siemens x
造車網(wǎng)二級技術(shù)頁面

常見汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)特點(diǎn)大匯總

2025China.cn   2008年12月26日

  目前應(yīng)用于汽車的發(fā)動機(jī)主要有直列發(fā)動機(jī),V型發(fā)動機(jī)、W型發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)幾種類型。為了使讀者對各種發(fā)動機(jī)有一個(gè)更加深入的了解,我們在這里將常見的汽車汽油發(fā)動機(jī)類型與各種先進(jìn)的汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)特點(diǎn)歸納在一起,供大家分享。

直列發(fā)動機(jī)(Line Engine)

  直列發(fā)動機(jī)(Line Engine):它的所有汽缸均肩并肩排成一個(gè)平面,它的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單,而且使用一個(gè)汽缸蓋,制造成本較低,穩(wěn)定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應(yīng)用比較廣泛。其缺點(diǎn)是功率較低。“直列”可用L代表,后面加上汽缸數(shù)就是發(fā)動機(jī)代號,現(xiàn)代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發(fā)動機(jī)。

  L3(直列3缸發(fā)動機(jī)):一般用在1升以下的微型車上。它結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,制造成本也低,重量輕,比較省油。如果一臺直列3臺機(jī)能達(dá)到一臺直列4缸機(jī)的動力性能,那當(dāng)然是3缸機(jī)要好些。如早期的夏利車裝配的就是3缸發(fā)動機(jī)。

  L4(直列4缸發(fā)動機(jī)):直列4缸發(fā)動機(jī)儼然已成了現(xiàn)代汽車的一種標(biāo)準(zhǔn)選擇。它的適用范圍極廣,小到微型車,大到2升多的車型,均由四汽缸機(jī)為汽車提供動力。與6缸機(jī)相比,4缸機(jī)的體積小,結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,但它的動力性和平穩(wěn)性與同排量6缸機(jī)的差別并不十分顯著;現(xiàn)代轎車大多為前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動方式,需要發(fā)動機(jī)橫放在車頭,要求發(fā)動機(jī)的體積不能太大,直列4缸機(jī)的體積尺寸正好,因而直列4缸機(jī)獲得了廣泛應(yīng)用。

  L5(直列5缸發(fā)動機(jī)):由于直列5缸機(jī)存在很難解決的平衡問題,容易引起振動,因此直列5缸發(fā)動機(jī)現(xiàn)已不多見。我國長春一汽曾生產(chǎn)過的奧迪100也是用直5發(fā)動機(jī)?,F(xiàn)在沃爾沃S60、S80還在用直5發(fā)動機(jī)。

  L6(直列6缸發(fā)動機(jī)):直列6缸發(fā)動機(jī)現(xiàn)在主要用在前置發(fā)動機(jī)后驅(qū)方式的汽車上。從平衡角度來講,直6比直4、直5,甚至V6的平衡性都要好。出于此原因,當(dāng)你的機(jī)蓋子下面的空間足夠大時(shí),就可以考慮采用直6發(fā)動機(jī),這也是寶馬、沃爾沃、凌志等中高級車仍固執(zhí)地使用直6發(fā)動機(jī)的主要原因之一,現(xiàn)在寶馬的每個(gè)系列幾乎都有直6發(fā)動機(jī)。


直列發(fā)動機(jī)

V型發(fā)動機(jī)

  V型發(fā)動機(jī):將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起,使兩組汽缸形成兩個(gè)有一個(gè)夾角的平面,從側(cè)面看汽缸呈V字形,故稱V型發(fā)動機(jī)。常見V型發(fā)動機(jī)的夾角有60度、90度等。

V型發(fā)動機(jī)特點(diǎn):

  V型發(fā)動機(jī)的高度和長度尺寸小,在汽車上布置起來較為方便。尤其是現(xiàn)代汽車比較重視空氣動力學(xué),要求汽車的迎風(fēng)面越小越好,也就是要求發(fā)動機(jī)蓋越低越好。另外,如果將發(fā)動機(jī)的長度縮短,便能為駕乘艙留出更大的空間,從而提高舒適性。將汽缸分成兩排然后打斜”,便能縮小發(fā)動機(jī)的高度和長度,從而迎合車身設(shè)計(jì)的要求。

  V型發(fā)動機(jī)的缺點(diǎn)是必須使用兩個(gè)汽缸蓋,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。另外其寬度加大后,發(fā)動機(jī)兩側(cè)空間較小,不易再安排其它裝置。

  V型發(fā)動機(jī)的汽缸數(shù)一般為5、6、8、10、12、16。


奧迪V6 FSI發(fā)動機(jī)

W型發(fā)動機(jī)

  W型發(fā)動機(jī):大眾汽車公司在發(fā)動機(jī)技術(shù)上不一定是世界第一,但在發(fā)動機(jī)的汽缸排列方式上絕對是最能出花樣的。除了V5、V7、V11等非對稱發(fā)動機(jī)外,還獨(dú)創(chuàng)一種W型發(fā)動機(jī)。

  許多人以為就像V型發(fā)動機(jī)的汽缸呈V形排列那樣,W型發(fā)動機(jī)的汽缸排列形式也一定是呈W形,其實(shí)不然,它只是近似W形排列,嚴(yán)格說來還應(yīng)屬V型發(fā)動機(jī),至少是V型發(fā)動機(jī)的一個(gè)變種。將V型發(fā)動機(jī)的每側(cè)汽缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開(如帕薩特W8的小角度為15度),就成了W型發(fā)動機(jī)。或者礧型發(fā)動機(jī)的汽缸排列形式是由兩個(gè)小V形組成一個(gè)大V形。

  W型與V型發(fā)動機(jī)相比可以將發(fā)動機(jī)做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節(jié)省發(fā)動機(jī)所占的空間,同時(shí)重量也可輕些,但它的寬度更大,使得發(fā)動機(jī)室更滿。

  W型發(fā)動機(jī)相對V型發(fā)動機(jī)最大的問題是發(fā)動機(jī)由一個(gè)整體被分割為兩個(gè)部分,在運(yùn)作時(shí)必然會引起很大的振動。針對這一問題,大眾在W型發(fā)動機(jī)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)反相轉(zhuǎn)動的平衡軸,讓兩個(gè)部分的振動在內(nèi)部相互抵消。

  德國大眾汽車公司現(xiàn)有三種W型發(fā)動機(jī)W8、W12和W16。


大眾W12發(fā)動機(jī)

水平對置發(fā)動機(jī)

        水平對置發(fā)動機(jī)的英文名(BoxerEn-gine)意義就是“拳擊手發(fā)動機(jī)”,其汽缸呈水平對置排列,運(yùn)行時(shí)像是拳擊手在搏斗,活塞就是拳擊手的拳頭在水平方向上相對運(yùn)動。由于相鄰兩個(gè)汽缸水平對置,可以完全相互抵消振動,使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)更平穩(wěn),噪聲更小。同時(shí)由于活塞運(yùn)動時(shí)不需要對重力進(jìn)行抵抗,所以水平對置發(fā)動機(jī)的動力輸出性能相對其他發(fā)動機(jī)具有優(yōu)勢。

  水平對置發(fā)動機(jī)由于氣缸“平放”,而不是像V型或直列發(fā)動機(jī)那樣“斜放”或“立放”,因此降低了整車的重心,同時(shí)又能保障把車頭設(shè)計(jì)的更低一些,因此從抓地性和空氣動力學(xué)的角度看,水平對置發(fā)動機(jī)為汽車的安全性和穩(wěn)定性提供了較好的保障。

水平對置發(fā)動機(jī)特點(diǎn)

  發(fā)動機(jī)活塞平均分布在曲軸兩側(cè),在水平方向上左右運(yùn)動。使發(fā)動機(jī)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(wěn),發(fā)動機(jī)安裝在整車的中心線上,兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消,大大降低車輛在行駛中的振動,便發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速得到很大提升,減少噪音。

  低重心:產(chǎn)生的橫向震動容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動機(jī)重心降低,更容易達(dá)到整體平衡。

  低振動:活塞運(yùn)動的平衡良好(180度左右抵消)。 相比直列式,在曲軸方面所需的平衡配重因素減少,有助轉(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速,并保證發(fā)動機(jī)平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動機(jī)行式油耗最低。

水平對置發(fā)動機(jī)缺點(diǎn):

  潤滑系統(tǒng)不太理想,技術(shù)要求很高,要不潤滑油沒辦法潤滑到活塞與缸壁,冷卻系統(tǒng)也要求很嚴(yán)格。制造成本比V型發(fā)動機(jī)更高。

  目前,對水平對置發(fā)動機(jī)技術(shù)掌握比較成熟的只有保時(shí)捷和斯巴魯。


水平對置發(fā)動機(jī)

轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)

  轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)又稱為米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)。它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來控制壓縮和排放,與傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動機(jī)的直線運(yùn)動迥然不同。這種發(fā)動機(jī)由德國人菲加士?汪克爾發(fā)明,在總結(jié)前人的研究成果的基礎(chǔ)上,解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問題,研制成功第一臺轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。

  轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)與往復(fù)式發(fā)動機(jī)不同,它直接將可燃?xì)獾娜紵蛎浟D(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機(jī)相比,轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)取消了無用的直線運(yùn)動,取消了曲軸活塞等零件,因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)尺寸較小,重量較輕,而且振動和噪聲較低,具有較大優(yōu)勢。

  轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的運(yùn)動特點(diǎn)是三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時(shí),三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí),以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動,內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3比2。上述運(yùn)動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的運(yùn)動軌跡(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個(gè)獨(dú)立空間,三個(gè)空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣,三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,發(fā)動機(jī)點(diǎn)火做功三次。由于以上運(yùn)動關(guān)系,輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍,這與往復(fù)運(yùn)動式發(fā)動機(jī)的活塞與曲軸1:1的運(yùn)動關(guān)系完全不同。

轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):

        轉(zhuǎn)子引擎的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就作功一次,與一般的四沖程發(fā)動機(jī)每旋轉(zhuǎn)兩圈才作功一次相比,具有高馬力容積比(引擎容積較小就能輸出較多動力)的優(yōu)點(diǎn)。另外,由于轉(zhuǎn)子引擎的軸向運(yùn)轉(zhuǎn)特性,它不需要精密的曲軸平衡就能達(dá)到較高的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。整個(gè)發(fā)動機(jī)只有兩個(gè)轉(zhuǎn)動部件,與一般的四沖程發(fā)動機(jī)具有進(jìn)、排氣活門等二十多個(gè)活動部件相比結(jié)構(gòu)大大簡化,故障的可能性也大大減小。除了以上的優(yōu)點(diǎn)外,轉(zhuǎn)子引擎的優(yōu)點(diǎn)亦包括體積較小、重量輕、低重心等。

  相對地,由于轉(zhuǎn)子引擎的三個(gè)燃燒室并非完全隔離,因此在引擎使用一段時(shí)間之后容易因?yàn)橛头獠牧夏p而造成漏氣問題,大幅增加油耗與污染。其獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。

        目前,馬自達(dá)旗下的RX-8搭載的就是轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。


轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)

總結(jié)

        盡管各種發(fā)動機(jī)的氣缸排列方式不一樣,所應(yīng)用的技術(shù)也不盡相同,但所追求的目標(biāo)卻是一樣的,那就是如何提高發(fā)動機(jī)的性能,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,降低污染物的排放,節(jié)省下發(fā)動機(jī)倉的空間,使車子的穩(wěn)定性和乘坐舒適性更加人性化。

        在現(xiàn)代汽車中,直列發(fā)動機(jī)和V型發(fā)動機(jī)的應(yīng)用要更加廣泛一些,W型發(fā)動機(jī)只是在一些高端產(chǎn)品及追求動力性的車型中應(yīng)用較為多一些,水平對置發(fā)動機(jī)和轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的應(yīng)用在現(xiàn)階段也比較少,一般在民用轎車中很少使用,但是隨著這些技術(shù)的不斷成熟,這些只有在高檔車中才能見到的發(fā)動機(jī),在日常生活中將越來越常見,車子的乘坐合適性將得到進(jìn)一步提升。

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:汽車 發(fā)動機(jī) 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點(diǎn)擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機(jī)器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報(bào)道