目录:
气缸排列形式3.1 内燃机和外燃机
3.2 发动机气缸的排列形式
3.3 V形发动机的优缺点
3.4 W形发动机应用少
3.5 W形发动机构造图
3.6 水平对置发动机
气缸排列形式
Cylinder Arrangement
3.1 内燃机和外燃机
外燃机
利用燃料在发动机气缸的外部燃烧来产生动力的。
如早期的蒸汽机,它利用燃料(木材、煤、煤气、柴油等)烧开锅炉中的水,使之产生高压蒸汽并进入气缸内,利用蒸汽压力推动活塞做功,从而产生动力。
比如原来火车上用的蒸汽机,发电厂和轮船上使用的汽轮机等,都是外燃机。
内燃机
是相对外燃机而言的,它的燃料在气缸内燃烧。
现在,汽车上用的汽油发动机和柴油发动机,都是内燃机。
外燃机(左)和内燃机(右)工作原理图示
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3.2 发动机气缸的排列形式
3种气缸排列形式
在往复式活塞发动机中,汽车发动机一般由多个圆筒状的气缸组成,每个气缸可以独立工作。
所有气缸的动力汇合在一起,共同驱动汽车前进。
气缸可按不同形式组合,从而产生出不同形式的发动机。
目前,最常见的有3种气缸排列形式:直列、V形和水平对置。
注:W形气缸排列形式,较为少见,且与V形发动机较为相似
3种气缸的演变
V形发动机和水平对置发动机,都可看成是由直列发动机演变而来的。
V形发动机:
将所有气缸分成两组,把相邻气缸以一定的夹角布置在一起(一般为90°),从侧面看气缸呈V字形
水平对置发动机:
将V形发动机的夹角继续扩大到180°,让相邻气缸成对立设置
直列发动机气缸排列示意图
水平对置发动机气缸排列示意图
宝马V8发动机构造示意图
3.3 V形发动机的优缺点
优点:
高度和长度相对直列发动机较小,在汽车上布置起来较为方便 (发动机舱盖更低,驾驶舱更大)
气缸成一角度对向布置,还可以抵消一部分振动
缺点:
必须使用两个气缸盖,结构较为复杂。
宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其他装置。
3.4 W形发动机应用少
W形发动机的构成
将V形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形发动机。
与V形发动机相比,W形发动机
发动机和曲轴更短,能节省空间,减轻重量。
但是,宽度更大,使得发动机舱更满
W形发动机最大的问题:
发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时引起的振动更大
现在应用极少。
针对这一问题,大众汽车:
在W形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,只有大众汽车集团某些品牌车型采用W形发动机,如W8、W12和W16等发动机
3.5 W形发动机构造图
奥迪W12发动机构造图
W形发动机气缸夹角示意图
W12发动机气缸排列示意图
W12发动机气缸体
3.6 水平对置发动机
水平发动机
Boxer Engine,“拳击手发动机”,简称为B型发动机。比如B6、B4发动机,分别代表水平对置6缸和4缸发动机
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
水平发动机的优点:
相邻两个气缸水平对置,相互抵消振动,使发动机运转更平稳。
重心低,能让车头设计得又扁又低,增强行驶稳定性。
发动机左右对称,变速器等可放置在车身正中,让汽车左右重量对称
而大多数汽车的重心偏向一侧
动力输出轴方向与传动轴方向一致,不需要改变动力传递方向,直接与离合器、变速器对接,提高动力传递效率,起动和加速更迅猛。
水平发动机的缺点:
维修不方便,而且各缸点火间隔不一致,使其排气声音比较怪异。
普通汽车极少装配水平对置发动机,现在只有保时捷、斯巴鲁和丰田等仍在生产和使用这种发动机
水平对置6缸发动机构造图
摘自:汽车为什么会跑:图解汽车构造与原理(第3版)180页.pdf
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