汽车发动机是如何工作的？

大部分汽车都采用内燃机作为动力来源，它们通过燃烧燃料产生的热能转换为机械能来驱动汽车前进。

汽油发动机是目前使用最为广泛的发动机类型之一。它通过压缩油气混合物致使其温度升高，再通过火花塞点火使其燃烧，燃烧的气体迅速膨胀产生推力，带动曲轴转动产生循环动力。这就是汽油发动机的基本原理，下面我们来详细介绍其内部结构。

首先是曲轴，它由曲柄链轮和曲柄飞轮组成，是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动部件。然后是活塞连杆组件，它由活塞和活塞杆组成，燃料燃烧时膨胀的推力推动活塞，再通过活塞杆带动曲轴实现圆周转动，从而完成热能到机械能的转换。

接下来是气门组件，它由气门、气门弹簧和气门挺杆组成，它们负责开启和关闭气门，实现进气和排气。气门组件由气门传动组件和凸轮轴驱动，凸轮轴上有很多凸轮，它们排列不一，转动时会以不同的节奏触碰气门挺杆来实现对应气缸的气门打开和关闭。

传动组件还包括进气和排气凸轮、链轮、舵轮、张紧轮和皮带。这些零部件协同工作，共同完成发动机的配气和动能转换。

四冲程汽油发动机的工作过程包括进气行程、压缩行程、做工行程和排气行程。通俗理解就是要完成这四个动作才能实现一次动力转换。直列式是指气缸的排列方式，随着技术进步，很多先进发动机采用其他排列方式，比如V型排列或水平对置式排列。

四缸发动机表示有四个气缸，双顶置式凸轮轴（DC）是指用两根顶置的凸轮轴分别驱动进气门和排气门。这种设计相对复杂，但它能更好地控制气流，提高燃烧效率，从而实现更强的动力输出。

在燃烧过程中，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气体点燃，放出大量的热能。在气体压力作用下，活塞被推动向下移动，并通过连杆推动曲轴旋转做功。这时进气门和排气门仍然关闭。

最后是排气行程，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞向上移动，此时膨胀过后的燃烧气体在自身剩余压力和活塞的推动下，经排气门排出气缸之外，排气行程结束。

细心的朋友可能会问，我们只看到了燃料燃烧时产生的向下推力，那活塞向上的推力是哪里来的呢？实际上，这个推力来自曲轴。曲轴的结构决定了它可以产生动量，通俗理解就是惯性原理。这部分惯性动量使曲轴不会马上停止，转下去之后还能再转上来。

同时，四个气缸是错位排列的，当一个气缸完成做功即将回位时，另一个气缸开始做功，曲轴连续受力就能持续转动，从而实现持续的动力输出。