1700047225
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。
1700047226
1700047227
1700047228
1700047229
1700047230
图2.2 四冲程发动机※重复进气、压缩、膨胀、排气四个行程
1700047231
1700047232
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。
1700047233
1700047234
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。
1700047235
1700047236
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。
1700047237
1700047238
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。
1700047239
1700047240
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。
1700047241
1700047242
*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。
1700047243
1700047244
汽车是怎样跑起来的 [:1700046481]
1700047245
2.1.3 将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转
1700047246
1700047247
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。
1700047248
1700047249
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。
1700047250
1700047251
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。
1700047252
1700047253
1700047254
1700047255
1700047256
图2.3 将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转
1700047257
1700047258
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。
1700047259
1700047260
汽车是怎样跑起来的 [:1700046482]
1700047261
2.1.4 启动发动机前先使曲轴转动
1700047262
1700047263
到此为止，想必你已经明白了活塞的往复会带动曲轴旋转了吧。也可以说只有曲轴持续旋转，活塞才能不断进行往复运动。如果曲轴不旋转，就无法吸入混合气体，更不能使活塞上升、压缩混合气体。正是因为有了曲轴的旋转，活塞才能上升、压缩、燃烧，完成四个冲程。
1700047264
1700047265
那么，怎样才能启动四冲程发动机呢？这就回到了启动发动机时为何需要通电这一话题。为了开始进气和压缩这两个行程，必须利用外部力量促使活塞上下运动，开启四冲程。也就是说，启动时需要有一个相反的动作，即先用起动机促使曲轴旋转，再带动活塞上下运动。
1700047266
1700047267
为使曲轴旋转，需要利用蓄电池带动起动机转动。这就是我在本章开头讲到“点火后，再往右拧一下钥匙”时汽车内部发生的动作。
1700047268
1700047269
起动机的转动带动曲轴旋转，活塞进而开始往复运动*2。接着，发动机开始空转。活塞下压时发动机内气缸中的气压下降，产生吸力，从而将空气和汽油混合后的混合气体吸入气缸中。随即进入最开始的进气行程。
1700047270
1700047271
*2 连接起动机和发动机的曲轴的，是一种叫“飞轮”的圆盘。我在第2章的后半部分会介绍它的结构。
1700047272
1700047273
发动机真是个奇妙的装置：逆于常序启动发动机，发动机启动后又以常序驱动汽车。接下来将要介绍的蓄电池也运用了类似的可逆原理。
1700047274