發(fā)動(dòng)機(jī)是如何分類的
發(fā)動(dòng)機(jī)的分類方式多種多樣,常見的有按氣門機(jī)構(gòu)、燃油供應(yīng)、氣缸數(shù)目、排列方式、活塞運(yùn)動(dòng)方式、冷卻方式、所用燃料以及進(jìn)氣系統(tǒng)工作方式等進(jìn)行分類。按氣門機(jī)構(gòu)有側(cè)置氣門、頂置凸輪軸等發(fā)動(dòng)機(jī);燃油供應(yīng)方面有化油器、電噴發(fā)動(dòng)機(jī)等;氣缸數(shù)目分單缸與多缸;排列方式包含直列、V型等;活塞運(yùn)動(dòng)分往復(fù)與旋轉(zhuǎn);冷卻方式有水冷和風(fēng)冷;燃料有汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等;進(jìn)氣則有自然吸氣、渦輪增壓等類型。
按氣門機(jī)構(gòu)分類時(shí),側(cè)置氣門(SV)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門位于氣缸一側(cè),這種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,但在提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面存在一定局限。側(cè)置凸輪軸(OHV)發(fā)動(dòng)機(jī),凸輪軸位于氣缸體側(cè)面,通過推桿和搖臂來(lái)控制氣門的開閉,在一些傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中較為常見。頂置凸輪軸(OHC)發(fā)動(dòng)機(jī)則將凸輪軸置于氣缸蓋上,能更直接地控制氣門,有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)效率,如今許多高性能發(fā)動(dòng)機(jī)都采用這種設(shè)計(jì)??勺儦猓╒TEC)發(fā)動(dòng)機(jī)創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了氣門的可變控制,能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況,智能調(diào)整氣門的開啟時(shí)間和升程,從而在動(dòng)力輸出和燃油經(jīng)濟(jì)性之間取得更好的平衡。Desmo氣門機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門控制方式獨(dú)特,能精準(zhǔn)地控制氣門運(yùn)動(dòng),常用于一些對(duì)性能要求極高的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)上 。
從燃油供應(yīng)方式來(lái)看,化油器發(fā)動(dòng)機(jī)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。不過,這種方式在燃油霧化和精準(zhǔn)控制方面存在不足,逐漸被更先進(jìn)的技術(shù)所取代。電噴發(fā)動(dòng)機(jī)則借助電子控制系統(tǒng)精確地將燃油噴射到進(jìn)氣歧管或氣缸內(nèi),實(shí)現(xiàn)了更精準(zhǔn)的燃油供應(yīng),提高了燃燒效率和動(dòng)力性能。直噴發(fā)動(dòng)機(jī)更是進(jìn)一步升級(jí),直接將燃油噴射到氣缸內(nèi),使燃油與空氣的混合更加均勻,極大地提升了燃燒效果,降低了排放并增強(qiáng)了動(dòng)力輸出。
氣缸數(shù)目方面,單缸發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,常見于一些小型摩托車和簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備中。而多缸發(fā)動(dòng)機(jī)由于其更好的動(dòng)力輸出平順性和更高的功率潛力,廣泛應(yīng)用于各類汽車上。不同的氣缸數(shù)量有著不同的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景,三缸發(fā)動(dòng)機(jī)在小排量乘用車上較為流行,因其結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低且能在一定程度上滿足日常城市駕駛需求;四缸發(fā)動(dòng)機(jī)則是汽車市場(chǎng)中最為常見的,它在動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性之間達(dá)到了較好的平衡;五缸發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)少見,奧迪100、奧迪RS3等車型使用了這種發(fā)動(dòng)機(jī),為車輛帶來(lái)獨(dú)特的動(dòng)力特性;十缸發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用V型結(jié)構(gòu),主要應(yīng)用于早期的F1賽車和一些特定的高性能汽車,能提供極其強(qiáng)大的動(dòng)力輸出。
氣缸排列方式上,單列式發(fā)動(dòng)機(jī)一般垂直布置,這種布局簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)緊湊,在一些小型汽車和入門級(jí)車型中較為常見。雙列式發(fā)動(dòng)機(jī)夾角小于180°時(shí)為V型,V型發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占用空間小,能在有限的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)布置更多氣缸,提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率,許多中大型轎車和SUV都采用V型發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)夾角等于180°時(shí)為對(duì)置式,對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的重心低,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),常見于一些高性能跑車和特定品牌車型中。三列式發(fā)動(dòng)機(jī)為W型,W型發(fā)動(dòng)機(jī)可以在相對(duì)較小的空間內(nèi)容納更多氣缸,增加發(fā)動(dòng)機(jī)的排量和功率,多見于一些豪華高性能車型。
活塞運(yùn)動(dòng)方式分為往復(fù)活塞式和旋轉(zhuǎn)活塞式。往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)是最為常見的類型,通過活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)則有著獨(dú)特的工作原理,其活塞做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),能實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速和功率輸出,但由于技術(shù)復(fù)雜、成本較高等因素,應(yīng)用相對(duì)較少。
冷卻方式方面,水冷發(fā)動(dòng)機(jī)是目前汽車上應(yīng)用最廣泛的類型,它通過冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng),吸收發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量,并通過散熱器散發(fā)出去,能有效地保持發(fā)動(dòng)機(jī)在適宜的工作溫度范圍內(nèi),保證發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)則利用空氣直接冷卻發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但散熱效率相對(duì)較低,一般應(yīng)用于一些小型、低功率的發(fā)動(dòng)機(jī)上,如部分摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)。
按照所用燃料,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)以汽油作為燃料,具有轉(zhuǎn)速高、響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等特點(diǎn),在大多數(shù)乘用車上廣泛應(yīng)用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則以柴油為燃料,其壓縮比高,熱效率高,扭矩大,常用于商用車以及一些注重扭矩輸出和燃油經(jīng)濟(jì)性的越野車型中。特種燃料發(fā)動(dòng)機(jī)使用特殊的燃料,例如天然氣、乙醇等,以滿足特定的使用需求和環(huán)保要求。
進(jìn)氣系統(tǒng)工作方式上,自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)依靠大氣壓力將空氣自然地吸入氣缸,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高,動(dòng)力輸出線性,但在提升功率方面相對(duì)有限。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)則通過渦輪增壓器壓縮空氣,增加進(jìn)入氣缸的空氣量,從而提高燃燒效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率,能在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的情況下顯著提升動(dòng)力性能,在現(xiàn)代汽車中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通過機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)增壓器工作,能在較低轉(zhuǎn)速下提供較大的增壓壓力,使發(fā)動(dòng)機(jī)的低扭表現(xiàn)更好。雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)則結(jié)合了渦輪增壓和機(jī)械增壓的優(yōu)點(diǎn),能在更廣泛的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出。
總之,發(fā)動(dòng)機(jī)的不同分類方式從各個(gè)角度展現(xiàn)了其多樣的結(jié)構(gòu)和工作特性。每種分類下的發(fā)動(dòng)機(jī)都有著獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用場(chǎng)景,這些不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)共同滿足了汽車以及其他各類機(jī)械設(shè)備在不同工況和需求下的動(dòng)力要求,推動(dòng)著機(jī)械動(dòng)力領(lǐng)域不斷發(fā)展和進(jìn)步 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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