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发动机小知识/车族知多少

发动机特有技术

特有技术:i- VTEC - 可变气门配气相位和气门升程电子控制系统Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System;世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。与普通发动机相比,VIEC发动机同样是每缸4气门(22排)、凸轮轴和摇臂等,不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法; VVT-i 智慧型可变气门正时系统Variable Valve Timing and Lift with intelligence; VVTi是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置,它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化,从而提高发动机在所有转速范围内的动力性燃油经济性降低尾气的排放 BMWVANOSVariable Camshaft Control,'可变凸轮轴控制系统',它能随着引擎转速与负载情况,自动且连续式的移动凸轮轴位置,还达到变化不同转速时的进排气之配气相位夹角,使怠转稳定,中低转速扭力充足,高转速马力涌现,而且还兼顾到废气排放标准喔!而控制凸轮轴位置的装置如下图,VANOS利用一个可开关的电磁阀,在不同转速时,藉由油压来控制电磁阀的位置,以决定油压是走黄色的管路还是绿色的管路,而不同的管路将推动活塞的移动,它的移动将推动一螺旋齿轮,这齿轮就可以把凸轮轴移动位置,达到改变'气门正时'(重叠角也改变!)的目的,这类引擎就是可变气门引擎。

气门结构

SOHC=单凸轮轴只有一个顶置凸轮放在汽缸体上,它即带动吸气阀门又带动排气阀门. DOHC=双凸轮轴有两个顶置凸轮放在汽缸体上.第一个用于带动吸气阀门,第二用于带动排气阀门. 单凸轮轴机械结构简单,问题比较少,低转速扭力较大。单凸轮轴的进排气门开启时间是固定的,但是机械结构简单,维修容易,经济省油都是单凸的优势。双凸轮轴因为可以改变汽门重迭角,所以可以发挥出比较大的马力,但是低转速的扭力比较不足 而且也因为机械结构的复杂会造成维修上一定的困难。双凸轮轴的技术来自于赛车,主要是可以控制进气门跟排气门的时间差。单凸双凸没有所谓的绝对的好坏,只是结构不同。 由上可以看出SOHC在扭力和油耗上有优势,所以比较适合市区行车,DOHC在马力上有优势,所以比较适合高速行驶。

每缸气门数()

发动机每个汽缸所拥有的气门数,有两气门,三气门,四气门和五气门几种。 气门是指汽缸的进气门和排气门。进气门直接连接进气歧管是发动机用来吸入混合气(或新鲜空气)的入口;排气门则连接着排气歧管,是发动机排出燃烧废气的出口。进排气的效率是决定发动机性能好坏的重要因素,当发动机正常运转时活塞的往复运动速度是非常快的,在3000/分钟的转速下发动机完成每一个进气或排气行程的时间只有0.04秒,要想在这么短的时间内吸进或排出更多的气体就要增大进、排气的有效面积。于是有的发动机便采用了多气门技术。现在人们对发动机性能指标要求越来越高以及尾气排放法规日益严格,每缸2气门(即1个进气门,1个排气门)这种结构已经显得有些落伍了,现在越来越多的发动机采用每缸3气门结构(2个进气门,1个排气门),或者每缸4气门结构(即2个进气门,2个排气门);有的公司已经开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门。但是气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用较少。 说到气门,这里顺便提一下凸轮轴——带动气门运动的装置,主要有SOHC DOHC以及OHV。 其中OHV是底置凸轮轴结构,属于上一代的发动机技术,现在仅有少数发动机在使用。这里主要介绍一下前两种。SOHC是指单顶置凸轮轴”(Single Over Head Camshaft),它是在汽缸上设置一根凸轮轴,通过凸轮轴的旋转带动摇臂,推动进排气门上下运动,以实现汽缸进排气过程。DOHC双顶置凸轮轴Double Over Head Camshaft)的英文缩写,双顶置凸轮轴在汽缸顶上设置两个凸轮轴,一个驱动进气门,一个带动排气门。由于不用摇臂,不仅减少了零部件,而且提高气门运动速度,现在已在不少轿车发动机上使用。一般而言,SOHC具有在低速时扭矩充沛的特点,DOHC的优点则表现在发动机运转安静以及加速时的流畅感。

压缩比

压缩比的定义就是发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。目前,绝对大部分汽车采用所谓的'往复式发动机',简单地讲,就是在发动机气缸中,有一只活塞周而复始地做着直线往复运动,且一直循环不已,所以在这周而复始又持续不断的工作行程之中有其一定的运动行程范围。就发动机某个气缸而言,当活塞的行程到达最低点,此时的位置点便称为下止点,整个气缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积,当活塞反向运动,到达最高点位置时,这个位置点便称为上止点,所形成的容积为整个活塞运动行程容积最小的状况,需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。压缩比与发动机性能有很大关系,我们都知道汽油发动机在运转时,吸进来的通常是汽油与空气混合而成的混合气,在压缩过程中活塞上行,除了挤压混合气使之体积缩小之外,同时也发生了涡流和紊流两种现象。当密闭容器中的气体受到压缩时,压力是随着温度的升高而升高。若发动机的压缩比较高,压缩时所产生的气缸压力与温度相对地提高,混合气中的汽油分子能汽化得更完全,颗粒能更细密,再加上刚才所说的涡流和紊流效果和高压缩比所得到的密封效果,使得在下一刻运动中,当火花塞跳出火花时就能使得这混合气在瞬间内完成燃烧的动作,释放出最大的爆发能量,来成为发动机的动力输出。反之,燃烧的时间延长,能量会耗费并增加发动机的温度而并非参与发动机动力的输出,所以我们就可以知道,高压缩比的发动机就意味着可具有较大的动力输出。通常的低压压缩比指的是压缩比在10以下,高压缩比在10以上,相对来说压缩比越高,发动机的动力就越大,目前所知三菱GPI发动机的压缩比已经达到了12。 压缩比越高发动机抖振越厉害,这是因为发动机的压缩比越高,通常伴随着的就是发动机工作时抖振会较明显增大,即使是多缸发动机也是如此。在爆发点火时混合气燃烧所产生的能量在瞬间释放出来,相对的振动的动能也就较大,于是运输动力也就较为明显。另外是由于多缸发动机其动力的产生较为密集,所以直接的感觉较为轻微。至于其他直列式的四缸、三缸发动机,其动力产生的次数就没有那么频繁,再加上采用高压缩比,其振动也就避免不了。然而有一点值得一提的是,既然如上所提到的现象,那么近代的高级轿车几乎都属于高压缩比的发动机,即使是四缸发动机其抖动现象也不明显,甚至有些车辆的发动机在运转时,如不特别去注意甚至都感觉不到它是处于运转状态呢?因为这些车况的怠速运转都经过专门的调校,将它的振动点恰当弥补。但你是否注意到发动机的转速若提升到某一个转速,车速升到某种速度运行时,车辆会有一个不可克服的共振区。因此调校技术的难度是相当大的。它需要我们不断的探索和研究。压缩比太高导致自燃,有一个常识,同时也是一个观念,是大家非常清楚且相当熟悉的。汽油是一种极易挥发燃烧的液体,这也是我们要探讨的内容。汽油发动机的压缩比再高也高不过柴油发动机,所以对于汽油发动机而言,101以上的压缩比便属于高缩比的发动机。这与汽油的燃点较柴油高的原因有关,假若压缩压力太高,则燃烧室内的混合气,(爆震:)会由于分子聚集,其中的汽油分子吸收了足够的热量之后,在达到它的燃点时,此时若燃烧室内存有积炭或某个角落恰有热点出现,吸收足够热量的汽油分子便会自行燃烧起来,或在火花塞欲点火之前就自行燃烧了,这样的结果就往往是我们所讲的爆震了。 然而,从另一个角度来看,又恨不得在压缩行程时,汽油分子能大量的吸收热量,使之汽化得更好,与空气之间的混合均匀效果会更佳。它在吸收最多的能量后,在一个适当的时刻,火花塞跳火产生火花,则混合气能在最短的瞬间,将所蓄存的能量释放出来,推动活塞,产生动力,使发动机具有最大功率的输出,发挥出全部的能量,即发动机做功。可在这两难之处,高科技产品又推出增压发动机,在某一工作范围时,它是具有低压缩比的,但当达到某一个设计的工作条件时,该增压系统会发生作用,使得发动机在转眼之间又变成一具有高效能,高输出的高压缩比的发动机。压缩比较高时,整个燃烧室的气密效果也要加强,否则容易漏气,耗损发动机的动力,并导致发动机机体的故障,如活塞环、气门座圈……等的密封性变差。同时过多的混合气进入曲轴箱内,会引起润滑油的变质,因此PCV阀的作用无法消化太多的废气残余气体,因而采用高压缩比设计的发动机必须得注意这些问题,也就是说它要使用弹性强度较大的活塞环。然而又遇到一个问题:润滑油的使用,这关系着润滑油膜的稳固、机油流动性及发动机气缸的磨损和油料的经济效益及驾驶员的正确操纵性……,都是工程设计和维修人员值得考虑的问题。尤其是现在的车辆,不论是油料消耗还是排放出来的废气污染物质,都有一套严格的管理标准。众所周知,发动机气缸的压缩比高时,燃烧的温度也相对的升高,则排放出来的废气中氮氧化合物的含量也就增加,这样又引起污染问题,反这会产生朴素矛盾的关系。这些也令工程设计人员及维修技师们为寻找一个良好的数值范围而不得不多次开发与实验。正因如此,才需要更深地研究分析各种可能的状况和不可能的情况,加以讨论探求。汽油发动机是点燃式,压缩比低;柴油发动机是压燃式,压缩比高。轿车的汽油发动机压缩比是811柴油发动机压缩比是1823。 我们通常说的90号、93号、97号汽油,这个数值代表汽油的标号,即实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。标号越高,抗爆性能就越强。标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。异辛烷的抗爆性好,其辛烷值定为100;正庚烷的抗爆性差,在汽油机上容易发生爆震,其辛烷值定为0如果汽油的标号为90,则表示该标号的汽油与含异辛烷90%正庚烷10%的标准汽油具有相同的抗爆性选用汽油标号的唯一标准是汽车发动机的压缩比。一般来说,压缩比越高的发动机,可燃性混合气被压缩的体积越小,动力性越足、油耗也越小。但压缩比得有另一个指标配合,它就是汽油的抗爆性指标,亦称辛烷值,即汽油标号。压缩比越高的发动机,要求汽油的抗爆性指标越高,即汽油的标号也就越高。中国的汽车发动机主要是引进或参照国外标准生产,目前国外油品市场只有93、95、98这三种标号的汽油,发动机的压缩比也是参照这三种标号而设计,所以与90号汽油匹配的发动机不多。然而现在降标用油的现象极为普遍,据测算和观察,现在小车压缩比大都在9.0以上,有的进口车压缩比甚至在10.8以上,这些都应该用95号以上的汽油。但从实际情况上来看,60%以上的车子都用错汽油,主要是因为:一、车主为了省钱,用低标汽油。表面上好象省了一毛多钱,实际上油耗增加了5 8%%,还得额外增加数以万计的汽车维修费。 二、为了车的销量,许多汽车说明书上根本就不标明车子的压缩比,销售人员也不给购车者介绍压缩比,使得许多买车人忽略了这一重要指标。而汽车到底喝什么油,还是压缩比说了算。一般压缩比越大的要求汽油标号越高。通常,压缩比在7.5-8.0应选用90-93号车用汽油;压缩比8.0-8.5应选用90-93号车用汽油;压缩比在8.5-9.0应选93-95号车用汽油;压缩比在9.5-10.0应选用95-97号汽油。具体你的车到底选用什么标号的汽油,在说明书上都有写明,按照说明书加油是不会错的。

冲程

冲程就是活塞上、下止点间的距离。

缸径

缸径就是发动机气缸的直径。

汽缸数()

汽车发动机常用缸数有345681012缸。排量1以下的发动机常用三缸,12.5一般为四缸发动机,3左右的发动机一般为6缸,4左右为8缸,5.5以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。汽缸的排列形式:一般5缸以下的发动机的气缸多采用直列方式排列,少数6缸发动机也有直列方式的,过去也有过直列8缸发动机。直列发动机的气缸体成一字排开,缸体、缸盖和曲轴结构简单,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛,缺点是功率较低。一般1以下的汽油机多采用3缸直列,12.5汽油机多采用直列4缸,有的四轮驱动汽车采用直列6缸,因为其宽度小,可以在旁边布置增压器等设施。直列6缸的动平衡较好,振动相对较小,所以也为一些中、高级轿车采用,如宝马。 612缸发动机一般采用V形排列,其中V10发动机主要装在赛车上。V形发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,而且一般认为V形发动机是比较高级的发动机,也成为轿车级别的标志之一。V8发动机结构非常复杂,制造成本很高,所以使用的较少,V12发动机过大过重,只有极个别的高级轿车采用。大众公司近来开发出W型发动机,有W8W12两种,即气缸分四列错开角度布置,形体紧凑,容易布置。

汽缸排列形式

汽车发动机的气缸排列形式主要直列V水平对置还有W型。 直列:顾名思义,是所有气缸排成一列进行上下的往复运动,一般6缸以下的发动机多采用这种方式,它的特点是工艺简单,制造成本低便于维修。是经济型轿车的首选,但是发动机运转时的震动较大 V:所有气缸分成两排,相当于两个直列气缸发动机以一定的角度连接起来,是比较理想的发动机形式,特点是运转平稳,震动及噪音都要小于直列发动机。而两列气缸之间的角度的大小对发动机的平顺性影响比较大,90°是最理想的,但是由于厂家对于发动机有其他方面的考虑,也会有60°110°等多种形式,一般角度越小,发动机的宽度越小,方便于在狭小的机舱内安置,但同时高度要相应的增加。而角度增大的话发动机的重心高度比较低,有利于车身在弯道中的稳定性。V型发动机的构造相对复杂,制造成本及维修费用都比较高,多应用于中高档汽车。 水平对置:两列气缸以水平方式对向连接,所有活塞都做水平的往复运动,特点是发动机的平衡性比较好,而且重心相对比较低,有利于汽车的稳定性。比如斯巴鲁参加世界拉力锦标赛的赛车以及著名的保时捷跑车都是采用水平对置发动机。但是因为所有气缸都是水平放置的,上半部分的润滑就成了一个难题,相对于其它形式的发动机来说需要有更加复杂精密的润滑系统,无形之中就提高了制造成本。 W型:W型发动机是大众公司首创的,但是它并不是四排气缸以W型排列的,而是通过复杂的空间结构将两台夹角很小的V型发动机的四列气缸连接在同一个曲轴上。这样可以大大缩小发动机的体积,比如大众的12W型发动机的体积仅仅相当于一般V8或者体积稍微大一点的V6发动机,同时运转十分宁静平稳。但是W型发动机构造的复杂程度另人乍舌,极高的制造成本使它只能用在一些大型豪华轿车上,比如大众的辉腾6.0以及旗下奥迪品牌的旗舰A8L6.0都是用的W12发动机。

排量(L)

排量就是活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。 我国有一个按发动机排量来划分轿车等级的标准,如1L以下为微型轿车,大于1L小于或等于1.6L为普通轿车,大于1.6L小于或等于2.5L为中级轿车,大于2.5L小于或等于4L为中高级轿车,大于4为高级轿车。按发动机排量来划分汽车级别的做法其实已经有些过时,是传统观念,已不适合当今的汽车设计。因为轿车的产品等级定位,现在不能仅仅根据发动机排量来定义,如相同车系的车身,可有数种不同发动机来搭配,即使相同发动机、相同排量的车型,也可以有相差悬殊的配置。一些高端配置的车型其售价和性能可能比排量较大的车型还高,如天津丰田威驰的几款车型,它们的车身尺寸、发动机排量(1.5L)都一样,但因配置的差异,价格从13.5万元到19.5万元不等,最高配置的威驰比1.6L的宝来、1.8L的桑塔纳2000,甚至2.0L的索那塔GL2.0、中华2.0、奇瑞东方之子2.4等都贵。如以发动机排量为轿车划分等级,19.5万元的威驰与4.99万元的吉利美日(1.3L)应为同级车,均为普通轿车。这样划分显然有失公平。所以确定轿车等级应综合三个因素,一是车身大小,二是发动机排量,三是配置,不能只看其中一个因素,而且随着时代的发展,和汽车工业的进步,这些标准也在不断变化。

汽缸容积(cc)

排量就是活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量,如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。 我国有一个按发动机排量来划分轿车等级的标准,如1L以下为微型轿车,大于1L小于或等于1.6L为普通轿车,大于1.6L小于或等于2.5L为中级轿车,大于2.5L小于或等于4L为中高级轿车,大于4为高级轿车。按发动机排量来划分汽车级别的做法其实已经有些过时,是传统观念,已不适合当今的汽车设计。因为轿车的产品等级定位,现在不能仅仅根据发动机排量来定义,如相同车系的车身,可有数种不同发动机来搭配,即使相同发动机、相同排量的车型,也可以有相差悬殊的配置。一些高端配置的车型其售价和性能可能比排量较大的车型还高,如天津丰田威驰的几款车型,它们的车身尺寸、发动机排量(1.5L)都一样,但因配置的差异,价格从13.5万元到19.5万元不等,最高配置的威驰比1.6L的宝来、1.8L的桑塔纳2000,甚至2.0L的索那塔GL2.0、中华2.0、奇瑞东方之子2.4等都贵。如以发动机排量为轿车划分等级,19.5万元的威驰与4.99万元的吉利美日(1.3L)应为同级车,均为普通轿车。这样划分显然有失公平。所以确定轿车等级应综合三个因素,一是车身大小,二是发动机排量,三是配置,不能只看其中一个因素,而且随着时代的发展,和汽车工业的进步,这些标准也在不断变化。

 

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