汽车|还在考驾照的你知道汽车是怎么动起来的吗？
《极速车王》片段
最近小编看了一部与造车和赛车有关的电影后热血沸腾 ， 不禁想问问大家：
《头文字D》截图
然而小编作为一个刚拿到驾照的新司机 ， 以为自己是这样开车的：
实际上是这样开车的：
想必有不少小伙伴也像我一样 ， 曾挣扎于侧方位停车和练车时必遇烈日炎炎的苦涩 。 不过你们有没有好奇过 ， 汽车是怎样动起来的？
简单来说 ， 汽车运动是发动机将其它形式的能量（如热能、电能）转换为机械能来为汽车提供动能的 。 我们先来带着一个问题来探讨下发动机的前世今生 ， 下列选项中是哪位发明家最先发明了发动机？
A. 卢森堡的艾蒂安·勒努瓦
B. 法国的阿尔方斯·比奥·德罗夏
C. 德国的尼古拉斯·奥古斯特·奥托
答案
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A
出生于卢森堡的勒努瓦在1859年发明了二冲程燃气发动机 ， 二冲程发动机是指活塞每上下往复一次 ， 燃烧一次 。 不过他发明的是燃气发动机 ， 其所用燃料不是汽油等液体 ， 而是气体 。
二冲程发动机工作原理 | 来源：A. Schierwagen
1863年 ， 法国人阿尔方斯·比奥·德罗夏发明了四冲程发动机 ， 它也是燃气发动机 。 在13年后 ， 即1876年 ， 德国的尼古拉斯·奥托以蒸汽机为基础 ， 根据德罗夏提出的原理发明了实用的单缸四冲程煤气发动机 ， 主要作为工厂的动力来源 。 1879年 ， 德国的卡尔·本茨（没错 ， 就是那个大名鼎鼎的奔驰公司创始人）试验成功二冲程汽油发动机 ， 并利用其制造出了最早的汽车——一辆三轮汽车 。 1885年 ， 戴姆勒将四冲程汽油机装在了自行车上从而发明了摩托车…
发动机在被发明后的一两百年里 ， 进行了很多次的改进 ， 如今汽车的发动机主要是四冲程发动机 。 发动机内有气缸和活塞 ， 活塞与连杆相接 ， 连杆连接着活塞和曲轴 。 活塞在汽缸中进行上下往复运动 ， 带动连杆 ， 从而使曲轴转动 ， 这就是汽车运动的基本工作原理 。
汽车动力转动系 | 图源：《汽车是怎样跑起来的》
活塞的往复运动包括进气、压缩、膨胀和排气四个冲程 ， 这也是四冲程的来源 。 其原理如图所示 ， 首先是进气 ， 空气与汽油混合后的混合气体被吸入汽缸 ， 活塞向下运动；接着是压缩 ， 降至下止点的活塞逐渐上升 ， 压缩汽缸中的混合气体；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；最后是排气 ， 此时活塞再次上升 ， 并随其上升向外排出混合气体燃烧后残留的煤烟 。 排气结束后会返回到最初的进气过程 ， 再次重复压缩、膨胀、排气和进气 。
四冲程发动机工作原理
几种常见的发动机工作示意图：
直列式发动机——L4发动机 ， 汽缸肩并肩地排成一排
水平对置式发动机——汽缸排列在发动机相对的两个平面上
V型发动机——V6发动机 ， 汽缸排列在成一定角度的两个平面上
发动机做功带动曲轴转动为汽车的运动提供了驱动力——扭矩 ， 扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩 。 在物理学里 ， 作用力促使物体绕着转动轴或支点转动的趋向 ， 称为力矩也就是扭转的力 ， 力矩能够使物体改变其旋转运动 。 力矩等于径向矢量r与作用力F的外积：
简略地说 ， 力矩是一种施加于好像螺栓或飞轮一类的物体的扭转力 。 例如 ， 用扳手的开口箝紧螺栓或螺帽 ， 然后转动扳手 ， 这动作会产生力矩来转动螺栓或螺帽 。
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