最全發(fā)動(dòng)機氣缸排列知識

前言

發(fā)動(dòng)機作為汽車(chē)的核心部件，等同于我們的心臟一樣。二手車(chē)人們不能只停留在功率、扭矩、排量的基礎參數上，對于發(fā)動(dòng)機內部的結構也要清楚。

氣缸排列形式大體可以分為L(cháng)型（直列式）布局、V型布局、W型布局、H型（水平對置式）和VR型布局，另外還有一種比較少見(jiàn)的轉子式發(fā)動(dòng)機。

一、直列發(fā)動(dòng)機

直列發(fā)動(dòng)機是比較常見(jiàn)的一種，用字母L來(lái)表示，例如L4表示的就是直列四缸發(fā)動(dòng)機，這種布局是指發(fā)動(dòng)機所有氣缸均是同一角度拍成一線(xiàn)，只用到一個(gè)氣缸蓋，其缸體和曲軸的結構也是氣缸排列方式中最簡(jiǎn)單的。

優(yōu)點(diǎn)：

• 尺寸緊湊，穩定性高；

• 低速扭矩特性好；

• 燃油經(jīng)濟性相對較好；

• 制造成本低，發(fā)動(dòng)機艙布置靈活。

   

  缺點(diǎn)：

• 當排氣量和汽缸數增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機長(cháng)度將增加；

• 發(fā)動(dòng)機功率有限；

• 布置在車(chē)身上重心高，影響操控性。

   

  L3代表車(chē)型 ?？怂?.0T

  

L4代表車(chē)型 奧迪S3

• L5代表車(chē)型 奧迪TT RS

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  L6代表車(chē)型 寶馬X5 xDrive35i

  二、V型發(fā)動(dòng)機
  
  

  V型發(fā)動(dòng)機，是將氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定夾角布置一起（左右兩列氣缸中心線(xiàn)的夾角γ<180°），從側面看汽缸呈V字形，故稱(chēng)V型發(fā)動(dòng)機。通常的夾角為90度，但是實(shí)際應用中90度夾角在橫向距離上比較的寬，不便于機艙的布置。

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  而且更加傾斜的氣缸體，機油在受重力作用會(huì )使活塞頭潤滑不均勻，加大氣缸的磨損。為了避免這一弊端，也有更小夾角的72度，75度和60度的氣缸體設計。在氣缸數上最常見(jiàn)的有V6，V8和V10，V12四種發(fā)動(dòng)機形式。 

   

  優(yōu)點(diǎn)：

• 相同缸數比直列排布的縱向距離短；

• 發(fā)動(dòng)機重心比直列排布方式的低，增強操控性；

• 運轉比較平順，震動(dòng)與噪音更??；

• 有更大的動(dòng)力輸出。

   

  缺點(diǎn)：

• 結構比較復雜，后期維護成本較高；

• 比直列排布更寬；

• 生產(chǎn)成本高。

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  V6發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 銳志

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  V8發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 寶馬M3

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  V10發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 奧迪R8

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  V12發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 法拉利F140系列

   

  三、W型發(fā)動(dòng)機
  
  

  W型發(fā)動(dòng)機是近似W形排列，其實(shí)還是屬于V型發(fā)動(dòng)機。W型發(fā)動(dòng)機的汽缸排列形式是由兩個(gè)小V形組成一個(gè)大V形,兩組V型發(fā)動(dòng)機共用一根曲軸。

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  W型與V型相比，可將發(fā)動(dòng)機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節省發(fā)動(dòng)機所占的空間，同時(shí)重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發(fā)動(dòng)機艙更飽滿(mǎn)。

   

  優(yōu)點(diǎn)：

• 發(fā)動(dòng)機及曲軸更短，結構緊湊，適用大排量車(chē)；

• 相同汽缸數縱向最短；

• 發(fā)動(dòng)機動(dòng)力強勁，一般排量可以做的比較大。

   

  缺點(diǎn)：

• 制造工藝復雜，價(jià)格昂貴；

• 發(fā)動(dòng)機橫向尺寸比較大，不利于布局；

• 后期的維護成本高。

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  W12發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 奧迪A8 W12

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  W16發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 布加迪威龍 W16

   

  四、水平對置發(fā)動(dòng)機
  
  

  水平對置發(fā)動(dòng)機用H表示，4缸水平對置發(fā)動(dòng)為H4,6缸水平對置發(fā)動(dòng)機為H6.水平對置發(fā)動(dòng)機的氣缸夾角為180度。水平對置發(fā)動(dòng)機的制造成本和工藝難度相當高，所以目前世界上只有保時(shí)捷和斯巴魯兩個(gè)廠(chǎng)商在使用。

   

  優(yōu)點(diǎn)：

• 重心最低，配重均衡，給車(chē)輛帶來(lái)更好操控性；

• 兩側活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消，振動(dòng)小更平順。

   

  缺點(diǎn)：

• 寬度最大；

• 工藝復雜；

• 生產(chǎn)維護升本高；

• 不利于布局，考慮車(chē)身尺寸，排量不會(huì )很大；

• 橫置的氣缸因為重力的原因，會(huì )使機油流到底部，使氣缸向上一側得不到充分的潤滑；

• 高精度的制造帶來(lái)了更高的養護成本。

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  H4發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 森林人2.5L

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  H6發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 保時(shí)捷911GTS3.0T

   

  五、VR發(fā)動(dòng)機
  
  

  VR發(fā)動(dòng)機是大眾的專(zhuān)屬產(chǎn)品，為了能在更小的空間內放下V6發(fā)動(dòng)機，大眾集團另辟蹊徑的研發(fā)出了夾角為15度、體積更小的VR6發(fā)動(dòng)機。VR發(fā)動(dòng)機的汽缸夾角非常小，兩列汽缸接近平行，汽缸蓋上火花塞的孔幾乎并在一條直線(xiàn)上。

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  VR6引擎因為兩組氣缸交錯布局而又處于同一個(gè)缸體之中，因此6個(gè)氣缸的進(jìn)氣和排氣長(cháng)度出現了差異，這就導致了不同氣缸進(jìn)排氣效果不一致，導致每個(gè)氣缸的爆燃情況不能完全一樣，進(jìn)一步放大了VR6的震動(dòng)和不平順。雖然大眾后來(lái)設計了不等長(cháng)進(jìn)排氣歧管來(lái)緩解這種不平衡，但依然沒(méi)辦法根治。

   

  優(yōu)點(diǎn)：

• 發(fā)動(dòng)機結構緊湊，體積小。寬度接近直列發(fā)動(dòng)機，長(cháng)度比相同汽缸數的直列發(fā)動(dòng)更短;

• 造價(jià)成本較低底。

   

  缺點(diǎn)：

• 運轉震動(dòng)較大。雖然通過(guò)增加平衡軸等方法可以降低震動(dòng)，但是由于結構特性，震動(dòng)仍然比V型排列發(fā)動(dòng)機大很多；

• 活塞磨損比較嚴重；

• 進(jìn)排氣不平衡；

• 熱負荷比較嚴重。

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  VR6發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 高爾夫R32

   

  六、轉子式發(fā)動(dòng)機
  
  

  轉子發(fā)動(dòng)機又稱(chēng)為米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機，由德國人汪克爾發(fā)明。而真正把轉子發(fā)動(dòng)機做出名堂的是日本的馬自達。傳統的氣缸采用往復式運動(dòng)，工作時(shí)活塞在氣缸里做往復直線(xiàn)運動(dòng)，而為了把活塞的直線(xiàn)運動(dòng)轉化為旋轉運動(dòng)，必須使用曲柄連桿機構。

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  轉子發(fā)動(dòng)機則不同，它可以將燃氣的燃燒膨脹力直接轉化為驅動(dòng)扭矩。轉子發(fā)動(dòng)機大體由三角形轉子、偏心軸和發(fā)動(dòng)機殼體組成，轉子帶動(dòng)偏心軸旋轉，將爆炸產(chǎn)生的動(dòng)力平穩傳遞到傳動(dòng)橋。

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  三角轉子轉動(dòng)時(shí)，以三角轉子中心為中心的內齒圈和以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉動(dòng)，內齒圈與齒輪的齒數之比為3:2。三角轉子把氣缸分成三個(gè)獨立空間，三個(gè)空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣，三角轉子自轉一周，發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火做功三次，而沖程式發(fā)動(dòng)機的曲軸每旋轉兩圈單氣缸才做功一次。

   

  優(yōu)點(diǎn)：

• 尺寸??；

• 重量小，布置于車(chē)身重心比較底；

• 震動(dòng)小，噪聲??；

• 與一般四沖程發(fā)動(dòng)機每旋轉兩圈做功一次相比，具有高功率容積比（發(fā)動(dòng)機容積較小就能輸出較多動(dòng)力）；

• 運轉最高轉速較高。

   

  缺點(diǎn)：

• 油封磨損容易造成漏氣；

• 獨特的機械結構也造成這類(lèi)引擎較難維修；

• 燃油經(jīng)濟性差；

• 熱效率底；

• 排放性差；

• 低轉無(wú)力：

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  轉子發(fā)動(dòng)機代表車(chē)型 馬自達RX-8