發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)重要的零件之一，它對(duì)于汽車(chē)的作用相當(dāng)于心臟對(duì)人的作用，因此，我們都稱之為汽車(chē)的“心臟”。
作為汽車(chē)的引擎，發(fā)動(dòng)機(jī)可以說(shuō)是承載了整個(gè)汽車(chē)的動(dòng)力輸出。關(guān)于它的作用，有朋友說(shuō)它是油箱和變速器的連接器，也有朋友說(shuō)它是汽車(chē)動(dòng)力的輸出源，這些說(shuō)法固然不錯(cuò)，但是，發(fā)動(dòng)機(jī)的學(xué)問(wèn)可遠(yuǎn)不止這些，今天我就和大家一起扒一扒汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的那些事。
首先從燃油類(lèi)型上來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，二者統(tǒng)稱為熱機(jī)。大家都知道，熱機(jī)就是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。但是它們之間也有很多明顯的區(qū)別。一、燃油需求不同，汽油機(jī)的燃料主要是汽油，柴油機(jī)的燃料主要是柴油;二、燃料點(diǎn)燃方式不同，汽油機(jī)主要是靠電火花塞點(diǎn)燃，而柴油機(jī)由于較高的抗壓抗爆性能完全是在缸內(nèi)高溫高壓條件下壓縮空氣再噴入柴油讓它們自行混燃的方式點(diǎn)燃;三、兩者的壓縮比不同，汽油機(jī)的壓縮比一般是9~12，而柴油機(jī)的壓縮比一般是15~22，所謂的壓縮比就是汽車(chē)氣缸(燃燒室)壓縮前與壓縮后的體積之比，壓縮比越大，說(shuō)明氣缸的抗壓抗爆能力越強(qiáng)。當(dāng)然還有一些細(xì)微的差別，比如柴油機(jī)較汽油機(jī)工作時(shí)噪聲較大，汽油機(jī)較柴油機(jī)燃燒更充分污染更小等。由于以上種種區(qū)別的原因，所以柴油機(jī)被廣泛用于客車(chē)，農(nóng)用車(chē)，商用車(chē)等車(chē)型，而汽油機(jī)大多被用于家用轎車(chē)。
當(dāng)然，隨著汽車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展，柴油機(jī)不再是那個(gè)冒黑煙的烏賊，而是變得非常清潔，高效，而人們對(duì)動(dòng)力性要求的不斷提高，很多家用汽車(chē)車(chē)型也開(kāi)始使用柴油機(jī)，代表車(chē)型有奧迪A6，長(zhǎng)城哈弗，路虎等基本都是柴油機(jī)為主的車(chē)型。
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)
再有就是按發(fā)動(dòng)機(jī)的缸型排列和數(shù)量劃分，發(fā)動(dòng)機(jī)一般有4缸，6缸，8缸，16缸不等，細(xì)心的朋友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些“小秘密”，為什么發(fā)動(dòng)機(jī)的缸數(shù)一般是雙數(shù)，這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)是四個(gè)沖程，而偶數(shù)氣缸的目的是為了保證機(jī)器工作時(shí)動(dòng)力的連續(xù)性和平衡性。當(dāng)然也有汽車(chē)采用的是單數(shù)氣缸以達(dá)到省油的目的，比如夏利，奧迪的一些車(chē)型就是使用3缸或5缸的發(fā)動(dòng)機(jī)。近來(lái)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)以及NVH技術(shù)的發(fā)展，更多出于節(jié)能降耗以及輕量化的要求，經(jīng)典的三缸機(jī)如今再度回來(lái)，不過(guò)各方面都遠(yuǎn)非往日的三缸機(jī)可比了。
發(fā)動(dòng)機(jī)幾個(gè)缸好?
一般來(lái)說(shuō)，采用什么樣的缸數(shù)主要跟汽車(chē)的排量和動(dòng)力需求有關(guān)，排量在1.0以下的基本都是采用的3缸，1.0~2.0的基本是4缸，2.5~3.0的基本是6缸，4.0以上的排量基本也都是8缸以上。
關(guān)于氣缸的排列方式，一般汽車(chē)的排列方式有L型、V型、W型、H型等多種排列方式，不同的缸型排列也是為了適應(yīng)不同的空間需求。一般6缸以內(nèi)的車(chē)型都采用L型排列，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排列方便，所有氣缸都按同一角度依次排開(kāi)。
V型排列就相對(duì)較復(fù)雜，就是所有氣缸分成兩組呈一定角度依次交替排開(kāi)組成一個(gè)“V”,這個(gè)角度一般是60°，這樣的排列一般要求至少6缸以上的機(jī)型，而且缸數(shù)必須是雙數(shù)。這樣的排列縮小和降低了發(fā)動(dòng)機(jī)前艙的空間和高度，也為后來(lái)測(cè)定汽車(chē)的風(fēng)阻系數(shù)避免了很大麻煩。
“W”缸型的排列其實(shí)是“V”型缸的升級(jí)版，就是在共用一根曲軸的情況下將“V”型缸進(jìn)行小角度的錯(cuò)位組成“W”型，這樣的技術(shù)像德國(guó)大眾的車(chē)標(biāo)“V、W”一樣是其專屬技術(shù)，被廣泛用于大眾車(chē)型。然而由于明顯的錯(cuò)位性，這樣的排列在汽車(chē)行駛時(shí)勢(shì)必會(huì)引起汽車(chē)較大的機(jī)身抖動(dòng)，在VNH(噪聲，振動(dòng)與聲振粗糙度)的控制上就顯得相對(duì)較弱。當(dāng)然它的好處也是對(duì)于缸數(shù)較多的機(jī)型一定程度上有效的節(jié)約了機(jī)艙空間。
“H”型發(fā)動(dòng)機(jī)的排列就是兩組氣缸交替并列成180°排列，這樣就明顯降低了汽車(chē)的重心，隨后帶來(lái)的就是汽車(chē)風(fēng)阻系數(shù)(空氣阻力系數(shù))的降低，從而增加汽車(chē)的穩(wěn)定性與平順性。然而由于氣缸的“平躺”導(dǎo)致機(jī)油在對(duì)氣缸潤(rùn)滑時(shí)不能充分到位從而加速了氣缸的磨損，即使如此，對(duì)于一些汽車(chē)行駛穩(wěn)定性要求較高的車(chē)型來(lái)說(shuō)，這樣的排列依然是比較常見(jiàn)的，比如保時(shí)捷，斯巴魯?shù)榷喾N跑車(chē)都是采用的“H”缸型排列，并且它們已經(jīng)很好的解決了潤(rùn)滑不充分的問(wèn)題。
當(dāng)然也有比較少見(jiàn)的馬自達(dá)一些車(chē)型的三角轉(zhuǎn)子型和大眾“VR”型排列的發(fā)動(dòng)機(jī)。
寶馬的L型氣缸排列
奧迪的V型氣缸排列
奧迪的雙V(W)型氣缸排列
斯巴魯?shù)腍缸型排列
自然吸氣好還是渦輪增壓好?
自然吸氣大家可能再熟悉不過(guò)，就是將空氣直接吸入氣缸與燃油混合燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)，而渦輪增壓其實(shí)是在發(fā)動(dòng)機(jī)前面增加一套渦輪增壓裝置以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾氣的二次利用，渦輪增壓裝置其實(shí)就是一個(gè)空氣壓縮機(jī)，它由渦輪室和增壓機(jī)組成，通過(guò)搜集汽車(chē)排氣管分支開(kāi)口流出的尾氣進(jìn)入渦輪室再通過(guò)增壓機(jī)壓縮傳入發(fā)動(dòng)機(jī)增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，最早的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)僅被用于一些專用的跑車(chē)，隨著汽車(chē)節(jié)能減排，高效低耗的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)才被逐漸用于家用轎車(chē)領(lǐng)域。
就此二者而言，很多朋友一直困擾的問(wèn)題是渦輪增壓和自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)到底哪個(gè)更好。首先渦輪增壓增大了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，帶來(lái)了更強(qiáng)的動(dòng)力，其次從燃油消耗的方面來(lái)說(shuō)，要達(dá)到同等動(dòng)力要求的前提下，渦輪增壓由于汽車(chē)尾氣的二次利用，嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)還是較自然吸氣省油的。
有利就有弊。渦輪增壓就沒(méi)有缺點(diǎn)了?也不一定，由于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在尾氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)前多了一個(gè)渦輪增壓的程序，那也就導(dǎo)致汽車(chē)的加速性能有一定的延遲。再者渦輪增壓的氣體由渦輪機(jī)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)溫度和壓力都明顯較自然吸氣的氣體大得多，這樣自然會(huì)加速發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗，降低其壽命。所以很難從單一的方面來(lái)評(píng)價(jià)哪種機(jī)器的好壞，關(guān)鍵是看人們?yōu)榱藵M足怎樣的需求。
渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的大致工作流程圖
總的來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論從燃油材料，缸型數(shù)量，吸氣方式都有不同的劃分和講究，這些差異的目的也是為了達(dá)到不同的需求而設(shè)定的。