最全面的发动机气缸排列知识(二手车评估师必看)

摘要: 满满的干货!

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发动机作为汽车的动力源泉,就好比我们的心脏。作为一个二手车从业者,对于发动机的认识不能停留在排量、功率、扭矩等基本参数值上,对于内部的结构也要了解。小三爷今天就大家梳理下现在常见的气缸排列形式以及优缺点,各位二手车朋友在收车时可以注意一下。


气缸排列形式大体可以分为L型(直列式)布局、V型布局、W型布局、H型(水平对置式)和VR型布局,另外还有一种比较少见的转子式发动机。


直列发动机


直列发动机是最常见的发动机,用字母L表示,比如L4(数字代表气缸个数)表示的就是直列四缸发动机,这种布局是指发动机所有气缸均是按同一角度并排成一条直线,只使用一个气缸盖,其缸体和曲轴的结构也是气缸排列方式中最简单的。现在常见的有L3,L4,L5,L6,绝大多数小型车、紧凑型车或一部分中型车,都采用这种布局。



优点:

(1) 尺寸紧凑,稳定性高

(2) 低速扭矩特性好

(3) 燃油经济性相对较好

(4) 制造成本低,发动机舱布置灵活。

缺点:

(1) 尺寸紧凑,稳定性高

(2) 低速扭矩特性好

(3) 燃油经济性相对较好

(4) 制造成本低,发动机舱布置灵活。


L3代表车型 福克斯1.0T



L4代表车型 奥迪S3




L5代表车型 奥迪TT RS



L6代表车型 宝马X5 xDrive35i




V型发动机


所谓V型发动机,简单的说就是将气缸分成两组,把相邻气缸以一定夹角布置一起(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°),从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机。通常的夹角为90度,但是实际应用中90度夹角在横向距离上比较的宽,不便于机舱的布置。而且更加倾斜的气缸体,机油在受重力作用会使活塞头润滑不均匀,加大气缸的磨损。为了避免这一弊端,也有更小夹角的72度,75度和60度的气缸体设计。在气缸数上最常见的有V6,V8和V10,V12四种发动机形式,用在一般的车型上V6和V8的动力就已经足够了, V10和V12发动机制造成本昂贵,技术非常复杂,一般搭载在超跑旗舰车型上。



优点:

(1) 相同缸数比直列排布的纵向距离短

(2) 发动机重心比直列排布方式的低,增强操控性

(3) 运转比较平顺,震动与噪音更小

(4) 有更大的动力输出

缺点:

(1) 结构比较复杂,后期维护成本较高

(2) 比直列排布更宽

(3) 生产成本高


V6发动机代表车型 锐志




V8发动机代表车型 宝马M3



V10发动机代表车型 奥迪R8



V12发动机代表车型 法拉利F140系列



W型发动机


它只是近似W形排列,严格说来还应属V型发动机。W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸进行小角度的错开,就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形,两组V型发动机共用一根曲轴。


W型与V型相比,可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,使得发动机舱更饱满。


W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震动。针对这一问题,大众在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴,让两个部分的震动在内部相互抵消。


目前应用W发动机的只有大众以及旗下其他品牌的车辆运用,比如:大众辉腾、宾利欧陆和奥迪A8的W12。



优点:

(1) 发动机及曲轴更短,结构紧凑,适用大排量车

(2) 相同汽缸数纵向最短

(3) 发动机动力强劲,一般排量可以做的比较大。

缺点:

(1) 制造工艺复杂,价格昂贵

(2) 发动机横向尺寸比较大,不利于布局

(3) 后期的维护成本高


W12发动机代表车型  奥迪A8 W12



水平对置发动机


水平对置发动机用H表示,4缸水平对置发动为H4,6缸水平对置发动机为H6。水平对置发动机的气缸夹角为180度。水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。



优点:

(1) 重心最低,配重均衡,给车辆带来更好操控性

(2) 两侧活塞产生的力矩相互抵消,振动小更平顺

缺点:

(1) 宽度最大

(2) 工艺复杂

(3) 生产维护升本高

(4) 不利于布局,考虑车身尺寸,排量不会很大。

(5) 横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使气缸向上一侧得不到充分的润滑

(6) 高精度的制造带来了更高的养护成本。


H4发动机代表车型 森林人2.5L



H6发动机代表车型 保时捷911GTS3.0T



VR发动机


VR发动机是大众的专属产品,为了能在更小的空间内放下V6发动机,大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。VR发动机的汽缸夹角非常小,两列汽缸接近平行,汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR6引擎因为两组气缸交错布局而又处于同一个缸体之中,因此6个气缸的进气和排气长度出现了差异,这就导致了不同气缸进排气效果不一致,导致每个气缸的爆燃情况不能完全一样,进一步放大了VR6的震动和不平顺。虽然大众后来设计了不等长进排气歧管来缓解这种不平衡,但依然没办法根治。


由于VR6引擎的气缸头与同排量的四缸机气缸头投影面积相当,但却需要承受六个气缸轮流爆燃的冲击和热量,因此早期VR6引擎还存在着散热的问题。磨损寿命也是一大问题。



优点:

(1) 发动机结构紧凑,体积小。宽度接近直列发动机,长度比相同汽缸数的直列发动短很多。

(2) 造价成本较低底。

缺点:

(1) 运转震动较大。虽然通过增加平衡轴等方法可以降低震动,但是由于结构特性,震动仍然比V型排列发动机大很多。

(2) 活塞磨损比较严重。

(3) 进排气不平衡,

(4) 热负荷比较严重。


VR6发动机代表车型 高尔夫R32



转子式发动机


相比常见的往复活塞式发动机,很多朋友会对转子发动机感到陌生。转子发动机又称为米勒循环发动机,由德国人汪克尔发明。而真正把转子发动机做出名堂的是日本的马自达。


我们都知道,传统的气缸采用往复式运动,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它可以将燃气的燃烧膨胀力直接转化为驱动扭矩。转子发动机大体由三角形转子、偏心轴和发动机壳体组成,转子带动偏心轴旋转,将爆炸产生的动力平稳传递到传动桥。三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈和以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。


上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即气缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把气缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次,而冲程式发动机的曲轴每旋转两圈单气缸才做功一次。



优点:

(1) 尺寸小

(2) 重量小,布置于车身重心比较底

(3) 震动小,噪声小。

(4) 与一般四冲程发动机每旋转两圈做功一次相比,具有高功率容积比(发动机容积较小就能输出较多动力)

(5)运转最高转速较高。

缺点:

(1) 油封磨损容易造成漏气

(2) 独特的机械结构也造成这类引擎较难维修

(3) 燃油经济性差

(4) 热效率底

(5) 排放性差

(6) 低转无力


转子发动机代表车型 马自达RX-8




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