汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些類型
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)類型多樣,常見的有按燃料、進(jìn)氣系統(tǒng)工作方式、活塞運(yùn)動(dòng)方式、氣缸排列、氣缸數(shù)量、冷卻方式、沖程數(shù)以及供油方式等劃分。按燃料分有柴油機(jī)、汽油機(jī)等;進(jìn)氣方式有自然吸氣、渦輪增壓等;活塞運(yùn)動(dòng)方式分往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式;氣缸排列有直列、V型等;氣缸數(shù)量有單缸和多缸;冷卻方式有水冷和風(fēng)冷;沖程數(shù)有四沖程和二沖程;供油方式有化油器、電噴等。這些不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)各有特色,適用于不同的汽車場(chǎng)景 。
按燃料劃分,柴油機(jī)和汽油機(jī)最為常見。柴油機(jī)以柴油為燃料,功率強(qiáng)勁,經(jīng)濟(jì)性出眾,常用于對(duì)動(dòng)力和載貨能力有較高要求的貨車、大型客車等。因其壓縮比高,熱效率也相對(duì)較高,能在消耗較少燃油的情況下輸出較大的動(dòng)力。而汽油機(jī)則以汽油為能源,轉(zhuǎn)速上限高,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)平順性好,廣泛應(yīng)用于各類乘用車,能為駕駛者帶來較為靈敏的動(dòng)力響應(yīng)。
進(jìn)氣系統(tǒng)工作方式不同,發(fā)動(dòng)機(jī)又可分為自然吸氣、渦輪增壓、機(jī)械增壓和雙增壓類型。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī),依靠大氣壓力將空氣“吸”入氣缸,動(dòng)力輸出線性、平穩(wěn),性能穩(wěn)定可靠,維護(hù)成本相對(duì)較低。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過渦輪增壓器壓縮空氣進(jìn)入氣缸,在相同排量下能大幅提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,帶來更強(qiáng)的爆發(fā)力,但可能存在渦輪遲滯現(xiàn)象。機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)則是通過發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸直接驅(qū)動(dòng)增壓器,增壓響應(yīng)迅速,不存在遲滯問題,能有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)間的動(dòng)力表現(xiàn)。雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合了渦輪增壓和機(jī)械增壓的優(yōu)點(diǎn),兼顧了低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速的動(dòng)力輸出,性能更為卓越。
活塞運(yùn)動(dòng)方式方面,往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主流。它通過活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、做功和排氣的工作循環(huán)。這種運(yùn)動(dòng)方式技術(shù)成熟,應(yīng)用廣泛。旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)則較為小眾,活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),結(jié)構(gòu)緊湊,動(dòng)力輸出連續(xù)平穩(wěn),但由于技術(shù)復(fù)雜、可靠性和燃油經(jīng)濟(jì)性較差等問題,未能大規(guī)模普及。
氣缸排列形式也各有不同。直列發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸呈直線排列,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、維修方便,常用于家用轎車。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸分成兩列,呈V字形排列,縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的長度,降低了重心,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和性能,多見于中高端車型。W型發(fā)動(dòng)機(jī)則是將兩組V型發(fā)動(dòng)機(jī)以一定角度組合在一起,結(jié)構(gòu)更為緊湊,能在有限的空間內(nèi)布置更多氣缸,提供更強(qiáng)大的動(dòng)力,常用于豪華高性能汽車。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸水平相對(duì)布置,活塞運(yùn)動(dòng)方向相反,能有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)重心,使車輛操控性更好,重量分布更加均勻,不過其制造成本較高,一般應(yīng)用于一些高性能跑車。
氣缸數(shù)量上,單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性差,動(dòng)力有限,多用于一些小型農(nóng)機(jī)、摩托車等。多缸發(fā)動(dòng)機(jī)則憑借更好的動(dòng)力輸出和平順性成為汽車的主流選擇?,F(xiàn)代汽車常見的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)有三缸、四缸、六缸、八缸等。三缸發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、油耗低等優(yōu)點(diǎn),但因先天的結(jié)構(gòu)特性,在運(yùn)轉(zhuǎn)平順性上略遜一籌。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧了動(dòng)力、油耗和平順性,是市場(chǎng)上最為常見的發(fā)動(dòng)機(jī)配置。六缸及以上的發(fā)動(dòng)機(jī)則能提供更為強(qiáng)勁的動(dòng)力和出色的平順性,一般應(yīng)用于中高端車型。
冷卻方式分為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)通過冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng),帶走熱量,冷卻效果均勻、可靠,能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下穩(wěn)定運(yùn)行,目前被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)則依靠空氣對(duì)流散熱,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但冷卻效果受環(huán)境影響較大,隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,已逐漸被淘汰。
按沖程數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)可分為四沖程內(nèi)燃機(jī)和二沖程內(nèi)燃機(jī)。四沖程內(nèi)燃機(jī)需要經(jīng)過吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程完成一個(gè)工作循環(huán),其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),燃油利用率高,是現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要類型。二沖程內(nèi)燃機(jī)只需兩個(gè)沖程就能完成一個(gè)工作循環(huán),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度大,但燃油經(jīng)濟(jì)性差、排放污染嚴(yán)重,目前在汽車領(lǐng)域應(yīng)用較少,更多出現(xiàn)在一些小型動(dòng)力設(shè)備中。
供油方式上,化油器發(fā)動(dòng)機(jī)是早期的供油方式,通過化油器將汽油霧化后與空氣混合進(jìn)入氣缸,但因其對(duì)混合氣濃度的控制不夠精準(zhǔn),已逐漸被淘汰。電噴發(fā)動(dòng)機(jī)則通過電子控制系統(tǒng)精確控制噴油時(shí)間和噴油量,能更好地適應(yīng)不同工況,提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)更是將噴油嘴直接安裝在氣缸內(nèi),實(shí)現(xiàn)了更精確的噴油控制,進(jìn)一步提升了燃燒效率和動(dòng)力性能。
總之,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的各種類型都在汽車發(fā)展歷程中扮演著獨(dú)特的角色。它們因各自的特性和優(yōu)勢(shì),適配不同定位和需求的汽車產(chǎn)品,共同推動(dòng)著汽車工業(yè)不斷向前發(fā)展,為消費(fèi)者帶來多樣化的選擇 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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