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發動機描述這個參數主要是簡要地描述一下這款車的發動機,標準的描述方式是:排氣量+排列形式+汽缸數+發動機特殊功能。

1 發動機參數 -發動機描述

發動機參數發動機參數

發動機(英文:Engine),又稱為引擎,是一種能夠把一種形式的能轉化為另一種更有用的能的機器,通常是把化學能轉化為機械能(把電能轉化為機器能的稱謂電動機)。 裝配在汽車上都主要以汽油或柴油為原料,現在的新能源汽車則包括電動、氫氣等形式。

發動機描述這個參數主要是簡要地描述一下這款車的發動機,標準的描述方式是:排氣量+排列形式+汽缸數+發動機特殊功能。

例如寶馬335i的「3.0升直列6缸雙渦輪增壓直噴發動機」,賓士C200的「1.8升直列4缸機械增壓發動機」。

2 發動機參數 -放置位置

發動機參數發動機參數

根據發動機相對車身所處的位置和自身安置的方向,我們將發動機放置按以下兩種劃分。 

發動機放置以前後軸劃分:

發動機整體在前輪軸前面的稱為「前置發動機」(常用英文」F」表示),絕大部分轎車都是前置發動機。

發動機整體在前後軸之間的稱為「中置發動機」(常用英文」M」表示),很多雙座的超級跑車均採用這種布置方式,例如:蘭博基尼LP640,法拉利F430等。

發動機整體在後輪軸後面的稱為「後置發動機」(常用英文」R」表示),這類車型比較少,典型代表車型就是保時捷911。

發動機位置以曲軸縱橫標準劃分:

發動機位置以曲軸位置為標準,我們將發動機分為橫向式(常用英文」Q」表示)和縱向式(常用英文」L」表示)兩种放置類型。

曲軸和車體方向成直角的叫橫置發動機,一般前驅車均為橫置發動機,例如:大眾速騰、標緻307、豐田凱美瑞等。

曲軸和車體方向平行的叫縱置發動機,一般后驅車和全驅車多數都為縱置發動機,例如:賓士C級、寶馬3系、豐田銳志等。不過也有特例,奧迪就是典型的前驅車,但是縱置發動機。

可能您還有點不明白,說的再簡單點,如果您站在車頭前方,如果發動機橫向放在你眼前就是橫置式發動機,縱向呈現在你眼前則為縱置式發動機。 

所以在我們的資料庫中,發動機放置位置這一項,就有出現6種情況,分別是:前置發動機,橫向;前置發動機,縱向;中置發動機,橫向;中置發動機,縱向;後置發動機,橫向;後置發動機,縱向。

3 發動機參數 -結構形式

發動機參數發動機參數

發動機結構形式就是汽缸的排列形式,主要有以下幾種方式:

直列發動機(LineEngine)

發動機所有汽缸均按同一角度肩並肩排成一個平面,氣缸是按直線排列的,我們稱這樣的發動機為直列發動機。

直列發動機特點:它的優點是缸體和曲軸結構十分簡單,而且使用一個汽缸蓋,製造成本較低,尺寸緊湊。直列發動機穩定性高,低速扭矩特性好並且燃料消耗也較少;但缺點是隨排量汽缸數的增加長度大大增加。所以直列發動機一般都是4缸機,少數有6缸機,比如寶馬著名的直列6缸發動機。

V型發動機

將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定夾角布置一起,使兩組汽缸形成有一個夾角的平面,從側面看汽缸呈V字形,故稱V型發動機。因為V型發動機是兩組汽缸,所以汽缸數均是偶數,如常見的:V6、V8、V10、V12等,而且V型發動機排量都比較大,一般都在2.5L以上。

V型發動機特點:V型發動機高度和長度尺寸小,在汽車上布置起來較為方便,也能夠為駕駛艙留出更大的空間。V型發動機汽缸對向布置,還可抵消一部分震動,使發動機運轉更平順;V型發動機的缺點則是必須使用兩個汽缸蓋,結構較為複雜、成本較高。另外其寬度加大后,發動機兩側空間較小,不易再安排其它裝置。 

W型發動機

W型發動機是德國大眾專屬發動機技術。其原理是:將V型發動機的每側汽缸再進行小角度的錯開,簡單點說,W型發動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大W形,嚴格說來W型發動機還應屬V型發動機的變種。補充:以上的小V形學名叫VR型也叫錯缸型,VR錯開的小角大約為15°,兩個VR型組合為W型!

W發動機特點:W型比V型發動機做得更短一些,有利於節省空間,同時重量也可輕些;缺點是它的寬度更大,使得發動機室更滿。

大眾旗下的輝騰6.0和奧迪的A8L 6.0都採用了W12發動機,布加迪威龍則是採用了8.0L w16發動機,W型發動機一般都是大排量的發動機。 

H型水平對置發動機

如果將直列發動機看成夾角為0度的V型發動機,當兩排汽缸的夾角擴大為180度,汽缸水平對置排列,就是水平對置發動機了。

水平對置發動機特點:由於它的汽缸為「平放」,因此降低了汽車的重心,同時又能讓車頭設計得又扁又低。這些因素都能增強汽車的行駛穩定性。水平對置的汽缸布局是一種對稱穩定結構,這使得發動機的運轉平順性比V型發動機更好,運行時的功率損耗也是最小。不過由於兩排汽缸水平放置,所以造成發動機缸體很寬,使得發動機艙排列會變的比較複雜,所以很少有廠家採用。

目前只有兩家公司採用水平對置發動機,分別是斯巴魯和保時捷。

轉子發動機

上面講解的幾種都是通過汽缸內活塞的往複運動最終驅動車子前進,都是往複式式發動機,發動機及氣缸本身都是相對不動的。而轉子發動機則是一種三角活塞旋轉式發動機,它採用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放。

與往複式發動機相比,轉子發動機取消了無用的直線運動,因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小,重量較輕,而且振動和雜訊較低,具有較大優勢。轉子發動機的運動特點是三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時,三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動時,以三角轉子中心為中心的內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動,內齒圈與齒輪的齒數之比為3比2。

上述運動關係使得三角轉子頂點的運動軌跡(即汽缸壁的形狀)似「8」字形。三角轉子把汽缸分成三個獨立空間,三個空間各自先後完成進氣、壓縮、做功和排氣,三角轉子自轉一周,發動機點火做功三次。由於以上運動關係,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往複運動式發動機的活塞與曲軸1:1的運動關係完全不同。

轉子發動機特點:轉子發動機的優點十分明顯,它尺寸較小、重量較輕、功率很大,並且震動和雜訊極低。缺點是轉子技術複雜,製造成本極其高昂,耐用性也低於傳統發動機。經典實例:現在使用轉子發動機的僅有馬自達一家廠家,RX-8跑車使用的就是1.3L的轉子發動機。

混合動力系統

故名思意,混合動力系統就是在傳統的汽柴發動機的基礎上,加上一種其他能源的動力系統。現在普遍應用的是油電混合系統,即在汽柴發動機的車上,再加上一個電動機,兩個發動機一起工作。

混合動力系統其實是一種在未研究出替代能源之前的一種折中方案,他的最大優點是能夠有效地降低油耗。現在市場上比較常見的混合動力車型有:豐田普銳斯、本田思域混合動力、雷克薩斯RX400H等。

對W型發動機和V型發動機的補充:以上的小V形學名叫VR型,VR錯開的小角大約為15°,兩個VR型組合為W型!V型的夾角一般為60°-90°。

4 發動機參數 -進氣方式

自然吸氣

一般常見的發動機多數為自然吸氣式發動機,自然吸氣發動機是利用汽缸內產生的負壓力,將外部空氣吸入,跟人類吸取空氣一樣,這種吸氣方式的發動機稱為自然吸氣發動機。

自然吸氣發動機特點是:動力輸出非常平順,不會因為轉速的變化而出現驟然的猛加速,而且使用壽命更長,維修更為簡便。 

渦輪增壓

渦輪增壓發動機是依靠渦輪增壓器來加大發動機進氣量的一種發動機,渦輪增壓器(Tubro)實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪(位於排氣道內),渦輪又帶動同軸的葉輪位於進氣道內,葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣,再送入氣缸。當發動機轉速加快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快,空氣壓縮程度就得以加大,發動機的進氣量就相應地得到增加,就可以增加發動機的輸出功率了。

渦輪增壓特點:一般增壓后的發動機動力能比原發動機增加40%或更高;而缺點就是我們常說的「遲滯性」。不過目前經過技術改進,發動機在較低轉速時增壓器就可以介入,「遲滯性」感覺已很小。目前,除了單渦輪發動機外,很多運動型車為追求高性能還會搭載了雙渦輪甚至四渦輪發動機。

典型實例:薩博是渦輪增壓發動機的最初應用者,他的全系車型都是用渦輪增壓發動機。比較常見的還有:大眾邁騰1.8TSI,別克君威的2.0T、1.6T都是渦輪增壓發動機,寶馬335i使用的是雙渦輪增壓發動機,布加迪威龍則搭載了8.0L W16四渦輪增壓發動機。 

機械增壓

機械增壓器採用皮帶與發動機曲軸皮帶盤連接,利用發動機轉速來帶動機械增壓器內部葉片,以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內,以此達到增壓並使發動機輸出動力變高的目的。

機械增壓特點:機械增壓優點是「全時介入」,使其在低轉速下便可獲得增壓,加速感受相當線性化沒有增壓遲滯感;缺點就是依靠發動機曲軸帶動的機械增壓器,將損耗一定量發動機的動力,高轉速損耗明顯,燃油經濟性降低,這點就不如渦輪增壓系統好了。目前,普通轎車多採用單機械增壓,而一些超跑為了獲取更大動力,還搭載裝配兩台增壓器的雙增壓發動機,這兩個增壓器各為一半汽缸服務。

典型實例:現在中國比較常見的機械增壓發動機有賓士C200K上的1.8L機械增壓發動機,奧迪的3.0T上的3.0L機械增壓發動機等。

5 發動機參數 -混合氣形成方式

化油器

化油器式是一種已經被淘汰的燃油供給方式,主要利用高速氣流將汽油霧化,並與空氣充分混合,然後汽缸將混合氣吸入並點燃做工。

化油器的缺點是控制不夠精確,在正常駕駛時不能迅速對發動機負荷的改變作出反映,調整混合氣濃度。致使發動機經常處於不充分燃燒的狀態,所以尾氣排放中有害物質含量無法滿足日益嚴格的排放法規,同時會產生較高的油耗,到上世紀90年代末,即被國家明令禁止生產,現在已經完全被淘汰了。

使用車型:1994年產普桑JV化油器發動機、90年代的夏利等。

單點電噴

以噴油嘴取代了化油器,進氣總管中的節流閥體內設置一隻噴射器,對各缸實施集中噴射,汽油被噴入進氣氣流中,形成可燃混合氣,由進氣岐觀分配到各個氣缸內。

單點電噴實現了電子控制,供油量精確度有所提高。但是,化油器和單點噴射存在一個共性的缺陷,燃油霧化與進氣混合的位置處於進氣管距離氣缸的最遠端,油氣混合后,要分配給各個氣缸,無法實現精確的按比例並且均勻的油氣混合,所以油耗高且動力低。所以單點電噴現在基本也被淘汰了,使用的車型很少。

使用車型:吉利豪情1.3L 三缸單點電噴發動機、奇瑞首款風雲1.6L發動機。 

多點電噴

與單點電噴不同,多點電噴每個氣缸都由單獨的噴油嘴噴射燃油。燃油噴嘴安裝於進氣管最靠近氣缸的位置,燃油噴射與進氣混合在進氣門之前,實行各缸分別供油。多點電噴是現在的主流技術,目前大多數車型都採用了多點電噴發動機。 。

多點噴射能夠按照每個氣缸的需求實現精確的按需供油,因此,顯著降低了油耗和排放。但是,這種「缸外噴射混合」的缺點在於,進入氣缸的混合氣只能夠通過氣門的開閉來被動控制,不能完全適應發動機不同工況的需求。並且,油氣混合受進氣氣流的影響較大,還會吸附在進氣管壁和氣門上形成積碳,造成浪費,並影響發動機性能。

直噴式

燃油噴嘴安裝於氣缸內,直接將燃油噴入氣缸內與進氣混合。噴射壓力也進一步提高,使燃油霧化更加細緻,真正實現了精準地按比例控制噴油並與進氣混合,並且消除了缸外噴射的缺點。 

傳統的汽油發動機是通過電腦採集凸輪位置以及發動機各相關工況從而控制噴油嘴將汽油噴入進氣歧管。汽油在歧管內開始混合,然後再進入到汽缸中燃燒。空氣跟汽油的最佳混合比是14.7/1(也叫理論空燃比),傳統發動機由於汽油跟空氣是在進氣歧管內混合,那麼他們只能均勻的混合在一起,所以必須達到理論空燃比才能獲得較好的動力性和經濟性,但由於噴油嘴離燃燒室有一定的距離,汽油同空氣的混合情況受進氣氣流和氣門開關的影響較大,並且微小的油顆粒會吸附在管道壁上,這就的理論空燃比很難達到,這是傳統發動機無法解決的一個問題。 

要想解決這一難題,就必須把燃油直接噴射到汽缸中去,直噴式汽油發動機採用類似於柴油發動機的供油技術,通過一個活塞泵提供所需的100bar以上的壓力,將汽油提供給位於汽缸內的電磁噴射器。然後通過電腦控制噴射器將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室,通過對燃燒室內部形狀的設計,讓混合氣能產生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然後使火花塞周圍區域能有較濃的混合氣,其他周邊區域有較稀的混合氣,保證了在順利點火的情況下儘可能的實現稀薄燃燒。

現在很多廠家都開始採用汽油直噴技術,比如大眾的1.8TSI,奧迪的3.2FSI,寶馬的3.0L雙渦輪增壓直噴發動機,別克君越上的3.0L汽油直噴發動機等。

6 發動機參數 -排氣量

指活塞從上止點到下止點所掃過得氣體容積,又稱為單缸排量,它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是各缸工作容積得總和,一般用於毫升(ml)來表示,排氣量是發動機最重要的結構參數之一。

排氣量簡單計算公式:活塞直徑mm×活塞直徑mm×行程mm×0.7854(為一固定常數) / 1000(換算為cc數)×汽缸數。

理論上排氣量越大,功率和扭距就會越大。但這也不是絕對的,關鍵看對發動機的調校。同一款發動機,用在跑車上功率調教就會比用在越野車上高,反之越野車的扭矩會比跑車上的高。追求的目的不同,對發動機的調教也會有差別。同時,由於增壓技術的介入,小排量已擁有超越更高排量發動機動力的水平。

7 發動機參數 -最大功率

最大功率也叫最大馬力,功率的單位是千瓦(kw),馬力的單位是匹(PS),1千瓦=1.36匹。

輸出功率與發動機的轉速關係很大,隨著轉速的增加,發動機的功率也相應提高。到了一定的轉速以後,功率就不會在增加了,而會成下降趨勢。所以,最大功率的標註會同時標註千瓦數與相應的發動機轉速,轉速的表達方式是每分鐘多少轉(rpm)。

所以,完整的發動機最大功率表達方式是:千瓦(匹)/轉速,例如100kw(136ps)/6000rpm。

通常最大功率決定了汽車的最高速度。

8 發動機參數 -最大扭矩

扭矩是發動機性能的一個重要參數,是指發動機運轉時從曲軸端輸出的平均力矩,俗稱為發動機的「轉勁」。扭矩的大小也是和發動機轉速有關係的,在不同的轉速會有不同的扭矩,所以扭矩的單位是牛頓.米/轉速(N.m/rpm)。

扭矩越大,發動機輸出的「勁」就越大。扭矩決定了汽車的加速能力,爬坡能力和牽引力量。

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