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一、發(fā)動機是什么？ - f6 S% V( t( J# c: }$ B
發(fā)動機，也就是我們平時所說的引擎了，英文名字是“Engine”。簡單來說，發(fā)動機其實就是一個能量轉(zhuǎn)換的裝置，將密封氣缸里面燃燒汽油（柴油），產(chǎn)生熱能的同時氣體發(fā)生了膨脹，同時推動活塞作功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，這就是發(fā)動機最基本原理。發(fā)動機所有結(jié)構(gòu)都是為能量轉(zhuǎn)換服務(wù)的，因此雖然已經(jīng)發(fā)明了100多年，發(fā)動機的基本原理還是沒有變化的，只不過無論是設(shè)計、制造還是工藝和性能、控制上都比以前的發(fā)動機有了很大的提高。現(xiàn)代的發(fā)動機已經(jīng)不再是簡單的機械裝置了，而是一個復(fù)雜的機電一體化產(chǎn)品，性能也達到近乎完美的程度。
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二、發(fā)動機的種類
發(fā)動機的種類根據(jù)燃料不同有可以分為汽油機、柴油機兩種。當(dāng)然目前還有混合發(fā)動機，可以燃燒氫氣以及汽油燃料的，這些都并非主流的發(fā)動機。而我們平時在網(wǎng)上看車型的時候經(jīng)常會看到某輛車的發(fā)動機是采用了V6、V8之類的發(fā)動機，那這些又是怎么回事呢？所謂“V”，其實就是發(fā)動機的氣缸呈V字型排量，這種V型發(fā)動機比起常見的氣缸直列的發(fā)動機更加能夠充分利用動力學(xué)原理，具有良好的平穩(wěn)性，便于增大發(fā)動機排量和降低發(fā)動機高度。至于V后面的數(shù)字就是指發(fā)動機的氣缸。譬如V6就是指6氣缸V型發(fā)動機，V8，V12等等也是如此類推。這一點和直列氣缸的發(fā)動機是一樣的。目前1.3L-2.3L排量的車大多采用直列四缸發(fā)動機，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。2.5L以上的排量一般采用多缸設(shè)計，其中有直列6缸，如寶馬車系，不過也有呈一定角度分兩邊排列的V型6缸發(fā)動機，可有效果降低震動和噪音，如別克車系。一般來說排量越大，氣缸越多，燃料燃燒越充分，發(fā)動機的功率就越高。當(dāng)然現(xiàn)在也有很多小排量的車通過渦輪增壓、多氣門、可變正時器等技術(shù)來提高功率，譬如大家都熟悉的寶來1.8T。
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三、發(fā)動機的性能參數(shù)
發(fā)動機的參數(shù)有很多種，不過最能體現(xiàn)性能的參數(shù)只有三個，那就是排量、最大功率和最大扭矩。排量往往與發(fā)動機功率聯(lián)系在一起，排量的大小直接影響著發(fā)動機功率的高低，通常也把它作為劃分高、中、低檔車的標(biāo)準(zhǔn)。活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)上下運動，這樣往復(fù)運動必然有一個最高點和最低點，活塞從最低點到最高點所掃過的氣缸容積，稱為單缸排量，所有氣缸排量總和就被稱為發(fā)動機排量。
最大功率則是發(fā)動機能夠發(fā)出的最大的馬力，不過它經(jīng)常和最大扭矩被混淆在一起，特別是對汽車不太熟悉的朋友。簡單來說，最大功率就是說車的力氣有多大，而最大扭距就代表車的爆發(fā)力有多大。最大馬力通常決定車子能夠跑多快，不過一般來說最大功率都要在發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高的時候才會出現(xiàn)。而扭距則不是了，扭距主要決定車行駛時的力量，包括加速性。不少買車的時候只看最大功率而不看最大扭距，這是很片面的，我們不單看功率有多大，同時也要看到扭力參數(shù)，并注意當(dāng)發(fā)動機處于最大功率、最大扭矩時的轉(zhuǎn)速是多少，這個轉(zhuǎn)速越低越好。 : E7 B2 l6 @ Q& C2 C
四、發(fā)動機名詞解釋
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1、活塞止點與行程
活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動的兩個極端位置稱為止點。活塞離曲軸放置中心最遠位置稱為上止點，離曲軸放置中心的位置稱為下止點。上下止點之間的距離稱為活塞的行程。曲軸轉(zhuǎn)動半圈，相當(dāng)于活塞移動一個行程。行程越長，往往代表了氣缸容積越大，馬力也越大。
* h, s+ v' i) x+ W 2、排量
我們都知道，活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運動，而氣缸內(nèi)的容積不斷變化。當(dāng)活塞位于上止點位置時，活塞頂部與氣缸蓋內(nèi)表面所形成的空間稱為燃燒室，這個空間容積稱為燃燒室容積。也就是說活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為氣缸排量，如果發(fā)動機有若干個氣缸，那么將所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。
0 R& s5 n! Q* C+ t/ w- u0 b 3、壓縮比
通常我們將氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值稱為壓縮比。壓縮比表示了活塞從下止點移動到上止點時，氣體在氣缸內(nèi)被壓縮的程度。壓縮比越大，氣體在氣缸內(nèi)受壓縮的程度越大，壓縮終點氣體的壓力和溫度越高，功率越大，但壓縮比太高就容易出現(xiàn)爆震。壓縮比是發(fā)動機的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于燃料性質(zhì)不同，不同類型的發(fā)動機對壓縮比有不同的要求。柴油機要求較大的壓縮比，一般在12-29之間，而汽油機的壓縮比較小，在6-11之間。我們選擇汽車的時候，通常都要看清楚發(fā)動機的壓縮比，壓縮比太高的車只能選用質(zhì)量很高的汽油，經(jīng)濟不充裕的“準(zhǔn)車主”們一定要注意。 , ]1 M! h$ N4 \9 V* J6 X
4、SOHC
我們在劃分發(fā)動機種類的時候，也會根據(jù)凸輪軸位置數(shù)量劃分的發(fā)動機類型，SOHC表示單頂置凸輪軸發(fā)動機，適用于2氣門發(fā)動機。
; r( ^- e5 Y( R+ y3 [* r' ^2 K4 e7 U 5、DOHC
DOHC表示雙頂置凸輪軸發(fā)動機，適用于多氣門發(fā)動機。通常發(fā)動機每缸有2個氣門，近幾年來也不斷出現(xiàn)了4氣門、5氣門發(fā)動機，這無疑為提高發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時的進氣效率功率開辟了途徑。此類發(fā)動機適用于高速發(fā)動機，并可適當(dāng)降低高轉(zhuǎn)速時的燃油消耗，大家常見的伊蘭特就是DOHC發(fā)動機了。
9 e6 c! X6 Y7 f- i& V, D" \4 M 6、Turbo
就是渦輪增壓了，其簡稱為T，一般在車尾標(biāo)有1.8T、2.8T等字樣。渦輪增壓有單渦輪增壓和雙渦輪增壓，我們通常指的渦輪增壓是指廢氣渦輪增壓，一般通過排放的廢氣驅(qū)動葉輪帶動泵輪，將更多空氣送入發(fā)動機，從而提高發(fā)動機的功率，同時降低發(fā)動機的相對燃油消耗。帕薩特1.8T，寶來1.8T都是國內(nèi)很常見的采用渦輪增壓發(fā)動機的車型。
7、VTEC
在廣本雅閣的車尾后面我們經(jīng)常可以看到VTEC幾個英文字母，“VTEC”為英文“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System”的縮寫，中文意思為“可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)”。VTEC簡單來說就是可變進氣門控制技術(shù)，通過改變進氣門開度來改變進氣量，提高發(fā)動機扭矩。整個VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機電子控制單元(ECU)控制，ECU接收發(fā)動機傳感器(包括轉(zhuǎn)速、進氣壓力、車速、水溫等)的參數(shù)并進行處理，輸出相應(yīng)的控制信號，通過電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制，影響進氣門的開度和時間。VTEC發(fā)動機是每缸4氣門（2進2排），不同的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法，是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng)。通過計算機控制的氣門正時和氣門升程系統(tǒng)，可以大大提高發(fā)動機的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾乎所有的車型當(dāng)中都使用了VTEC技術(shù)，從高性能跑車S2000到混合動力汽車INSIGHT，都采用了VTEC技術(shù)。
8、電子油門技術(shù)
電子油門取消了傳統(tǒng)油門拉線，通過油門踏板傳感器，微電腦對節(jié)氣門進行控制，反應(yīng)更靈敏，控制也更精確。 % T; W9 D. y+ [5 ?) i
9、多段式可變進氣歧管技術(shù)
就是可以通過電腦控制進氣管長度，滿足低速時提供大的扭矩，高速時提供大的功率。
可變進氣歧管長度：燃燒所必須的空氣通過進氣歧管進入汽缸。較長的進氣歧管使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下獲得較大的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會出現(xiàn)較低的最大輸出功率；較短的進氣歧管使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速下獲得較小的扭矩，但在高轉(zhuǎn)速下卻會出現(xiàn)較高的最大輸出功率。通過雙級可變進氣歧管，可以保證在相應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)具有有效長度，保證低轉(zhuǎn)速具有較大的扭矩的同時，在高轉(zhuǎn)速區(qū)也具有較高的最大輸出功率，保證發(fā)動機在高速行駛時具有較好的加速性。 0 E& s/ B4 i- A7 @
10、F.I.R.E
F.I.R.E指的是“一體化發(fā)動機”，是一種技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定的經(jīng)濟型發(fā)動機，廣泛地應(yīng)用在菲亞特的各種經(jīng)濟型轎車上。以裝載在菲亞特派力奧轎車上面的188A4000發(fā)動機為例，發(fā)動機排氣量為1242ml，壓縮比為9.5，發(fā)動機控制系統(tǒng)ECU為多點電噴系統(tǒng)，采用靜電點火、順序噴射、無回油供油系統(tǒng)及雙氧傳感器技術(shù)，使發(fā)動機排放水平輕松超過歐洲2號標(biāo)準(zhǔn)并提高了整車的安全性。此外這個系統(tǒng)還具有諸如調(diào)節(jié)噴油時間、控制點火提前角、控制散熱器電子風(fēng)扇
11、VVT-i
今年豐田的轎車上面都裝配了VVT-i發(fā)動機。VVT-i是英文“Variable Valve Timing intake”的縮寫，意思是“智能可變配氣正時”，中文名稱是“智慧型可變氣門正時系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制進氣門凸輪軸，因此“i”就是英文“Intake”（進氣）的代號。VVT-i是一種控制進氣凸輪軸氣門正時的裝置，它通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角配氣正時進行優(yōu)化，從而提高發(fā)動機在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動力性、燃油經(jīng)濟性，降低尾氣的排放。而豐田在2000年推出的全新Celica進一步地發(fā)展了VVT-i引擎，創(chuàng)造出新一代的VVTL-i引擎，它采用類似本田VTEC技術(shù)的原理，比原來VVT-i引擎上的凸輪軸多了可以切換大小不同角度的凸輪，也利用“搖臂”的機置來決定是否頂?shù)礁呓腔蛐〗嵌鹊耐馆啠瑥亩龅健翱蛇B續(xù)式”地改變引擎的正時，重疊時間與“兩階段式”的升程。VVTL-i結(jié)合了VVT-i的連續(xù)式可變正時與重疊角，與VTEC式的凸輪軸切換，可以說達到了近乎完美的境界。1.8L排量的VVTL-i引擎足以產(chǎn)生180KW的最大功率，而且還具有扭力曲線高而平的表現(xiàn)。
12、VDE
VDE就是指可變排量發(fā)動機，這種發(fā)動機技術(shù)適合于多汽缸的發(fā)動機使用。譬如對12缸發(fā)動機來說，采用這種技術(shù)后等于裝了兩個獨立的6缸發(fā)動機，可以根據(jù)駕駛的需要讓一臺發(fā)動機運行，而讓另一臺處在怠速狀態(tài)。這樣就可以隨時調(diào)整發(fā)動機的排氣量，從而達到減少燃油消耗的目的。
13、轉(zhuǎn)子發(fā)動機
我們常見的發(fā)動機其實都是往復(fù)式活塞發(fā)動機，而除了這種活塞發(fā)動機之外，還有一種很有名的發(fā)動機，那就是三角活塞旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機，我們平常稱為轉(zhuǎn)子發(fā)動機。
一般發(fā)動機是往復(fù)運動式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動，為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢。
轉(zhuǎn)子發(fā)動機由繭形殼體（一個三角形轉(zhuǎn)子被安置在其中）組成。轉(zhuǎn)子和殼體壁之間的空間作為內(nèi)部燃燒室，通過氣體膨脹的壓力驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。和普通內(nèi)燃機一樣，轉(zhuǎn)子發(fā)動機必須在其工作室中相繼形成進氣、壓縮、燃燒和排氣四個工作過程。如果將三角形的轉(zhuǎn)子放置在圓形殼體的中心部，工作室將不會隨著殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而在體積上發(fā)生變化。即使空燃混合氣在那里點燃，燃燒氣體的膨脹壓力也僅作用在轉(zhuǎn)子的中部，不會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這就是為什么殼體的內(nèi)側(cè)圓周被設(shè)計成旋輪線外形并和安裝在偏心軸上的轉(zhuǎn)子組裝在一起的原因。因此，每轉(zhuǎn)一圈，工作室的體積變化兩次，從而實現(xiàn)內(nèi)燃機的四個工作過程。
優(yōu)點一：體積小重量輕。轉(zhuǎn)子發(fā)動機有幾個優(yōu)點，其中最重要的一點是減小了體積和減輕了重量。在運行安靜性和平穩(wěn)性兩方面，雙轉(zhuǎn)子RE相當(dāng)于直列六缸往復(fù)式發(fā)動機。在保證相同的輸出功率水平前提下，轉(zhuǎn)子式發(fā)動機的設(shè)計重量是往復(fù)式的三分之二，這個優(yōu)點對于汽車工程師們有著無比的吸引力。 ! D6 U- o& n( ^9 k2 H! X: t
優(yōu)點二：精簡結(jié)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機將空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)化為三角形轉(zhuǎn)子和偏心軸的轉(zhuǎn)動力，所以不需要設(shè)置連桿，進氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運動來打開和關(guān)閉；不再需要配氣機構(gòu)，包括正時齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等，而這在往復(fù)式發(fā)動機中是必不可少的一部分。綜上所述，轉(zhuǎn)子發(fā)動機組成所需要的部件大幅度減少。
/ Z3 _1 Z& ], U優(yōu)點三：均勻的扭矩特性。根據(jù)研究結(jié)果，轉(zhuǎn)子發(fā)動機在整個速度范圍內(nèi)有相當(dāng)均勻的扭矩曲線，即使是在兩轉(zhuǎn)子的設(shè)計中，運行中的扭矩波動也與直列六缸往復(fù)式發(fā)動機具有相同的水平，三轉(zhuǎn)子的布置則要小于V型八缸往復(fù)式發(fā)動機。 : }% @0 j- h* D( O6 S
優(yōu)點四：運行更安靜，噪音更小。對于往復(fù)式發(fā)動機，活塞運動本身就是一個振動源，同時氣門機構(gòu)也會產(chǎn)生令人討厭的機械噪音。轉(zhuǎn)子發(fā)動機平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動運動產(chǎn)生的振動相當(dāng)小，而且沒有氣門機構(gòu)，因此能夠更平穩(wěn)和更安靜的運行。 ( N; v* `) m S9 G$ P$ \, ~
優(yōu)點五：可靠性和耐久性。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是發(fā)動機轉(zhuǎn)速的三分之一。因此在轉(zhuǎn)子發(fā)動機以9000rpm的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速約為該轉(zhuǎn)速的三分之一。另外由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有那些高轉(zhuǎn)速運動部件，如搖臂和連桿，所以在高負荷運動中，更可靠和更耐久。在1991的勒芒汽車賽中的大獲全勝就充分證明了這一點。 & ~! ?6 c) E- }: x$ R' }6 K. j
而目前采用轉(zhuǎn)子發(fā)動機的車型代表就是馬自達的RX-8跑車了。
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五、著名的發(fā)動機技術(shù)簡介
+ I. c8 h6 G$ l. V1 I* `( s 每年國際上都有一個“國際發(fā)動機年獎”大獎，自1999年起推出，每年舉辦一次，評委會成員包括17個國家的38位國際一流專家。而在每年的評選之中都有不少有名的發(fā)動機獲獎，其中在2001年度的“國際發(fā)動機年獎”中，寶馬發(fā)動機就獲得全部12個獎項中的5項，其中包括最重要的“全面優(yōu)勝獎”，事實上這項被譽為“發(fā)動機奧斯卡獎”的評選自推出以來，寶馬一直是最成功和最有力的競爭者。在這項被業(yè)界專家譽為“發(fā)動機奧斯卡獎”中獲勝，再次確認了寶馬發(fā)動機強大的實力和競爭力。 & }: b+ a" z9 D
1、寶馬電子氣門技術(shù)（VALVETRONIC）
日本汽車研究者及新聞工作者學(xué)會將“RJC 2003年度科技獎”頒給了寶馬的“VALVETRONIC”。寶馬杰出技術(shù)的當(dāng)選是因其創(chuàng)新的汽車工程學(xué)、卓越的動力性能和燃料高效能。 VALVETRONIC處于21世紀(jì)初汽車技術(shù)領(lǐng)域的最前沿。Valvetronic少了氣門的設(shè)計，如同我們鼻子或肺在作呼吸動作時一樣地跟空氣直接接觸，而省略掉氣門引擎在進新鮮空氣時將更順暢，少掉因為空氣流動的一些磨擦力，而使引擎在運轉(zhuǎn)時省去不必的損失。一般的車子當(dāng)我們用腳踏加油門時，油門驅(qū)動著鋼索而通到氣門，而踏油門的深淺正控制著氣門的開或關(guān)的程度，而引進的就是將進入引擎燃燒室燃燒的新鮮空氣，所以氣門正控制著燃燒室的空氣量與流動速率；然而取代這“機械式”的氣門之后，取而代之的則是“電子式”的氣門，根據(jù)電子感應(yīng)我們踏油門的深淺來決定進氣量 ! v6 w0 C7 X& `( M
2、大眾渦輪增壓直噴柴油發(fā)動機
德國大眾汽車集團開發(fā)出的一種10缸渦輪增壓直噴柴油發(fā)動機（TDI），該公司稱這是世界上動力最為強勁的柴油發(fā)動機。這款5升發(fā)動機能產(chǎn)生230千瓦/313馬力，最大扭力為750牛頓/米。目前，大眾集團生產(chǎn)最常見的柴油發(fā)動機是2.5升的TDI，在采用先進的五氣閥技術(shù)的基礎(chǔ)上，還采用了可變相位技術(shù)、可變進氣歧管技術(shù)，以及當(dāng)今最先進的廢氣渦輪增壓發(fā)動機技術(shù)，并匹配了BOSCH公司最新多點燃油噴射技術(shù)，使發(fā)動機動力更強勁、更經(jīng)濟，排放污染更小。能產(chǎn)生133KW功率，用于奧迪和寶來系列轎車，其中最著名的就是奧迪A6 2.5 TDI了。
3 X* z# s6 q& }0 J1 _% d ?" V3、日產(chǎn)VQ V6引擎
日產(chǎn)3.5升VQ V6引擎多次被評為年度10佳引擎，這也是唯一的一款每年都被ward評為10佳的引擎。成熟的VQ引擎廣泛運用于日產(chǎn)以及無限的眾多車型，2004年包括日產(chǎn)Altima以及Maxima轎車，350Z運動力，日產(chǎn)Murano多用途車，Quest MPV，Pathfinder多用途車以及無限I35，G35以及FX35多用途車上面。Ward評選的這款3.5升VQ引擎是用在無限G35車型上面的。該引擎在4門轎車上產(chǎn)生260匹馬力，260磅扭力，在2門coupe車上產(chǎn)生280匹馬力以及270磅的扭力，日產(chǎn)天籟3.5 V6也是用此款發(fā)動機。
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發(fā)表于 2005-10-25 11:12:40
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