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详解汽车发动机系统的分类及结构原理 一、汽车发动机系统分类 发动机是汽车的动力装置，是将一种能量转换为机械能的装置。目前，传统发动机都是将燃料的化学能转变为热能，再由热能转变为机械动力，并通过底盘的传动系统和行驶系统驱动汽车行驶。 内燃机是一种热力发动机，其特点是液体或气体燃料与空气混合后直接输入机器内部，燃烧而产生热能，然后转变成机械能。内燃机具有热效率高、体积小、质量小、便于移动以及起动性能好等优点，因而广泛应用于飞机、船舶、车辆。但是，内燃机一般要求使用石油燃料，同时排出的废气中含有害气体成分较高。根据热能转化为机械能的主要构件形式，内燃机分为活塞式和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式分为往复活塞式和旋转活塞式两种。常见的汽车发动机分类方式如下。 1.按所用的燃料分类 发动机可分为液体燃料发动机（汽油机、柴油机等）和气体燃料发动机（天然气发动机、液化石油气发动机等）。 2．按发火方式分类 发动机可分为压燃式发动机和点燃式发动机。柴油的特性是在同样的条件下其自燃点比汽油的自燃点低，因此采用压燃式（自燃式）发火。一般可通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入气缸内，在气缸内与压缩空气均匀混合后，在高温下得以自燃，这种发动机称为压燃式发动机。 汽油的特性是其自燃的温度比柴油的高，因此常采用点燃式发火。利用火花塞发出的电火花强制点火，使混合气燃烧，这种发动机称为点燃式发动机。 3．按工作循环的冲程数分类 活塞往复四个单程，完成一个工作循环的发动机称为四冲程发动机。活塞往复两个单程，完成一个工作循环的发动机称为二冲程发动机。 4．按气缸数及排列方式分类 仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机，有两个或以上气缸的发动机称为多缸发动机。单发动机有立式与卧式之分。多缸发动机有直列、V型、水平对置（H型）之分。 (1)直列发动机 它的所有气缸均肩并肩排成一个平面，因此直列气缸也称为并列气缸。其优点是缸体和曲轴结构简单，使用一个气缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速转矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛；缺点是当排量和气缸数增加时，发动机的长度将大大增加。 “直列”可用L代表，后面加上气缸数就是发动机代号。现代汽车上主要有L3, L4,L5, L6型发动机。四缸直列发动机广泛运用于2.2L排量以下的发动机中。对于六缸直列发动机，最著名的例子是宝马车系，几乎每个系列都有直6发动机，因为从平衡角度来讲，直6比直4、直5，甚至V6都要好。宝马直6发动机见图1-1。 (2) V型发动机 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，使两组气缸形成两个有一定夹角的平面，从侧面看气缸呈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，要求汽车的迎风面越小越好，也就是要求发动机盖越低越好。另外，如果将发动机的长度缩短，便能为驾乘舱留出更大的空间，从而提高舒适性。由于气缸之间错开布置，因此有较大的空间，这样便于通过扩大气缸直径来提高排量和功率。常见的V型发动机有V6, V8, V12。奔驰V8发动机见图1-2。 奥迪V12发动机见图1-3。 此外，还有V3, V5, V10, V16发动机。总之，V型发动机的优点是运行稳定（V6, V8, V12发动机），节省空间；缺点是结构比较复杂，不利于保养和维修，并且造价高。同时，V3, V5, V10发动机都由于其结构或排量的原因，并不非常稳定，尤其是作为Fl赛事的V10发动机，需要大量的经费和精力用于保证其稳定性。V3发动机主要用在一些摩托车上，V5发动机（利用平衡块）在高尔夫汽车上用过，V16发动机在概念版豪华车上使用过，如凯迪拉克16。 (3)水平对！发动机 将V型发动机的两排气缸夹角加大到180?，形成水平对置发动机。这种发动机的一个显著优点是重心低，由此增加行驶稳定性，减小了侧翻的可能。发动机整体高度较小，便于增加涡轮增压器。另外一大优点是活塞运动的平衡良好，曲轴的平衡配重因素减少，不但有助于转速提升，而且在650r/min的低转速时也能保证发动机平稳工作。水平对置发动机见图1-4。 一直采用水平对置发动机的只有保时捷和斯巴鲁两个厂商，必然是它存在一定的缺点。首先是润滑系统不太理想，技术要求很高；其次是冷却系统要求很严格；最重要的是制造成本比V型发动机高得多，需要很高的制造工艺和装配精度，而且维修保养难度较大。 5．按冷却方式分类 根据不同的冷却方式，发动机分为水冷式和风冷式两种，见图1-5。 6．按进气方式分类 空气只靠活塞的抽吸作用进入气缸的发动机称为非增压式发动机，或称为自然吸入式发动机。早期的汽油发动机均采用自然吸入式进气。 空气通过增压器进入气缸的发动机称为增压式发动机。柴油机通常采用增压式进气。目前许多高性能的