第2章 行驶——发动机是汽车的心脏

第1部分 汽油动力车篇

第2章~第7章讲解汽油动力车的结构。汽车在发动机中燃烧汽油,产生使轮胎转动的力,进而通过切换齿轮向前行驶。随后转动方向盘转向,最终踩下制动踏板停车。在这一部分,我将介绍汽车进行这些动作时的内部机制以及保证汽车安全舒适的技术。

第2章 行驶——发动机是汽车的心脏

热身问答

阅读正文前,让我们先回答下面的问题来热热身吧。

问题

下列哪个国家的哪位发明家最先发明了发动机?

  1. 卢森堡的艾蒂安·勒努瓦
  2. 法国的阿尔方斯·比奥·德罗夏
  3. 德国的尼古拉斯·奥古斯特·奥托
答案

1. 卢森堡的艾蒂安·勒努瓦

解析

出生于卢森堡的勒努瓦在1859年发明了二冲程燃气发动机。

发动机有二冲程和四冲程之分。二冲程是指活塞每上下往复一次,燃烧一次,而四冲程是指活塞每上下往复两次,燃烧一次。汽车业界将二冲程和四冲程分别简称为二冲和四冲。本书将以汽车中使用较多的四冲程为例进行讲解。

勒努瓦发明的二冲程燃气发动机,其所用燃料不是汽油等液体,而是气体。据说它最初不是汽车的发动机,而是为工厂提供动力的固定装置,当时制造了400多台。1861年,搭载这一发动机的世界上最早的汽艇完成了环塞纳河航行,这在当时备受关注。

1863年,也就是勒努瓦发明二冲程发动机的两年之后,法国人阿尔方斯·比奥·德罗夏发明了四冲程发动机,它也是燃气发动机。

13年后,即1876年,奥托在德国获得了四冲程发动机的专利。所以也有说法称,奥托之所以获得专利,是因为他发明了四冲程发动机。

虽然我们问题的正确答案是“卢森堡的艾蒂安·勒努瓦”,但也请不要忘记德罗夏和奥托。因为如果没有他们两人,也就没有我在本章中要讲解的四冲程燃气发动机了。

本章重点

在第2章中,我将讲解驱动汽车的动力源——发动机的结构。发动机由多个零件构成,它们相互作用产生几马力到几百马力不等的力量驱动汽车。在本章中,我会依序解释发动机如何燃烧汽油、如何将燃烧产生的“热量”转化为驱动汽车的“旋转运动”。那么,让我们从转动汽车钥匙启动发动机开始说起吧。

本章看点
  1. 启动发动机
    为启动静止的发动机,首先需要使起动机(电子启动器)开始运转。转动点火开关钥匙,起动机开始运转,随即启动发动机。我将首先解释一下起动机的功能。
  2. 将空气与汽油混合后的混合气体送入发动机
    转动起动机启动发动机后,空气与汽油混合后的混合气体会被吸入发动机内的气缸。我将解释混合气体是如何产生并被充分吸入气缸的。
  3. 压缩混合气体,开始点火
    活塞压缩吸入的混合气体,随即开始点火。接着,混合气体极速燃烧,在气缸内膨胀,下压气缸中的活塞。这样一来就形成了活塞的上下运动,由上下运动产生发动机的旋转力。我会详细解释这一过程。
  4. 净化废气,减小噪声
    混合气体燃烧后会排出废气。废气中含有对人体有害的成分,需要清除有害气体。并且,燃料燃烧时会发出声音,需要减小噪声。我将讲解一下废气的净化和减小噪声的方法。
  5. 发动机所用的技术
    通过(1)~(4)了解发动机的基本运转原理后,我会在最后介绍一下市售的实体汽车发动机所采用的技术。利用这些技术,发动机就能够更强力、更高效、更顺畅地运转,从而使汽车跑得更快。
  6. 从空转到加快发动机的转速
    发动机开始运转时,如果司机踩下加速踏板,则加快发动机的转速,汽车就会开动。我会介绍加速时油门打开、发动机转速加快的状态。

那么,请坐到车里吧,我将从发动机的启动开始讲解。

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