發(fā)動機氣缸排列方式

1、LOGO第六組：發(fā)動機氣缸排列方式主講人：鄭湖城 童細美 董德權 梁圣波 黃國威 梁志聰黃阿樣v汽車的心臟v四沖程汽油發(fā)動機的工作原理現代汽車發(fā)動機的發(fā)展史n 可變氣門正時技術n 缸內直噴技術n VCM汽缸管理技術n 渦輪增壓技術n 發(fā)動機技術汽車的發(fā)動機v分類依據： 氣缸的排列方式制造成本、尺寸、油耗、燃油效率、功率等v發(fā)動機技術需考慮的一些因素：討論發(fā)動機分類：氣缸排列方式不同 1、直列型發(fā)動機 2、V型發(fā)動機 3、 W型發(fā)動機 4、水平對置式發(fā)動機 5、轉子型發(fā)動機 6、VR型發(fā)動機l在接下來的時間里，讓我們逐個詳細介紹每種氣缸排列類型的內容缸體的直列形式缸體的直列形式l直列的簡介l直列

2、的類型l直列的優(yōu)缺點直列的簡介直列的簡介l“直列”可用L代表，后面加上汽缸數就是發(fā)動機代號。直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的發(fā)動機上。這種布局的發(fā)動機的所有氣缸均是按同一角度并排成一個平面，并且只使用了一個氣缸蓋，同時其缸體和曲軸的結構也要相對簡單，好比氣缸們站成了一列縱隊?，F代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發(fā)動機直列直列3缸缸lL3型發(fā)動機一般用在l1升以下的微型車上。l他結構簡單，維修方l便，制造成本也低，l直列的優(yōu)缺點l重量輕，比較省油。l如果一臺直列3臺機能l達到一臺直列4缸機的l動力性能，那當然是3l缸機要好些。直列4缸vL4型發(fā)動機儼然已成

3、了現代汽車的一種標準選擇。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，結構簡單，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；現代轎車大多為前置發(fā)動機前輪驅動方式，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缸機獲得了廣泛應用。直列四缸發(fā)動機 高爾夫的1.6升發(fā)動機 標致307的1.6升發(fā)動機 鋒范的1.5升發(fā)動機悅動的1.8升發(fā)動機 福特福特2.0排量排量Ecoboost DOHC L4發(fā)發(fā)動機動機 沃德十佳發(fā)動機之一 下面介紹目前的比較先進技術直列5缸 v直列4缸發(fā)動機外形

4、尺寸小巧，直列6缸機則運轉平穩(wěn)，如把它們二者進行折衷，發(fā)動機的排量不大不小，如在2升出頭，用直列5缸應是不錯的選擇，我國長春一汽曾生產過的奧迪100也是用直5發(fā)動機。由于直列5缸機存在很難解決的平衡問題，容易引起振動，因此直列5缸發(fā)動機現已不多見，只知道現在沃爾沃S60、S80還在用直5發(fā)動機。直列六缸 vL6型發(fā)動機現在主要用在前置發(fā)動機后驅方式的汽車上。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，現在寶馬的每個系列幾乎都有L6型發(fā)動

5、機。v至此，我們都知道了L型發(fā)動機的各種分類及其優(yōu)缺點，那么，是否意味著我們只需不L型發(fā)動機繼續(xù)完善就行了呢？那么，我們?yōu)槭裁催€需要V型發(fā)動機呢？顯然，L型發(fā)動機不能完全滿足人們的需求，于是，V型發(fā)動機以它更平穩(wěn)、更緊湊平穩(wěn)、更緊湊 、高強高強化化 ，在高端層次上，很大程度的取代了L型發(fā)動機 現代汽車比較重視空氣動力學，要求汽車迎風面越小越好，也就要求發(fā)動機蓋越低越好。另外，如果將發(fā)動機長度縮短，便能為駕乘艙留出更大的空間。 v由于汽缸之間已相互錯開布置，這便于通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率并且適合于較高的汽缸數。此外，V型發(fā)動機汽缸對向布置，還可抵消一部分振動，使發(fā)動機運轉更平順。說了那么

6、多，那么， V 型發(fā)動機的氣缸如何排列？ 那么，V 型式發(fā)動機的氣缸排成兩列，兩列氣缸的中心線夾角180，相鄰兩個氣缸以60度90度夾角，該型式一般用于6缸以上的雙數機型 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。它便于通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率并且適合于較高的汽缸數。 目前國產的中高檔車型中，不少采用V型6缸發(fā)動機，比如君威，帕薩特及奧迪A6等等。 V型發(fā)動機的缺點是必須使用兩個汽缸蓋，結構較為復雜。另外其寬度加大后，發(fā)動機兩側空間較小，不易再安排其它裝置。 V型發(fā)動機的汽缸數一般為5、6、8、10、12、16。那么我們就分別講一下各種不同類型的V型發(fā)動機的典型例子。 在

7、第一次聽說V5發(fā)動機時，不少同學認為可能是搞錯了：兩側汽缸數量不一樣一定不利于發(fā)動機平衡。那么V5發(fā)動機是否是合理、科學的存在呢？ 的確， V5發(fā)動機兩側汽缸數量不一樣一定不利于發(fā)動機平衡。 但據說用平衡塊將平衡問題解決后它的優(yōu)勢就顯現出來了。它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。現在大眾汽車公司生產的V5發(fā)動機廣泛裝在新甲殼蟲、高爾夫和寶來轎車上。 V6發(fā)動機的長度與直列4缸的相當，因此可以橫放在前輪驅動的轎車上，從而使它的應用范圍比直列6缸較廣； 現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列4缸發(fā)動機一樣常見。 V6發(fā)動機的汽缸夾角一般為60度或90度。

8、60度的夾角對V6的平衡性較好。vV6發(fā)動機的優(yōu)點：扭矩范圍較廣泛、功率比較強勁，主要用于中、大排量發(fā)動機。主要特點：發(fā)動機扭矩范圍寬廣、躁音較小、結構精細復雜、傳動的功耗損失較小，中段提速、后段提速較快，功率較高，發(fā)動機強化程度較高。vV8發(fā)動機應是高級車的“標配”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，在國內許多汽車制造商喜歡將V8用在四輪驅動的車上。v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Car

9、rera 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。道奇蝰蛇 至于V12發(fā)動機 ，使用它的汽車，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)動機工藝復雜，造價昂貴，重量奇大，油耗高。v現在裝配現在裝配V12發(fā)動機的發(fā)動機的豪華轎車豪華轎車有：奔馳旗有：奔馳旗艦艦S600S600、寶馬旗艦、寶馬旗艦760Li760Li、邁巴赫、勞斯萊、邁巴赫、勞斯萊斯新幻影；使用斯新幻影；使用V12發(fā)動機的發(fā)動機的跑車跑車有法拉利有法拉利的的456GT456GT和和ENZOENZO；蘭博基尼的蘭博基尼的“魔鬼魔鬼”、阿斯頓馬丁的阿斯頓馬丁的V

10、12 VantageVantage、埃多尼斯的、埃多尼斯的BEX38BEX38等等 至于V16發(fā)動機 ，在我看來，它的象征性意義要大于實用意義。 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”，這款不可思議的轎車以一臺V16型發(fā)動機為動力，發(fā)動機排量高達13.6升，能產生1000馬力的功率和1000磅英尺的扭矩 凱迪拉克在上世紀30年代制造出世界第一臺V16發(fā)動機，但與現在的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型氣缸排列v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

11、，它只是近似W形排列，嚴格說來還應屬V型發(fā)動機，至少是V型發(fā)動機的一個變種。 W型發(fā)動機是德國大眾專屬發(fā)動機技術。vW型發(fā)動機的設計思路是：利用兩個V型發(fā)動機，再組成一個V型發(fā)動機。將V型發(fā)動機的每側汽缸再進行小角度的錯開，就成了W型發(fā)動機?；蛘哒fW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,兩組V型發(fā)動機共用一根曲軸。v W型發(fā)動機是兼顧發(fā)動機效能和節(jié)省車室空間的最佳做法，數十年來許多頂尖的人才和技術競相投資在W型發(fā)動機設計，以制造出在運轉順暢和安靜性上遠遠超越V型發(fā)動機的革命性代替品。 vW型與V型發(fā)動機相比可將發(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

12、量也可輕些，但它的寬度更大，使得發(fā)動機艙更滿。 其實W型的與傳統(tǒng)的發(fā)動機效率差不了多少。減少的重量讓車子的操控更加靈活，W型發(fā)動機所省下來發(fā)動機室空間，也讓設計師能提供更多安全和操控的配備，以及更寬裕的室內乘坐空間。 vW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)動機上設計了兩個反向轉動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內部相互抵消。 v優(yōu)點：優(yōu)點：結構更緊湊，可結構更緊湊，可以容納更多的汽缸數，以容納更多的汽缸數，有更大的排量。有更大的排量。缺點：缺點：結構太復雜了！結構太復雜了！運轉平衡性也不好。運轉平衡性也不好。v由于成本高昂

13、用W發(fā)動機的只有大眾以及它旗下其他品牌的車輛，比如老帕薩特的W8，大眾輝騰、賓利歐陸和奧迪A8的W12以及布嘉迪的W16這些頂級車型上。v對置式氣缸式排列氣缸布置的特點v在上面介紹氣缸V型排列發(fā)動機的時候v已經提過，V型布局形成的夾角通常為v60（左右兩列氣缸中心線的夾角v180），而水平對置發(fā)動機的氣缸v夾角為180度。但是水平對置發(fā)動機的v制造成本和工藝難度相當高，所以目v前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠v商在使用。 保時捷水平對置6缸發(fā)動機 其實水平對置式發(fā)動機也屬于傳統(tǒng)往復活活塞塞式內燃機序列，只是氣缸氣缸排列方式有所不同，為什么沒有像氣缸直列或者V型布局的發(fā)動機那樣普及呢？（在這里，

14、我們可以通過結構特性和優(yōu)缺點結合來分析）優(yōu)點優(yōu)點：1、最大優(yōu)點是重心低。由于它的汽缸為“平放”，不僅降低了汽車的重心，還能讓車頭設計得又扁又低，這些因素都能增強汽車的行駛穩(wěn)定性。2、水平對置的汽缸布局是一種對稱穩(wěn)定結構，這使得發(fā)動機的運轉平順性比V型發(fā)動機更好，運行時的功率損耗也是最小。3、更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。此外，缸體的風冷散熱效果相對較好。缺點缺點：1、水平對置結構較為復雜2、發(fā)動機潤滑很難解決3、氣缸要求的材料較高，相應的成本也高4、高精度的制造要求5、保養(yǎng)成本很高6、機體較寬，不利于布局。從從V型發(fā)動機引入到型發(fā)動機引入到VR型發(fā)動機型發(fā)動機l發(fā)動機氣缸采用

15、V型布局，可以說在結構層面上克服了一些傳統(tǒng)直列布局的劣勢，但同樣，精密的設計讓制造工藝更復雜，同時由于機體的寬度較大，也不方便安裝其他輔助裝置。為了進一步的改善，使得發(fā)動機寬度有所縮小，于是便誕生了VR型發(fā)動機。VR型發(fā)動機是氣缸排列技術的一次新的發(fā)展方向。VR型發(fā)動機的介紹型發(fā)動機的介紹每種排列形式的發(fā)動機在重量、體積、運轉平穩(wěn)性、動力輸出特性上都有所不同，能更好的滿足不同車型對動力系統(tǒng)的需求 ，而VR發(fā)動機很好的將L型與V型發(fā)動機在各自尺寸上的優(yōu)勢集成在一起，以滿足各種不同路況，擁有更強勁的動力輸出。 VR發(fā)動機的汽缸夾角非常小，采用15度夾角的設計，兩列汽缸接近平行，汽缸蓋上火花塞的孔幾

16、乎并在一條直線上。VR發(fā)動機的特點就是體積特別小，所以非常適用于前置發(fā)動機平臺。VR發(fā)動機的氣缸排列形式發(fā)動機的氣缸排列形式可以清楚的看到VR6發(fā)動機的氣缸布局l15度夾角的設計，巧妙的解決了發(fā)動機在空間布局上的問題，但是這個看似通過減小V型夾角的簡單方式，卻帶來了有關振動、散熱以及進、排氣系統(tǒng)上的一系列相關問題。由此，引入平衡軸來有效降低發(fā)動機運轉時的振動。采用15度小夾角設計的VR6lVR6在進、排氣系統(tǒng)上采用的是不對稱的設計，氣缸與氣缸之間相互交錯意味著從進氣總管引入的新鮮空氣很難進入遠端的氣缸側，反之廢氣也很難從遠端的氣缸匯總到排氣總管。l同時由于進、排氣系統(tǒng)相對復雜的結構占用了氣缸蓋

17、的大量空間，使得氣缸蓋周圍的溫度很高。 早期SOHC兩氣門的VR6同時采用不同形狀的進氣道來控制空氣流速舉例大眾舉例大眾VR6發(fā)動機的發(fā)展與應用發(fā)動機的發(fā)展與應用l大眾旗下全新的VR6發(fā)動機一個較大的變化就是缸體材質由鑄鐵換成了鋁合金鑄造，讓發(fā)動機的散熱更良好。同時在進氣系統(tǒng)上，VR6發(fā)動機采用了塑鋼材質的進氣道。橫貫發(fā)動機頂部的進氣歧管l其實VR形式的發(fā)動機并不是由大眾公司所開創(chuàng)的，最早搭載此種發(fā)動機的廠商是意大利的Lancia，其中文名稱為藍旗亞。藍旗亞Lambda車型l大眾公司是從上個世紀的80年代開始著手VR發(fā)動機的設計與開發(fā)的，直至1991年，第一代VR6發(fā)動機被搭載在第三代帕薩特上。搭載2.8L VR6發(fā)動機的第三代帕薩特l在VR6的發(fā)展歷程中，最具代表性的是VR5發(fā)動機，排量減為2.3L。而且奇數氣缸的排列形式給人一種神秘感，但在結構上比VR6要更加簡單。這款發(fā)動機則被應用在當時的寶來、甲殼蟲和帕薩特等車型上。搭載VR5發(fā)動機的帕薩特B5VR發(fā)動機的前景發(fā)動機的前景l(fā)VR系列發(fā)動機可以堪稱汽車動力系