发动机是如何运作的？

发动机是将化学能转化为机械能的装置，通过将热能转化为动能，为汽车提供动力。大多数汽车发动机采用四冲程循环来实现连续的动力输出：

在进气冲程中，发动机吸入纯净空气。对于柴油发动机，进气压力在0.85到0.95个标准大气压之间，进气温度约为300到340K。进气门打开，排气门关闭，活塞从上止点运动到下止点，活塞上方的容积增大，气缸内的压力降低，产生吸力，将纯净空气吸入气缸。

在压缩冲程中，柴油发动机压缩的是纯净空气，压缩比可以达到16到22，这远高于汽油发动机的压缩比。进气门和排气门保持关闭状态，活塞从下止点运动到上止点，将空气压缩到燃烧室。压缩结束后，汽缸内的压力可达到3000到5000kPa，温度可达到750到1000K，超过了柴油的自燃温度520K。

在做功冲程中，当压缩接近结束时，在高压油泵的作用下，柴油以约10MPa的压力通过喷油器喷入汽缸，与空气混合后迅速燃烧。燃烧产生的高温高压气体推动活塞向下移动，产生动力。此时，汽缸内的压力可达5000到9000kPa，温度高达1800到2000K。由于柴油机依靠压缩空气点火燃烧，因此也被称为压燃式发动机。

在排气冲程中，燃烧后的废气被排出汽缸。排气温度通常在700到900K之间。排气阀打开，进气阀关闭，活塞从下止点运动到上止点，将废气排出汽缸。当排气冲程结束时，活塞回到上止点，一个工作周期完成。曲轴依靠飞轮转动的惯性继续转动，下一个循环开始，发动机就持续运转起来。

单缸发动机只有一个冲程产生动力，运转不够平稳，通常会配备大飞轮增加转动惯量来提高平稳性，但会增加重量和尺寸。现代汽车普遍采用多缸发动机，如四缸、六缸和八缸发动机，这样可以提高运转平稳性和效率。