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氣缸排列形式,顧名思義是指多氣缸內(nèi)燃機(jī)各個(gè)氣缸排布的形式,直白的說,就是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上氣缸所排出的隊(duì)列形式。目前主流發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸排列形式有:直列發(fā)動(dòng)機(jī)、V型發(fā)動(dòng)機(jī)、W型發(fā)動(dòng)機(jī)、水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和VR發(fā)動(dòng)機(jī)。但作為一個(gè)二手車從業(yè)者,對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)不能停留在排量、功率、扭矩等基本參數(shù)值上,還應(yīng)該對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有一定的了解。下面,和中華汽車網(wǎng)校一起來看看,常見的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列形式吧!
一、直列發(fā)動(dòng)機(jī)
直列發(fā)動(dòng)機(jī),一般縮寫為L,比如L4就代表著直列4缸(數(shù)字代表氣缸數(shù)量)的意思。直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式,尤其是在2.5L以下排量的發(fā)動(dòng)機(jī)上。這種布局的發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸均是按同一角度并排成一個(gè)平面,并且只使用了一個(gè)氣缸蓋,同時(shí)其缸體和曲軸的結(jié)構(gòu)也要相對(duì)簡(jiǎn)單,好比氣缸們站成了一列縱隊(duì)。具體來說,我們常見的大致有L3(代表車型:??怂?/span>1.0T)、L4(代表車型:奧迪S3)、L5(代表車型:奧迪TT RS)、L6(代表車型:寶馬X5 xDrive35i)。絕大多數(shù)小型車、緊湊型車或一部分中型車,都采用這種布局。
直列發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、尺寸緊湊,穩(wěn)定性高;
2、低速扭矩特性好;
3、燃油經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好;
4、制造成本低,發(fā)動(dòng)機(jī)艙布置靈活。
直列發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、當(dāng)排氣量和汽缸數(shù)增加時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度將增加;
2、發(fā)動(dòng)機(jī)功率有限;
3、布置在車身上重心高,影響操控性。
二、V型發(fā)動(dòng)機(jī)
所謂V型發(fā)動(dòng)機(jī),簡(jiǎn)單的說就是將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定夾角布置一起(左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°),使兩組汽缸形成一個(gè)夾角的平面,從側(cè)面看汽缸呈V字形(通常的夾角為60°),故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。
與直列布局形式相比,V型發(fā)動(dòng)機(jī)縮短了機(jī)體的長(zhǎng)度和高度,而更低的安裝位置可以便于設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出風(fēng)阻系數(shù)更低的車身,同時(shí)得益于汽缸對(duì)向布置,還可抵消一部分振動(dòng),使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平順。比如一些追求舒適平順駕乘感受的中高級(jí)車型,還是在堅(jiān)持使用大排量V型布局發(fā)動(dòng)機(jī),而不使用技術(shù)更先進(jìn)的“小排量直列型布局發(fā)動(dòng)機(jī)+增壓器”的動(dòng)力組合。在氣缸數(shù)上最常見的有V6,V8和V10,V12四種發(fā)動(dòng)機(jī)形式,用在一般的車型上V6(代表車型:銳志)和V8(代表車型:寶馬M3)的動(dòng)力就已經(jīng)足夠了,V10(代表車型:奧迪R8)和V12(代表車型:法拉利F140系列)發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本昂貴,技術(shù)非常復(fù)雜,一般搭載在超跑旗艦車型上。
V型發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、相同缸數(shù)比直列排布的縱向距離短;
2、發(fā)動(dòng)機(jī)重心比直列排布方式的低,增強(qiáng)操控性;
3、運(yùn)轉(zhuǎn)比較平順,震動(dòng)與噪音更小;
4、有更大的動(dòng)力輸出。
V型發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,后期維護(hù)成本較高;
2、比直列排布更寬;
3、生產(chǎn)成本高。
三、W型發(fā)動(dòng)機(jī)
W型發(fā)動(dòng)機(jī)是德國(guó)大眾專屬發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),將V型發(fā)動(dòng)機(jī)的每側(cè)汽缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開,就成了W型發(fā)動(dòng)機(jī)?;蛘哒fW型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸排列形式是由兩個(gè)小V形組成一個(gè)大V形,兩組V型發(fā)動(dòng)機(jī)共用一根曲軸。嚴(yán)格說來W型發(fā)動(dòng)機(jī)還應(yīng)屬V型發(fā)動(dòng)機(jī)的變種。
W型與V型發(fā)動(dòng)機(jī)相比,可將發(fā)動(dòng)機(jī)做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)所占的空間。同時(shí)重量也可輕些,但它的寬度更大,使得發(fā)動(dòng)機(jī)艙更滿。但是W發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)最大的問題,就是發(fā)動(dòng)機(jī)由一個(gè)整體被分割為兩個(gè)部分,在運(yùn)作時(shí)必然會(huì)引起很大的振動(dòng)。目前,應(yīng)用W發(fā)動(dòng)機(jī)的只有大眾以及它旗下其他品牌的車輛,比如老帕薩特的W8,大眾輝騰、賓利歐陸和奧迪A8的W12以及布嘉迪的W16。而大眾針對(duì)這一問題,在W型發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡軸,讓兩個(gè)部分的振動(dòng)在內(nèi)部相互抵消。
W型發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、發(fā)動(dòng)機(jī)及曲軸更短,結(jié)構(gòu)緊湊,適用大排量車;
2、相同汽缸數(shù)縱向最短;
3、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力強(qiáng)勁,一般排量可以做的比較大。
W型發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、制造工藝復(fù)雜,價(jià)格昂貴;
2、發(fā)動(dòng)機(jī)橫向尺寸比較大,不利于布局;
3、后期的維護(hù)成本高
四、水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)
水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)用H表示,氣缸夾角為180度。由于水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本和工藝難度相當(dāng)高,所以目前世界上只有保時(shí)捷和斯巴魯兩個(gè)廠商在使用。在氣缸數(shù)上最常見的有:H4發(fā)動(dòng)機(jī)(代表車型:森林人2.5L)和H6發(fā)動(dòng)機(jī)(代表車型:保時(shí)捷911GTS3.0T)。
水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、重心最低,配重均衡,給車輛帶來更好操控性;
2、兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消,振動(dòng)小更平順。
水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、寬度最大;
2、工藝復(fù)雜;
3、生產(chǎn)維護(hù)升本高;
4、不利于布局,考慮車身尺寸,排量不會(huì)很大;
5、橫置的氣缸因?yàn)橹亓Φ脑?,?huì)使機(jī)油流到底部,使氣缸向上一側(cè)得不到充分的潤(rùn)滑;
6、高精度的制造帶來了更高的養(yǎng)護(hù)成本。
五、轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)又稱為米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),它直接將可燃?xì)獾娜紵蛎浟D(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)扭矩。與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)相比,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)取消了無用的直線運(yùn)動(dòng),因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸較小,重量較輕,而且振動(dòng)和噪聲較低,具有較大優(yōu)勢(shì)。
工作原理:在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動(dòng),內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。上述運(yùn)動(dòng)關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個(gè)獨(dú)立空間,三個(gè)空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣,三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火做功三次。而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就作功一次。
轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、尺寸小;
2、重量小,布置于車身重心比較底;
3、震動(dòng)小,噪聲小;
4、與一般四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)兩圈做功一次相比,具有高功率容積比;
5、運(yùn)轉(zhuǎn)最高轉(zhuǎn)速較高。
轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、油封磨損容易造成漏氣;
2、獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修;
3、燃油經(jīng)濟(jì)性差;
4、熱效率底;
5、排放性差;
6、低轉(zhuǎn)無力。
六、VR發(fā)動(dòng)機(jī)
VR發(fā)動(dòng)機(jī)是大眾的專屬產(chǎn)品,1991年,大眾公司開發(fā)了一種15°夾角的V6 2.8L發(fā)動(dòng)機(jī),稱做VR6,并安裝在第三代高爾夫上。這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,寬度接近于直列發(fā)動(dòng)機(jī),長(zhǎng)度不比直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)多少。
眾所周知,對(duì)于V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)而言,60度夾角是最優(yōu)化的設(shè)計(jì),這是經(jīng)過無數(shù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)論證過的結(jié)果。因而絕大多數(shù)的V6發(fā)動(dòng)機(jī)都是采用這種布局形式的。但為了能在更小的空間內(nèi)放下V6發(fā)動(dòng)機(jī),大眾集團(tuán)另辟蹊徑的研發(fā)出了夾角為15度、體積更小的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)。而從動(dòng)力參數(shù)來看,它并不遜色與普通的V6發(fā)動(dòng)機(jī),但在研發(fā)之初就暴露了明顯的抖動(dòng)問題。通過一系列的平衡穩(wěn)定手段雖使問題得以明顯改善。但這依然無法超越改變其本身結(jié)構(gòu)上的特性,就像普通直列發(fā)動(dòng)機(jī)的震動(dòng)通常都會(huì)大于V型發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,夾角更小的VR6從結(jié)構(gòu)本身就決定了它的震動(dòng)會(huì)大于V6。諸如大眾旗下的高爾夫R32、EOS等車型都曾裝配過這款發(fā)動(dòng)機(jī)。
VR發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn):
1、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,體積小。寬度接近直列發(fā)動(dòng)機(jī),長(zhǎng)度比相同汽缸數(shù)的直列發(fā)動(dòng)短很多;
2、造價(jià)成本較低底。
VR發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn):
1、運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)較大。雖然通過增加平衡軸等方法可以降低震動(dòng),但是由于結(jié)構(gòu)特性,震動(dòng)仍然比V型排列發(fā)動(dòng)機(jī)大很多;
2、活塞磨損比較嚴(yán)重;
3、進(jìn)排氣不平衡;
4、熱負(fù)荷比較嚴(yán)重。
中華汽車網(wǎng)??偨Y(jié):對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸布局來說,目前應(yīng)用最廣泛的是L型和V型,更高的可靠性和平順性是更多廠家的訴求,相比言之,盡管轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)也有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但被約束于更高的維護(hù)成本和制造精度,使用范圍正在縮小。
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