第二章

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《汽車相關知識》 第一篇 汽車發展史 第二節 汽油動力

作者：東世一

2021年12月2日

不可否認，從1885年至今，汽油動力汽車是最主流的，即便是新能源汽車中的油電混合動力汽車也不能完全離開汽油，在新能源動力汽車沒有能夠取代汽油汽車之前，我們依然需要對汽油汽車、汽油及汽油發動機有相當的關注和了解。

1885年是汽車發明取得決定性突破的一年。當時和戴姆勒在同一工廠的本茨，也在研究汽車。他在1885年幾乎與戴姆勒同時製成了汽油發動機，裝在汽車上，以每小時12公里的速度行駛，獲得成功。這一年，英國的巴特勒也發明了裝有汽油發動機的汽車。此外，義大利的貝爾納也發明了汽車，俄國的普奇洛夫和伏洛波夫兩人發明了裝有內燃機的汽車。

汽油，是從石油裡分餾、裂解出來的具有揮發性、可燃性的烴類混合物液體，可用作燃料。外觀為透明液體，可燃，餾程為30c至220c，主要成分為c5～c12脂肪烴和環烷烴，以及一定量芳香烴，汽油具有較高的辛烷值（抗爆震燃燒效能），並按辛烷值的高低分為89號、90號、92號、93號、95號、97號、98號等牌號，2012年1月起，汽油牌號90號、93號、97號修改為89號、92號、95號。

汽油發動機（Gasoline Engine ）是以汽油作為燃料，將內能轉化成動能的的發動機。由於汽油粘性小，蒸發快，可以用汽油噴射系統將汽油噴入氣缸，經過壓縮達到一定的溫度和壓力後，用火花塞點燃，使氣體膨脹做功。汽油機的特點是轉速高、結構簡單、質量輕、造價低廉、運轉平穩、使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用。

由於汽油粘性小，蒸發快，可以在氣缸外部與空氣形成均勻的混合氣，然後將混合氣吸入氣缸，或用汽油噴射系統將汽油噴入氣缸，使氣體膨脹做功。汽油機的缺點是熱效率低於柴油機，泊耗較高，點火系統比柴油機複雜，可靠性和維修的方便性也不如柴油機。

發動機是將化學能轉化為機械能的機器，它的轉化過程實際上就是工作迴圈的過程，簡單來說就是透過燃燒氣缸內的燃料，產生動能，驅動發動機氣缸內的活塞往復的運動，由此帶動連在活塞上的連桿和與連桿相連的曲柄，圍繞曲軸中心作往復的圓周運動，而輸出動力的。

四衝程汽油機的工作過程是一個複雜的過程，它由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣四個行程（衝程）組成。

一、進氣行程

此時，活塞被曲軸帶動由上止點向下上止點移動，同時，進氣門開啟，排氣門關閉。當活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容積增大，氣缸內的氣體壓力下降，形成一定的真空度。由於進氣門開啟，氣缸與進氣管相通，混合氣被吸入氣缸。當活塞移動到下止點時，氣缸內充滿了新鮮混合氣以及上一個工作迴圈未排出的廢氣。

二、壓縮行程

活塞由下止點移動到上止點，進排氣門關閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下帶動旋轉，透過連桿推動活塞向上移動，氣缸內氣體容積逐漸減小，氣體被壓縮，氣缸內的混合氣壓力與溫度隨著升高。

三、作功行程

此時，進排氣門同時關閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，氣缸內的溫度、壓力急劇上升，高溫、高壓氣體推動活塞向下移動，透過連桿帶動曲軸旋轉。在發動機工作的四個行程中，只有這個在行程才實現熱能轉化為機械能，所以，這個行程又稱為作功行程。

四、排氣行程

此時，排氣門開啟，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的上行，被排出氣缸。由於排氣系統有阻