现有轿车发动机工作原理及优缺点分析一．发动机相关结构
一．发动机排量：发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和，普通
用升(L)表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的
气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量
是非常重要的发动机参数，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，
发动机的许多指标都同排气量密切相关。普通来说，排量越大，发动
机输出功率越大。
二．发动机参数：例如“L4”、“V6”、“V8”、“W12”这些都表示发动机
汽缸的罗列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8
缸、10缸、12缸等。普通说来，排量1升以下的发动机常用3缸，
例如0.8升的奥拓和福莱尔轿车。排量1升至2.5升普通为4缸发动
机，常见的经济型轿车以及中档轿车发动机基本都是4缸。3升摆布
的发动机普通为6缸，比如排量3.0升的君威和新雅阁轿车。排量4
升摆布的发动机普通为8缸，比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。
排量5.5升以上的发动机普通用12缸发动机，例如排量6升的宝马
760Li 就采用V12发动机。在同等缸径下，通常缸数越多排量越大，
功率也就越高；而在发动机排量相同的情况下，缸数越多，缸径越小，
发动机转速就可以提高，从而获得较大的提升功率。
二．四冲程发动机工作原理
当前轿车主要使用四冲程发动机做功，所以这里给出了四冲程发动工作原理。
进气冲程
活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞挪移过程中，气缸
容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。
压缩冲程
进气冲程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞挪移，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。
作功冲程
压缩冲程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功。这时，进、排气门仍旧关闭。
排气冲程
排气冲程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体(或者称废气)在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。
三．发动机分类及其优缺点分析
发动机的分类
一．按进气系统工作方式
一．自然吸气发动机：
自然吸气是汽车进气的一种，是在不通过任何增压器的情况下，大气压将空气压入燃烧室的一种形式。
二．涡轮增压发动机：
涡轮增压，是一种利用内燃机运作转产生的废气驱动空气压缩机)的技术。
增压原理
涡轮增压装置主要是由涡轮室和增压器组成。首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口则接在排气管上。然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气管上，最后涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。这就是一个完整的涡轮增压装置。
普通来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压缩输送由空气滤清器管道来的空气，使之增压之后进入气缸。当发动机转速增快，废气的排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮又压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以使更多的燃料充分燃烧，相应的增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以实现增加发动机的输出功率了。
三．机械增压发动机
机械增压是指针对自然进气引擎在高转速区域会浮现进气效率低落的问题，从最基本的关键点着手，也就是想办法提升进气歧管内的空气压力，以克服气门干涉阻力，虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变，但由于进气压力增加的结果，让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了，因此喷油量也能相对增加，让引擎的工作能量比增压之前更为强大。
增压原理
由于各类引擎的皮带盘尺寸差异不大，同时受限于引擎安装空间，因此机械增压器的工作转速远低于3,000rpm，与涡轮增压器时常处于10,000rpm 以上超高转域的情形相去甚远，同时机械增压器转速是
彻底连动于引擎转速，两者呈现平起平坐的现象，形成一组稳定之等差数线，而且增压器与引擎之间会互相影响，当一方运转受阻的时候，必然会藉由皮带传输而影响另一方的运作，这就是机械增压器的特性。
四．双增压发动机
在典型的二级可调增压系统中，两台涡轮增压器成串联布置。二级可调增压系统由高压级增压器、低压级增压器、废气流量分配阀和空气
旁通阀组成。高压级增压器为一个小增压器，低压级增压器为一个大增
压器。如果增压压比较高，则需要考虑在压气机间对增压空气冷却。 二．按气缸罗列式
一．直列式
所有汽缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖。可用“L”代表。
二．V型
轿车油耗
V型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，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形的发动
机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。它
便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。
三．水平对置发动机
水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上摆布运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车
辆行驶更加平稳，发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相
互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，使发动机转速得到很大提升，
减少噪音。
三．按冷却方式分
一．水冷发动机
由于水的比热高，并且在零件与冷却介质间有良好的传热性能，因此现代汽车发动机大多采用水冷却。采用水作为冷却介质的发动机称为
水冷发动机。冷却液也就是水，由水泵输送，流过发动机和水散热器。
二．风冷发动机
风冷发动机，是以空气作为冷却介质的发动机。它在气缸及缸盖的外壁铸造出一些散热片，并用冷却风扇使空气高速吹过散热片表面，带
走发动机散出的热量, 使发动机冷却。
四．按燃油供应方式分
一．电喷发动机
电喷发动机是采用电子控制装置，取代传统的机械系统（如  化油器）来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号参数，计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合，进入燃烧室燃烧，从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。
这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。
二．缸内直喷发动机
缸内直喷（FSI）就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特殊的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。
发动机的优缺点分析
优点
一．自然吸气发动机
1．技术成熟，稳定性较高
2．动力输出平顺，反映速度快
二．涡轮增压发动机