發(fā)動機類型有哪些區(qū)別?
發(fā)動機類型多樣,區(qū)別體現(xiàn)在多個方面。按不同分類方式,有按氣門機構、燃油供應、氣缸數(shù)目、排列方式、活塞運動、冷卻方式等區(qū)分的不同類型。比如按燃油供應,汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機在動力輸出、燃油經(jīng)濟性上有別;按氣缸排列,直列、V型、水平對置型在應用車型、性能等方面各有特點??傊?,不同類型發(fā)動機因設計與原理差異,展現(xiàn)出不同特性。
按氣門機構分類,側置氣門(SV)發(fā)動機結構相對簡單,但因氣門布置在氣缸一側,在高速運轉時換氣效率受限,如今已較少使用 。側置凸輪軸(OHV)發(fā)動機的凸輪軸位于氣缸體側面,通過推桿和搖臂來控制氣門的開閉,這種結構在一些早期的大排量美式肌肉車上較為常見,其優(yōu)點是結構緊湊,成本較低,但由于推桿等傳動部件存在一定的質量和慣性,不利于發(fā)動機的高轉速運轉。
頂置凸輪軸(OHC)發(fā)動機將凸輪軸置于氣缸蓋上,縮短了氣門傳動機構的長度,減少了傳動損失,能有效提高發(fā)動機的轉速和動力輸出,在現(xiàn)代汽車發(fā)動機中應用廣泛??勺儦猓╒TEC)發(fā)動機則是本田公司的一項創(chuàng)新技術,它可以根據(jù)發(fā)動機的不同工況,改變氣門的開啟時間、升程等參數(shù),使發(fā)動機在不同轉速下都能獲得較好的動力性和燃油經(jīng)濟性。Desmo氣門機構發(fā)動機通過機械裝置精確控制氣門的開閉,在高性能摩托車發(fā)動機上應用較多,其優(yōu)勢在于能實現(xiàn)更精準的氣門控制,適應高轉速運轉的需求。
按燃油供應方式來說,化油器發(fā)動機是比較傳統(tǒng)的類型,它通過化油器將汽油和空氣混合后送入氣缸,這種發(fā)動機結構簡單,但對混合氣的調配精度有限,燃油經(jīng)濟性和排放表現(xiàn)都不太理想,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴格,已逐漸被淘汰。電噴發(fā)動機則是利用電子控制系統(tǒng)精確控制噴油時間和噴油量,能更好地適應不同工況,使發(fā)動機的動力輸出和燃油經(jīng)濟性都有明顯提升,成為目前汽車發(fā)動機的主流類型之一。直噴發(fā)動機進一步優(yōu)化了燃油噴射技術,將燃油直接噴射到氣缸內,能更精準地控制混合氣的形成,提高燃燒效率,增強動力的同時降低油耗和排放。
在氣缸數(shù)目方面,單缸發(fā)動機結構簡單、成本低,但運轉時的振動較大,動力輸出也不夠平穩(wěn),大多應用于一些小型的農(nóng)機具、摩托車等設備上。多缸發(fā)動機則通過多個氣缸協(xié)同工作,有效減少了振動,使動力輸出更加平穩(wěn)、連續(xù),能滿足不同車型對動力的多樣化需求,在汽車領域占據(jù)主導地位。
氣缸排列方式不同,發(fā)動機的特性也有很大差異。單列式發(fā)動機,也就是直列發(fā)動機,結構簡單、制造成本低、維修方便,在眾多家用轎車上廣泛應用。V型發(fā)動機將氣缸分成兩列,呈V字形排列,兩列夾角一般小于180°(常見為90°),這種排列方式使發(fā)動機的高度和長度減小,結構更為緊湊,同時運轉時的平衡性較好,能有效提升發(fā)動機的性能,常用于一些中高端轎車和高性能汽車上。對置式發(fā)動機的兩列氣缸夾角為180°,活塞相對運動,能最大程度地抵消振動,使發(fā)動機運轉極為平穩(wěn),且重心較低,有利于提升車輛的操控性能,不過由于活塞橫置,氣缸壁與活塞之間的摩擦較大,對發(fā)動機的壽命有一定影響,常見于一些高性能跑車和部分豪華汽車品牌。W型發(fā)動機是將三個氣缸組呈W形排列,這種結構更為緊湊,可在有限的空間內容納更多的氣缸,提高發(fā)動機的排量和功率,但結構復雜,制造成本較高,多用于一些頂級豪華轎車和高性能跑車。
按活塞運動方式分類,往復活塞式發(fā)動機是最常見的類型,活塞在氣缸內做往復直線運動,通過連桿將活塞的直線運動轉化為曲軸的旋轉運動,從而輸出動力,目前絕大多數(shù)汽車發(fā)動機都采用這種方式。旋轉活塞式發(fā)動機則突破了傳統(tǒng)往復活塞的運動模式,它的活塞呈三角形,在特殊形狀的氣缸內做旋轉運動,這種發(fā)動機結構簡單、體積小、重量輕、轉速高,但由于密封等技術難題,在實際應用中還存在一定的局限性。
從冷卻方式來看,風冷發(fā)動機利用空氣直接冷卻發(fā)動機氣缸體,結構簡單、成本低,不需要復雜的冷卻液循環(huán)系統(tǒng),但冷卻效果有限,容易受到環(huán)境溫度和行駛速度的影響,在現(xiàn)代汽車中已基本被淘汰,僅在一些小型摩托車或特定的工業(yè)設備上還有應用。水冷發(fā)動機則通過冷卻液在發(fā)動機內部的循環(huán)流動,將熱量帶走,再通過散熱器散發(fā)出去,冷卻效果好,能保證發(fā)動機在各種工況下都能穩(wěn)定運行,是目前汽車發(fā)動機普遍采用的冷卻方式。
此外,按沖程數(shù)分,四沖程發(fā)動機要經(jīng)過進氣、壓縮、做功、排氣四個步驟完成一個動力輸出循環(huán),它的燃油經(jīng)濟性較好,排放相對較低,并且結構較為成熟可靠,廣泛應用于各類汽車。兩沖程發(fā)動機通過兩個步驟就可完成動力輸出循環(huán),結構簡單、體積小、重量輕、響應速度快,不過其燃油經(jīng)濟性較差,排放也相對較高,常用于一些對輕便性和快速響應要求較高的小型設備或摩托車上。
不同類型的發(fā)動機在多個維度存在顯著區(qū)別,這些區(qū)別也決定了它們各自的應用場景和優(yōu)勢。無論是追求動力、經(jīng)濟性,還是考慮成本、可靠性等因素,汽車制造商都會根據(jù)車輛的定位和需求,精心選擇合適的發(fā)動機類型,以滿足消費者多樣化的需求 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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