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[導(dǎo)讀]作為汽車的引擎,發(fā)動機(jī)可以說是承載了整個(gè)汽車的動力輸出。關(guān)于它的作用,有朋友說它是油箱和變速器的連接器,也有朋友說它是汽車動力的輸出源,這些說法固然不錯,但是,發(fā)動機(jī)的學(xué)問可遠(yuǎn)不止這些,今天我就和大家一起扒一扒汽車發(fā)動機(jī)的那些事。

發(fā)動機(jī)是汽車重要的零件之一,它對于汽車的作用相當(dāng)于心臟對人的作用,因此,我們都稱之為汽車的“心臟”。

作為汽車的引擎,發(fā)動機(jī)可以說是承載了整個(gè)汽車的動力輸出。關(guān)于它的作用,有朋友說它是油箱和變速器的連接器,也有朋友說它是汽車動力的輸出源,這些說法固然不錯,但是,發(fā)動機(jī)的學(xué)問可遠(yuǎn)不止這些,今天我就和大家一起扒一扒汽車發(fā)動機(jī)的那些事。

首先從燃油類型上來說,發(fā)動機(jī)可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī),二者統(tǒng)稱為熱機(jī)。大家都知道,熱機(jī)就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。但是它們之間也有很多明顯的區(qū)別。一、燃油需求不同,汽油機(jī)的燃料主要是汽油,柴油機(jī)的燃料主要是柴油;二、燃料點(diǎn)燃方式不同,汽油機(jī)主要是靠電火花塞點(diǎn)燃,而柴油機(jī)由于較高的抗壓抗爆性能完全是在缸內(nèi)高溫高壓條件下壓縮空氣再噴入柴油讓它們自行混燃的方式點(diǎn)燃;三、兩者的壓縮比不同,汽油機(jī)的壓縮比一般是9~12,而柴油機(jī)的壓縮比一般是15~22,所謂的壓縮比就是汽車氣缸(燃燒室)壓縮前與壓縮后的體積之比,壓縮比越大,說明氣缸的抗壓抗爆能力越強(qiáng)。當(dāng)然還有一些細(xì)微的差別,比如柴油機(jī)較汽油機(jī)工作時(shí)噪聲較大,汽油機(jī)較柴油機(jī)燃燒更充分污染更小等。由于以上種種區(qū)別的原因,所以柴油機(jī)被廣泛用于客車,農(nóng)用車,商用車等車型,而汽油機(jī)大多被用于家用轎車。

當(dāng)然,隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展,柴油機(jī)不再是那個(gè)冒黑煙的烏賊,而是變得非常清潔,高效,而人們對動力性要求的不斷提高,很多家用汽車車型也開始使用柴油機(jī),代表車型有奧迪A6,長城哈弗,路虎等基本都是柴油機(jī)為主的車型。

 

汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)

再有就是按發(fā)動機(jī)的缸型排列和數(shù)量劃分,發(fā)動機(jī)一般有4缸,6缸,8缸,16缸不等,細(xì)心的朋友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些“小秘密”,為什么發(fā)動機(jī)的缸數(shù)一般是雙數(shù),這是因?yàn)榘l(fā)動機(jī)一個(gè)工作循環(huán)是四個(gè)沖程,而偶數(shù)氣缸的目的是為了保證機(jī)器工作時(shí)動力的連續(xù)性和平衡性。當(dāng)然也有汽車采用的是單數(shù)氣缸以達(dá)到省油的目的,比如夏利,奧迪的一些車型就是使用3缸或5缸的發(fā)動機(jī)。近來隨著發(fā)動機(jī)以及NVH技術(shù)的發(fā)展,更多出于節(jié)能降耗以及輕量化的要求,經(jīng)典的三缸機(jī)如今再度回來,不過各方面都遠(yuǎn)非往日的三缸機(jī)可比了。

發(fā)動機(jī)幾個(gè)缸好?

一般來說,采用什么樣的缸數(shù)主要跟汽車的排量和動力需求有關(guān),排量在1.0以下的基本都是采用的3缸,1.0~2.0的基本是4缸,2.5~3.0的基本是6缸,4.0以上的排量基本也都是8缸以上。

關(guān)于氣缸的排列方式,一般汽車的排列方式有L型、V型、W型、H型等多種排列方式,不同的缸型排列也是為了適應(yīng)不同的空間需求。一般6缸以內(nèi)的車型都采用L型排列,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,排列方便,所有氣缸都按同一角度依次排開。

V型排列就相對較復(fù)雜,就是所有氣缸分成兩組呈一定角度依次交替排開組成一個(gè)“V”,這個(gè)角度一般是60°,這樣的排列一般要求至少6缸以上的機(jī)型,而且缸數(shù)必須是雙數(shù)。這樣的排列縮小和降低了發(fā)動機(jī)前艙的空間和高度,也為后來測定汽車的風(fēng)阻系數(shù)避免了很大麻煩。

“W”缸型的排列其實(shí)是“V”型缸的升級版,就是在共用一根曲軸的情況下將“V”型缸進(jìn)行小角度的錯位組成“W”型,這樣的技術(shù)像德國大眾的車標(biāo)“V、W”一樣是其專屬技術(shù),被廣泛用于大眾車型。然而由于明顯的錯位性,這樣的排列在汽車行駛時(shí)勢必會引起汽車較大的機(jī)身抖動,在VNH(噪聲,振動與聲振粗糙度)的控制上就顯得相對較弱。當(dāng)然它的好處也是對于缸數(shù)較多的機(jī)型一定程度上有效的節(jié)約了機(jī)艙空間。

“H”型發(fā)動機(jī)的排列就是兩組氣缸交替并列成180°排列,這樣就明顯降低了汽車的重心,隨后帶來的就是汽車風(fēng)阻系數(shù)(空氣阻力系數(shù))的降低,從而增加汽車的穩(wěn)定性與平順性。然而由于氣缸的“平躺”導(dǎo)致機(jī)油在對氣缸潤滑時(shí)不能充分到位從而加速了氣缸的磨損,即使如此,對于一些汽車行駛穩(wěn)定性要求較高的車型來說,這樣的排列依然是比較常見的,比如保時(shí)捷,斯巴魯?shù)榷喾N跑車都是采用的“H”缸型排列,并且它們已經(jīng)很好的解決了潤滑不充分的問題。

當(dāng)然也有比較少見的馬自達(dá)一些車型的三角轉(zhuǎn)子型和大眾“VR”型排列的發(fā)動機(jī)。

 


寶馬的L型氣缸排列

 


奧迪的V型氣缸排列

 


奧迪的雙V(W)型氣缸排列

 


斯巴魯?shù)腍缸型排列

自然吸氣好還是渦輪增壓好?

自然吸氣大家可能再熟悉不過,就是將空氣直接吸入氣缸與燃油混合燃燒的發(fā)動機(jī),而渦輪增壓其實(shí)是在發(fā)動機(jī)前面增加一套渦輪增壓裝置以實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的二次利用,渦輪增壓裝置其實(shí)就是一個(gè)空氣壓縮機(jī),它由渦輪室和增壓機(jī)組成,通過搜集汽車排氣管分支開口流出的尾氣進(jìn)入渦輪室再通過增壓機(jī)壓縮傳入發(fā)動機(jī)增大發(fā)動機(jī)的輸出功率,最早的渦輪增壓發(fā)動機(jī)技術(shù)僅被用于一些專用的跑車,隨著汽車節(jié)能減排,高效低耗的市場需求不斷擴(kuò)大,渦輪增壓發(fā)動機(jī)才被逐漸用于家用轎車領(lǐng)域。

就此二者而言,很多朋友一直困擾的問題是渦輪增壓和自然吸氣發(fā)動機(jī)到底哪個(gè)更好。首先渦輪增壓增大了發(fā)動機(jī)的功率和扭矩,帶來了更強(qiáng)的動力,其次從燃油消耗的方面來說,要達(dá)到同等動力要求的前提下,渦輪增壓由于汽車尾氣的二次利用,嚴(yán)格意義上來說還是較自然吸氣省油的。

有利就有弊。渦輪增壓就沒有缺點(diǎn)了?也不一定,由于渦輪增壓發(fā)動機(jī)在尾氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)前多了一個(gè)渦輪增壓的程序,那也就導(dǎo)致汽車的加速性能有一定的延遲。再者渦輪增壓的氣體由渦輪機(jī)進(jìn)入發(fā)動機(jī)時(shí)溫度和壓力都明顯較自然吸氣的氣體大得多,這樣自然會加速發(fā)動機(jī)的損耗,降低其壽命。所以很難從單一的方面來評價(jià)哪種機(jī)器的好壞,關(guān)鍵是看人們?yōu)榱藵M足怎樣的需求。

 


渦輪增壓發(fā)動機(jī)的大致工作流程圖

總的來說,發(fā)動機(jī)無論從燃油材料,缸型數(shù)量,吸氣方式都有不同的劃分和講究,這些差異的目的也是為了達(dá)到不同的需求而設(shè)定的。

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