1、簡介
發動機
發動機（英文：Engine，motor），又稱為引擎，是一種能夠把其它形式的能轉化為機械能的機器，包括如內燃機（汽油發動機等）、外燃機（斯特林發動機、蒸汽機等）、電動機等。如內燃機通常是把化學能轉化為機械能。它既適用於動力發生裝置,也可指包括動力裝置的整個機器.
以下介紹的主要是熱力發動機。
發動機是汽車產生動力的裝置。它將燃料燃燒的熱能轉化為機械動力，從發動機的曲軸向外輸功率，是汽車行駛所需動力的來源。現代汽車多采用往復活塞式發動機。
根據燃料以及點火形式的不同可分為汽油機或柴油機，或有以氫氣、天然氣、石油氣為燃料的發動機，其燃燒形式與汽油機差異較小。
根據工作循環與活塞沖程特性劃分，又可分為兩沖程與四沖程發動機等。
2、起源
發動機最早誕生在英國，所以，發動機的概念也源於英語，它的本義是指那種“產生動力的機械裝置”。隨著科技的進步，人們不斷地研制出不同用途多種類型的發動機，主要可分為：內燃機、外燃機、電動機三類。本詞條主要介紹的熱力發動機是要以某種燃料燃燒來產生動力。
3、發展
內燃機
發動機的發展經歷瞭外燃機和內燃機兩個發展階段。
外燃機
就是說它的燃料在發動機的外部燃燒，發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能，瓦特發明的蒸汽機就是一種典型的外燃機，當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時，高壓便產生瞭，然後這種高壓又推動機械做功，從而完成瞭熱能向動能的轉變。
內燃機
這一類型的發動機與外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多，我們常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機。我們不常見的火箭發動機和飛機上裝配的噴氣式發動機也屬於內燃機。不過，由於動力輸出方式不同，前兩者和後兩者又存在著巨大的差異。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是後者。當然有些汽車制造者出於創造世界汽車車速新紀錄的目的，也在汽車上裝用過噴氣式發動機，但這總是很特殊的例子，並不存在批量生產的適用性。
燃氣輪機
此外還有燃氣輪機，這種發動機的工作特點是燃燒燃燒產生高壓燃氣，利用燃氣的高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉，從而輸出動力。燃氣輪機使用范圍很廣，但由於很難精細地調節輸出的功率，所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機，隻有部分賽車裝用過燃氣輪機。
4、參數
發動機排量
最常見的一個發動機參數———發動機排量。發動機排量是發動機各汽缸工作容積的總和，一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點到下止點所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是非常重要的發動機參數，它比缸徑和缸數更能代表發動機的大小，發動機的許多指標都同排氣量密切相關。一般來說，排量越大，發動機輸出功率越大。
經常在汽車資料的發動機一欄中見到的“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字樣，這些都表示發動機汽缸的排列形式和缸數。汽車發動機常用缸數有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
在同等缸徑下，通常缸數越多排量越大，功率也就越高；而在發動機排量相同的情況下，缸數越多，缸徑越小，發動機轉速就可以提高，從而獲得較大的提升功率。
關於“汽缸排列形式”這個重要參數，一般5缸以下發動機的汽缸多采用直列方式排列，常見的多數中低檔轎車都是L4發動機，即直列4缸。另外，也有少數6缸發動機采用直列方式排列。
發動機能量效率
現在的能量利用效率不高（鄧宇等，1994年），浪費驚人。經典的熱機做功方式，能量做功的有用效率隻有25百分比（1/4），最高也就1/3（33.3百分比）.而100百分比能量中的75百分比（3/4）、或66.67百分比（2/3）都作為無用的熱浪費掉瞭。另有意外，“班克斯熱機”是利用記憶合金制成的不要燃料，不耗電力的高效發動機。
5、結構
氣缸
機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。
氣缸體
水冷發動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體——曲軸箱，也可稱為氣缸體。氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。
氣缸體
按照氣缸的排列方式不同，氣缸體還可以分成單列式，V型和對置式三種。
曲軸箱
氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，並封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼圖（圖2-6）。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決於發動機的總體佈置和機油的容量。油底殼內裝有穩油擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止潤滑油泄漏。
氣缸蓋
氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸並構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸，因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分。
氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導熱性好，有利於提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多。
氣缸蓋是燃燒室的組成部分，燃燒室的形狀對發動機的工作影響很大，由於汽油機和柴油機的燃燒方式不同，其氣缸蓋上組成燃燒室的部分差別較大。汽油機的燃燒室主要在氣缸蓋上，而柴油機的燃燒室主要在活塞頂部的凹坑。這裡隻介紹汽油機的燃燒室，而柴油機的燃燒室放在柴油供給系裡介紹。
三種類型的燃燒室 氣缸墊
氣缸墊裝在氣缸蓋和氣缸體之間，其功用是保證氣缸蓋與氣缸體接觸面的密封，防止漏氣，漏水和漏油。
氣缸墊的材料要有一定的彈性，能補償結合面的不平度，以確保密封，同時要有好的耐熱性和耐壓性，在高溫高壓下不燒損、不變形。目前應用較多的是銅皮——棉結構的氣缸墊，由於銅皮——棉氣缸墊翻邊處有三層銅皮，壓緊時較之石棉不易變形。有的發動機還采用在石棉中心用編織的綱絲網或有孔鋼板為骨架，兩面用石棉及橡膠粘結劑壓成的氣缸墊。
6、分類
按照進氣系統分類
內燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內燃機分成不同的類型，下面讓我們來看看內燃機是怎樣分類的。
按照進氣系統分類
內燃機按照進氣系統是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發動機和強制進氣(增壓式)發動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為瞭提高功率有采用增壓式的。
按照氣缸排列方式分類
內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直佈置的，但為瞭降低高度，有時也把氣缸佈置成傾斜的甚至水平的；雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角lt;180°(一般為90°)稱為V型發動機，若兩列之間的夾角=180°稱為對置式發動機。
按照氣缸數目分類
按照氣缸數目分類
內燃機按照氣缸數目不同可以分為單缸發動機和多缸發動機。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機；有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。現代車用發動機多采用四缸、六缸、八缸發動機。
按照冷卻方式分類
內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機和風冷發動機。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機是利用流動於氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應用於現代車用發動機。
按照行程分類
按照行程分類
內燃機按照完成一個工作循環所需的行程數可分為四行程內燃機和二行程內燃機。把曲軸轉兩圈(720°)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四行程內燃機；而把曲軸轉一圈(360°)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為二行程內燃機。汽車發動機廣泛使用四行程內燃機。
按照所用燃料分類
內燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油機為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。
按照適用對象分類重卡用發動機，輕卡用發動機，客車用發動機，工程機械用發動機，農用發動機，船用發動機，發電用發動機等。
7、工作原理
二行程發動機
二行程發動機
二行程發動機的每個工作循環，是在曲軸旋轉一周即360度，活塞上下兩個行程內完成的。
二行程柴油機的工作過程和二行程汽油機相似，不同的是：進入柴油機氣缸的是純空氣。由於二行程柴油機的經濟性差且排污嚴重，近幾年在汽車上已趨淘汰。在此僅介紹二行程汽油機的工作原理。
發動機氣缸體上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關閉。進氣孔與化油器相通，可燃混合氣經過進氣孔流人曲軸箱，繼而從換氣孔進入氣缸；而廢氣則從排氣孔排出。
其工作循環包含兩個行程：
1.第一行程: 活塞自下止點向上移動，三個氣孔被關閉後，在活塞上方，已進入氣缸的混合氣被壓縮；而活塞下方的曲軸箱內因容積增大，形成一定的真空度，在進氣孔露出時，可燃混合氣自化油器經進氣孔流人曲軸箱內。
2.第二行程: 活塞壓縮到上止點附近時，火花塞跳火點燃可燃混合氣，高溫高壓的燃氣膨脹，推動活塞下移作功。活塞下移作功時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃，混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時卜排氣孔開啟，廢氣沖出；隨後換氣孔開啟，受預壓的可燃混合氣沖人氣缸，驅除廢氣，進行換氣過程。此過程一直進行到下一行程活塞上移，三個氣孔完全關閉為止。
8、技術解析
發動機類型 特點
渦輪增壓發動機（Turbo)
增壓技術是一種提高發動機進氣能力的方法。它通過采用專門的壓氣機，預先對進入氣缸的氣體進行壓縮，提高進入氣缸的氣體密度，增大進氣量，更好地滿足燃料的燃燒需要，從而達到提高發動機功率的目的。
優點：在不增加發動機排量的基礎上，可大幅度提高功率和扭矩
缺點：渦輪工作有遲滯現象，並且保養費用高。
代表車型：寶來1.8T 速騰 1.8T 途安1.8T 帕薩特1.8T 奧迪A4 1.8T/2.0T 奧迪A6 2.0T
機械增壓發動機（Supercharger）
機械增壓的壓縮機直接被發動機的曲軸帶動，它的優點是響應性好。但是它本身需要消耗一部分能量，因此機械增壓不能產生特別強大的動力，尤其是在高轉速時，從而影響到發動機轉速的提高。
優點：響應性好完全沒有渦輪的遲滯現象，可以在任何時候都能輸出源源不斷的扭力。
缺點：高轉速時會產生大量的摩擦，從而影響到轉速的提高，並且噪音大。
代表車型：北京奔馳E200K 路虎攬勝運動版
汽油直噴技術(FSI)
FSI是Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指燃油分層噴射。燃油分層噴射技術是發動機稀燃技術的一種。什麼叫稀燃？顧名思義就是發動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達1：25以上。它的特點是在進氣道中已經產生可變渦流，使進氣流形成最佳的渦流形態進入燃燒室內，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位於燃燒室中央的火花塞周圍。
優點：在大幅提高瞭燃油的經濟效率的同時增加發動機的功率。
缺點：對油品的要求十分苛刻。
代表車型：奧迪A4 2.0T 奧迪A62.0T
全鋁發動機
兩種材質發動機最大的不同就是重量，全鋁合金發動機比鑄鐵發動機可以輕一半的重量。本來轎車的總重量就不高，發動機所占的比例可是不能忽略，重量減輕的最直接效果便是油耗方便表現的增強。而發動機的重量也直接影響車輛的行駛性能，由於一般轎車多為前輪驅動，如前艙重量過重，車輛拐彎時會引起過多轉向，並且制動距離也會加長。
優點：可以輕一半的發動機重量，能有效降低燃油消耗和提高操控表現。
缺點：鋁制材料價格昂貴。
代表車型：騏達 SWIFT雨燕 奧迪A8
可變正時氣門技術(VVT-i VECT)
發動機可變氣門正時技術(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應用於現代轎車上的新技術中的一種，發動機采用可變氣門正時技術可以提高進氣充量，使充量系數增加，發動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。
優點：在大幅提高瞭燃油的經濟效率的同時增加發動機的功率。
缺點：對油品的要求十分苛刻。
代表車型：本田雅閣 本田CR-V 豐田花冠 馬自達6 新歐藍德 寶馬325
轉子發動機
殼體的內部空間（或旋輪線室）總是被分成三個工作室。 在轉子的運動過程中，這三個工作室的容積不停地變動，在擺線形缸體內相繼完成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個過程。每個過程都是在擺線形缸體中的不同位置進行，這明顯區別於往復式發動機。
優點：燃油經濟效率高、發動機結構簡單、振動小率。
缺點：耐用性不高，油耗大,加工成本高。
代表車型：馬自達RX-8
水平對置發動機
水平對置發動機，發動機活塞平均分佈在曲軸兩側，在水平方向上左右運動。使發動機的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩,發動機安裝在整車的中心線上，兩側活塞產生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動，便發動機轉速得到很大提升，減少噪音。
優點：大大降低車輛在行駛中的振動，發動機轉速得到很大提升，減少噪音。
缺點：發動機各部份的設計和生產工藝均要求相當苛刻。
代表車型：斯巴魯翼豹WRC保時捷 911
共軌柴油噴射系統
共軌式柴油噴射系統將噴射壓力的產生和噴射過程彼此完全分開。電磁閥控制的噴油器替代瞭傳統的機械式噴油器，燃油軌中的燃油壓力由一個徑向柱塞式高壓泵產生，壓力大小與發動機的轉速無關，可在一定范圍內自由設定。
優點：很好經濟效率，並且低速扭矩可以獲得很好的動力。
缺點：發動機產生的噪音和震動大。
代表車型：寶來1.9TDI 奧迪A62.5TDI 華泰現代特拉卡2.9CRDi
9、基本理論
汽油發動機將汽油的能量轉化為動能來驅動汽車，最簡單的辦法是通過在發動機內部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發動機是內燃機—-燃燒在發動機內部發生。
有兩點需註意
1． 內燃機也有其他種類，比如柴油機，燃氣輪機，各有各的優點和缺點。
2． 同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料（煤、木頭、油）在發動機外部燃燒產生蒸氣，然後蒸氣進入發動機內部來產生動力。內燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動力的外燃機小很多。所以，現代汽車不用蒸汽機。
相比之下，內燃機比外燃機的效率高，比燃氣輪機的價格便宜，比電動汽車容易添加燃料。這些優點使得大部分現代汽車都使用往復式的內燃機。
燃燒是關鍵
汽車的發動機一般都采用4沖程。
4沖程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發動機完成一個周期(2圈)。
理解4沖程
活塞，它由一個活塞桿和曲軸相聯，過程如下：
1．活塞在頂部開始，進氣閥打開，活塞往下運動，吸入油氣混合氣
2．活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。
3．當活塞到達頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運動。
4．活塞到達底部，排氣閥打開，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。
註意：內燃機最終產生的運動是轉動的，活塞的直線往復運動最終由曲軸轉化為轉動，這樣才能驅動汽車輪胎。
發動機 汽缸數
發動機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內進行往復運動，上面所描述的是單汽缸的運動過程，而實際應用中的發動機都是有多個汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見）。我們通常通過汽缸的排列方式對發動機分類：直列、V或水平對置（當然現在還有大眾集團的W型，實際上是兩個V組成）。
不同的排列方式使得發動機在順滑性、制造費用和外型上有著各自的優點和缺點，配備在相應的汽車上。
排量
混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室裡進行，活塞往復運動，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來度量。汽車的排量一般在1.5L~4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來說，排量表示發動機動力的大小。
所以增加汽缸數量或增加每個汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動力。
發動機是靠可燃氣體和空氣的混合燃燒來運動的，如果發動機得不到足夠的新鮮空氣，那麼可燃氣體的燃燒就不會完全，造成的結果就是燃油經濟性變差，發動機功率下降。現代發動機的轉速很高，通常可以達到每分鐘4500轉以上，完成一個工作循環隻需要O.OO5秒左右的時間，傳統的兩氣門已經無法勝任在這麼短暫時間內的換氣任務，從而限制瞭發動機性能的提高，解決的辦法隻有擴大氣體的進出空間，用較大的空間來贏得時間。而多氣門技術是最好的解決途徑，它的出現使得發動機整體的質量得到瞭本質上提高。
所謂多氣門技術就是發動機每個汽缸的氣門超過2個，具體的有2進1出、2進2出、3進2出等排列型式。但是氣門數過多進氣量也會下降，而且會使結構更為復雜，加工工藝要求極高，增加制造成本，反而不好。因此現在的發動機普遍采用的是3到5氣門的結構，尤其是4氣門采用的較為廣泛，而且現代的中高檔轎車上的發動機幾乎都采用瞭多氣門的結構，它已經成為現代轎車的一個技術指標，例如，捷達轎車就采用瞭5氣門技術，它可使發動機在排量相同的情況下，輸出較大的功率。
發動機 發動機的其他部分
凸輪軸： 控制進氣閥和排氣閥的開閉
火花塞： 火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得爆炸發生。火花必須在適當的時候放出。
閥門： 進氣、出氣閥分別在適當的時候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和燃燒時，這兩個閥都是關閉的，來保證燃燒室的密封。
活塞環： 在氣缸壁和活塞中提出密封：
1．防止在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣泄漏進潤滑油箱。
2．防止潤滑油進入汽缸內燃燒。
大多“燒機油”的汽車就是因為發動機太舊，活塞環不再密封引起的（尾氣管冒青煙）
活塞桿：連接活塞環和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運動。
潤滑油槽：包圍著曲軸，裡面有相當數量的油
10、發動機保養
一、保養三濾
三濾是指：汽油濾清器、空氣濾清器及機油濾清器。
三濾在汽車發動機上起著對機油、汽油和空氣的過濾作用，從而對發動機起到保護作用，也起到瞭提高發動機的工作效率的作用。發動機保養中三濾的保養，至關重要。
二、定期清洗汽車曲軸箱
當發動機在運轉過程中，燃燒室內的高壓未燃燒氣體、硫、水分、氮和酸的氧化物經過活塞環與缸壁之間的間隙進入曲軸箱中，與零件長期磨損，產生金屬粉末混在一起，形成油泥。因此，定期清洗曲軸箱、保持發動機內部的清潔是很有必要的。
三、定期更換機油
不管是質量等級高或低的潤滑油在使用過程中油質都會發生變化的，因此為瞭避免故障的發生，應根據使用條件定期換油和使油量適中。所以，保養發動機，一定要用好機油。
四、定期清洗汽車燃油系統
保養發動機，一定要給燃油系統做好保養。定期給汽車燃油系統做清理，可以控制積炭的生成，從而使發動機保持在最佳狀態。
五、定期清洗汽車水箱
汽車發動機水箱生銹、結垢是很常見的問題。水垢和銹跡會阻礙冷卻液在冷卻系統中的流動，降低散熱作用，從而導致發動機過熱，甚至造成發動機損壞。因此定期清洗水箱是很重要的。