汽车发动机型号中W型带表的是什么

核心提示V:发动机内汽缸按“V”型排列,“V”后数字表示汽缸数。 W:发动机内汽缸按“W”型排列,“W”后数字表示汽缸数。 L:发动机内汽缸直列,“L”后数字表示汽缸数。 B:发动机内汽缸水平对置,“B”后数字表示汽缸数。 WA:旺克尔转子发动机(

V:发动机内汽缸按“V”型排列,“V”后数字表示汽缸数。

W:发动机内汽缸按“W”型排列,“W”后数字表示汽缸数。

L:发动机内汽缸直列,“L”后数字表示汽缸数。

B:发动机内汽缸水平对置,“B”后数字表示汽缸数。

WA:旺克尔转子发动机(三角旋转式发动机)

具体优缺点如下:

一台汽车发动机往往具有3个以上的汽缸,对于汽车发动机主要的分类方式是根据汽缸的布局及排列方式来划分。一般有直列、V型、W型以及水平对置等几种。

直列发动机(LineEngine),它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面,它的优点是缸体和曲轴结构十分简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,尺寸紧凑。直列发动机稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,但缺点是功率较低,并且不适合6缸以上的发动机采用。

直列发动机在国产车中应用十分广泛,几乎所有中档以下国产车及采用四缸发动机的车型都是直列发动机。

经典实例:宝马公司一直是直列发动机的坚决拥护者,宝马的L6(直列六缸)发动机无论在技术含量、缸数上还是在性能表现上都可算是直列发动机的极致。宝马的顶级车型新7系轿车仍然有采用L6发动机的版本。

V型发动机,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,故称V型发动机。

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。尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车迎风面越小越好,也就要求发动机盖越低越好。另外,如果将发动机长度缩短,便能为驾乘舱留出更大的空间。由于汽缸之间已相互错开布置,这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。此外,V型发动机汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更平顺。

V型发动机的缺点则是必须使用两个汽缸盖,结构较为复杂、成本较高。另外其宽度加大后,发动机两侧空间较小,不易再安排其它装置。

目前国产的中高档车型中,不少采用V型6缸发动机,比如君威30,帕萨特28及奥迪A6等等。

经典实例:欧洲的豪华轿车往往采用8缸以上的V型发动机设计,比如劳斯莱斯的、奔驰顶级的S600轿车等都是V12发动机,而目前V型发动机最高可达到16缸,排量在10升以上。

W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再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度),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。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。

W型与V型发动机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,使得发动机室更满。

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振动。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,让两个部分的振动在内部相互抵消。

经典实例:大众的旗舰车型辉腾以前由于没2缸发动机,而与同级别奔驰S600相比底气不足,而大众全新W12发动机则彻底改变了这一劣势,大众旗下的另两款豪华车:宾利大陆GT和奥迪旗舰A8L60都将采用W12发动机。

水平对置发动机,如果将直列发动机看成夹角为0度的V型发动机,当两排汽缸的夹角扩大为180度,汽缸水平对置排列,就是水平对置发动机了。

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的汽缸为“平放”,因此降低了汽车的重心,同时又能让车头设计得又扁又低。这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。此外,水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。

经典实例:水平对置发动机是日本富士汽车的招牌技术之一,采用水平对置发动机的富士WRX-STi车型是世界拉力赛场上的传奇车型,也是全球飚车族们梦寐以求的至爱。

转子发动机,传统发动机都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进,发动机及气缸本身都是相对不动的,而转子发动机则是一种三角活塞旋转式发动机,它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。转子发动机的优点十分明显,它尺寸较小,重量较轻,功率很大,并且振动和噪声极低。但是由于转子技术的复杂,使其制造成本极其高昂,耐用性也低于传统发动机。

经典实例:至今为止,将转子发动机技术成熟运用于市场产品的仅有马自达一家厂家。目前马自达赫赫有名RX-8跑车正是转子发动机技术的最新继承者。

转子引擎的劣势

涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内),涡轮又带动同轴的叶轮 位于进气道内 ,叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气,再送入气缸。当发动机转速加快,废气排出速度与涡轮转速也同步加快,空气压缩程度就得以加大,发动机的进气量就相应地得到增加,就可以增加发动机的输出功率了。

何谓机械增压

机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴,一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮,间接将曲轴运转的扭力带动增压器,达到增压目的。依构造不同,机械增压会经出现过许多种类,包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式,而活塞运动最早也被认为是一种机械增压,时至今日,则以鲁氏增压器最被广泛使用,更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式,目前以双叶转子较普遍,其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子,转子之间保有极小的间隙而不直接相连,藉由螺旋齿轮连动,其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结,转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器,在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。机械增压的特征,除了在低转速便可获得增压外,增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例,即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高,动力输出随之增强,因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似,却能拥有较大的马力与扭力。

涡轮增压和机械增压的优缺点

两种增压方式各有好处也各有缺点,以涡轮增压来说,理论上,是要气缸本体当初设计时,气缸壁够厚、耐得住压力,只要增加涡轮增压器本体的尺寸和数量,增压力道几乎可以无限制增加。最有名的例子,就是当年HONDA车厂提供给麦凯伦一级方程式车队的涡轮增压引擎,排气量不过才1500CC,但马里输出可以高达吓死人的1500匹!

而法拉力车队的舒马赫所拥有的著名bugattieb110超级跑车,排气量35升,但这具V12的心脏,由四颗涡轮转子串联。马里输出也可高达560匹。

不过凡事有利就有弊,靠涡轮增压增加动力输出虽然轻而易举,但伴随着增压所产生的高热必须妥善处理,高热会影响两部分,一个是负责直接冷却和润滑的机油,它会因为受到高热而快速氧化。因此涡轮增压引擎必须选用耐高温、抗氧化好的优质机油,而且机油更换周期会相应缩短,才不容易产生氧化物。通常车厂的对应之道是通过加装机油冷却器,来避免油温过高、提早结束机油的使用寿命,这就是为什么设计的精密一些的涡轮增压车,除了机油压力表外还会有一个机油温度表。好让车主随时注意机油的情况。

另外一个受高温影响的是冷却系统,在进气部分。为了增加进气的含氧量,涡轮增压车大多会增加进气冷却器(Inter-Cooler)的方式,来降低压缩空气的温度,冷却水箱、接温器也会适当加大、提高散热效率,所以近年来已经很少听说涡轮增压引擎有散热不良的情况了。

不过在使用和保养上涡轮增压引擎还是有一些小技巧的,例如接近目的地时尽量不要拉高转速让涡轮工作。停车前至少让引擎怠速一分钟,别让涡轮转子在无机有的状况下运转过久,这些对保持良好的车况有很大帮助。

相对于涡轮增压车,机械增压车就简单许多,原则上只要引擎在运转,机械增压就自然而然的产生,引擎转速越高加压力度就越大,好处就是没有涡轮增压所产生的那种迟滞现象,加速感受相当线性化,于自然吸气引擎差别不大,但缺点是机械增压汽靠皮带带动,驱动力还是引擎,因此不利于油耗表现。车厂为了改善此现象,并且让增压力道能在最需要时发挥作用,加装电磁阀和离合器,也让增压器在特定的转速以上时离合器才开始接合、拖动机械增压器,但如此一来多少会有如涡轮增压器的迟滞感。凡此种种都需要经年月积累,才能摸出门道和细节掌控的地方,也正是因此越是没有把握的项目,车厂就越不喜欢触及,免得不小心砸了招牌,久而久之,涡轮增压于机械增压的流派也就自然产生。

转子发动机又称为米勒循环发动机它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放,与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同这种发动机由德国人菲加士·汪克尔发明,在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功第一台转子发动机

1964年,日内瓦的德法合资企业COMOBIL公司,首次把转子发动机装在轿车上成为正式产品1967年,日本人也将转子发动机装在马自达轿车上开始成批生产

并将安装了转子发动机的RX-7型跑车打入了美国市场,令人刮目相看

转子发动机的运动特点是:三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与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(即汽缸壁的形状)似"8"字形三角转子把汽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由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同

在2004北京汽车展中首次展出的RX-8动力总成:RENESIS转子发动机,象征着马自达汽车公司的核心转子发动机发展史和马自达的成长缠绕在一起,密不可分今天,马自达是世界上唯一生产和销售转子发动机汽车的公司

现代的转子发动机由茧形壳体(一个三角形转子被安置在其中)组成转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室,通过气体膨胀的压力驱动转子旋转和普通内燃机一样,转子发动机必须在其工作室中相继形成进气,压缩,燃烧和排气四个工作过程如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部,工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化即使空燃混合气在那里点燃,燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部,不会产生旋转这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因因此,每转一圈,工作室的体积变化两次,从而实现内燃机的四个工作过程

在汪克尔型转子发动机上,转子的顶点随着发动机壳体内圆周的椭圆形壳体而运动,同时保持与围绕在发动机壳体中心的一个偏心轨道上的输出轴齿轮的接触三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮如果转子齿轮在其内侧有30个齿,轴齿轮将在其外原周上有20个齿,由此得到其齿数比为3:2由于这一齿数比,转子和轴之间的转速比被限定为1:3

和偏心轴相比,转子有较长的转动周期转子转动一圈,偏心轴转动三圈当发动机转速为3000 rpm时,转子的速度只有1000 rpm

往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式在往复式发动机中,产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞,机械力被传给连杆,带动曲轴转动

对壳体的内部空间(或旋轮线室)总是被分成三个工作室 在转子的运动过程中,这三个工作室的容积不停地变动,在摆线形缸体内相继完成进气,压缩,燃烧和排气四个过程每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行,这明显区别于往复式发动机往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行

转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示例如,对于型号为13B的双转子发动机,排量为"654cc ×2"

单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值;而压缩比是最大容积和最小容积的比值往复式发动机上也使用同样的定义

如上一页图中所示,可看到转子发动机工作容积的变化,以及与四循环往复式发动机的差别尽管在这两种发动机中,工作室容积都成波浪形稳定变化,但二者之间存在着明显的不同首先是每个过程的转动角度:往复式发动机转动180度,而转子发动机转动270度,是往复式发动机的15倍换句话说,在往复式发动机中,曲轴(输出轴)在四个工作过程中转两圈(720度); 而在转子发动机中,偏心轴转三圈(1080度),转子转一圈这样,转子发动机就能获得较长的过程时间,而且形成较小的扭矩波动,从而使运转平稳流畅

此外,即使在高速运转中,转子的转速也相当缓慢,从而有更宽松的进气和排气时间,为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利

精简结构: 由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力,所以不需要设置连杆,进气口和排气口依靠转子本身的运动来打开和关闭;不再需要配气机构,包括正时齿带,凸轮轴,摇臂,气门,气门弹簧等,而这在往复式发动机中是必不可少的一部分综上所述,转子发动机组成所需要的部件大幅度减少均匀的扭矩特性: 根据研究结果,转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线,即使是在两转子的设计中,运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平,三转子的布置则要小于V型八缸往复式发动机

发动机转子的作用是什么

转子发动机(WankelEngine,RotaryEngine)是由德国人菲格斯万克尔(FelixWankel,1902-1988)发明的。他在总结前人研究成果的基础上,解决了一个关键技术问题。最初转子发动机使用三角转子的旋转运动来调节压缩和排放,与传统往复活塞式发动机的直线运动有很大不同。转子发动机和传统往复式发动机在生成运转力时本质相同,都依靠空气燃料混合气的燃烧产生的膨胀压力。两种发动机机构的区别在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中,活塞顶部表层的膨胀压力压下活塞,机械力传递给连杆,使曲轴旋转。而转子发动机中,膨胀压力作用在转子的侧面。将三角形转子的三个面之一按压在偏心轴的中心,这个运动是在两个力的作用下进行的。一个是向输出轴中心的向心力,另一个是使输出轴旋转的切向力(Ft)。马自达投资了巨额资金从旺克尔公司买下这项技术,成为新技术的贡献者。然而,由于转子发动机的高科技性质,很少有人知道这种技术。发动机坏了无人修理,油耗高,车辆界对这种发动机的市场前景抱有怀疑。20世纪70年代石油危机爆发,各国忙于应对各方面的困难,无暇顾及旋转发动机的发展,唯独马自达相信旋转发动机的潜力,独自研究生产旋转发动机。他们逐渐克服了转子发动机的缺陷,从试验性生产转向商业性生产,搭载转子发动机的RX-7型跑车投入美国市场,引人注目。由于从生产安装配置到维护修理,转子发动机基本上与以往的发动机有很大不同,开发成本很高。此外,往复式活塞发动机在功率、重量、排量、能耗等方面基本比过去有明显提高。大型车辆企业对往复式活塞发动机技术的研究已经成熟,但对转子发动机技术的疏远并未表现出明显的优势,因此大型车辆企业几乎没有积极配合开发,只有马自达独自发力。转子发动机有许多缺点。首先油耗高,污染重。其次,零件寿命短的原因是转子的3个顶角负责密封,顶角也有像活塞环一样的密封。另外,在长期不能良好润滑的状况下工作,会影响早期磨损。另外,由于结构不同,各国征收的税款也基本上加倍计算,服从更高的税款。然而,转子发动机相比于当时的普通四冲程发动机具有许多明显的优点。它的结构简单,体积重量更小,重心更低,转速更平稳,振动更小。更重要的是,可以用相当小的排气量获得更大的动力。以rx-8的发动机为例,13L的排气量能够输出25L的自吸或接近18T级别的动力。虽然两种发动机各有优缺点,但随着技术的不断进步,转子发动机仍有望在未来成为一种非常有前途的新型发动机。

什么是汽车的转子发动机?

目前民用汽车的发动机一般都是涡轮增压发动机或者自然吸气发动机。与自然吸气发动机相比,涡轮增压发动机的动能更强,所以超级跑车装配的发动机大部分也是涡轮增压发动机。其实在涡轮增压发动机之上还有另一种性能更强大的发动机类型,那就是转子发动机。那么转子发动机的工作原理是什么呢?转子为什么不受欢迎?

转子工作原理

就工作方式而言,涡轮增压发动机和自然吸气发动机的工作方式是活塞在气缸内反复做往复直线运动产生能量,而转子发动机则完全不同。其内部结构主要包括椭圆圆柱筒、偏心输出轴、三角形转子、转子齿圈、定子齿轮等。主要原理是将可燃气体的燃烧膨胀力直接转化为驱动扭矩。

说白了,转子发动机气缸体的侧图就像一个“椭圆”,所以转子的截面在工作时可以很好地贴附在气缸壁上,每个“三角凸点”都是一个金属叶片,这样就可以密封燃烧室,而且转子内部有齿与壳体的齿轮相啮合,所以转子的侧面在工作时会在膨胀压力的作用下,将三角转子的三个面中的一个推向偏心轴的中心。外壳的每一部分都是燃烧过程的一部分。在旋转过程中,转子将从进气口吸入混合气体,并通过压缩和燃烧释放能量。转子每转一圈就做功三次,所以能提供强大的动力。

转子发动机的优缺点,为什么转子发动机不受欢迎?

优点:通过以上介绍不难发现,转子发动机需要的附件很少,进气结构也很简单,所以它最大的优点就是体积小、重量轻、做功密集、易于维护,而且转子每转做三次功,比一般的每转做一次功的四冲程发动机要高很多。

缺点:但效率越高意味着油耗越高,转子发动机空气体压缩比不高,导致排放污染问题严重;此外,由于工作效率高,转子发动机在旋转过程中非常容易损坏。虽然修理起来不是很难,但也需要成本。因此,重量轻、工作密集、易于维护的优点不值一提。此外,在当前环境污染严重的情况下,转子发动机自然也从未得到普及。

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从小白到入门,市面上各种发动机优缺点都在这里了

转子发动机也是内燃机的一种,但是和常规的活塞式发动机完全不同。在活塞式发动机中,同一个汽缸中进行着进气、压缩、燃烧、排气4个过程,虽然转子发动机也有这4个过程,但是方式不一样!基本原理和常规活塞式发动机一样,转子发动机也是利用油气混合物燃烧时产生的压力来产生动力的。常规活塞发动机,汽缸中产生的压力驱动活塞作往复运动。活塞杆带和曲轴将往复运动转化为转动来驱动汽车。在转子发动机中,缸体中间的三角形转子代替了活塞来传递和密封燃烧后所产生的压力。MAZDA RX-7装备的转子发动机三角形的三个顶点保持和缸体内壁的接触,产生三个独立的空腔。当转子在缸体中转动时,三个空腔交替的扩大和收缩,来实现吸入油气混合物,压缩,燃烧,然后排气整个过程。马自达一直以来都在自己的产品中使用转子发动机。从1978年就开始销售的RX-7,可能是有史以来销售最成功的使用转子发动机为动力的汽车。 RX-7于1995年在美国停止销售,于是转子发动机被用到新推出的车型上。马自达新车型RX-8,它装备的双转子发动机可以产生最高250马力。部件和活塞式发动机一样,转子发动机同样有点火系统和供油系统。下面就让我们来看一看转子发动机的内部结构吧!转子转子有三个弧形表面,每个表面就像是一个活塞。每个表面上都有一个空腔,用来增大排量,更大程度的混合汽油和空气。在每两个表面的连接处都有一金属长条来保证燃烧室间的密封,同样,在转子的每边都有金属环来保证侧面的密封。在转子的中间有一副齿牙,齿牙和固定在缸体中间的齿轮紧密啮合。这个齿轮决定了转子的运动轨迹和方向。

很多人看到教授的技术文章是不是一头雾水?没关系,从今天开始,教授从头开始,从最初的汽油机跟柴油机之间的区别开始讲起(可能会连载几篇文章,感觉给自己挖了个坑)去给您从技术的角度、使用的角度讲解汽油机的知识,如果不嫌闷,可以给教授点个“在看”哦,教授看看有多少人爱看,再想想是不是多写几篇。

发动机是个统称,在专业领域可以称之为内燃机,通过燃料的不同可以大致分为汽油机和柴油机

我们可以从一张图开始说起,发动机主要工作部件有喷油嘴,一般歧管喷射的车辆在进气歧管处设置喷油嘴,通过向里面喷射燃油与空气混合;凸轮轴,凸轮轴负责控制气门的打开和关闭,使空气进出气缸;摇臂,是凸轮轴与气门之间作用的连接部件;气门,控制进排气歧管的打开和关闭,使空气进入气缸或排出气缸。

整体称之为气缸,气缸的数量或者结构取决于主机厂设计,例如有L4,V6,L6,V8等等,数字代表的是气缸数量,L或者V代表着气缸排列的直线型还是V型。

活塞,活塞上下运动做功,而连杆、曲轴是将活塞的直线运动的力转化成旋转的力,活塞通过连杆连接着曲轴,曲轴作为发动机动力输出的主要部件;而曲轴连接着发动机内部所有的活塞,使得所有活塞产生的功都会传递到曲轴上。

火花塞,火花塞是点燃混合气的部件。文章主要讨论四冲程发动机,而两冲程的下面会继续聊,后面的言论大部分基于四冲程发动机。

吸气(Intake),如果是歧管喷射的发动机,吸气冲程就是将进气歧管内的混合气吸入气缸内部。凸轮轴会使得进气门打开(凸轮作用于摇臂,摇臂作用于气门,并让上面的弹簧压缩,凸轮轴离开摇臂后,由于弹簧的作用,气门关闭),当进气门打开时,活塞下行,这样,混合气就进入了气缸。

压缩(Compress),吸气冲程结束后,活塞到达下止点,压缩过程中进气门和排气门都不会打开,随后活塞上行,气缸内的混合气被压缩。

做功(Power),压缩冲程结束后,活塞到达上止点,火花塞产生火化,点燃混合气,火焰会逐渐散开,活塞也会由于点燃后膨胀的混合气推动,重新下行。

排气(Exhaust),做功冲程完成后,活塞到达下止点,就需要把燃烧后的废气排出气缸外,这时候就是排气冲程,此时凸轮轴会推动摇臂,打开排气门,活塞向上运动,推动燃烧后的废气,通过排气门排出气缸外。

当然,以上的所有冲程都是奥拓循环为基础,并不包括阿特金森循环和米勒循环。

汽油发动机和柴油发动机的主要区别在于柴油发动机在压缩冲程后才向气缸内部喷油,汽油是有一定的防爆性能的,例如92#,95#是衡量汽油防爆标准的标号,而柴油发动机则不同。

柴油发动机跟汽油发动机之间的区别在于柴油发动机在吸气冲程时只有空气进入气缸,没有汽油与之混合;随后在压缩冲程像汽油机一样活塞上行,在汽油发动机火花塞处取而代之的是一个喷油嘴,由于压缩时气缸内没有燃油,所以压缩比可以达到比汽油机更高,例如15:1(普通汽油机一般情况下在10:1左右,当然目前的汽油机能通过米勒循环等手段宣称能达到更高压缩比)。

压缩比更高,意味着有更高的压力,也意味着更高的温度,随着压力和温度的上升,压缩冲程即将结束时的空气是非常高温的,让柴油喷入时,柴油就会被点燃,随后的做功冲程,排气冲程跟汽油发动机一致。

压缩比是和燃油经济性直接相关的,理论上压缩比越高,燃油效率会更高,所以有着高压缩比的柴油发动机理论上会比汽油发动机有更好的燃油经济性。

此外,高压缩比的柴油发动机还有另外一个优点,当你想要改装柴油发动机时,例如更换更大的涡轮、机械增压器等,唯一需要担心的是机械强度问题。但对于汽油机来讲,假设压缩比是15:1,在压缩的时候,混合气可能在火花塞点火之前就已经开始燃烧,就导致了爆震、抖动等问题,但柴油机因为压缩的只有空气,所以不存在这种情况。

转子发动机是区别于活塞发动机的一种发动机形式,由德国人汪克尔发明,所以转子发动机也被称之为汪克尔发动机。

从图可以看到,转子发动机中间有一个腔室,一个三角形的转子在其中。转子发动机的结构相当简单,分别有前侧壁、转子室、中间侧壁、转子室、以及后侧壁组成(因为一般转子发动机由2个转子室组成,可以理解为2个气缸)。

其中最著名的是马自达的13B转子发动机,这台发动机运用在大名鼎鼎的RX7、RX8等车型上面,下面我们以13B发动机为例,介绍一下转子发动机。

转子就相当于是活塞发动机的活塞;偏心轴就相当于活塞式发动机的曲轴,由它去连接两个转子围绕着偏心轴旋转,从而输出动力。

从转子室可以清楚看到转子发动机的工作流程,同样,转子发动机也是四冲程发动机。转子室的侧面有进气口,当转子旋转扫过它们时,就创造了一个真空来吸入空气,需要注意的是,进气口在转子两侧都有,也就是前后两个侧壁上都有,中间的侧壁也有,所以空气会从两边同时进入。

从侧面可以看到,转子室侧面有两个圆孔,这两个圆孔是安装火花塞的位置,因为转子在旋转时燃烧室很长,需要加入混合气的燃烧速度,所以使用了两个火花塞。随着转子的旋转,会把燃烧后的废气从排气孔排出,至此完成了四个冲程。

需要知道的是,在转子室里不同阶段的循环是在同时发生的(转子有三个面,三个面同时处于不同的冲程)此外,还有另一个转子相位和第一个转子相差180度,两个转子室内的转子发生相反的状态(从偏心轴上也可以看出),这样一来,在轴上的平衡的,在旋转的时候也是平衡的,如果两者有偏差就会出现不平衡问题,随之而来的就是振动。由于两个转子相差180度,所以在偏心轴前后会有俯仰力矩,由于偏心轴随时在旋转,而在垂直于轴向上的力的平衡的,所以发动机的震动会很小,同时也会很平顺。

从图上可以看到,转子室除了上面说的孔洞以外,还有一个机油孔,这么做的原因是要从这里注入机油来润滑各种密封条,活塞发动机可以在活塞下方喷射机油来润滑活塞环,而转子发动机由于结构的原因,所以需要喷油嘴来喷入机油。机油泵连接着每个喷油嘴,本质上机油泵是通过油门控制,当驾驶员踩下油门时,机油泵就会开始往里面喷射机油,所以转子发动机在设计上就是需要燃烧机油的。

转子发动机另外一个挑战是密封问题,需要保证每个腔室之间的密封性才能拥有不错的效率,为了达到密封的目的,转子发动机会有边封和菱封,菱封通过安装在三角转子的尖端同时使用弹簧将其压紧,使他能够随时贴合转子室内壁,同时使用角封固定,在转子旋转的时候就可以保持密封性。边封也是如此,通过弹簧使得边封与转子室内部紧密贴合。最后还有油环,同样需要弹簧来保持密封性。

与此同时,转子上会有不同的钻孔,当转子被制造出来以后,工程人员会将转子放在动平衡机上,就可以看出转子不平衡的地方,随后根据指示让它变得更加平衡,所以每个转子都有可能有不一样的钻孔。转子侧面通过切削转子上的一部分材料来增加转子排量的工艺槽。

第一、转子发动机的零部件非常少,正是由于其设计简单,所以其可靠性更强。

第二、转子发动机没有往复运动,所有的运动都是旋转的,往复式发动机其中有一个弊端就是存在往复部件,往复部件在高转速时就会存在一个类似气门悬浮效应的情况(由于转速太高,导致气门在关闭时跟不上凸轮的运动,导致发动机效率下降,排放变差,甚至损坏发动机)而转子发动机就可以达到非常高的转速,因为它没有往复部件。

第三、动力输出平顺,因为偏心轴每转一圈每个转子就会有一次做功冲程(活塞发动机是转2圈才有一次做功冲程)。

第四、结构紧凑,由于省略了很多非必要零件,同时没有往复式运动,所以转子发动机的体积相当紧凑。这样在很小、很轻的情况下输出很高的动力,同时为发动机布置创造了更多的空间。

第一、由于设计问题,转子发动机的热效率较低。同时压缩比比较低也是转子发动机的问题,这是由转子发动机燃烧室形状决定的。火花塞点燃混合气后,转子旋转,同时火焰开始燃烧,但是燃烧室的形状是逐渐开始变大的,同时传播距离非常长,与此同时需要把所有的油气完全燃烧,随着燃烧室的扩张,点燃所有的混合气就会变得更加困难。随后排气口打开后,有些还没完全燃烧的混合气就会直接被排放到发动机外,这也是为什么经常能看到转子发动机的车排气有火焰喷出,这是因为在做功冲程时没能把所有燃油燃烧干净,所以其热效率较低,燃油经济性也不好,同时排放也比较差。

第二、密封性问题。由于每个腔室分别担任不同的冲程,并且不希望气体能够任意穿梭腔室,这样每个冲程就会变得没有意义了,所以会有菱封、油环、边封来密封转子,防止窜气。但难点是,转子室两侧由于一边是吸气,另一边是做功,做功冲程会比吸气的温度高,造成了两者的温差较大,不同位置的金属膨胀不一样,所以非常难保持密封性,于是会有一定的窜气现象发生。

第三、排放差。上文说过,转子发动机燃烧时会有一定量的机油被注射到转子室内来帮助各个边密封并且润滑,防止磨损,所以车主需要定期检查机油量,添加机油保证机油处于正常水平。当机油参与到燃烧时,排放就会变得很差。

第四、燃油经济性差。将转子发动机跟传统活塞发动机相比,就会发现转子发动机的燃油经济性实在是特别差,同时动力上也没有提升特别多。以马自达RX-8上的发动机为例,该车的百公里平均油耗为128L,但发动机输出只有235匹;奔驰A45 AMG20T发动机381匹马力,百公里油耗大约为1211L,可见转子发动机的油耗表现是多么糟糕。

HEMI是一个缩写,在1900年代早期的时候,发动机的气缸顶部是平的,被称为Flat head设计,这样做的好处是体积小并且杠头的面积大,HEMI是半球式(Hemispherical)缸头的名称,也就是HEMI名称的由来。它使得表面积最小,内部体积最大,在燃烧做功时气缸的内表面会散失热量,那么表面积越小,消耗掉的热量也就越少,燃烧产生的热是用来做功的,散失热量越多,发动机的功率也就越低,所以尽量减少热量损失能够有助于提高车辆的发动机效率。

HEMI的目标就是减少热损失,同时也使得它的功率更大一些,此外HEMI的火花塞被放在半球的顶部,这会使得发动机的燃烧效果更好。但是压缩比较低是HEMI发动机的缺点,而高压缩比又是高效发动机的一个必要条件,所以工程师会将活塞顶部改造,将活塞顶部也变成半球形,以符合燃烧室造型设计,但是这么做会让活塞变重,曲轴运转的时候就需要克服多余的重量产生额外的力,所以这种设计并不是好的设计,所以在技术进步的同时,工程师也在继续改善HEMI发动机的设计。

今天的HEMI发动机的活塞顶部的曲线已经变得更加平缓,之所以这么做,主要是为了克服:火花塞点火后,火焰是逐步传播到各个角落的,对于传统的HEMI发动机来说,传播距离很长,就会需要更长的时间,所以更加紧凑的燃烧室会让燃烧效果更优秀。

如今大部分汽车的气缸顶部都是屋脊型设计,屋脊型缸头从侧面看就像是一个三角形,它可以一个气缸布置4个气门,想想一下,如果对于HEMI发动机缸头来说,它的顶部是半球形的,如果要布置四个气门就会很困难,但是对于屋脊型设计就简单得多,只需要简单地将四个气门分成两排即可,一个气缸有四个气门会有更好的进排气气流,快速换气对于发动机来说会有明显帮助。屋脊的设计另外一个好处就是可以布置顶置凸轮轴,HEMI发动机会用推杆,推杆式凸轮轴设计需要克服更多的惯性问题。

目前的HEMI发动机会有两个火花塞,原因就在于如果只使用一个火花塞,难以符合严格的排放需求,所以有两个火花塞就会有两个点火点,会比一个点火点的火焰扩散得更快,燃烧的速度也会加快。

总的来说,HEMI发动机的主要特点就是拥有半球形的燃烧室

两冲程发动机和四冲程发动机主要的区别在于两冲程发动机曲轴每旋转一圈就点火一个,而四冲程发动机曲轴每两圈点火一次。根据上文,我们可以知道四冲程发动机的工作原理,对于两冲程发动机来说,它把四个冲程合并,但是活塞只会上下一次,当活塞上行时,也就是压缩冲程,到达上止点时就点火;当活塞下行时,做功、吸气和排气都会在这一步完成。

两冲程发动机没有气门、没有凸轮轴去控制气门,发动机上有孔相当于是进排气门,这个孔通过活塞控制,当活塞下行时,排气孔会首先打开,燃烧后的气体排出;当活塞继续下行时,会压缩到曲轴箱里面的气体,曲轴箱内的油气混合物,活塞继续下行就会打开进气孔,于是油气混合物就会进入到气缸内,随后活塞上行,将吸入的油气混合物向上压缩,当活塞开始上行时,由于下面曲轴箱的压力变小,曲轴箱旁边的一个小单向阀会打开,让油气混合物进入到下面的曲轴箱内。

值得注意的是,进气口和排气口会有同时打开的时候,虽然工程师通过某些手段来防止可燃气体直接流到排气,不过这不能完全避免这种情况。其中一个方法是循环扫气(Loop Scavenging)以及另外一种方法:通过设计一种特殊的排气可以产生压力,将其送回。当一些油气混合物到排气口时,而在前面燃烧后的气体会在膨胀室扩张,之后就会被反弹回来,这样就可以将那些未燃烧的可燃油气混合物重新送回气缸被压缩和燃烧。

此外,两冲程发动机在曲轴箱内会有油气混合物,曲轴箱里面有曲轴、连杆,而四冲程发动机的曲轴箱是封闭的,里面是机油,润滑效果也就更好,因此四冲程发动机的寿命也更长。两冲程发动机的曲轴箱是油气混合物,所以需要在汽油里面添加机油,这样才能润滑曲轴箱里面的运动部件,而添加了机油,就意味着两冲程发动机的排放会很差,这也是两冲程发动机的缺点之一。

发动机或者说内燃机,是推动人类进步的最主要的工具之一,更了解这个工具,有助于我们更了解这个世界,更了解您的爱车。仔细斟酌,你会发现内燃机之美。以上就是教授发动机科普系列第一篇文章,也许文章会相对长,看到这里的朋友肯定也是喜欢机械原理的,如果你有什么想说了可以在下方留言,教授会一一听取,并作改进。

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