浅谈常见汽车发动机气缸排列的优缺点
2015-03-10 09:42 艾森ECU升级(北京运营中心)
当车友选车时经常看到L4、V6这些关于发动机的参数,它们究竟有些什么不一样呢?到底哪一个更好呢?在此,今天就简单地为大家介绍一下关于发动机汽缸的排列方式,希望大家都能够涨涨知识。
直列发动机
这种发动机可以说是我们最常见的,一般出现在中低端车型中,尤其是排量在2.5L以下排量的发动机上。采用这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面,并且只使用了一个气缸盖,同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单,好比气缸们站成了一列纵队。
这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑,稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,当然也意味着制造成本更低。同时,采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑,可以适应更灵活的布局,也方便于布置增压器类的装置。而其主要缺点在于发动机本身的功率较低,并不适合配备6缸以上的车型。
V型
简单来说,采用这种布局的发动机就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起,使两组汽缸形成一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。
V型发动机与直列发动机相比,缩短了机体的长度和高度,而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身,同时得益于汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更为平顺。所以一些追求舒适平顺的驾驶感受的车型,会使用大排量V型布局的发动机,而不使用“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。
水平对置
水平对置发动机的气缸夹角为180度,而这种发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商还在坚持使用。水平对置发动机的最大优点是重心低,由于它的汽缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。
同时,水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小,当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。
W型
许多人以为就像V型发动机的汽缸呈V形排列那样,W型发动机的汽缸排列形式也一定是呈W形,其实不然,它只是近似W形排列,严格说来还应属V型发动机,至少是V型发动机的一个变种。W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机舱更满。
W型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题,大众在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。
转子发动机
转子发动机可以直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比,具有高功率容积比(发动机容积较小就能输出较多动力)的优点。另外,由于转子发动机的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件,与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化,故障的可能性也大大减小。
除了以上的优点外,转子发动机的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。相应缺点是发动机在使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,增加油耗。另外其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。
VR发动机
VR发动机是大众的专属产品,1991年,大众公司开发了一种15°夹角的V6 2.8L发动机,称做VR6,并安装在第三代高尔夫上。这种发动机结构紧凑,宽度接近于直列发动机,长度不比直列4缸发动机长多少。
VR发动机的汽缸夹角非常小,两列汽缸接近平行,汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR发动机的特点就是体积特别小,所以非常适用于大众车系的前置发动机平台,因为大众的前置发动机前轮驱动底盘都是纵置式的设计,而且发动机在前轴之前所以发动机不能过长否则难以布置前悬挂。
这种发动机非常紧凑,虽然是V缸机,但由于两列汽缸相离很近所以只需要一个汽缸盖就可以搞定,比90度和60度夹角的V6成本低很多,因为普通V缸机必须加工两个汽缸盖如果是DOHC的V缸机还需要加工4根凸轮轴,所以成本很高。
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