3、作功行程

在這個(gè)行程中，進(jìn)排氣門(mén)仍然關(guān)閉。壓縮行程結束時(shí)，火花塞跳火點(diǎn)燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個(gè)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(dòng)活塞從上止點(diǎn)運動(dòng)到下止點(diǎn)，并通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉作功。燃燒最高壓力可達3～6.5 MPa，最高溫度可達2200～2800 K。作功終了時(shí)，氣體壓力降低到0.35～0.5 MPa，氣體溫度降低到1200～1700 K。

汽油機與柴油機最大的區別就在于此。當壓縮行程結束時(shí)，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，由于此時(shí)氣缸內溫度高于柴油自燃溫度，所以柴油自行著(zhù)火燃燒，并形成多個(gè)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1800～2500 K，作功終了時(shí)，氣體壓力約為0.2～0.5 MPa，溫度約為1000～1200 K。所以，人們說(shuō)柴油機更有勁的原因就在于此。?

4、排氣行程

在這個(gè)行程中，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)開(kāi)啟；活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運動(dòng)。膨脹過(guò)后的廢氣在其自身剩余壓力和在活塞的推動(dòng)下，經(jīng)排氣門(mén)排出氣缸。排氣行程結束后，殘留在燃燒室內的少量廢氣稱(chēng)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(gè)過(guò)程柴油機和汽油機差不多，只是柴油機的殘余廢氣溫度略低。

這個(gè)過(guò)程說(shuō)起來(lái)很漫長(cháng)，但發(fā)動(dòng)機運轉起來(lái)的時(shí)候，每個(gè)行程的時(shí)間都是非常短的。如果發(fā)動(dòng)機以800轉/分鐘的怠速運轉，每一個(gè)行程的時(shí)間大約只有0.035秒；如果發(fā)動(dòng)機以1800轉/分鐘的常用轉速運轉，每一個(gè)行程的時(shí)間大約只有0.017秒。所以運轉的速度是極快的。

由于發(fā)動(dòng)機做功所需要的空氣和燃料都要在這樣短的時(shí)間內進(jìn)入發(fā)動(dòng)機燃燒室并混合燃燒，因此對發(fā)動(dòng)機的進(jìn)排氣系統提出了極高的要求，只有讓更多的燃油和空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機，發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力才有可能提升。相對而言，讓更多的燃油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機是比較容易的，而讓更多的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機卻是很困難的，所以現代發(fā)動(dòng)機的每一次進(jìn)步幾乎都是進(jìn)排氣系統的改進(jìn)，配氣機構成為了發(fā)動(dòng)機上最復雜、最精密的機構，比如現在普遍采用的可變氣門(mén)正時(shí)與升程系統，進(jìn)氣增壓系統等等。

現在應該看明白了吧，發(fā)動(dòng)機在工作時(shí)首先由起動(dòng)系統帶動(dòng)運轉，然后四個(gè)行程反復循環(huán)動(dòng)作，發(fā)動(dòng)機就進(jìn)入自動(dòng)運行狀態(tài)，將燃料燃燒釋放的化學(xué)能轉化為機械能并源源不斷的對外輸出，通過(guò)汽車(chē)的傳動(dòng)系統傳遞到車(chē)輪上驅動(dòng)汽車(chē)飛速行駛。應該說(shuō)汽車(chē)是人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一，它的出現極大的改變了人類(lèi)社會(huì )的文明進(jìn)程，近一百年來(lái)的社會(huì )發(fā)展遠遠超過(guò)了之前幾千年的發(fā)展總和。