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汽車的“心臟”,你了解多少?
http://www.iecnta.live 2016-09-22 16:23:17 汽車之家
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  作為汽車的引擎,發動機可以說是承載了整個汽車的動力輸出。關于它的作用,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,發動機的學問可遠不止這些,今天我就和大家一起扒一扒汽車發動機的那些事。

  首先從燃油類型上來說,發動機可以分為汽油機和柴油機,二者統稱為熱機。大家都知道,熱機就是將熱能轉化為機械能的裝置。但是它們之間也有很多明顯的區別。一、燃油需求不同,汽油機的燃料主要是汽油,柴油機的燃料主要是柴油;二、燃料點燃方式不同,汽油機主要是靠電火花塞點燃,而柴油機由于較高的抗壓抗爆性能完全是在缸內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燃;三、兩者的壓縮比不同,汽油機的壓縮比一般是9~12,而柴油機的壓縮比一般是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。當然還有一些細微的差別,比如柴油機較汽油機工作時噪聲較大,汽油機較柴油機燃燒更充分污染更小等。由于以上種種區別的原因,所以柴油機被廣泛用于客車,農用車,商用車等車型,而汽油機大多被用于家用轎車。

  當然,隨著汽車技術的飛速發展,柴油機不再是那個冒黑煙的烏賊,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,代表車型有奧迪A6,長城哈弗,路虎等基本都是柴油機為主的車型。

  汽油發動機和柴油發動機

  再有就是按發動機的缸型排列和數量劃分,發動機一般有4缸,6缸,8缸,16缸不等,細心的朋友可能已經發現了一些“小秘密”,為什么發動機的缸數一般是雙數,這是因為發動機一個工作循環是四個沖程,而偶數氣缸的目的是為了保證機器工作時動力的連續性和平衡性。當然也有汽車采用的是單數氣缸以達到省油的目的,比如夏利,奧迪的一些車型就是使用3缸或5缸的發動機。近來隨著發動機以及NVH技術的發展,更多出于節能降耗以及輕量化的要求,經典的三缸機如今再度回來,不過各方面都遠非往日的三缸機可比了。

  真是前度劉郞今又來。

  發動機幾個缸好?

  一般來說,采用什么樣的缸數主要跟汽車的排量和動力需求有關,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不同的空間需求。一般6缸以內的車型都采用L型排列,其特點是結構簡單,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“V”,這個角度一般是60°,這樣的排列一般要求至少6缸以上的機型,而且缸數必須是雙數。這樣的排列縮小和降低了發動機前艙的空間和高度,也為后來測定汽車的風阻系數避免了很大麻煩。

  “W”缸型的排列其實是“V”型缸的升級版,就是在共用一根曲軸的情況下將“V”型缸進行小角度的錯位組成“W”型,這樣的技術像德國大眾的車標“V、W”一樣是其專屬技術,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勢必會引起汽車較大的機身抖動,在VNH(噪聲,振動與聲振粗糙度)的控制上就顯得相對較弱。當然它的好處也是對于缸數較多的機型一定程度上有效的節約了機艙空間。

  “H”型發動機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阻系數(空氣阻力系數)的降低,從而增加汽車的穩定性與平順性。然而由于氣缸的“平躺”導致機油在對氣缸潤滑時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,比如保時捷,斯巴魯等多種跑車都是采用的“H”缸型排列,并且它們已經很好的解決了潤滑不充分的問題。

  當然也有比較少見的馬自達一些車型的三角轉子型和大眾“VR”型排列的發動機。

  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

  斯巴魯的H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動機,而渦輪增壓其實是在發動機前面增加一套渦輪增壓裝置以實現汽車尾氣的二次利用,渦輪增壓裝置其實就是一個空氣壓縮機,它由渦輪室和增壓機組成,通過搜集汽車排氣管分支開口流出的尾氣進入渦輪室再通過增壓機壓縮傳入發動機增大發動機的輸出功率,最早的渦輪增壓發動機技術僅被用于一些專用的跑車,隨著汽車節能減排,高效低耗的市場需求不斷擴大,渦輪增壓發動機才被逐漸用于家用轎車領域。

  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動機到底哪個更好。首先渦輪增壓增大了發動機的功率和扭矩,帶來了更強的動力,其次從燃油消耗的方面來說,要達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了?也不一定,由于渦輪增壓發動機在尾氣進入發動機前多了一個渦輪增壓的程序,那也就導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進入發動機時溫度和壓力都明顯較自然吸氣的氣體大得多,這樣自然會加速發動機的損耗,降低其壽命。所以很難從單一的方面來評價哪種機器的好壞,關鍵是看人們為了滿足怎樣的需求。

  渦輪增壓發動機

  總的來說,發動機無論從燃油材料,缸型數量,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到不同的需求而設定的。

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