常见的五种乘用车发动机气缸排列形式
               
发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(往复活塞式发动机)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、喷气发动机、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置,也可指包括动力装置的整个机器(如:汽油发动机、航空发动机)。发动机最早诞生在英国,所以,发动机的概念也源于英语,它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。
其中,内燃机即往复活塞式发动机,这一类型的发动机与外燃机的最大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多,常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。
气缸排列形式,顾名思义,是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式,直白的说,就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。汽车发动机一般都由多个圆筒状的气缸组成,每个气缸可以独立工作,并将它们的合力组合在一起,共同驱动汽车前进。这些多个气缸可以以不同形式组合,从而产生出不同形式的发动机。
一、直列发动机L
将所有气缸排成一排,称为直列发动机。直列发动机,一般缩写为L,比如L4就代表着直列4缸的意思。直列布局是如今使用最为广泛的,尤其是在2.5L以下排量的发动机上。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。
具体来说,我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款(数字代表气缸数量)。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w12发动机
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。但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。
二、V型发动机
V型发动机就是将所有气缸分成两组,把相邻气缸以一定夹角布置一起,使两组气缸形成有一个夹角的平面,从侧面看气缸呈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。它便于通过扩大气缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。如图为宝马V型8缸发动机
V型发动机的高度和长度相对直列发动机尺寸较小,在汽车上布置起来较为方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车的迎风面越小越好,也就是要求发动机盖越低越好。另外,如果将发动机的长度缩短,便能为驾乘室留出更大的空间,从而提高舒适性。将气缸分成两排并斜放后,便能缩小发动机的高度和长度,从而迎合车身设计的要求。V型发动机的气缸成一角度对向布置,还可以抵消一部分振动。V型发动机的缺点是必须使用两个气缸盖,结构较为复杂。另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其他装置。
三、W型发动机
将V型发动机的每侧气缸再进行小角度的错开(如大众汽车W8发动机为15°),就成了W型发动机。W型与V型发动机相比,可以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,使得发动机室更满。W型发动机相对V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,因此现在应用极少。针对这一问题,大众汽车在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。现在只有大众汽车有W型发动机,一般有W8、W12及W16发动机。如图为奥迪W型12缸发动机:
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。
四、水平对置发动机B/H
水平对置发动机的所有气缸呈水平对置排列,就像是拳击手在搏斗,活塞就是拳击手的拳头(当然拳头可以不止两个),你来我往,毫不示弱。水平对置发动机的英文名(Boxer Engine)含义就是“拳击手发动机”,可简称为B型发动机或H型发动机,如B6、B4,分别代表水平对置6缸和4缸发动机。如图为水平对置型6缸发动机:
由于相邻两个气缸水平对置,水平对置发动机可以很简单地相互抵消振动,使发动机运转更平稳。水平对置发动机的重心低,能让车头设计得又扁又低。这两点因素都能增强汽车的行驶稳定性。如图为斯巴鲁XV 2.0水平对置4缸发动机: