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一文读懂汽车发动机有哪些形式

来源:m6米乐在线登录app    发布时间:2024-03-15 17:59:22
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  尽管汽车动力电动化慢慢的变成了不可逆的趋势,且目前混动车型更受欢迎,但在内燃机车的弥留之际,我们仍可将汽车内燃机当作一种知识拓展,了解它们都曾以怎样的方式搭载到汽车身上,他们各自又有何特点?本篇内容我们单纯介绍发动机的布置形式,对不同燃料、进气、冷却及冲程的发动机不做过多说明。

  直列发动机指的是发动机缸体和活塞竖直布置,当前,绝大多数车型都搭载着直列发动机。直列发动机一般用L代替,例如L4指直列四缸发动机,L6指直列六缸发动机。

  直列发动机因结构相对比较简单,所以它是最早被装配在汽车上的。最初,汽车装配的是直列蒸汽机,但因效率低下,续航不足且冷却问题制约了它的行驶路径,所以当奥托改良内燃机后,蒸汽机很快被内燃机所取代。

  从此人类便一发不可收拾,在直列发动机上玩出了各种花样,直列单缸、双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸,都曾出现过,并搭载到相应车型上。

  直列发动机的优势是结构相对简单,运行稳定,现在多以四缸发动机为主,因节能减排的原因,三缸发动机一度成为主机厂追捧的对象,但在国内,三缸发动机始终没有被消费者接受。五缸发动机是奥迪和沃尔沃的最爱,不过因为五缸发动机结构较为复杂且可靠性较差,所以沃尔沃已经弃用直列五缸发动机,但奥迪仍把优化过的五缸发动机搭载到高性能车上,比如奥迪TT RS和RS3。

  直列六缸发动机一直是宝马的看家法宝,因为节能减排的原因,这款发动机差点被宝马遗弃,不过因为其结构具备天生优异的平顺性,所以宝马现款车型也都有搭载,奔驰也因为其平顺性重新启用了直六发动机。

  V型发动机相邻两个气缸之间会有一定夹角,通常V6发动机夹角为60°,V8发动机夹角为90°,但这一些数据并不固定,而是在研发过程中,根据平顺度需求,对发动机夹角进行调整。

  V型发动机因相邻气缸倾斜错位布局,所以缸数相同的V型发动机,比直列发动机长度更短,且重心更低,且V型发动机汽缸往复运动的时候,震动会被自身相互抵消一部分,所以V6、V8、V12的平顺性相对较好。但如果单纯从结构上比较的线还能更好一些。

  V6发动机因平顺性出色,且制造成本更高,所以通常情况下被用在中高端车型上;V8发动机一直被视为偏重功率输出的典范,宝马M系列上就有V8身影,而十字曲轴的V8发动机,则被美系车尤为钟爱;V10发动机因为平顺性不足,所以搭载车型较少,代表车型是兰博基尼Huracán)和奥迪R8;V12发动机因平顺性和功率输出都无可挑剔,通常被看作旗舰动力,一般搭载到品牌的旗舰车型。

  V2发动机一直是哈雷摩托的标配,近些年,国内巡航摩托也普遍搭载了V2发动机;V4发动机则一直受杜卡迪等高性能摩托车钟爱。

  W型发动机并不是气缸按照W形排列,而是由两组VR发动机按照V型发动机布局,组成一组V型发动机。

  VR发动机是大众专属,通常情况下V型发动机气缸夹角在60°,但大众为了获得更紧凑的体积,将V型发动机夹角缩减至15°,超小的夹角使得VR6发动机体积与直四发动机相当,这就创造了一个便利条件,可使用两组VR发动机布置成V型发动机,进而构成结构更复杂的W发动机。这种发动机最大的优势,就是能在有限的空间内布置尽可能多的气缸数,从而获得更大的扭矩输出和更强劲的动力输出,但缺点在于散热困难,威龙研发过程中,散热一直是困扰团队的一大难题。

  W型发动机的代表作是布加迪威龙的W16发动机,W12发动机也一直是辉腾,途锐和A8L旗舰车型的代表。

  水平对置发动机指发动机相邻气缸呈水平对向排布,通常用H代表水平对置发动机。这种发动机将直列发动机的上下往复运动,改为水平往复运动,震动优化很出色。而且这种发动机重心更低,更加有助于汽车操控。

  虽然水平对置发动机的发明者是卡尔·本茨,但奔驰目前并没有搭载水平对置发动机的相应车型,而斯巴鲁全系、保时捷718、911系列以及宝马拳击手,均以水平对置发动机闻名于世。

  和水平对置发动机类似的,还有一种叫V型180°发动机,他们的外观形态非常相似。这两种发动机最大的不同之处在于,水平对置发动机,每个连杆都使用单独的曲柄销,而V型180°引擎每相邻的两根连杆会使用同一个曲柄销。也就是说,水平对置发动机在运转的时候,相邻两个活塞为对向运动,而180°夹角V型发动机在运转的时候,相邻两个活塞为同向运动。

  这种发动机虽然有重心低,振动小的优点,但是也有偏磨缺点。因活塞重心竖直向下,所以在下面的一侧,摩擦力相较在上面的一侧会更大一些,也就不可避免地会发生偏磨,而且此现状极难解决,尽管斯巴鲁声称已经优化了这样的一个问题,但根据驾驶公里数较大的BRZ车主说法,偏磨现象依然存在。

  转子发动机,并不像前面介绍的四种发动机那样,有一个活塞在圆柱形缸筒内进行往复运动。它的缸体是一个椭圆形,内部有一个三角形活塞在椭圆形缸体内做圆周运动。这使得转子发动机可以直接输出发生圆周运动的动力,从而简化了传动部件,使得传动效率有所提升,而且转子发动机结构非常紧凑,在同排量情况下,相比往复运动式发动机的输出功率更高。

  转子发动机的发明者是德国人汪克尔,但马自达却是转子发动机的偏执拥护者,为啥说偏执?因为研究转子的汽车企业很多,包括国内也曾生产过转子发动机驱动的卡车,但都因转子发动机低转性能太差,油耗高,燃烧效率低,润滑问题难以解决,转子顶端密封问题难以解决,最终决定放弃转子。只有马自达在日本的政策逼迫下,从始至终坚持使用转子发动机,而这也成为了马自达的特色。

  纯电动虽然慢慢的变成了趋势,但氢内燃机和氢燃料电池动力,仍被看作是替代当前纯电动汽车的一项更环保的终极能源形式,只是氢能难以获取且成本比较高,并不适合推广,但伴随着技术进步,谁又能保证内燃机不会死灰复燃?

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