【汽车知识二】名词解释------ 发动机参数

大卫.沧浪

今天我们介绍有关车身方面的参数，首先从发动机的主要参数开始……
● 发动机描述
　　发动机（英文：Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能（把电能转化为机器能的称谓电动机）。 装配在汽车上都主要以汽油或柴油为原料，现在的新能源汽车则包括电动、氢气等形式。
　　发动机描述这个参数主要是简要地描述一下这款车的发动机，我们标准的描述方式是：排气量＋排列形式＋汽缸数＋发动机特殊功能。
　　例如宝马335i的“3.0升直列6缸双涡轮增压直喷发动机”，奔驰C200的“1.8升直列4缸机械增压发动机”。
● 发动机放置位置
　　根据发动机相对车身所处的位置和自身安置的方向，我们将发动机放置按以下两种划分。
　　◆ 发动机放置以前后轴划分：
　　发动机整体在前轮轴前面的称为“前置发动机”（常用英文”F”表示），绝大部分轿车都是前置发动机。
　　发动机整体在前后轴之间的称为“中置发动机”（常用英文”M”表示），很多双座的超级跑车均采用这种布置方式，例如：兰博基尼LP640，法拉利F430等。
　　发动机整体在后轮轴后面的称为“后置发动机”（常用英文”R”表示），这类车型比较少，典型代表车型就是保时捷911。
　　◆ 发动机位置以曲轴纵横标准划分：
　　发动机位置以曲轴位置为标准，我们将发动机分为横向式（常用英文”Q”表示）和纵向式（常用英文”L”表示）两种放置类型。
　　曲轴和车体方向成直角的叫横置发动机，一般前驱车均为横置发动机，例如：大众速腾、标致307、丰田凯美瑞等。
　　曲轴和车体方向平行的叫纵置发动机，一般后驱车和全驱车多数都为纵置发动机，例如：奔驰C级、宝马3系、丰田锐志等。不过也有特例，奥迪就是典型的前驱车，但是纵置发动机。
　　可能您还有点不明白，说的再简单点，如果您站在车头前方，如果发动机横向放在你眼前就是横置式发动机，纵向呈现在你眼前则为纵置式发动机。

丰田凯美瑞240G采用发动机横置

宝马3系采用发动机纵置
　　所以在我们的数据库中，发动机放置位置这一项，就有出现6种情况，分别是：前置发动机，横向；前置发动机，纵向；中置发动机，横向；中置发动机，纵向；后置发动机，横向；后置发动机，纵向。

● 发动机结构形式
　　发动机结构形式就是汽缸的排列形式，主要有以下几种方式：
　　◆ 直列发动机(LineEngine)
　　发动机所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面，气缸是按直线排列的，我们称这样的发动机为直列发动机。


直列发动机特点：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；但缺点是随排量汽缸数的增加长度大大增加。所以直列发动机一般都是4缸机，少数有6缸机，比如宝马著名的直列6缸发动机。
　　◆ 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。因为V型发动机是两组汽缸，所以汽缸数均是偶数，如常见的：V6、V8、V10、V12等，而且V型发动机排量都比较大，一般都在2.5L以上。


V型发动机特点：V型发动机高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便，也能够为驾驶舱留出更大的空间。V型发动机汽缸对向布置，还可抵消一部分震动，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。
　　◆ W型发动机
　　W型发动机是德国大众专属发动机技术。其原理是：将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开，简单点说，W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大W形，严格说来Ｗ型发动机还应属V型发动机的变种。
　　W发动机特点：W型比V型发动机做得更短一些，有利于节省空间，同时重量也可轻些；缺点是它的宽度更大，使得发动机室更满。



大众旗下的辉腾6.0和奥迪的A8L 6.0都采用了W12发动机，布加迪威龙则是采用了8.0L W16发动机，W型发动机一般都是大排量的发动机。
　　◆ H型水平对置发动机
　　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。


水平对置发动机特点：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。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。不过由于两排汽缸水平放置，所以造成发动机缸体很宽，使得发动机舱排列会变的比较复杂，所以很少有厂家采用。



目前只有两家公司采用水平对置发动机，分别是斯巴鲁和保时捷。
　

大卫.沧浪

　◆ 转子发动机
　　上面我们讲解的几种都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进，都是往复式式发动机，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。
　　与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。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比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。


转子发动机特点：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，并且震动和噪声极低。缺点是转子技术复杂，制造成本极其高昂，耐用性也低于传统发动机。经典实例：现在使用转子发动机的仅有马自达一家厂家，RX-8跑车使用的就是1.3L的转子发动机。
　　◆ 混合动力系统
　　故名思意，混合动力系统就是在传统的汽柴发动机的基础上，加上一种其他能源的动力系统。现在普遍应用的是油电混合系统，即在汽柴发动机的车上，再加上一个电动机，两个发动机一起工作。


混合动力系统其实是一种在未研究出替代能源之前的一种折中方案，他的最大优点是能够有效地降低油耗。现在市场上比较常见的混合动力车型有：丰田普锐斯、本田思域混合动力、雷克萨斯RX400H等。

● 进气方式

　　◆ 自然吸气
　　我们一般常见的发动机多数为自然吸气式发动机，自然吸气发动机是利用汽缸内产生的负压力，将外部空气吸入，跟人类吸取空气一样，这种吸气方式的发动机称为自然吸气发动机。
　　自然吸气发动机特点是：动力输出非常平顺,不会因为转速的变化而出现骤然的猛加速，而且使用寿命更长,维修更为简便。

大卫.沧浪

◆ 涡轮增压
　　◆ 涡轮增压
　　涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Tubro)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。

涡轮增压特点：一般增压后的发动机动力能比原发动机增加40%或更高；而缺点就是我们常说的“迟滞性”。不过目前经过技术改进，发动机在较低转速时增压器就可以介入，“迟滞性”感觉已很小。目前，除了单涡轮发动机外，很多运动型车为追求高性能还会搭载了双涡轮甚至四涡轮发动机。
　　典型实例：萨博是涡轮增压发动机的最初应用者，他的全系车型都是用涡轮增压发动机。比较常见的还有：大众迈腾1.8TSI，别克君威的2.0T、1.6T都是涡轮增压发动机，宝马335i使用的是双涡轮增压发动机，布加迪威龙则搭载了8.0L W16四涡轮增压发动机。
　　◆ 机械增压
　　机械增压器采用皮带与发动机曲轴皮带盘连接，利用发动机转速来带动机械增压器内部叶片，以产生增压空气送入引擎进气歧管内，以此达到增压并使发动机输出动力变高的目的。


　机械增压特点：机械增压优点是“全时介入”，使其在低转速下便可获得增压，加速感受相当线性化没有增压迟滞感；缺点就是依靠发动机曲轴带动的机械增压器，将损耗一定量发动机的动力，高转速损耗明显，燃油经济性降低，这点就不如涡轮增压系统好了。目前，普通轿车多采用单机械增压，而一些超跑为了获取更大动力，还搭载装配两台增压器的双增压发动机，这两个增压器各为一半汽缸服务。
　　典型实例：现在国内比较常见的机械增压发动机有奔驰C200k上的1.8L机械增压发动机，奥迪的3.0T上的3.0L机械增压发动机等。

● 混合气形成方式
　　◆ 化油器
　　化油器式是一种已经被淘汰的燃油供给方式，主要利用高速气流将汽油雾化，并与空气充分混合，然后汽缸将混合气吸入并点燃做工。
　　化油器的缺点是控制不够精确，在正常驾驶时不能迅速对发动机负荷的改变作出反映，调整混合气浓度。致使发动机经常处于不充分燃烧的状态，所以尾气排放中有害物质含量无法满足日益严格的排放法规，同时会产生较高的油耗，到上世纪90年代末,即被国家明令禁止生产，现在已经完全被淘汰了。
　　使用车型：1994年产普桑JV化油器发动机、90年代的夏利等。
　　◆ 单点电喷
　　以喷油嘴取代了化油器，进气总管中的节流阀体内设置一只喷射器，对各缸实施集中喷射，汽油被喷入进气气流中，形成可燃混合气，由进气岐观分配到各个气缸内。
　　单点电喷实现了电子控制，供油量精确度有所提高。但是，化油器和单点喷射存在一个共性的缺陷，燃油雾化与进气混合的位置处于进气管距离气缸的最远端，油气混合后，要分配给各个气缸，无法实现精确的按比例并且均匀的油气混合，所以油耗高且动力低。所以单点电喷现在基本也被淘汰了，使用的车型很少。
　　使用车型：吉利豪情1.3L 三缸单点电喷发动机、奇瑞首款风云1.6L发动机。

◆ 多点电喷
　　与单点电喷不同，多点电喷每个气缸都由单独的喷油嘴喷射燃油。燃油喷嘴安装于进气管最靠近气缸的位置，燃油喷射与进气混合在进气门之前，实行各缸分别供油。多点电喷是现在的主流技术，目前大多数车型都采用了多点电喷发动机。 。
　　多点喷射能够按照每个气缸的需求实现精确的按需供油，因此，显著降低了油耗和排放。但是，这种“缸外喷射混合”的缺点在于，进入气缸的混合气只能够通过气门的开闭来被动控制，不能完全适应发动机不同工况的需求。并且，油气混合受进气气流的影响较大，还会吸附在进气管壁和气门上形成积碳，造成浪费，并影响发动机性能。
　　◆ 直喷式
　　燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。
　　传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管内开始混合，然后再进入到汽缸中燃烧。空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理论空燃比），传统发动机由于汽油跟空气是在进气歧管内混合，那么他们只能均匀的混合在一起，所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性，但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，这就的理论空燃比很难达到，这是传统发动机无法解决的一个问题。
要想解决这一难题，就必须把燃油直接喷射到汽缸中去，直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。
　　现在很多厂家都开始采用汽油直喷技术，比如大众的1.8TSI，奥迪的3.2FSI，宝马的3.0L双涡轮增压直喷发动机，别克君越上的3.0L汽油直喷发动机等。
● 排气量
　　指活塞从上止点到下止点所扫过得气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积得总和，一般用于毫升（ml）来表示，排气量是发动机最重要的结构参数之一。
　　排气量简单计算公式：活塞直径mm×活塞直径mm×行程mm×0.7854(为一固定常数) / 1000(换算为cc数)×汽缸数
　　理论上排气量越大，功率和扭距就会越大。但这也不是绝对的，关键看对发动机的调校。同一款发动机，用在跑车上功率调教就会比用在越野车上高，反之越野车的扭矩会比跑车上的高。追求的目的不同，对发动机的调教也会有差别。同时，由于增压技术的介入，小排量已拥有超越更高排量发动机动力的水平。
● 最大功率
　　最大功率也叫最大马力，功率的单位是千瓦（kw），马力的单位是匹（PS），1千瓦=1.36匹。
　　输出功率与发动机的转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高。到了一定的转速以后，功率就不会在增加了，而会成下降趋势。所以，最大功率的标注会同时标注千瓦数与相应的发动机转速，转速的表达方式是每分钟多少转（rpm）。
　　所以，完整的发动机最大功率表达方式是：千瓦（匹）/转速，例如100kw(136ps)/6000rpm。
　　通常最大功率决定了汽车的最高速度。
● 最大扭矩
　　扭矩是发动机性能的一个重要参数，是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲”。扭矩的大小也是和发动机转速有关系的，在不同的转速会有不同的扭矩，所以扭矩的单位是牛顿.米/转速（N.m/rpm）。
　　扭矩越大，发动机输出的“劲”就越大。扭矩决定了汽车的加速能力，爬坡能力和牵引力量。

大卫.沧浪

◆ 涡轮增压