圖解汽車（1） 汽車發(fā)動機結構種類解析

發(fā)動機作為汽車的動力源泉，就像人的心臟一樣。不過不同人的心臟大小和構造差別不大，但是不同汽車的發(fā)動機的內(nèi)部結構就有著千差萬別，那不同的發(fā)動機的構造都有哪些不同？下面我們一起了解一下。

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● 汽車動力的來源

　　汽車的動力源泉就是發(fā)動機，而發(fā)動機的動力則來源于氣缸內(nèi)部。發(fā)動機氣缸就是一個把燃料的內(nèi)能轉化為動能的場所，可以簡單理解為，燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生巨大壓力推動活塞上下運動，通過連桿把力傳給曲軸，最終轉化為旋轉運動，再通過變速器和傳動軸，把動力傳遞到驅動車輪上，從而推動汽車前進。

● 氣缸數(shù)不能過多

　　一般的汽車都是以四缸和六缸發(fā)動機居多，既然發(fā)動機的動力主要是來源于氣缸，那是不是氣缸越多就越好呢?其實不然，隨著汽缸數(shù)的增加，發(fā)動機的零部件也相應的增加，發(fā)動機的結構會更為復雜，這也降低發(fā)動機的可靠性，另外也會提高發(fā)動機制造成本和后期的維護費用。所以，汽車發(fā)動機的汽缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動機的用途和性能要求進行綜合權衡后做出的選擇。像V12型發(fā)動機、W12型發(fā)動機和W16型發(fā)動機只運用于少數(shù)的高性能汽車上。

● V型發(fā)動機結構

　　其實V型發(fā)動機，簡單理解就是將相鄰氣缸以一定的角度組合在一起，從側面看像V字型，就是V型發(fā)動機。V型發(fā)動機相對于直列發(fā)動機而言，它的高度和長度有所減少，這樣可以使得發(fā)動機蓋更低一些，滿足空氣動力學的要求。而V型發(fā)動機的氣缸是成一個角度對向布置的，可以抵消一部分的震動，但是不好的是必須要使用兩個氣缸蓋，結構相對復雜。雖然發(fā)動機的高度減低了，但是它的寬度也相應增加，這樣對于固定空間的發(fā)動機艙，安裝其他裝置就不容易了。

● W型發(fā)動機結構

　　將V型發(fā)動機兩側的氣缸再進行小角度的錯開，就是W型發(fā)動機了。W型發(fā)動機相對于V型發(fā)動機，優(yōu)點是曲軸可更短一些，重量也可輕化些，但是寬度也相應增大，發(fā)動機艙也會被塞得更滿。缺點是W型發(fā)動機結構上被分割成兩個部分，結構更為復雜，在運作時會產(chǎn)生很大的震動，所以只有在少數(shù)的車上應用。

● 水平對置發(fā)動機結構

　　水平對置發(fā)動機的相鄰氣缸相互對立布置（活塞的底部向外側），兩氣缸的夾角為180°，不過它與180°V型發(fā)動機還是有本質(zhì)的區(qū)別的。水平對置發(fā)動機與直列發(fā)動機類似，是不共用曲柄銷的（也就是說一個活塞只連一個曲柄銷），而且對向活塞的運動方向是相反的，但是180°V型發(fā)動機則剛好相反。水平對置發(fā)動機的優(yōu)點是可以很好的抵消振動，使發(fā)動機運轉更為平穩(wěn)；重心低，車頭可以設計得更低，滿足空氣動力學的要求；動力輸出軸方向與傳動軸方向一致，動力傳遞效率較高。缺點：結構復雜，維修不方便；生產(chǎn)工藝要求苛刻，生產(chǎn)成本高，在知名品牌的轎車中只有保時捷和斯巴魯還在堅持使用水平對置發(fā)動機。

● 發(fā)動機為什么能源源不斷提供動力

　　發(fā)動機之所以能源源不斷的提供動力，得益于氣缸內(nèi)的進氣、壓縮、做功、排氣這四個行程的有條不紊地循環(huán)運作。

　　進氣行程，活塞從氣缸內(nèi)上止點移動至下止點時，進氣門打開，排氣門關閉，新鮮的空氣和汽油混合氣被吸入氣缸內(nèi)。

　　壓縮行程，進排氣門關閉，活塞從下止點移動至上止點，將混合氣體壓縮至氣缸頂部，以提高混合氣的溫度，為做功行程做準備。

　　做功行程，火花塞將壓縮的氣體點燃，混合氣體在氣缸內(nèi)發(fā)生“爆炸”產(chǎn)生巨大壓力，將活塞從上止點推至下止點，通過連桿推動曲軸旋轉。

　　排氣行程，活塞從下止點移至上止點，此時進氣門關閉，排氣門打開，將燃燒后的廢氣通過排氣歧管排出氣缸外。

● 發(fā)動機動力源于爆炸

　　發(fā)動機能產(chǎn)生動力其實是源于氣缸內(nèi)的“爆炸力”。在密封氣缸燃燒室內(nèi)，火花塞將一定比例汽油和空氣的混合氣體在合適的時刻里瞬間點燃，就會產(chǎn)生一個巨大的爆炸力，而燃燒室是頂部是固定的，巨大的壓力迫使活塞向下運動，通過連桿推動曲軸，在通過一系列機構把動力傳到驅動輪上，最終推動汽車。

● 火花塞是“引爆”高手

　　要想氣缸內(nèi)的“爆炸”威力更大，適時的點火就非常重要了，而氣缸內(nèi)的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其實火花塞點火的原理有點類似雷電，火花塞頭部有中心電極和側電極(相于兩朵帶相反極性離子的云)，兩個電極之間有個很小的間隙(稱為點火間隙)，當通電時能產(chǎn)生高達1萬多伏的電火花，可以瞬間“引爆”氣缸內(nèi)的混合氣體。

● 進氣門要比排氣門大

　　要想氣缸內(nèi)不斷的發(fā)生“爆炸”，必須不斷的輸入新的燃料和及時排出廢氣，進、排氣門在這過程中就扮演了重要角色。進、排氣門是由凸輪控制的，適時的執(zhí)行“開門”和“關門”這兩個動作。為什么看到的進氣門都會比排氣門大一些呢？因為一般進氣是靠真空吸進去的，排氣是擠壓將廢氣推出，所以排氣相對比進氣容易。為了獲得更多的新鮮空氣參與燃燒，因而進氣門需要弄大點以獲得更多的進氣。

● 氣門數(shù)不宜過多

　　如果發(fā)動機有多個氣門的話，高轉速時進氣量大、排氣干凈，發(fā)動機的性能也比較好（類似一個電影院，門口多的話，進進出出就方便多了）。但是多氣門設計較復雜，尤其是氣門的驅動方式、燃燒室構造和火花塞位置都需要進行精密的布置，這樣生產(chǎn)工藝要求高，制造成本自然也高，后期的維修也困難。所以氣門數(shù)不宜過多，常見的發(fā)動機每個氣缸有4個氣門(2進2出)