維基少年:事物如何運作/汽車發動機
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汽車發動機使用內燃機，它是一種機械裝置，透過燃燒燃料產生旋轉動力，從而推動車輛。
尼古拉斯·奧托是第一個成功建造四衝程發動機的，該發動機後來成為 1876 年的汽車發動機。1885 年，卡爾·本茨使用類似於奧托發動機的發動機製造了一輛三輪汽車。同年，本茨開始生產和銷售汽車。
第一個涉及缸內壓縮的商用二衝程發動機歸功於蘇格蘭工程師杜加爾德·克拉克，他在 1881 年為他的設計申請了專利。
內燃機從燃燒液體燃料與空氣混合（汽化）產生的熱量中獲得動力。
這些大多是“化石燃料”，如汽油、柴油、壓縮天然氣（CNG）和液化石油氣（LPG），它們是從地下開採出來的，並且越來越難以找到和開採，但一些新技術使用合成燃料或可再生燃料，如氫氣，它可以透過使用可再生能源進行電解生產。
它是一種將化學能（燃料）轉換為熱能，然後再轉換為機械能的機械裝置。往復運動（來回運動）轉換為旋轉運動，並透過離合器、變速箱等傳遞到汽車的車輪。
1. 進氣
2. 壓縮
3. 做功
4. 排氣
發動機正確來說是電機，因為它讓東西運動！發動機實際上是指巧妙的裝置，但我們使用這個術語是因為燃燒燃料和提供動力的過程通常需要比簡單的電機旋轉軸更多的東西。（像齒輪、槓桿和電纜這樣的巧妙東西，可以將動力傳遞到真正需要的地方）。
電機在一個或多個稱為氣缸的金屬管中燃燒燃料和空氣的混合物。燃燒產生的熱氣體膨脹，推動活塞向下運動，導致曲軸旋轉，並帶動飛輪旋轉，吸收燃燒燃料釋放的能量，並在下一個迴圈開始之前保持旋轉。旋轉曲軸和飛輪的動力最終驅動車輪。
有許多不同型別的電機，但只有兩種常見的型別：便宜、吵鬧且功能有限的二衝程電機，通常只用於小型摩托車和園林機器，以及更復雜的奧托或四衝程電機，用於汽車、卡車和公共汽車，該電機（如圖所示）有一個有趣的助記符，從活塞在“頂部”（注意：這並不總是真正位於頂部，但就像左邊的圖片一樣，大多數人稱之為帶有火花塞或點火器的氣缸端，它離“底部”或曲軸最遠）。
- 吸入（1）空氣和燃料蒸氣的混合物（實際上稱為進氣行程，因為活塞從靠近火花塞或點火器的氣缸“頂部”開始，向下運動到靠近曲軸的“底部”）。
- 壓縮（2）混合物（壓縮行程，因為活塞向上運動，朝向火花塞或點火器）。
- 爆炸！（3）火花塞或點火器點燃壓縮的燃料和空氣（做功行程，迫使活塞向下運動，朝向曲軸） - 當活塞離曲軸最遠時，它被稱為處於“上止點” - 實際點火通常發生在飛輪慣性使曲軸旋轉了幾度之後，因此活塞實際上已經在開始下降，然後它才受到膨脹的熱燃燒氣體的推動！
- 吹出（4）燃燒後的燃料（排氣行程 - 活塞返回到氣缸“頂部”，準備吸入新鮮燃料並重新開始迴圈）產生的廢氣。
這些只在 20 世紀中葉的少數小型汽車中使用，最著名的是東德大規模生產的 Trabant，但也有一些更著名的“超小型”或“超輕型”製造商，如 DKW、薩博、瓦特堡、鈴木和斯巴魯生產了少量二衝程汽車。
需要使用燃料和潤滑油的特殊混合物，因為燃料和空氣的混合物透過曲軸箱吸入，做功行程結束和壓縮行程開始同時發生，因此它同時執行進氣和排氣功能！
雖然它們與四衝程發動機相比具有更好的功率重量比，但它們更容易磨損，並且汙染嚴重。許多工業機器或船舶發動機使用大型二衝程柴油發動機。
汽油（或汽油）發動機的速度更容易控制，並且通常比相同功率的柴油發動機更輕，柴油發動機在恆速下工作最佳，並且確實需要渦輪增壓器來彌補柴油慣性。
汽油是一種“輕”燃料，高度易燃，用電火花塞點燃。柴油（有時稱為“汽化油”）是一種更濃稠的“重”燃料，可燃性低得多，並且透過氣缸內非常高的壓縮來點燃。柴油透過一個安裝在汽油發動機火花塞所在位置附近的管子“噴射”。柴油在低溫下容易凝固，並且經常新增“防蠟劑”來防止這種情況發生。
柴油發動機可能需要加熱才能工作。這通常透過電加熱器完成，但 20 世紀中葉為寒冷氣候設計的某些拖拉機發動機可以使用兩種燃料，必須使用汽油啟動，然後在變熱後，駕駛員可以選擇使用昂貴的汽油或廉價的“拖拉機汽化油”，在某些歐洲國家，這種汽油是補貼的，並且染了色以識別其在“未經授權的”車輛中的使用。
非常危險！發動機使用易燃液體燃料，可能會洩漏；它們會產生熱量，可能點燃溢位的燃料；它們又重又大，因此在停止執行後會長時間保持高溫；它們會產生動力，並且有許多運動部件，可能會壓碎手指或夾住衣服，使毫無防備的人陷入困境並受傷，因此在維修發動機之前，必須先關閉主電機（稱為“原動機”）。請記住，周圍還有其他電機提供動力，例如冷卻風扇，這些風扇可能設計成在“原動機”發動機點火關閉後繼續執行一段時間）。
除非您確定發動機已完全冷卻，否則切勿打開發動機罩或觸碰發動機 - 至少在停止執行後一個小時。
在將任何東西插入發動機罩之前（尤其是裸露的手指、鬆散的長髮或懸垂的衣服），請務必檢查發動機艙內的所有部件是否都已冷卻，並且沒有燃料或機油洩漏，還要確保所有其他電機確實已經停止執行。
內燃機的汽缸數量、汽缸尺寸和位置各不相同。例如，直列四缸發動機有四個汽缸排成一排，而 V6 發動機則有三個汽缸對成“V”形，如上圖所示。
一些大眾汽車的設計使用了不尋常的四衝程風冷發動機，兩側各有兩個汽缸（“水平對置四缸發動機”），最初是為輕型飛機設計的。這裡展示的是其中一個，一臺 1131 立方厘米（69 立方英寸）總容量的大眾甲殼蟲發動機，1945 年的功率為 25 馬力（DIN）。它已經被切開，以便更好地展示內部結構。橙色是切面，綠色是來自化油器（混合器）的燃油空氣入口，位於中間，因為它必須供給兩側。排氣管、冷卻風扇和發電機或交流發電機沒有顯示。機油濾清器和冷卻器位於左上角。
汽車（車輛）內燃機可能是二衝程或四衝程發動機，可以使用火花點火（SI）為“易揮發”汽油或液化石油氣 (LPG) 燃料供電，也可以使用壓縮點火 (CI) 柴油發動機（如上所述）。
非常顯著地改變了。在汽車出現之前，個人交通工具只有馬力，速度約為 10-15 公里/小時（不到 10 英里/小時，大約是步行速度的兩倍），而蒸汽動力的公共交通工具的速度約為步行速度的兩三倍。內燃機使個人交通工具的速度大大提高，在普通道路上可以達到約 100 公里/小時（60 英里/小時）。不幸的是，汽油和柴油都是所謂的“化石燃料”，因為它們是在數百萬年的自然力量下形成的，而我們目前的消耗速度意味著它們可能不會永遠存在。科學家們已經嘗試了許多其他“合成燃料”，但收效甚微。因此，汽車也間接地導致了我們西方世界如今的生活方式，即住宅區、工業區和商業區分開，這意味著大多數人需要汽車才能工作、購物和參加社交活動。
不幸的是，汽車的大量使用導致了世界汙染的增加，即所謂的“溫室氣體”，它們被認為正在使地球變暖並改變天氣。極地冰蓋似乎正在融化，因此海平面可能會上升，淹沒沿海地區，暴風雨也可能變得更加猛烈，因為氣流對溫度很敏感。
將往復運動（來回運動）轉換為旋轉運動的想法在古代就已知，並應用於車床中，用來製作圓柱形柱子和紡錘。
利用外部熱量產生蒸汽的想法古希臘人就已經知道，但我們所知的蒸汽機只是從 17 世紀發展起來的往復式蒸汽泵中誕生的。後來，在 18 世紀，更復雜的蒸汽機擁有曲柄和飛輪，以產生旋轉運動，並使用調速器進行速度控制。在 19 世紀初，蒸汽機車得到了發展，隨之而來的是一些輔助裝置，例如車廂暖氣（更不用說轉向機構和制動器了）。
最大的突破是找到了在活塞內燃燒燃料的方法（內燃機），而不是產生高壓蒸汽或氣體，然後像蒸汽機和氣動馬達那樣將它們泵入發動機汽缸。
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