引言

在讲述复杂的汽油发动机之前，我们不妨从容易理解的蒸汽机开始。

蒸汽机要工作，首先需要烧热锅炉，然后产生的蒸汽被管道送到汽缸，蒸汽的压力如同推开瓦特眼前的水壶盖一样，推动活塞运动，与之相连的曲柄连杆被带动，转动飞轮，最后，通过滑动阀，废蒸汽从活塞的另一面排出，发出惊人的响声。

既然蒸汽机能驱动火车这样的庞然大物，那移植到汽车上来，按理说应该是绰绰有余。但很可惜，对于汽车来说，蒸汽机的体积太大，并且也不可能请一个司炉为小汽车铲煤。于是，工程师们将燃烧引入汽缸内部，接通煤气管道，再由电点火的方式，改外燃为内燃，这就是发动机的原理，由进气、压缩、点火膨胀、排气四个过程组成，被称为“奥托循环”：

进气：进气门开启后，空气（或者混合气）进入；压缩：活塞运动到上止点过程中，混合气被压缩。通过压缩，可以提高气体温度，同时为气体膨胀做功创造条件；点火膨胀：由火花塞负责点火，爆炸膨胀，将活塞向下推；排气：燃烧后的废气由排气门排出。

要实现这四个过程，汽车发动机总成需要曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、润滑系统、冷却系统、排气系统和起动系统共同协作。我们将遵着这些机构系统的线索，为大家介绍选购汽车时的发动机关键技术。

曲柄连杆机构：机体材料

【结构】

曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。不要被这些名词吓到了，从示图上就能看出，只是一个个嵌套的机件。机体组是骨架，活塞、连杆是构成燃烧室和负责传动的；连杆末端是曲轴飞轮组，它会把发动机的动力输出给变速箱，最后传到驱动轮。

这里再单独讲一下机体组。它由缸体、气缸盖、气缸垫和油壳底等组成。其中，缸体与曲轴箱是一个整体；缸盖与缸体一起构成燃烧室，对发动机有决定性影响；气缸垫是位于缸体与缸盖间的密封件；油底壳用来封闭曲轴箱，储存机油。后面我们还会再提到。

【原理】

曲柄连杆机构，名字很拗口，实质上就是将燃烧的热能转化为机械能的装置。由它来将活塞的上下运动转化为曲轴旋转。这里面最重要的是曲轴（这个名字很形象），我们经常提到的最大扭矩，就是曲轴将活塞受燃烧气体压力传来的力，转化成的一种能让物体发生转动的力矩，最后输送给传动系统。

【导购】

具体到购车上，我们能看到一个指标：气缸材料。如果细分，还可以分为缸盖材料和缸体材料，仔细对比，不难发现缸体材料一般为铸铁或铝合金，而缸盖则全为铝合金。之所以偏爱铝合金材质，主要是因为它轻量，同时导热性好，有利于提高发动机的压缩比，对于普通汽车来说更省油，而对于高性能跑车则可以跑得更快。

配气机构：VVT技术

【结构】

配气机构主要是气门组和气门传动组，可以想象成一个是门，一个是推门的人。气门实际上就是一个开关，允许气体进入或者排出。气门有保证密封性的气门弹簧，还要有气门凸轮轴，控制气门的开启和闭合。从下图中可以看出，工作中的凸轮表面承受着高负荷的磨损和冲击。

在汽车的节气门和引擎的进气门之间，有一排非常显眼的管道，被称为进气歧管。由进气管一端进来的空气，再由“歧”管分离，将进来的一股气分为多股，对应到各个汽缸。所以，歧管的个数也对应着汽缸的数量。当我们掀开引擎盖时，数一下歧管数就能知道它是几缸发动机。

【原理】

气门数越多，进、排气会更有效率，但配气机构也就越复杂，说白了就要更多银子。我们通常汽车上配备的是四气门，在不增加气门的情况下，工程师们想出了新的点子，这就是控制发动机气门开闭时间的特有技术“可变气门正时”，也就是我们在选购汽车时，在有些车辆上看到的VVT-标识的由来。

VVT的思路并不复杂，由于发动机气门的开关是由凸轮轴控制，而它的最佳的位置可由计算机综合行车数据计算得到，所以，如果取得它的实际位置，然后依照目标值调节凸轮轴正时角度，从而影响进（排）气量和气门开闭时间，就可以使进入发动机气缸内的空气量达到最佳，提高发动机功率。

【导购】

在选车时，发动机上有VVT技术的，大家可以重点留意其油耗水平，仔细比较会有惊喜。

燃油系统：直喷技术

【结构】

燃油供给系统主要由油箱、滤清、油泵、输油管、油压调节器等组成。油泵将燃油泵入油管，并保持一定油压，经滤清器到达高压油泵，通过油轨将汽油均匀分配到各缸的喷油器。

【原理】

在选购汽车时，我们经常会接触到一个名词叫缸内直喷。这是一种新的供油方式，除此之外，还有两种供油方式，一种叫化油器，另一种叫做多点电喷。化油器已淘汰了，原理是靠压力差吸入燃油，这里不再介绍。另一种多点电喷，与前面讲的进气歧管有关。

多点电喷是一种气道混合方式，也就是说油气混合是在进气管完成的，由进气管内的传感器统计进气量，ECU计算控制喷射量，其中直接喷到进气管的是单点电喷，在每个进气歧管末端设喷油嘴的就是多点电喷了。多点电喷的好处是让油气混合路程缩短，提升了燃油的经济性。

传统的歧管喷射方式，由于油气混合是在进气歧管内，离着燃烧室还有一点距离，所以混合情况受到了气流、气门的影响，还有油粒会吸附在管道壁，得到的空气与燃料的比例无法达到理论值，最终燃烧的效果也就打了折扣。

要减少这段路程，最有效的办法就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合，这就是“缸内直喷”技术。与歧管喷射相比，直喷有明显的优势，特别是在中、小负荷时，可以在压缩行程的后期喷油，由于对燃烧室形状的设计，其内部会产生涡流使空气和汽油充分混合，同时在火花塞附近形成较浓的混合气，从而实现了分层燃烧，提高了燃烧的热效率。

【导购】

综上所述，有缸内直喷供油方式的发动机，其性能和经济性较好。

润滑系统：油底壳技术

【结构】

润滑系统的作用概括起来就是给所有传动件送机油。通过在摩擦表面形成油膜，从而减少机件磨损，提高发动机的可靠性和耐用性。发动机的润滑系统，主要由油底壳、机油滤清器、油道、机油泵和集滤器等组成。

【原理】

所有的机油都汇集在发动机下部的油底壳中，油泵将机油从油底壳抽取并泵送到系统中。油在循环的过程中会越来越热，需要被传入油中冷器中冷却，接着经过机油滤清器，过滤后的机油进入发动机，润滑曲轴轴承，并且通过油道润滑活塞、气缸和凸轮轴等机件。最终，这些油通过油管返回油底壳，所以，油底壳内储存的机油实际还有散热的作用。

【导购】

在选车过程中，干式油底壳长期有一种超跑专用的优越感。那么干式和湿式有什么区别呢？我们最常见的湿式油底壳，曲拐会在每次旋转时，浸入润滑油一次，这样一来，不仅自身得到了润滑，激起的油花还能对曲轴、轴瓦做润滑，其它溅不到油的部件就由机油泵负责。相比这种很溅的润滑方式，干式油底壳把储油的工作转给了发动机外部的储油罐，这样一来，干式油底壳只是一个中转站，存储少量机油。由于它降低了发动机重心，符合高性能车的操控需求，所以受到追捧。

排气系统：增压技术

【结构】

排气系统负责排放发动机燃烧过后的废气，目标是降低污染和噪声。主要由排气歧管、涡轮增压器、管道、三元催化器、消声器等组成。这其中，三元催化器主要起净化作用，将废气转换为二氧化碳、水、氮、氧的无害气体；消声器主要通过降低排气压力来削除排气噪声。

【原理】

要想让发动机的动力更强，我们需要更多的油和气。油是比较好搞定的，因为可以随便从油箱里抽，但是进气量就比较难搞了，这是个肺活量的问题。工程师设计出一种“同轴双叶轮”的结构，利用发动机的废气来驱动一边的叶轮，从而带动另一边的叶轮旋转，被带动叶轮通过蹭流量，便将更多的空气吸入进来。

【导购】

涡轮增压有不同的实现方式，最常见的有废气增压和机械增压两种。废气增压的缺点是要先有废气产生，等到废气推进叶轮，再才有进气量的增加，整个过程比较长，这就是“涡轮迟滞”现象。于是，有厂家推出了机械增压方式，简单理解就是不再靠废气驱动，直接让发动机带动着跑，虽然损失点功率，但从使用上看，效果还是不错的。

起动系统：启停技术

【结构】

发动机在自身运转之前，需要借助外力旋转。起动系统由起动电池，起动机、继电器等组成。电动机是起动机的主要部件。

【原理】

如果您仔细阅读了我们在引言部分讲的奥托循环原理，也许会发现这样一个事实：前两步工作在爆炸做功之前，它们最初是依靠什么力量来驱动的呢？早期，我们看到老式拖拉机靠的是人力摇把启动，其实汽车也有过，也就是人力启动。不过，这种方式实在是不方便，于是后来工程师做了起动电机，在车辆始动时，由它来提供动力。

【导购】

对于起动系统，有传统方式和一键启动，但本质都是电起动。不少发动机上还有自动启停功能，在网上的争议很大，但有两点是肯定的：一是停得越久越省油，二是自动启停的蓄电池和起动机都经过加强设计，经得住考验。至于最终个人习不习惯这种方式，就因人而异了。不过，个人认为这个功能在堵车严重的市区，性价比一般。

【典典总结】：上面列举的都是比重实用的指标性零部件，还有比如冷却系统，没有很多客户化的选项，所以不再赘述。有想了解的车友可以私信交流。

以上图片均来自网络。感谢您的阅读，再会！