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照片2.1 汽油发动机※照片由丰田汽车提供
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汽车是怎样跑起来的 [:1700046480]
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2.1.2 四冲程发动机的结构
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下面我就来解释一下启动发动机后，是如何将汽油吸入发动机内的气缸的。为了解释这一结构，我需要先讲解一下发动机是如何工作的。
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发动机内有气缸和活塞（图2.1），活塞与连杆相接，连杆连接着活塞和曲轴。活塞在气缸中进行上下往复运动，带动连杆，从而使曲轴转动，这就是发动机的基本结构。曲轴的转动沿着传递路径（将在第3章中进行介绍），最终到达轮胎（车轮）。这样一来，发动机的转动带动轮胎旋转，从而驱动汽车。
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图2.1 发动机的构造
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下面我想简单介绍一下活塞的往复运动。活塞的往复运动包括“进气”、“压缩”、“膨胀”和“排气”四个行程（冲程）（图2.2）。因为有四个冲程，所以我们称这类发动机为四冲程发动机。在这一过程中活塞上下往复，带动曲轴转动。
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图2.2 四冲程发动机※重复进气、压缩、膨胀、排气四个行程
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首先是“进气”。在这一阶段，空气与汽油混合后的混合气体被吸入气缸，我们称之为进气行程。此时，气缸中的活塞向下运动。
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接着是“压缩”。此时降至下止点的活塞逐渐上升，压缩气缸中的混合气体，我们称之为压缩行程。
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然后是“膨胀”。活塞升至上止点时，压缩后的混合气体被点燃，开始迅速燃烧。随后，气体膨胀下压活塞。我们称这一过程为膨胀行程。
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最后是“排气”。在这一阶段，混合气体燃烧后残留的煤烟被排出气缸，我们称之为排气行程。此时，在膨胀行程中降至下止点的活塞再次上升，并随其上升向外排出煤烟。排气结束时会返回到最初的进气行程，再次重复压缩、膨胀、排气和进气，带动活塞上下运动。
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在四冲程发动机中，直至四个行程全部完成，活塞总共上下往复了两次。活塞在进气时下压，压缩时上升，膨胀时下压，排气时上升。活塞上下往复两次，带动曲轴转动两次。也就是说，四冲程发动机每燃烧一次混合气体，活塞往复两次，曲轴转动两次*1。即燃烧一次转动两次。这就是四冲程发动机。
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*1 除四冲程发动机之外，还有活塞每往复一次、曲轴转动一次就燃烧一次的二冲程发动机。在二冲程中，膨胀行程和活塞下压的进气行程同时进行，排气行程与活塞上升的压缩行程同时进行。与四冲程不同，二冲程一边向外排出燃烧的残渣（煤烟），一边压缩混合气体，这一行程被称为”扫气“。二冲程发动机具有体积小、能量大的优点，但另一方面也容易造成混合气体和废气的混合。
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汽车是怎样跑起来的 [:1700046481]
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2.1.3 将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转
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在四个行程的反复中，活塞的上下往复是如何转化为曲轴和轮胎的旋转运动的呢？让我来解释一下。
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在这一过程中，气缸、活塞、连杆和曲轴发挥了重要作用。正如图2.1所介绍的，连杆连接着气缸内的活塞和曲轴。而将活塞的往复运动转化为旋转运动的关键，就是这四个零件中的曲轴。
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如图2.3所示，曲轴是一根凹凸不平的轴。凸出的部分连接着连杆的一端，连杆负责将活塞的运动传递至曲轴。活塞上下运动带动连杆上下运动。接着，连杆下压曲轴的尾部，曲轴开始旋转。这样一来，活塞的往复运动就转化为了曲轴的旋转运动。
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图2.3 将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转
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让我们再具体看一下。当活塞下压时曲轴的凸出部分也跟着下压，活塞上升时凸出部分也随之向上旋转。接着，活塞再次下压，曲轴的凸出部分也随之旋转下压。这样就形成了曲轴的旋转运动。曲轴凹凸不平的形状有利于其旋转。
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