汽車的基本工作原理.doc

發(fā)動機基本工作原理一、基本理論 汽油發(fā)動機將汽油的能量轉(zhuǎn)化為動能來驅(qū)動汽車，最簡單的辦法是通過在發(fā)動機內(nèi)部燃燒汽油來獲得動能。因此，汽車發(fā)動機是內(nèi)燃機-燃燒在發(fā)動機內(nèi)部發(fā)生。 有兩點需注意： 1 內(nèi)燃機也有其他種類，比如柴油機，燃?xì)廨啓C，各有各的優(yōu)點和缺點。 2 同樣也有外燃機。在早期的火車和輪船上用的蒸汽機就是典型的外燃機。燃料（煤、木頭、油）在發(fā)動機外部燃燒產(chǎn)生蒸氣，然后蒸氣進入發(fā)動機內(nèi)部來產(chǎn)生動力。內(nèi)燃機的效率比外燃機高不少，也比相同動力的外燃機小很多。所以，現(xiàn)代汽車不用蒸汽機。 相比之下，內(nèi)燃機比外燃機的效率高，比燃?xì)廨啓C的價格便宜，比電動汽車容易添加燃料。這些優(yōu)點使得大部分現(xiàn)代汽車都使用往復(fù)式的內(nèi)燃機。 二、燃燒是關(guān)鍵 汽車的發(fā)動機一般都采用4沖程。（馬自達(dá)的轉(zhuǎn)子發(fā)動機在此不討論，汽車畫報曾做過介紹） 4沖程分別是：進氣、壓縮、燃燒、排氣。完成這4個過程，發(fā)動機完成一個周期(2圈)。 理解4沖程 活塞，它由一個活塞桿和曲軸相聯(lián)，過程如下： 1活塞在頂部開始，進氣閥打開，活塞往下運動，吸入油氣混合氣 2活塞往頂部運動來壓縮油氣混合氣，使得爆炸更有威力。 3當(dāng)活塞到達(dá)頂部時，火花塞放出火花來點燃油氣混合氣，爆炸使得活塞再次向下運動。 4活塞到達(dá)底部，排氣閥打開，活塞往上運動，尾氣從汽缸由排氣管排出。 注意：內(nèi)燃機最終產(chǎn)生的運動是轉(zhuǎn)動的，活塞的直線往復(fù)運動最終由曲軸轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，這樣才能驅(qū)動汽車輪胎。 三、汽缸數(shù) 發(fā)動機的核心部件是汽缸，活塞在汽缸內(nèi)進行往復(fù)運動，上面所描述的是單汽缸的運動過程，而實際應(yīng)用中的發(fā)動機都是有多個汽缸的（4缸、6缸、8缸比較常見）。我們通常通過汽缸的排列方式對發(fā)動機分類：直列、V或水平對置（當(dāng)然現(xiàn)在還有大眾集團的W型，實際上是兩個V組成）。見下圖 直列4缸 V6 水平對置4缸 不同的排列方式使得發(fā)動機在順滑性、制造費用和外型上有著各自的優(yōu)點和缺點，配備在相應(yīng)的汽車上。 直列發(fā)動機概述直列發(fā)動機（Line Engine）：他的所有汽缸均肩并肩排成一個平面。優(yōu)點是他的缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，而且使用一個汽缸蓋，制造成本較低，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛。缺點是功率較低?！爸绷小笨捎肔代表，后面加上汽缸數(shù)就是發(fā)動機代號，現(xiàn)代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發(fā)動機。 L3型發(fā)動機一般用在1升以下的微型車上。他結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，制造成本也低，重量輕，比較省油。如果一臺直列3臺機能達(dá)到一臺直列4缸機的動力性能，那當(dāng)然是3缸機要好些。 L4型發(fā)動機儼然已成了現(xiàn)代汽車的一種標(biāo)準(zhǔn)選擇。他的適用范圍極廣，小到微型車，大到2升多的車型，均由四汽缸機為汽車提供動力。與6缸機相比，4缸機的體積小，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，但他的動力性和平穩(wěn)性與同排量6缸機的差別并不十分顯著；現(xiàn)代轎車大多為前置發(fā)動機前輪驅(qū)動方式，需要發(fā)動機橫放在車頭，要求發(fā)動機的體積不能太大，直列4缸機的體積尺寸正好，因而直列4缸機獲得了廣泛應(yīng)用。 L4型發(fā)動機外形尺寸小巧，L6型發(fā)動機則運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，如果把他們二者進行折衷，發(fā)動機的排量不大不小，如在2升出頭，用L5型發(fā)動機應(yīng)是不錯的選擇，我國長春一汽曾生產(chǎn)過的奧迪100也是用L5型發(fā)動機。由于L5型發(fā)動機存在很難解決的平衡問題，容易引起振動，因此L5型發(fā)動機現(xiàn)已不多見，筆者只知道現(xiàn)在沃爾沃S60、S80還在用L5型發(fā)動機。 L6型發(fā)動機現(xiàn)在主要用在前置發(fā)動機后驅(qū)方式的汽車上。從平衡角度來講，L6比L4、L5，甚至V6的平衡性都要好。出于此原因，當(dāng)你的機蓋子下面的空間足夠大時，就可以考慮采用L6型發(fā)動機，這也是寶馬、沃爾沃、凌志等中高級車仍固執(zhí)地使用L6型發(fā)動機的主要原因之一，現(xiàn)在寶馬的每個系列幾乎都有L6型發(fā)動機。 V型發(fā)動機概述將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起，使兩組汽缸形成兩個有一個夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動機。 V型發(fā)動機的高度和長度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。尤其是現(xiàn)代汽車比較重視空氣動力學(xué)，要求汽車的迎風(fēng)面越小越好，也就是要求發(fā)動機蓋越低越好。另外，如果將發(fā)動機的長度縮短，便能為駕乘艙留出更大的空間，從而提高舒適性。將汽缸分成兩排然后“打斜”，便能縮小發(fā)動機的高度和長度，從而迎合車身設(shè)計的要求。 由于汽缸之間已相互錯開布置，因此在汽缸之間有較大的空間，這樣便于通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率。V型發(fā)動機的汽缸均成一角度對向布置，還可以抵消一部分振動。 V型發(fā)動機的缺點是必須使用兩個汽缸蓋，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。另外其寬度加大后，發(fā)動機兩側(cè)空間較小，不易再安排其它裝置。 V型發(fā)動機的汽缸數(shù)一般為5、6、8、10、12、16。 V5發(fā)動機 筆者第一次聽說大眾的V5發(fā)動機時，認(rèn)為可能是搞錯了，兩側(cè)汽缸數(shù)量不一樣一定不利于發(fā)動機平衡。但據(jù)說用平衡塊將平衡問題解決后它的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。他不僅為車主多提供了一種選擇，而且還能顯示與眾不同的個性來。筆者現(xiàn)只知道大眾汽車公司生產(chǎn)V5發(fā)動機，并廣泛裝在新甲殼蟲、高爾夫和寶來轎車上。 V6發(fā)動機 V6發(fā)動機的長度與直4相當(dāng)，因此可以橫放在前輪驅(qū)動的轎車上，從而使它的應(yīng)用范圍比直6較廣，、現(xiàn)在中高級轎車上普遍采用V6發(fā)動機，就像普通轎車上使用直4一樣常見。 V6發(fā)動機的汽缸夾角一般為60度或90度。60度的夾角對V6的平衡性較好。 使用V6發(fā)動機的轎車，機蓋下一般都是“滿當(dāng)當(dāng)”的，發(fā)動機周圍空間緊張，要求設(shè)計師對發(fā)動機室空間要精打細(xì)算。 V8發(fā)動機 V8發(fā)動機應(yīng)是高級車的“標(biāo)配”了。雖然V8發(fā)動機的性能極其優(yōu)秀，但他的制造成本太高，重量太大，油耗極高，廠家一般不敢輕易采用，只有在4升以上的車上才能見到V8的影子，國產(chǎn)車中現(xiàn)只有大切諾基擁有V8發(fā)動機，金杯通用豪放也是由V8發(fā)動機提供動力。美國車比較喜歡V8，這與美國人的喜好及不知柴米油鹽貴有關(guān)。 V8發(fā)動機不論是放在前驅(qū)還是后驅(qū)車上，由于重量大，都容易造成汽車重心前移，即頭重腳輕。因此，許多汽車制造商喜歡將V8用在四輪驅(qū)動的車上。 采用90度的夾角，可使V8發(fā)動機獲得較佳的平衡性。 V10發(fā)動機 理論上講，V10發(fā)動機的平衡性不是特好，因此一般市售版汽車上很少采用V10發(fā)動機，要用也是在高性能的跑車上?，F(xiàn)在美國的道奇蝰蛇一直使用V10發(fā)動機作為其動力源泉，后來又有保時捷的Carrera GT跑車，大眾輝騰5升V10柴油車，蘭博基尼Gallardo也是采用V10發(fā)動機。 最常見到V10發(fā)動機的地方應(yīng)是F1賽車場，那里每輛車上裝配的都是V10發(fā)動機。F1比賽規(guī)則規(guī)定，所有賽車的發(fā)動機排量不能超過3升，當(dāng)然車隊都想達(dá)到最高排量以獲得最大功率。如采用V8，汽缸數(shù)較少，不利于提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，每個汽缸直徑也太大，很難達(dá)到所要求的功率；如采用V12，功率是提高了，但發(fā)動機重量太大，整車性能又受到影響。綜合考慮，還是用V10最合適，反正賽車追求的又不是平衡性，有點振動無所謂，只要發(fā)動機功率強大即可。 V12發(fā)動機 在我看來，V12發(fā)動機的象征性意義要大于實用意義。使用12缸發(fā)動機的汽車，主要集中在歐洲，并以德國、英國的頂級豪華車和意大利頂級跑車為主。V12發(fā)動機工藝復(fù)雜，造價昂貴，重量奇大，油耗高得你都找不到廠家提供的官方數(shù)據(jù)。也是，買這種車人怎會在乎其油耗高低！ 現(xiàn)在裝配V12發(fā)動機的豪華轎車有：奔馳旗艦S600、寶馬旗艦760Li、邁巴赫、勞斯萊斯新幻影；使用V12發(fā)動機的跑車有法拉利的456GT和ENZO、蘭博基尼的“魔鬼”和Murcielago、阿斯頓馬丁的V12 Vanquish、布加迪的EB16-4、埃多尼斯的BEX38等。 雖然V8在美國車上不少，但講究派頭、喜歡大氣、不知油貴的美國人對V12卻不感興趣。這并不是因為他們的性格發(fā)生改變，而是他們要玩就玩最大最好的，這才導(dǎo)致卡迪拉克V16發(fā)動機今年在美國底特律亮相。 V16發(fā)動機 2003年元月，美國通用汽車公司在北美車展推出一款概念車凱迪拉克“16”，這款不可思義的轎車以一臺V16型發(fā)動機為動力，發(fā)動機排量高達(dá)13.6升，能產(chǎn)生1000馬力的功率和1000磅英尺的扭矩。 在行駛中的大部分時間里，這臺V16發(fā)動機只有一半的汽缸工作，以減少燃料消耗。當(dāng)需要增強功率時，如急加速或重載荷時，另一半汽缸會自動、自然地工作，以滿足汽車對驅(qū)動力的需求。 凱迪拉克在上世紀(jì)30年代制造出世界第一臺V16發(fā)動機，但與現(xiàn)在的V16發(fā)動機決不可相提并論，那時的V16發(fā)動機的排量只有7.4升，最大功率才165馬力。 W型發(fā)動機概述許多人以為就像V型發(fā)動機的汽缸呈V形排列那樣，W型發(fā)動機的汽缸排列形式也一定是呈W形，其實不然，它只是近似W形排列，嚴(yán)格說來還應(yīng)屬V型發(fā)動機，至少是V型發(fā)動機的一個變種。 將V型發(fā)動機的每側(cè)汽缸再進行小角度的錯開(如帕薩特W8的小角度為15度)，就成了W型發(fā)動機。或者說W型發(fā)動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形。 W型與V型發(fā)動機相比可以將發(fā)動機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節(jié)省發(fā)動機所占的空間，同時重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發(fā)動機室更滿。 W型發(fā)動機相對V型發(fā)動機最大的問題是發(fā)動機由一個整體被分割為兩個部分，在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題，大眾在W型發(fā)動機上設(shè)計了兩個反相轉(zhuǎn)動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內(nèi)部相互抵消。 德國大眾汽車公司現(xiàn)有三種W型發(fā)動機W8、W12和W16。 W8發(fā)動機 現(xiàn)在只有帕薩特W8使用W8型發(fā)動機，排量為4升，最大功率為270馬力/6000rpm。由于W8的長度較短，因此它可以縱置在并不太大的發(fā)動機室，為駕乘艙留出更大空間。 W12發(fā)動機 裝用大眾W12發(fā)動機的汽車有大眾的旗艦車型輝騰、本特利新車GT和奧迪旗艦車型A8L60 三款量產(chǎn)車。另外大眾的W12概念跑車也裝用W12發(fā)動機。大眾的W12發(fā)動機排量為6升，最大功率為420馬力/6000rpm。 W16發(fā)動機 大眾公司在200年北美車展上推出的布加迪EB16-4Veyron.概念車，裝配一種W16缸的發(fā)動機，排量為8升，沖程和缸徑均為86mm，64氣門，最大功率為1001馬力/6000rpm。 其實在1928年，布加迪就曾制造出兩款U16型發(fā)動機來，分別裝配在布加迪T45(3.8升)和T47(3升)賽車上，最大功率分別只有270馬力/5000rpm和240馬力/5000rpm。那可能是最早的16缸發(fā)動機了。 W18發(fā)動機 1998年，世界名車布加迪(Bugatti)被大眾汽車公司收購，就在當(dāng)年的巴黎國際車展上，大眾推出一款裝有18個汽缸發(fā)動機的布加迪EB118。此臺W18發(fā)動機由大眾開發(fā)，是世界上轎車上使用的汽缸數(shù)最多的發(fā)動機。它的排量為6.3升，最大功率555馬力。18個汽缸分成三排(而不是像上述的W型發(fā)動機那樣“兵分四路”)，每排6個汽缸，就像是在V12發(fā)動機的中央又加了一臺直6發(fā)動機。當(dāng)時大眾公司將此種發(fā)動機稱為W型發(fā)動機，顯然它與現(xiàn)在大眾的W型發(fā)動機的汽缸排列方式有區(qū)別，不過筆者認(rèn)為它的排列方式與W字母更近似。 VVT發(fā)動機概述發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術(shù)可以提高進氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。 對于一臺4沖程發(fā)動機，按照很多人的理解，做功沖程末，活塞處于下止點時排氣門開始打開，發(fā)動機進入排氣沖程，直到活塞到達(dá)上止點，排氣門關(guān)閉，進氣門打開，發(fā)動機進入吸氣沖程。當(dāng)活塞正好運行一周重新回到下止點時，進氣門關(guān)閉，發(fā)動機進入壓縮沖程。這樣來理解氣門的動作是否正確呢？差不多是吧。然而，可能和與人們的直覺不同的是，這樣的氣門正時效率并不是最優(yōu)的。讓我們先來考慮一下排氣門開啟的時機。如果比活塞到達(dá)下止點提前一點就開啟排氣門會怎么樣呢？從直覺上，這時廢氣仍可推動活塞做功，如果打開排氣門開始排氣，此時氣缸內(nèi)的壓強就會降低，能量的利用率也就降低了，發(fā)動機性能也會隨之下降。是這樣嗎？其實也不一定。 我們知道，排氣時活塞會壓迫廢氣從而反過來對廢氣做功，這個過程會消耗一部分發(fā)動機已經(jīng)獲得的能量。如果在缸內(nèi)壓強相對較高時提前開始排氣，排氣過程就會更順暢，從而在排氣沖程減少了能量消耗。這樣，一得一失，怎么才會最合算呢？考慮到活塞在下止點附近一定角度內(nèi)垂直運動距離其實非常短，實際的發(fā)動機略微提前打開排氣門效果會更好一些。再來看進氣門關(guān)閉的時機。如果在活塞越過下止點一定角度，開始壓縮沖程之后再關(guān)閉進氣門。如何呢？直觀的感覺可能是，這時活塞已經(jīng)開始上升，剛剛吸入的可燃混合汽豈不是又要被排出去一部分？性能會不會下降？答案是：只要時機適當(dāng)，這樣做反而可以增加吸氣量，改善性能。因為在吸氣沖程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，進氣門附近的氣流速度可以高達(dá)每秒兩百多米，而我們前面說過，在下止點附近活塞的垂直運動相對很慢，汽缸內(nèi)體積變化并不大。此時進氣岐管內(nèi)的可燃混合汽靠慣性繼續(xù)沖入氣缸的趨勢還是占了上風(fēng)。 那么排氣門的關(guān)閉時機和進氣門的開啟時機又該如何呢？這是大家可能都想到了，排氣時同樣會形成高速氣流，如果排氣門也在活塞越過上止點一定角度之后再關(guān)閉，雖然活塞已經(jīng)開始下降，排氣門附近的廢氣仍就會繼續(xù)排出。但是此時進氣門不是已經(jīng)開啟了嗎？廢氣難道不會涌入進氣岐管？事實上，這又是個時機問題，燃燒室內(nèi)的廢氣渦流的方向決定了廢氣短時間內(nèi)是不會流向排氣門對側(cè)的進氣門的，于是，一邊進氣一邊排氣的局面是完全可以實現(xiàn)的。事情還可以更理想。由于大部分廢氣在排氣沖程中前期就已排出，并且在排氣岐管中形成了高密度的高速氣流，沖向排氣管方向。這部分廢氣越是遠(yuǎn)離氣缸，對于缸內(nèi)尚未排出的廢氣來說，其需要填充的體積就越大，相應(yīng)的平均壓強也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到達(dá)上止點之前，缸內(nèi)壓強可能就已經(jīng)低于進氣岐管內(nèi)可燃混合汽的壓強了。如此看來，進氣門也應(yīng)當(dāng)提前一點開啟才好。 前邊講到了進氣門和排氣門同時打開的情況，也就是進氣門和排氣門的重疊。重疊持續(xù)的相對時程可以用此間活塞運行的角度來衡量，這樣就可以拋開轉(zhuǎn)速，把它作為系統(tǒng)的固有特性來看待了。重疊的角度通常都很小，可是對發(fā)動機性能的影響卻相當(dāng)大。那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，每個汽缸一個周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，但是前面講到的進氣岐管或排氣岐管內(nèi)的氣流也越快。想想看，這時發(fā)動機需要盡可能長的吸氣和排氣時間，而且也有有利條件可以利用，還猶豫什么？只要重疊的角度大一些不就行了？當(dāng)然，也不能太大，前邊說了，這里有個時機問題，重疊角度太大肯定也不好，要不干脆讓進氣門和排氣門同時開閉得了。很顯然，這個時機是與轉(zhuǎn)速有關(guān)的，轉(zhuǎn)速越高，要求的重疊角度越大。 也就是說，如果配氣機構(gòu)的設(shè)計是對高轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化的，發(fā)動機就容易得到較高的最大轉(zhuǎn)速，也就容易獲得較大的峰值功率。但在低轉(zhuǎn)速工況下，這樣的系統(tǒng)重疊角度肯定就偏大了，廢氣就會過多的瀉入進氣岐管，吸氣量反而會下降，氣缸內(nèi)氣流也會紊亂，ECU也會難以對空燃比進行精確的控制，最終的效果是怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構(gòu)只對低轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化，發(fā)動機的峰值功率就會下降。所以傳統(tǒng)的發(fā)動機都是一個折衷方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。 剛才講的主要是發(fā)動機的動力性方面，下面讓我們看看重疊角度對發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放的影響。可能大家都知道，發(fā)動機的油耗轉(zhuǎn)速特性曲線是馬鞍形的，轉(zhuǎn)速太高，超過了一定的范圍，可燃混合汽的燃燒就會越發(fā)的不充分，發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放特性都會惡化，尤其如今發(fā)達(dá)國家的環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，問題就變得更加嚴(yán)重。于是，很多廠商就采用復(fù)雜的廢氣再循環(huán)(EGR)裝置來改善發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速經(jīng)濟性和排放。顧名思義，EGR裝置的作用就是吸入部分廢氣，使其中的尚未燃燒的可燃物質(zhì)有機會繼續(xù)燃燒，部分有害中間產(chǎn)物得以分解。不難想到，如果此時將進氣門和排氣門的重疊角度調(diào)得高一點，略微超過原來所說的對動力性來講最合適的角度一些，就會有部分廢氣和新鮮的可燃混合汽混合，提高了發(fā)動機的空燃比，使燃燒更充分，排放更清潔。大家可能發(fā)現(xiàn)了，這簡直就是不需要額外裝置的EGR技術(shù)嘛！然而很不幸，這種偏大的重疊角度設(shè)置，同樣使發(fā)動機難以提供令人滿意的低轉(zhuǎn)速性能。 好了，現(xiàn)在不用我說，大家也知道為什么我們?nèi)绱酥匾昖VT技術(shù)了吧！各個廠家的VVT技術(shù)千差萬別，共同之處就是都要對氣門正時進行調(diào)節(jié)，使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速下進氣門和排氣門能有不同的重疊角度，從而改善前面說的那些問題。改變氣門正時可以有很多不同的方法，但最主要的無外乎兩大類，一類是改變凸輪軸的相位，再一類就是直接改變凸輪的表面形狀。想想看就知道，改變凸輪的表面形狀哪可能容易呢？所以第一類VVT比較容易實現(xiàn)些。 回到Valvetronic，它依然保留了Double VANOS可變進、排氣凸輪軸相位的氣門正時調(diào)節(jié)系統(tǒng)，那么它又是如何實現(xiàn)對氣門升程進行連續(xù)調(diào)節(jié)的呢？BMW為此增加了一種額外的偏心軸，凸輪軸則又通過一個額外的搖臂系統(tǒng)驅(qū)動傳統(tǒng)的氣門搖臂，并且該附加搖臂與氣門搖臂的接觸的角度取決于附加偏心軸的相位。附加偏心軸的相位可以由一個ECU控制下的調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整，從而使附加搖臂的角度發(fā)生變化，這樣，對于相同的凸輪運動，傳遞到氣門搖臂上的反應(yīng)就可以不同，氣門的升程也就會相應(yīng)發(fā)生變化。從BMW的資料看，Valvetronic系統(tǒng)對氣門開放時程的影響應(yīng)當(dāng)不大，調(diào)節(jié)的只是氣門升程。不過，氣門開度很小的時候，氣體的進出效率是很低的，如果考察氣門開度超過一定程度的持續(xù)角度，姑且稱之為有效的氣體交換時程，通常也是隨氣門升程的增加而增加的。為了限制發(fā)動機的復(fù)雜度，目前實際應(yīng)用的Valvetronic系統(tǒng)在氣門升程方面，調(diào)整的只是進氣門。盡管理論上類似系統(tǒng)也可以作用于排氣門，但那樣的話整個配氣機構(gòu)就過于復(fù)雜了。就目前Valvetronic的發(fā)展情況來說，由于參與氣門運動的機件還是太多，高轉(zhuǎn)速下機械能損耗就大，不利于提高發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)速。所以在提高升功率方面，Valvetronic的表現(xiàn)是不及一些諸如VTEC之類的更簡單的氣門升程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，它的優(yōu)勢在于綜合能力VVT發(fā)動機概述發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術(shù)可以提高進氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。 對于一臺4沖程發(fā)動機，按照很多人的理解，做功沖程末，活塞處于下止點時排氣門開始打開，發(fā)動機進入排氣沖程，直到活塞到達(dá)上止點，排氣門關(guān)閉，進氣門打開，發(fā)動機進入吸氣沖程。當(dāng)活塞正好運行一周重新回到下止點時，進氣門關(guān)閉，發(fā)動機進入壓縮沖程。這樣來理解氣門的動作是否正確呢？差不多是吧。然而，可能和與人們的直覺不同的是，這樣的氣門正時效率并不是最優(yōu)的。讓我們先來考慮一下排氣門開啟的時機。如果比活塞到達(dá)下止點提前一點就開啟排氣門會怎么樣呢？從直覺上，這時廢氣仍可推動活塞做功，如果打開排氣門開始排氣，此時氣缸內(nèi)的壓強就會降低，能量的利用率也就降低了，發(fā)動機性能也會隨之下降。是這樣嗎？其實也不一定。 我們知道，排氣時活塞會壓迫廢氣從而反過來對廢氣做功，這個過程會消耗一部分發(fā)動機已經(jīng)獲得的能量。如果在缸內(nèi)壓強相對較高時提前開始排氣，排氣過程就會更順暢，從而在排氣沖程減少了能量消耗。這樣，一得一失，怎么才會最合算呢？考慮到活塞在下止點附近一定角度內(nèi)垂直運動距離其實非常短，實際的發(fā)動機略微提前打開排氣門效果會更好一些。再來看進氣門關(guān)閉的時機。如果在活塞越過下止點一定角度，開始壓縮沖程之后再關(guān)閉進氣門。如何呢？直觀的感覺可能是，這時活塞已經(jīng)開始上升，剛剛吸入的可燃混合汽豈不是又要被排出去一部分？性能會不會下降？答案是：只要時機適當(dāng)，這樣做反而可以增加吸氣量，改善性能。因為在吸氣沖程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，進氣門附近的氣流速度可以高達(dá)每秒兩百多米，而我們前面說過，在下止點附近活塞的垂直運動相對很慢，汽缸內(nèi)體積變化并不大。此時進氣岐管內(nèi)的可燃混合汽靠慣性繼續(xù)沖入氣缸的趨勢還是占了上風(fēng)。 那么排氣門的關(guān)閉時機和進氣門的開啟時機又該如何呢？這是大家可能都想到了，排氣時同樣會形成高速氣流，如果排氣門也在活塞越過上止點一定角度之后再關(guān)閉，雖然活塞已經(jīng)開始下降，排氣門附近的廢氣仍就會繼續(xù)排出。但是此時進氣門不是已經(jīng)開啟了嗎？廢氣難道不會涌入進氣岐管？事實上，這又是個時機問題，燃燒室內(nèi)的廢氣渦流的方向決定了廢氣短時間內(nèi)是不會流向排氣門對側(cè)的進氣門的，于是，一邊進氣一邊排氣的局面是完全可以實現(xiàn)的。事情還可以更理想。由于大部分廢氣在排氣沖程中前期就已排出，并且在排氣岐管中形成了高密度的高速氣流，沖向排氣管方向。這部分廢氣越是遠(yuǎn)離氣缸，對于缸內(nèi)尚未排出的廢氣來說，其需要填充的體積就越大，相應(yīng)的平均壓強也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到達(dá)上止點之前，缸內(nèi)壓強可能就已經(jīng)低于進氣岐管內(nèi)可燃混合汽的壓強了。如此看來，進氣門也應(yīng)當(dāng)提前一點開啟才好。 前邊講到了進氣門和排氣門同時打開的情況，也就是進氣門和排氣門的重疊。重疊持續(xù)的相對時程可以用此間活塞運行的角度來衡量，這樣就可以拋開轉(zhuǎn)速，把它作為系統(tǒng)的固有特性來看待了。重疊的角度通常都很小，可是對發(fā)動機性能的影響卻相當(dāng)大。那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，每個汽缸一個周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，但是前面講到的進氣岐管或排氣岐管內(nèi)的氣流也越快。想想看，這時發(fā)動機需要盡可能長的吸氣和排氣時間，而且也有有利條件可以利用，還猶豫什么？只要重疊的角度大一些不就行了？當(dāng)然，也不能太大，前邊說了，這里有個時機問題，重疊角度太大肯定也不好，要不干脆讓進氣門和排氣門同時開閉得了。很顯然，這個時機是與轉(zhuǎn)速有關(guān)的，轉(zhuǎn)速越高，要求的重疊角度越大。 也就是說，如果配氣機構(gòu)的設(shè)計是對高轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化的，發(fā)動機就容易得到較高的最大轉(zhuǎn)速，也就容易獲得較大的峰值功率。但在低轉(zhuǎn)速工況下，這樣的系統(tǒng)重疊角度肯定就偏大了，廢氣就會過多的瀉入進氣岐管，吸氣量反而會下降，氣缸內(nèi)氣流也會紊亂，ECU也會難以對空燃比進行精確的控制，最終的效果是怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構(gòu)只對低轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化，發(fā)動機的峰值功率就會下降。所以傳統(tǒng)的發(fā)動機都是一個折衷方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。 剛才講的主要是發(fā)動機的動力性方面，下面讓我們看看重疊角度對發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放的影響?？赡艽蠹叶贾?，發(fā)動機的油耗轉(zhuǎn)速特性曲線是馬鞍形的，轉(zhuǎn)速太高，超過了一定的范圍，可燃混合汽的燃燒就會越發(fā)的不充分，發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放特性都會惡化，尤其如今發(fā)達(dá)國家的環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，問題就變得更加嚴(yán)重。于是，很多廠商就采用復(fù)雜的廢氣再循環(huán)(EGR)裝置來改善發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速經(jīng)濟性和排放。顧名思義，EGR裝置的作用就是吸入部分廢氣，使其中的尚未燃燒的可燃物質(zhì)有機會繼續(xù)燃燒，部分有害中間產(chǎn)物得以分解。不難想到，如果此時將進氣門和排氣門的重疊角度調(diào)得高一點，略微超過原來所說的對動力性來講最合適的角度一些，就會有部分廢氣和新鮮的可燃混合汽混合，提高了發(fā)動機的空燃比，使燃燒更充分，排放更清潔。大家可能發(fā)現(xiàn)了，這簡直就是不需要額外裝置的EGR技術(shù)嘛！然而很不幸，這種偏大的重疊角度設(shè)置，同樣使發(fā)動機難以提供令人滿意的低轉(zhuǎn)速性能。 好了，現(xiàn)在不用我說，大家也知道為什么我們?nèi)绱酥匾昖VT技術(shù)了吧！各個廠家的VVT技術(shù)千差萬別，共同之處就是都要對氣門正時進行調(diào)節(jié)，使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速下進氣門和排氣門能有不同的重疊角度，從而改善前面說的那些問題。改變氣門正時可以有很多不同的方法，但最主要的無外乎兩大類，一類是改變凸輪軸的相位，再一類就是直接改變凸輪的表面形狀。想想看就知道，改變凸輪的表面形狀哪可能容易呢？所以第一類VVT比較容易實現(xiàn)些。 回到Valvetronic，它依然保留了Double VANOS可變進、排氣凸輪軸相位的氣門正時調(diào)節(jié)系統(tǒng)，那么它又是如何實現(xiàn)對氣門升程進行連續(xù)調(diào)節(jié)的呢？BMW為此增加了一種額外的偏心軸，凸輪軸則又通過一個額外的搖臂系統(tǒng)驅(qū)動傳統(tǒng)的氣門搖臂，并且該附加搖臂與氣門搖臂的接觸的角度取決于附加偏心軸的相位。附加偏心軸的相位可以由一個ECU控制下的調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整，從而使附加搖臂的角度發(fā)生變化，這樣，對于相同的凸輪運動，傳遞到氣門搖臂上的、反應(yīng)就可以不同，氣門的升程也就會相應(yīng)發(fā)生變化。從BMW的資料看，Valvetronic系統(tǒng)對氣門開放時程的影響應(yīng)當(dāng)不大，調(diào)節(jié)的只是氣門升程。不過，氣門開度很小的時候，氣體的進出效率是很低的，如果考察氣門開度超過一定程度的持續(xù)角度，姑且稱之為有效的氣體交換時程，通常也是隨氣門升程的增加而增加的。為了限制發(fā)動機的復(fù)雜度，目前實際應(yīng)用的Valvetronic系統(tǒng)在氣門升程方面，調(diào)整的只是進氣門。盡管理論上類似系統(tǒng)也可以作用于排氣門，但那樣的話整個配氣機構(gòu)就過于復(fù)雜了。就目前Valvetronic的發(fā)展情況來說，由于參與氣門運動的機件還是太多，高轉(zhuǎn)速下機械能損耗就大，不利于提高發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)速。所以在提高升功率方面Valvetronic的表現(xiàn)是不及一些諸如VTEC之類的更簡單的氣門升程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的，它的優(yōu)勢在于綜合能力FSI發(fā)動機概述FSI是Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指燃油分層噴射，是直噴式汽油發(fā)動機領(lǐng)域的一項創(chuàng)新的革命性技術(shù)。燃油直噴技術(shù)在同等排量下實現(xiàn)了發(fā)動機動力性和燃油經(jīng)濟性的完美結(jié)合，是當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)動機技術(shù)中最為成熟、最先進的燃油直噴技術(shù)，并引領(lǐng)了汽油發(fā)動機的發(fā)展趨勢。 在設(shè)計上，F(xiàn)SI發(fā)動機與其它傳統(tǒng)發(fā)動機的區(qū)別在于：與歧管噴射原理相反，F(xiàn)SI發(fā)動機配備了按需控制的燃油供給系統(tǒng)，每缸四氣門，可變進氣歧管以及進排氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)裝置。汽油被直接噴入燃燒室，單活塞高壓泵的共軌高壓噴射系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供精確的燃料，形成30到100巴之間的工作壓力。同時，燃料室的幾何設(shè)計以及毫秒級精確計算注入汽油量的功能大大提高了其壓縮比，這也是高效新款發(fā)動機的必要先決條件。在進氣道方面，F(xiàn)SI發(fā)動機采用可變進氣歧管，由電子系統(tǒng)控制所需的空氣流量，實現(xiàn)了無節(jié)流變質(zhì)調(diào)節(jié)，提高了充氣效率，從而獲得更高的升功率，而發(fā)動機的動態(tài)響應(yīng)也變得更為直接。 推動這種進步的主要因素是部分負(fù)荷狀態(tài)下的分層進氣原理。直噴式汽油發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術(shù)，通過一個活塞泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位于氣缸內(nèi)的電磁噴射器。噴油嘴將噴射時間控制在千分之一秒內(nèi)，將燃料在最恰當(dāng)?shù)臅r間直接注入燃燒室，通過對燃燒室內(nèi)部形狀的設(shè)計，讓混合氣能產(chǎn)生較強的渦流使空氣和汽油充分混合。然后使火花塞周圍區(qū)域能有較濃的混合氣，其它周邊區(qū)域有較稀的混合氣，保證了在順利點火的情況下盡可能的實現(xiàn)稀薄燃燒。這就是分層燃燒的精髓所在。直噴發(fā)動機的另一個好處在于隔絕了已燃混合氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱，從而降低了發(fā)動機的熱損耗。 直噴式汽油發(fā)動機原理的特點是可采用兩種不同的注油模式，即分層注油和均勻注油模式。在油門半開狀態(tài)下，分層注油方式可充分發(fā)揮燃料的經(jīng)濟效益，因為這時只在火花塞周圍才需要富含汽油可觸發(fā)的油氣混合物。而在燃燒室的其它地方只需注入含高比例空氣的油氣混合物。在日常駕駛條件下，直噴式汽油發(fā)動機技術(shù)的節(jié)油性能將更加顯著，因為駕駛員可不斷地來回更換采用分層注油和均勻注油兩種模式。直噴式汽油發(fā)動機技術(shù)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)分層注油原理，是因為它可控制燃燒室內(nèi)的注油過程，并在完成觸發(fā)之前直接注入燃料。這樣就可大幅度減少燃燒所需的燃料這是實現(xiàn)FSI發(fā)動機經(jīng)濟效益最重要的先決條件。 FSI發(fā)動機在提供更大的輸出功率和扭矩的同時，進一步提高了發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性并降低排放。與傳統(tǒng)發(fā)動機相比，相同排量的FSI發(fā)動機燃油消耗量要顯著降低，在能源日趨緊缺的今天更加凸現(xiàn)優(yōu)勢。 FSI發(fā)動機相比傳統(tǒng)發(fā)動機，其優(yōu)點在于： -動力性顯著提高 -輸出更高的功率和扭矩 -同時燃油消耗可降低15% 機械增壓發(fā)動機概述所謂機械增壓，就是利用發(fā)動機的動力帶動一個羅茲壓氣機，通過發(fā)動機本身的動力來壓縮空氣，并且燃燒壓縮空氣的一種增壓方式。它跟空調(diào)壓縮機很相似。 機械增壓器的原理與發(fā)動機機油泵有些類似，也是與發(fā)動機動力相連，只不過壓縮的是空氣。它與渦輪增壓器在性能上最大的區(qū)別就是對壓氣機的轉(zhuǎn)速沒有限制。也就是說只要羅茲壓氣機在轉(zhuǎn)，就可以壓縮空氣。而渦輪增壓器由于是靠高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣離心力來壓縮空氣，所以需要非常高的轉(zhuǎn)速（通常TURBO的轉(zhuǎn)速能接近10萬轉(zhuǎn)/分鐘）。所以即便發(fā)動機怠速或者處于1000轉(zhuǎn)左右的低轉(zhuǎn)速，也能連接機械增壓器壓縮進氣。 不過處于經(jīng)濟型考慮，怠速工況時電磁離合器是斷開的，也就是說怠速時壓縮比并沒有與發(fā)動機動力相連，不過只要踩下油門電磁離合器可以迅速連接發(fā)動機動力。所以機械增壓能夠給汽車車帶來很好的低轉(zhuǎn)扭矩，讓起步時沖勁十足。雖然克服了渦輪增壓器遲滯的缺陷，單機械增壓也并非完美。由于它需要消耗發(fā)動力動力，而且增壓器中的兩個轉(zhuǎn)子相互摩擦?xí)p耗大量的能量。在低轉(zhuǎn)速時，由于轉(zhuǎn)速低損耗也就小，但如果處于高轉(zhuǎn)速工況，那么這樣能量損耗是非常大的。不僅經(jīng)濟性差，高轉(zhuǎn)動力性也要受到影響。 機械增壓的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：響應(yīng)性好完全沒有渦輪的遲滯現(xiàn)象，可以在任何時候都能輸出源源不斷的扭力，尤其在起步時能讓汽車沖勁十足。 缺點：高轉(zhuǎn)速時會產(chǎn)生大量的摩擦，能量損失大，影響經(jīng)濟性和高轉(zhuǎn)動力性，并且噪音大。渦輪增壓發(fā)動機概述 渦輪增壓發(fā)動機由一個進氣渦輪來壓縮空氣，進氣渦輪的另一頭連著一個廢氣渦輪。 我們知道發(fā)動機的排氣是高溫高壓的，這就意味著排氣中仍然含有巨大的能量。將廢氣渦輪裝在排氣管之中則能利用排氣能量來驅(qū)動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，從而能夠帶動進氣渦輪隨之高速旋轉(zhuǎn)，以獲得壓縮進氣的能量。 渦輪增壓器是不需要額外的消耗發(fā)動機能量的。而且發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高廢氣排放速度和能量也越大，使得渦輪的轉(zhuǎn)速也越高，這樣進氣渦輪壓縮空氣的能力也越強，進氣效率越高， 能夠發(fā)揮出來的功率就越大。所以渦輪增壓器對于發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)是非常有好處的。但我們知道，渦輪也是有質(zhì)量的，有質(zhì)量的物體就會存在慣性。我們知道發(fā)動機在怠速工況時轉(zhuǎn)速往往只有幾百轉(zhuǎn)，而且在怠速工況時渦輪是不能介入工作的。除了因為發(fā)動機轉(zhuǎn)速低，排氣能量不足以驅(qū)動渦輪高速運轉(zhuǎn)，還有一個更重要的原因就是怠速時發(fā)動機負(fù)荷低，如果此時渦輪也參與工作那么發(fā)動機會過熱，并且耗費更多不必要消耗的汽油。所以怠速工況時，進氣和排氣旁通閥會自動打開，此時進氣和排氣都沒有經(jīng)過渦輪，新鮮空氣是直接被吸入氣缸，廢氣也是直接排入大氣中的。 由于增壓發(fā)動機的壓縮比都比較低（通常在8.0以下，壓縮比低是因為空氣被增壓器壓縮后會放熱，如果壓縮比過高會導(dǎo)致壓縮行程時混合氣繼續(xù)放熱，引起混合氣自然），所以在渦輪介入之前發(fā)動機的動力性是非常差的。即便是低值增壓，起碼也要到將近1800轉(zhuǎn)時渦輪才會起到作用。雖然2000轉(zhuǎn)以后發(fā)動機能發(fā)揮出強大的功率，而且后勁十足，但起步時可以說毫無動力性可言，即使保時捷保時捷卡宴TURBO這樣的V8渦輪增壓發(fā)動機，起步同樣拼不過自然吸氣。這就是渦輪增壓發(fā)動機的通病渦輪遲滯。這種狀況是非常不適合城市駕駛的。因為我們知道城市開車經(jīng)常要走走停停，所以從怠速到2000轉(zhuǎn)這個轉(zhuǎn)速范圍段是使用得很頻繁的，渦輪增壓低扭差勁的缺點暴露無疑。 渦輪增壓的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：在不增加發(fā)動機排量的基礎(chǔ)上，可大幅度提高功率和扭矩，提升發(fā)動機性能。 缺點：渦輪工作有遲滯現(xiàn)象，并且保養(yǎng)費用高。TSI發(fā)動機概述 TSI是一套雙增壓技術(shù)，其實從字面上就能理解其意思。前面的T和S分別代表Turbo和Supercharger的意思，也就是渦輪增壓和機械增壓的相結(jié)合。而國內(nèi)媒體習(xí)慣叫它雙增壓。這個雙增壓跟雙渦輪增壓有很大的區(qū)別，可以說是完全兩個概念。要了解雙增壓的優(yōu)越性首先得了解渦輪增壓和機械增壓的優(yōu)缺點。其實任何一種增壓它的目的都是相同的，就是要把空氣壓縮以后再通入到氣缸當(dāng)中燃燒，這樣做的好處很明顯，壓縮以后的空氣密度更大，這就意味著單位體積內(nèi)的氧氣分子更多。在發(fā)動機排量不變的情況下，吸入的氧氣分子越多，再配合燃油噴射系統(tǒng)提供的更多的汽油那么可以輸出更高的動力。不管是渦輪增壓還是機械增壓都是為了達(dá)到這一目的而設(shè)計的,只不過兩者的實現(xiàn)手段不相同。前面已經(jīng)介紹過渦輪增壓與機械增壓，渦輪增壓和機械增壓都有著各自的先天缺陷，而這兩種增壓方式的優(yōu)缺點又是相互互補的。利用這兩種增壓性能優(yōu)缺點的互補性，將這種增壓系統(tǒng)結(jié)合起來，就是TSI雙增壓系統(tǒng)。TSI發(fā)動機擁有兩套增壓系統(tǒng)，一套靠渦輪壓縮進氣，另一套靠羅茲壓氣機壓縮進氣。當(dāng)然，它們什么時候起作用是由電腦說了算的。電腦即能夠控制進排氣旁通閥的開閉，也能控制機械增壓器與發(fā)動機相連接的電磁離合器的開閉。 機械增壓器和渦輪增壓器在進氣道中是被串聯(lián)在一起的?？諝鈴目諝膺^濾器進入到進氣管以后，首先要經(jīng)過機械增壓器，然后通過進氣管的引導(dǎo)再經(jīng)過渦輪增壓器，最后進入到進氣歧管當(dāng)中去。雖然機械增壓器和渦輪增壓器是相互串聯(lián)在一起的，但兩者并不都是同時工作。 當(dāng)發(fā)動機處于怠速工況時（通過節(jié)氣閥開度傳感器可以測得），機械增壓器的電磁離合器是分離的，此時發(fā)動機與機械增壓器之間動力是斷開的（這就意味著增壓器沒有消耗發(fā)動機功率），而且機械增壓器附近的進氣旁通閥打開，空氣并沒有流經(jīng)機械增壓器，而是從旁通閥直接吸入；到了渦輪增壓器的位置，渦輪增壓的進氣旁通閥也是打開的，這就相當(dāng)于進氣繞過了渦輪，直接被吸入氣缸。也就是說在怠速工況時，渦輪增壓器和機械增壓器都是不工作的，這相當(dāng)于一臺自然吸氣發(fā)動機。 當(dāng)發(fā)動機在部分負(fù)荷工況下低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時（通過節(jié)氣閥傳感器檢測到又少許油門開度，而且通過發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器檢測到轉(zhuǎn)速處于低速運轉(zhuǎn)），電腦會接通機械增壓器的電磁離分離，并且關(guān)閉機械增壓旁通閥，讓機械增壓器開始工作，此時的增壓值為1.2bar.我們知道機械增壓器有增強低速扭矩的特點，而且在低轉(zhuǎn)速時對發(fā)動機功率的消耗并不大。所以既能夠獲得良好的油門相應(yīng)，又能夠增大發(fā)動機扭矩輸出。當(dāng)發(fā)動機超過1500轉(zhuǎn)時，渦輪開始介入，此時的增壓值提高到2.5bar。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速達(dá)到3500轉(zhuǎn)/分以上的高轉(zhuǎn)速時，機械增壓器開始停止增壓，此時完全依靠渦輪增壓來進行增壓，增壓值從2.5bar降到1.3bar。因為我們知道一旦轉(zhuǎn)速上升，機械增壓器會消耗大量發(fā)動機能量，而中高轉(zhuǎn)速是渦輪增壓的強項，這樣不僅避免了渦輪遲滯，讓渦輪有足夠的加速時間，還在很大程度上增加了低轉(zhuǎn)扭矩，降低高轉(zhuǎn)速時機械增壓器產(chǎn)生的噪音。這樣徹底解決了兩種增壓方式的缺陷，達(dá)到了一種完美增壓的效果。四、排量 混合氣的壓縮和燃燒在燃燒室里進行，活塞往復(fù)運動，你可以看到燃燒室容積的變化，最大值和最小值的差值就是排量，用升（L）或毫升（CC）來度量。汽車的排量一般在1.5L4.0L之間。每缸排量0.5L，4缸的排量為2.0L，如果V型排列的6汽缸，那就是V6 3.0升。一般來說，排量表示發(fā)動機動力的大小。 所以增加汽缸數(shù)量或增加每個汽缸燃燒室的容積可以獲得更多的動力。 五、發(fā)動機的其他部分 凸輪軸 控制進氣閥和排氣閥的開閉 火花塞 火花塞放出火花點燃油氣混合氣，使得爆炸發(fā)生?；鸹ū仨氃谶m當(dāng)?shù)臅r候放出。 閥門 進氣、出氣閥分別在適當(dāng)?shù)臅r候打開來吸入油氣混合氣和排出尾氣。在壓縮和 燃燒時，這兩個閥都是關(guān)閉的，來保證燃燒室的密封。 活塞環(huán) 在氣缸壁和活塞中提出密封： 1防止在壓縮和燃燒時油氣混合氣和尾氣泄漏進潤滑油箱。 2防止?jié)櫥瓦M入汽缸內(nèi)燃燒。 大多“燒機油”的汽車就是因為發(fā)動機太舊：活塞環(huán)不再密封引起的（尾氣管冒青煙） 活塞桿 連接活塞環(huán)和曲軸，使得活塞和曲軸維持各自的運動。 潤滑油槽 包圍著曲軸，里面有相當(dāng)數(shù)量的油. 引擎的基本構(gòu)造凸輪軸與汽門凸輪軸： 在一支軸上有許多宛如蛋形凸輪，其被安裝在汽缸蓋的頂部，用來驅(qū)動進氣汽門和排氣汽門做開啟與關(guān)閉的動作。 在凸輪軸的一端會安裝一個傳動輪，以鏈條或皮帶與位在曲軸上的傳動輪連接。在以鏈條傳動的系統(tǒng)中此傳動輪為一齒輪；在以皮帶傳動的系統(tǒng)中此傳動輪為一具齒槽的皮帶輪。 一般雙頂置凸輪軸(DOHC)設(shè)計的引擎，其進氣和排氣的凸輪軸均掛上一個傳動輪，由鏈條或皮帶直接帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動。有些引擎為了減少汽門夾角，而將凸輪軸的傳動方式改變成以鏈條傳動方式帶動進氣或排氣的凸輪軸，再藉由安裝在進氣和排氣的凸輪軸上的齒輪以鏈條帶動另外一支凸輪軸。 Toyota獨特的TWIN CAM設(shè)計方式，則是以鏈條或皮帶去帶動位在進氣或排氣的凸輪軸上的傳動輪，之后再以安裝在進氣和排氣的凸輪軸上的無間隙齒輪機構(gòu)帶動另外一支凸輪軸。 汽門： 控制空氣進出汽缸的閥門。讓空氣或混合氣進入的稱為進氣汽門。讓燃料后的廢氣排出的稱為排氣汽門。引擎的基本構(gòu)造缸徑、沖程、排氣量與壓縮比引擎是由凸輪軸、汽門、汽缸蓋、汽缸本體、活塞、活塞連桿、曲軸、飛輪、油底殼等主要組件，以及進氣、排氣、點火、潤滑、冷卻等系統(tǒng)所組合而成。以下將各位介紹在汽車型錄的引擎規(guī)格中常見的缸徑、沖程、排氣量、壓縮比、SOHC、DOHC等名詞。 缸徑： 汽缸本體上用來讓活塞做運動的圓筒空間的直徑。 沖程： 活塞在汽缸本體內(nèi)運動時的起點與終點的距離。一般將活塞在最靠近汽門時的位置定為起點，此點稱為上死點；而將遠(yuǎn)離汽門時的位置稱為下死點。 排氣量： 將汽缸的面積乘以沖程，即可得到汽缸排氣量。將汽缸排氣量乘以汽缸數(shù)量，即可得到引擎排氣量。以Altis 1.8L車型的4汽缸引擎為例： 缸徑：79.0mm，沖程：91.5mm，汽缸排氣量：448.5 c.c. 引擎排氣量汽缸排氣量汽缸數(shù)量448.5c.c.41,794 c.c. 壓縮比： 最大汽缸容積與最小汽缸容積的比率。最小汽缸容積即活塞在上死點位置時的汽缸容積，也稱為燃燒室容積。最大汽缸容積即燃燒室容積加上汽缸排氣量，也就是活塞位在下死點位置時的汽缸容積。 Altis 1.8L引擎的壓縮比為10：1，其計算方式如下： 汽缸排氣量：448.5 c.c.，燃燒室容積：49.83 c.c. 壓縮比(49.84448.5)：49.849.998：110：1 引擎基本構(gòu)造SOHC單凸輪軸引擎引擎的凸輪軸裝置在汽缸蓋頂部，而且只有單一支凸輪軸，一般簡稱為OHC (頂置凸輪軸，Over Head Cam Shaft)。凸輪軸透過搖臂驅(qū)動汽門做開啟和關(guān)閉的動作。 在每汽缸二汽門的引擎上還有一種無搖臂的設(shè)計方式，此方式是將進汽門和排汽門排在一直在線，讓凸輪軸直接驅(qū)動汽門做開閉的動作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機構(gòu)去驅(qū)動汽門做開閉的動作。 引擎基本構(gòu)造DOHC雙凸輪軸引擎此種引擎在汽缸蓋頂部裝置二支凸輪軸，由凸輪軸直接驅(qū)動汽門做開啟和關(guān)閉的動作。僅有少數(shù)引擎是設(shè)計成透過搖臂去驅(qū)動汽門做開閉的動作。有VVL裝置的引擎則會透過一組搖臂機構(gòu)去驅(qū)動汽門做開閉的動作。DOHC較SOHC的設(shè)計來得優(yōu)秀的主要原因有二。一是凸輪軸驅(qū)動汽門的直接性，使汽門有較佳的開閉過程，而提升汽缸在進氣和排氣時的效率。另一則是火星塞可以裝置在汽缸蓋中間的區(qū)域，使混合氣在汽缸內(nèi)部可以獲得更好更平均的燃燒。汽車的動力馬力篇什么是馬力 說到車的性能，一般人第一個想到的就是馬力。什么是馬力呢？馬力是功率單位之一，而不是力量的單位。什么是功率呢？功率的定義是：