圖解汽車（1） 汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)種類解析

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】發(fā)動機(jī)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(gòu)造差別不大，但是不同汽車的發(fā)動機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就有著千差萬別，那不同的發(fā)動機(jī)的構(gòu)造都有哪些不同？下面我們一起了解一下。

閱讀提示：

　　PCauto技術(shù)頻道圖解類文章都可以使用全新的高清圖解形式進(jìn)行閱讀。大家可以通過點(diǎn)擊上面圖片鏈接跳轉(zhuǎn)到圖解模式。高清大圖面積提升3倍，看著更清晰更爽，趕緊來體驗(yàn)吧！

● 汽車動力的來源

　　汽車的動力源泉就是發(fā)動機(jī)，而發(fā)動機(jī)的動力則來源于氣缸內(nèi)部。發(fā)動機(jī)氣缸就是一個(gè)把燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)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(yùn)動，通過連桿把力傳給曲軸，最終轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，再通過變速器和傳動軸，把動力傳遞到驅(qū)動車輪上，從而推動汽車前進(jìn)。

● 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(jī)居多，既然發(fā)動機(jī)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(shí)不然，隨著汽缸數(shù)的增加，發(fā)動機(jī)的零部件也相應(yīng)的增加，發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)會更為復(fù)雜，這也降低發(fā)動機(jī)的可靠性，另外也會提高發(fā)動機(jī)制造成本和后期的維護(hù)費(fèi)用。所以，汽車發(fā)動機(jī)的汽缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動機(jī)的用途和性能要求進(jìn)行綜合權(quán)衡后做出的選擇。像V12型發(fā)動機(jī)、W12型發(fā)動機(jī)和W16型發(fā)動機(jī)只運(yùn)用于少數(shù)的高性能汽車上。

● V型發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)

　　其實(shí)V型發(fā)動機(jī)，簡單理解就是將相鄰氣缸以一定的角度組合在一起，從側(cè)面看像V字型，就是V型發(fā)動機(jī)。V型發(fā)動機(jī)相對于直列發(fā)動機(jī)而言，它的高度和長度有所減少，這樣可以使得發(fā)動機(jī)蓋更低一些，滿足空氣動力學(xué)的要求。而V型發(fā)動機(jī)的氣缸是成一個(gè)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(gè)氣缸蓋，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。雖然發(fā)動機(jī)的高度減低了，但是它的寬度也相應(yīng)增加，這樣對于固定空間的發(fā)動機(jī)艙，安裝其他裝置就不容易了。

● W型發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)

　　將V型發(fā)動機(jī)兩側(cè)的氣缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開，就是W型發(fā)動機(jī)了。W型發(fā)動機(jī)相對于V型發(fā)動機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是曲軸可更短一些，重量也可輕化些，但是寬度也相應(yīng)增大，發(fā)動機(jī)艙也會被塞得更滿。缺點(diǎn)是W型發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上被分割成兩個(gè)部分，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在運(yùn)作時(shí)會產(chǎn)生很大的震動，所以只有在少數(shù)的車上應(yīng)用。

● 水平對置發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)

　　水平對置發(fā)動機(jī)的相鄰氣缸相互對立布置（活塞的底部向外側(cè)），兩氣缸的夾角為180°，不過它與180°V型發(fā)動機(jī)還是有本質(zhì)的區(qū)別的。水平對置發(fā)動機(jī)與直列發(fā)動機(jī)類似，是不共用曲柄銷的（也就是說一個(gè)活塞只連一個(gè)曲柄銷），而且對向活塞的運(yùn)動方向是相反的，但是180°V型發(fā)動機(jī)則剛好相反。水平對置發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以很好的抵消振動，使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平穩(wěn)；重心低，車頭可以設(shè)計(jì)得更低，滿足空氣動力學(xué)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(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)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(shí)捷和斯巴魯還在堅(jiān)持使用水平對置發(fā)動機(jī)。

● 發(fā)動機(jī)為什么能源源不斷提供動力

　　發(fā)動機(jī)之所以能源源不斷的提供動力，得益于氣缸內(nèi)的進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)行程的有條不紊地循環(huán)運(yùn)作。

　　進(jìn)氣行程，活塞從氣缸內(nèi)上止點(diǎn)移動至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，新鮮的空氣和汽油混合氣被吸入氣缸內(nèi)。

　　壓縮行程，進(jìn)排氣門關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)移動至上止點(diǎn)，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(zhǔn)備。

　　做功行程，火花塞將壓縮的氣體點(diǎn)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(diǎn)推至下止點(diǎn)，通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)。

　　排氣行程，活塞從下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)氣門關(guān)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(jī)動力源于爆炸

　　發(fā)動機(jī)能產(chǎn)生動力其實(shí)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(shí)刻里瞬間點(diǎn)燃，就會產(chǎn)生一個(gè)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(yùn)動，通過連桿推動曲軸，在通過一系列機(jī)構(gòu)把動力傳到驅(qū)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(shí)的點(diǎn)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(shí)火花塞點(diǎn)火的原理有點(diǎn)類似雷電，火花塞頭部有中心電極和側(cè)電極(相于兩朵帶相反極性離子的云)，兩個(gè)電極之間有個(gè)很小的間隙(稱為點(diǎn)火間隙)，當(dāng)通電時(shí)能產(chǎn)生高達(dá)1萬多伏的電火花，可以瞬間“引爆”氣缸內(nèi)的混合氣體。

● 進(jìn)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(shí)排出廢氣，進(jìn)、排氣門在這過程中就扮演了重要角色。進(jìn)、排氣門是由凸輪控制的，適時(shí)的執(zhí)行“開門”和“關(guān)門”這兩個(gè)動作。為什么看到的進(jìn)氣門都會比排氣門大一些呢？因?yàn)橐话氵M(jìn)氣是靠真空吸進(jìn)去的，排氣是擠壓將廢氣推出，所以排氣相對比進(jìn)氣容易。為了獲得更多的新鮮空氣參與燃燒，因而進(jìn)氣門需要弄大點(diǎn)以獲得更多的進(jìn)氣。

● 氣門數(shù)不宜過多

　　如果發(fā)動機(jī)有多個(gè)氣門的話，高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣量大、排氣干凈，發(fā)動機(jī)的性能也比較好（類似一個(gè)電影院，門口多的話，進(jìn)進(jìn)出出就方便多了）。但是多氣門設(shè)計(jì)較復(fù)雜，尤其是氣門的驅(qū)動方式、燃燒室構(gòu)造和火花塞位置都需要進(jìn)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(jī)每個(gè)氣缸有4個(gè)氣門(2進(jìn)2出)。

● 更多PCauto技術(shù)頻道的文章：