作为一个二手车从业者,对于发动机的认识不能停留在排量、功率、扭矩等基本参数值上,对于内部的结构也要有一定的了解。中南汽车教育网今天就大家梳理下现在常见的气缸排列形式以及优缺点,各位二手车朋友在收车时可以注意一下。
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
(1)当排气量和汽缸数增加时,发动机长度将增加
(2)发动机功率有限
(3)布置在车身上重心高,影响操控性。
L3代表车型福克斯1.0T
L4代表车型奥迪S3
L5代表车型奥迪TTRS
L6代表车型宝马X5xDrive35i
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°),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F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以及布嘉迪威龙的W16。
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
W16发动机代表车型布加迪威龙W16
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GTS3.0T
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
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