气缸

涨知识气缸排列与发动机性能之间不能说

发布时间:2022/5/7 14:40:13   

如果汽车有生命,发动机就是它的“心脏”,是它的动力之源。

那么发动机的心脏是什么?

气缸!

气缸是产生汽车驱动力的源头,不论汽车能达到多高的速度,能爬多大的坡度,能拉多重的货物,一切动力都来自气缸内部,都是由燃料在气缸内部燃烧后推动活塞运动,然后再通过连杆、曲轴、变速器、传动轴,最后将动力传递到车轮上,从而推动汽车前进。

在同样功率的要求下,缸数越多,缸径就可越小,转速就可提高,这时发动机紧凑轻巧,运转平衡性相对更好。

既然气缸越多,发动机效果越好。

那么,有人会说:“干脆安个气缸不就得了!”

但是,很遗憾!气缸数不能无限制增加。

因为随着气缸数的增加,发动机的零部件数也成比例增加,从而使发动机结构复杂、可靠性降低、重量增加、制造成本和使用费用提高、燃料消耗增加等。

因此,汽车发动机的气缸数都是根据汽车的用途和性能要求,在权衡各种利弊之后做出的合理选择。

气缸的数量和排列

在往复式发动机中,汽车发动机一般都由多个圆筒状的气缸组成,每个气缸可以独立工作,并将它们的合力组合在一起,共同驱动汽车前进。这些气缸可以以不同形式组合,从而产生不同形式的发动机。

一般而言,汽车发动机有3~16个气缸,这些气缸可以按不同形式排列组合,目前世界上常见的汽车发动机气缸排列形式主要有:

直列式(L型):

3~6缸的发动机常用直列式,即所有气缸排成一排,如L3、L4、L5、L6等

V型、水平对置式(H型或B型):

6~12个气缸的发动机则常采用V型,即将气缸分成两排,并使两排气缸成一定夹角,如V6、V8、V10、V12等。

水平对置式则是使两排气缸之间的夹角成°,也就是使两排气缸头顶头地排列,因此称为水平对置,如H4、H6等。

W型:

还有一种较少见的W型,它适用于气缸数更多的发动机,如16缸发动机。目前只有大众、奥迪和布嘉迪汽车上才装配W型发动机,如W12、W16等。

V型发动机和水平对置发动机,都可看成是由直列发动机演变而来的。把原来的直列发动机的气缸分成两个组别,如果让它们以一定夹角的形式重新组合,那么就是V型发动机;如果让他们以头对头的形式,或者说让它们之间的夹角成°,那么就是水平对置发动机。而W型发动机则与V型发动机极为近似。

1直列发动机

直列3缸发动机

在排量不超过1升的微型轿车上常用3气缸,如夏利汽车上曾采用直列3缸发动机。

直列4缸发动机

这是现在普通轿车上最常见的气缸排列方式,1~2.5升,甚至丰田的2.7升发动机都采用直列4缸。直列4缸发动机排列紧凑,工作安静,结构简单,可靠性强。

直列5缸发动机

想提高4缸发动机的排量,但又觉得直列6缸的体积太大,不好安装,那么最好的办法就是采用直列5缸了。虽然直列5缸不是最佳平衡布局,但要比直列4缸工作更平顺,而且某种程度上直列5缸发动机的声音更动听。

直列6缸发动机

从理论上分析,直列6缸发动机。发动机是平衡性最好的布局形式。现在可能只有宝马轿车在采用直列6缸发动机,3.0升的直列6缸发动机已成为宝马汽车的经典设计。采用6缸发动机的宝马汽车不是后驱就是四驱,在发动机舱不用放置过多的传动和驱动部件,因此可以很容易安放体形较长的直列6缸发动机。

2V型发动机

V型发动机的高度和长度相对直列发动机较小,在汽车上布置起来较为方便,尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车的迎风面积越小越好,也就是要求发动机舱盖越低越好。另外,如果能缩短发动机的长度,便能为驾乘留出更大的空间,从而提高舒适性。将气缸分成两排并斜放后,便能缩小发动机的高度和长度,从而迎合车身设计的要求。V型发动机的气缸成一角度对向布置,还可以抵消一部分振动。

V型发动机的缺点是必须使用两个气缸盖,结构较为复杂。另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安装其他零部件。

V型6缸发动机

如果把直列6缸分成两排,每排3个气缸,然后让这两排气缸排成V形,这就是V6发动机。V6发动机虽然不如直6发动机安静和平顺,但它的声音非常好听,而且更加紧凑,可以放在前驱车的发动机舱盖下面,因此现在被广为采用。

V型8缸发动机

如果每4个气缸排成一排,然后呈V形布局,就是汽车发烧友们最喜欢的V8发动机。3.5升排量以上的发动机基本都采用V型8缸布局。大型SUV、跑车等追求强大动力的车型,大多采用V8发动机。V8发动机几乎成了强大动力的代名词。

3拳击手——水平对置发动机

水平对置4缸

水平对置4缸发动机的活塞双双对立排列,因此这种发动机又称为拳击手发动机(BoxerEngine),又简称为B4发动机。它的4个活塞像是两个拳击手的拳头在相互搏击。水平对置发动机的重心较低,这对汽车的操控性比较有利。

只不过这种发动机的声音比较怪异,尤其是气缸较多时更明显。目前只有斯巴鲁仍在生产和使用水平对置4缸发动机。

水平对置6缸

如果将水平对置4缸发动机再增加两个“拳头”,就成了水平对置6缸发动机。现在也只有保时捷和斯巴鲁在生产和使用水平对置6缸发动机。法拉利曾制造过水平对置12缸的发动机。

4W型发动机

随着发动机气缸数的增加,发动机的体积也越来越大,如果是12个气缸甚至16个气缸时,再按V形排列,那么发动机的体积就会过大,以至于因发动机舱占据过大的空间而让驾驶室过于靠后。因此,人们又将V型发动机的每列气缸之间再稍微错开一个小角度排列,相当于用两个V型发动机组成了一个W型发动机。

W型发动机为何较少?

W型发动机相对V型发动机的最大问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在工作时必然会有很大的振动,因此现在应用极少。针对这一问题,大众汽车公司在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴,让两个部分的振动在内部相互抵消。

文章来源:机工汽车

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