17种汽车发动机原理大放送(下篇)

	17种汽车发动机原理大放送(下篇)

在过去的几十年中,汽车制造商设计了十几种汽车发动机。 我们会对每种类型的汽车发动机进行讲解,以增加大家对发动机的了解和认知。 09HCCI发动机▼HCCI发动机和传统的汽油发动机一样,都是向气缸里面注入比例均匀的空气和燃料混合气。 传统的汽油发动机通过火花塞打火,点燃空气和燃料混合气产生能量。 但HCCI发动机则不同,它的点火过程同柴油发动机类似,通过活塞压缩混合气使温度升高至一定程度时自行燃烧。 HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式,简单来说就是汽油机的一种压燃方式。

这项技术在90年代初已经被提出并开始实验,但是当时电子控制技术没有现在成熟,所以这项技术直到现在才被大众所知。

10单缸发动机▼单缸发动机只有一个气缸连接到曲轴。 它的结构紧凑,重量轻,具有更好的重量与功率比。

通常用于小型摩托车,越野车和卡丁车。 单缸发动机工作时,曲轴每转一圈(二冲程)或两圈(四冲程),气缸内的混合气点火燃烧一次,从声音和振动上,能明显地感到发动机工作是断续的,排气也是突突的断续声。 由于单缸机结构简单,和同排量的多缸机相比,具有重量轻,结构尺寸小的特点,采用单缸机有利于减轻整车的重量,所以也提高了整车操控的灵活性。 当采用发动机横向布置时,曲轴旋转的陀螺效应会阻碍摩托车侧倾转弯,曲轴越重这种阻力越大。 由于单缸机曲轴短,陀螺效应相对要低得多,所以左右侧倾轻便。

11多缸发动机▼多缸发动机是有两个以上气缸的发动机,是由若干个相同的单缸排列在一个机体上,共用一根曲轴输出动力所组成。 双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。 车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。 发动机的气缸数越多,曲轴转动越均匀,振动也就越小,但制造成本增加。 多缸发动机的气缸排列有直列、V形和水平对置等形式,这取决于安装、制造成本和冷却方式等因素。

12直列式发动机▼直列发动机的所有气缸均肩并肩排成一个平面,缸体和曲轴结构简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。

其缺点是功率较低。

“直列”可用L代表,后面加上气缸数就是发动机代号,汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发动机。

13V型发动机▼V型发动机就是将所有气缸分成两组,把相邻气缸以一定夹角布置一起,使两组气缸形成有一个夹角的平面,从侧面看气缸呈V字形的发动机。 V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便。

它便于通过扩大气缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的气缸数。 国产的中高档车型中,不少采用V型6缸发动机,比如君威,帕萨特及奥迪A6等等。

V型发动机的缺点则是必须使用两个气缸盖,结构较为复杂、成本较高。 另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其它装置。

经典实例:欧洲的豪华轿车往往采用8缸以上的V型发动机设计,比如劳斯莱斯、奔驰顶级的S600轿车等都是V12发动机,而V型发动机最高可达到16缸,排量在10升以上。

14W型发动机▼W型发动机是德国大众专属发动机技术。

将V型发动机的每侧气缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度),就成了W型发动机。

或者说W型发动机的气缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。 W型发动机的气缸排列形式只是近似W形排列,严格说来还应属V型发动机,至少是V型发动机的一个变种。 W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机室更满。 W型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时必然会引起很大的振动。

针对这一问题,大众在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴,让两个部分的振动在内部相互抵消。 15水平对置发动机▼水平对置发动机的最大优点是重心低。 由于它的气缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。

同时,水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。

当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带来更好的操控性。 除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。 横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。

显然保时捷和斯巴鲁都很好的解决了众多技术难题,但高精度的制造要求也带来了更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

16自然吸气发动机▼自然吸气是汽车进气的一种,是在不通过任何增压器的情况下,大气压将空气压入燃烧室的一种形式。 自然吸气发动机在动力输出上的平顺性与响应的直接性上,要远优于增压发动机。 自然吸气式是没有增压器的,指空气单纯经过空气滤清器——节气门——进气歧管——到达“气缸”,汽油是通过喷油嘴直接喷射在进气歧管里的(通常说是电子燃油喷射,现在最新的技术是缸内喷射,代表是大众迈腾)。

自然吸气式就是指在第一个行程中,混合气是靠自然形成的压力差进行吸气。 增压式就是指先把气体压缩,提高气体的压力和密度,当气门打开时,靠压力差和气体自身的高压来增加进气量,提高功率。

17增压式发动机▼增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸,以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。 由于进气量增加,可相应地增加循环供油量,从而可以增加发动机功率。 增压式发动机可分为机械增压、涡轮增压和最新的气波增压。 机械增压装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。

其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。 但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。 涡轮增压是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。

当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率。

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