发动机知识1.docx

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发动机知识1

气缸排列形式大体可以分为L型（直列式）布局、V型布局、W型布局、H型（水平对置式）和VR型布局，另外还有一种比较少见的转子式发动机。

直列发动机

直列发动机是最常见的发动机，用字母L表示，比如L4（数字代表气缸个数）表示的就是直列四缸发动机，这种布局是指发动机所有气缸均是按同一角度并排成一条直线，只使用一个气缸盖，其缸体和曲轴的结构也是气缸排列方式中最简单的。

现在常见的有L3，L4，L5，L6，绝大多数小型车、紧凑型车或一部分中型车，都采用这种布局。

优点：

（1）尺寸紧凑，稳定性高

（2）低速扭矩特性好

（3）燃油经济性相对较好

（4）制造成本低，发动机舱布置灵活。

缺点：

不适合大排量多缸，加多缸数，发动机长度会变得过大，震动发热都会增加，甚至超过V6

L3代表车型福克斯1.0T

V型发动机

所谓V型发动机，简单的说就是将气缸分成两组，把相邻气缸以一定夹角布置一起（左右两列气缸中心线的夹角γ<180°），从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。

通常的夹角为90度，但是实际应用中90度夹角在横向距离上比较的宽，不便于机舱的布置。

而且更加倾斜的气缸体，机油在受重力作用会使活塞头润滑不均匀，加大气缸的磨损。

为了避免这一弊端，也有更小夹角的72度，75度和60度的气缸体设计。

在气缸数上最常见的有V6，V8和V10，V12四种发动机形式，用在一般的车型上V6和V8的动力就已经足够了， V10和V12发动机制造成本昂贵，技术非常复杂，一般搭载在超跑旗舰车型上。

优点：

（1）相同缸数比直列排布的纵向距离短

（2）发动机重心比直列排布方式的低，增强操控性

（3）运转比较平顺，震动与噪音更小

（4）有更大的动力输出

缺点：

（1）结构比较复杂，后期维护成本较高

（2）比直列排布更宽

（3）生产成本高

V6发动机代表车型锐志

V8发动机代表车型宝马M3

V10发动机代表车型奥迪R8

V12发动机代表车型法拉利F140系列

W型发动机

它只是近似W形排列，严格说来还应属V型发动机。

W型发动机是德国大众专属发动机技术。

将V型发动机的每侧汽缸进行小角度的错开，就成了W型发动机。

或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形,两组V型发动机共用一根曲轴。

W型与V型相比，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，使得发动机舱更饱满。

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震动。

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，让两个部分的震动在内部相互抵消。

目前应用W发动机的只有大众以及旗下其他品牌的车辆运用，比如：

大众辉腾、宾利欧陆和奥迪A8的W12。

优点：

（1）发动机及曲轴更短，结构紧凑，适用大排量车

（2）相同汽缸数纵向最短

（3）发动机动力强劲，一般排量可以做的比较大。

缺点：

（1）制造工艺复杂，价格昂贵

（2）发动机横向尺寸比较大，不利于布局

（3）后期的维护成本高

W12发动机代表车型奥迪A8W12

水平对置发动机

水平对置发动机用H表示，4缸水平对置发动为H4,6缸水平对置发动机为H6。

水平对置发动机的气缸夹角为180度。

水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高，所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。

优点：

（1）重心最低，配重均衡，给车辆带来更好操控性

（2）两侧活塞产生的力矩相互抵消，振动小更平顺

缺点：

（1）宽度最大

（2）工艺复杂

（3）生产维护升本高

（4）不利于布局，考虑车身尺寸，排量不会很大。

（5）横置的气缸因为重力的原因，会使机油流到底部，使气缸向上一侧得不到充分的润滑

（6）高精度的制造带来了更高的养护成本。

H4发动机代表车型森林人2.5L

H6发动机代表车型保时捷911GTS3.0T

VR发动机

VR发动机是大众的专属产品，为了能在更小的空间内放下V6发动机，大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。

VR发动机的汽缸夹角非常小，两列汽缸接近平行，汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。

VR6引擎因为两组气缸交错布局而又处于同一个缸体之中，因此6个气缸的进气和排气长度出现了差异，这就导致了不同气缸进排气效果不一致，导致每个气缸的爆燃情况不能完全一样，进一步放大了VR6的震动和不平顺。

虽然大众后来设计了不等长进排气歧管来缓解这种不平衡，但依然没办法根治。

由于VR6引擎的气缸头与同排量的四缸机气缸头投影面积相当，但却需要承受六个气缸轮流爆燃的冲击和热量，因此早期VR6引擎还存在着散热的问题。

磨损寿命也是一大问题。

优点：

（1）发动机结构紧凑，体积小。

宽度接近直列发动机，长度比相同汽缸数的直列发动短很多。

（2）造价成本较低底。

缺点：

（1）运转震动较大。

虽然通过增加平衡轴等方法可以降低震动，但是由于结构特性，震动仍然比V型排列发动机大很多。

（2）活塞磨损比较严重。

（3）进排气不平衡，

（4）热负荷比较严重。

VR6发动机代表车型高尔夫R32

转子式发动机

相比常见的往复活塞式发动机，很多朋友会对转子发动机感到陌生。

转子发动机又称为米勒循环发动机，由德国人汪克尔发明。

而真正把转子发动机做出名堂的是日本的马自达。

我们都知道，传统的气缸采用往复式运动，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。

转子发动机则不同，它可以将燃气的燃烧膨胀力直接转化为驱动扭矩。

转子发动机大体由三角形转子、偏心轴和发动机壳体组成，转子带动偏心轴旋转，将爆炸产生的动力平稳传递到传动桥。

三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈和以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3:

2。

上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即气缸壁的形状）似“8”字形。

三角转子把气缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次，而冲程式发动机的曲轴每旋转两圈单气缸才做功一次。

优点：

（1）尺寸小

（2）重量小，布置于车身重心比较底

（3）震动小，噪声小。

（4）与一般四冲程发动机每旋转两圈做功一次相比，具有高功率容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）

（5）运转最高转速较高。

缺点：

（1）油封磨损容易造成漏气

（2）独特的机械结构也造成这类引擎较难维修

（3）燃油经济性差

（4）热效率底

（5）排放性差

（6）低转无力

转子发动机代表车型马自达RX-8