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缸徑?行程?進氣形式?這些參數到底什麼意思?

最近蘋果又出了新手機,演講台上只聽到什麼XX像素,XXGHZ,其實這些對於普通消費者來說並沒有什麼意義,因為我們只是看結果,但是,如果了解了參數的意思對於買東西來說還是有不少幫助,那麼一台發動機究竟有哪些參數呢?看完這篇文章,你就已經是半個專家了

發動機型號是發動機生產企業按照有關規定、企業或行業慣例以及發動機的屬性,為某一批相同產品編製的識別代碼,用以表示發動機的生產企業、規格、性能、特徵、工藝、用途和產品批次等相關信息。如燃料類型、氣缸數量、排量和靜制動功率等。

組成部分:

首部:包括產品系列代號、換代符號和地方、企業代號,有製造廠根據需要自選相應的字母表示,但須經行業標準標準化歸口單位核准、備案。

中部:由缸數符號、氣缸布置形式符號、衝程符號和缸徑符號組成。

後部:由結構特徵符號和用途特徵符號組成。

尾部:區分符號。同一系列產品因改進等原因需要區分時,由製造廠選擇適當的符號表示,後部與尾部可用「-」分隔。

排量是指排氣量,氣缸工作容積是指活塞從上死點到下死點所掃過的容積,又稱為單缸排量,它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是各缸工作容積的總和,一般用升(L)來表示。排量大的發動機做功便多,動力性便更強。

發動機排量是各缸工作容積的總和,排量L是排量mL四捨五入後的表現形式。

車輛的進氣形式是指它的燃油發動機在工作時其空氣進入發動機的形式,目前市面上常見的進氣形式分為:自然吸氣、渦輪增壓、雙渦輪增壓、機械增壓和雙增壓。

自然吸氣(英文:Naturally Aspirated)是汽車進氣的一種,是在不通過任何增壓器的情況下,大氣壓將空氣壓入燃燒室的一種形式。

渦輪增壓(英文:Turbo Boost),是一種利用內燃機(英文:Internal Combustion Engine)運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機(英文:Air-compressor)的技術。

雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現象,串聯一大一小兩隻渦輪或並聯兩隻同樣的渦輪,在發動機低轉速的時候,較少的排氣即可驅動渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力,減小渦輪遲滯效應。

機械增壓發動機,這個裝置安裝在發動機上並由皮帶與發動機曲軸相連接,從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉,從而將空氣增壓吹到進氣道機械增壓,此類增壓器是以不增加引擎排氣量為前提,使動力輪輸出提升的方法。是直接利用引擎出力來驅動增壓器,再將高密度空氣送入汽缸內以提高引擎的輸出功率。

雙增壓發動機,顧名思義就是指一台發動機上裝有兩個增壓器。如一台發動機上採用兩個渦輪增壓器,則稱為雙渦輪增壓發動機。如一台發動機上採用一個渦輪增壓器+一個機械增壓器,則稱為混合式雙增壓發動機。

氣缸排列形式,顧名思義,是指多氣缸內燃機各個氣缸排布的形式,直白的說,就是一台發動機上氣缸所排出的隊列形式。

目前主流發動機汽缸排列形式:

直列發動機,一般縮寫為L,比如L4就代表著直列4缸的意思。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以下排量的發動機上。這種布局的發動機的所有氣缸均是按同一角度並排成一個平面,並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。

所謂V型發動機,簡單的說就是將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定夾角布置一起(左右兩列氣缸中心線的夾角γ<180°),使兩組汽缸形成一個夾角的平面,從側面看汽缸呈V字形(通常的夾角為60°),故稱V型發動機。與我們上面介紹的直列布局形式相比,V型發動機縮短了機體的長度和高度,而更低的安裝位置可以便於設計師設計出風阻係數更低的車身,同時得益於汽缸對向布置,還可抵消一部分振動,使發動機運轉更為平順。比如一些追求舒適平順駕乘感受的中高級車型,還是在堅持使用大排量V型布局發動機,而不使用技術更先進的「小排量直列型布局發動機+增壓器」的動力組合。

其他汽缸排列方式:

W型發動機是德國大眾專屬發動機技術。將V型發動機的每側汽缸再進行小角度的錯開,就成了W型發動機。或者說W型發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型發動機共用一根曲軸。嚴格說來W型發動機還應屬V型發動機的變種。 W型與V型發動機相比可將發動機做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節省發動機所佔的空間,同時重量也可輕些,但它的寬度更大,使得發動機艙更滿。W型發動機最大的問題是發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。

水平對置發動機,一般縮寫為H。水平對置發動機的氣缸夾角為180度。但是水平對置發動機的製造成本和工藝難度相當高,所以目前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠商在使用。水平對置發動機的最大優點是重心低。由於它的汽缸為「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定性。同時,水平對置的汽缸布局是一種對稱穩定結構,這使得發動機的運轉平順性比V型發動機更好,運行時的功率損耗也是最小。當然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。不過它也有其缺點,除了因為水平對置結構較為複雜外,還有如機油潤滑等問題很難解決。顯然保時捷和斯巴魯都很好的解決了眾多技術難題,但高精度的製造要求也帶來了更高的養護成本,並且由於機體較寬,因而並不利於布局。

轉子發動機,也叫三角活塞旋轉式發動機,一般縮寫為R。轉子發動機又稱為米勒循環發動機,由德國人菲加士·汪克爾發明,之後這項技術由馬自達公司收購。一般發動機是往複運動式發動機,工作時活塞在氣缸里做往複直線運動,為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動,必須使用曲柄滑塊機構。轉子發動機則不同,它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往複式發動機相比,轉子發動機取消了無用的直線運動,因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小,重量較輕,而且振動和雜訊較低,具有較大優勢。相應缺點是發動機在使用一段時間之後容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題,增加油耗。另外其獨特的機械結構也造成這類引擎較難維修。

氣缸是指發動機內的圓筒形空室,裡面有一個由工作流體的壓力或膨脹力推動的活塞,某些特殊型發動機內的類似的、但非圓筒形的部分。汽車發動機常用缸數有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1升以下的發動機常用三缸,1~2.5升一般為四缸發動機,3升左右的發動機一般為6缸,4升左右為8缸,5.5升以上用12缸發動機。一般來說,在同等缸徑下,缸數越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸數越多,缸徑越小,轉速可以提高,從而獲得較大的提升功率。

每缸氣門數是指每個氣缸含有的進氣門+排氣門的數量總和。氣門(Valve)的作用是專門負責向發動機內輸入燃料並排出廢氣,傳統發動機每個汽缸只有一個進氣門和一個排氣門,這種設計結構相對簡單,成本較低,維修方便,低速性能較好,缺點是功率很難提高,尤其是高轉速時充氣效率低、性能較弱。為了提高進排氣效率,現在多採用多氣門技術,常見的是每個汽缸布置有4個氣門(也有單缸3或5個氣門的設計,原理一樣,如奧迪A6的發動機),4汽缸一共就是16個氣門,我們在汽車資料上經常看到的「16V」就表示發動機共16個氣門。這種多氣門結構容易形成緊湊型燃燒室,噴油器布置在中央,這樣可以令油氣混合氣燃燒更迅速、更均勻,各氣門的重量和開度適當地減小,使氣門開啟或閉合的速度更快。

壓縮比表示活塞由下止點運動到上止點時,氣缸內氣體被壓縮的程度。壓縮比是發動機的重要參數之一。現代汽車發動機的壓縮比,汽油機由於受到爆震的限制,壓縮比一般為8~11。柴油機沒有爆震的限制,壓縮比一般為12~22。氣缸最小工作容積,即活塞處於上止點時活塞上方的總容積,稱燃燒室容積,用Vc表示;而活塞在下止點時活塞上方的全部容枳,即氣缸最大容積,稱氣缸總容積,用Va表示。即ε=Va/Vc表示壓縮比。

一般汽車的發動機都採用氣門式配氣機構,其功用是按照發動機的工作順序和工作循環的要求,定時開啟和關閉各缸的進、排氣門,使新鮮空氣進入氣缸,廢氣從氣缸排出。氣門式配氣機構由氣門組和氣門傳動組兩部分組成,每組的零件組成則與氣門的位置、凸輪軸的位置和氣門驅動形式等有關。現代汽車發動機均採用頂置氣門,即進、排氣門置於氣缸蓋內,倒掛在氣缸頂上。

缸徑是指氣缸的直徑,行程是活塞運動行程上止點和下止點的距離。

舉個例子:一個汽車發動機,缸徑80毫米,行程90毫米,四缸的。那麼排量這麼算:40(半徑)平方x3.14x90=452160立方毫米=0.45升(1立方分米=1升),發動機總排量=0.45x4=1.8L。

行程也叫衝程,指的是發動機活塞從上止點運行到下止點之間的距離。這個參數對於發動機性能取向有著至關重要的意義。在發動機排量一定的情況下,發動機可以有兩種設計思路:大缸徑小行程和小缸徑大行程。小行程意味著活塞的行程相對較小,這也就意味著活塞更容易在單位時間內往複運行更多的次數,也就是說更容易達相對高的轉速。而大行程則意味著活塞行程相對較大,這也就意味著活塞擁有更長的加速距離,也就是說更容易輸出相對高的扭矩。另外小行程決定了發動機缸體高度就會相對較小,因此重心更低;反之,大行程決定了發動機重心會更高。

最大馬力是指的該車可以實現的最大動力輸出,馬力使用Ps做單位。和最大功率數據是一個意思。功率是指物體在單位時間內所做的功。功率越大轉速越高,汽車的最高速度也越高,常用最大功率來描述汽車的動力性能。最大功率一般用公制馬力(Ps)或千瓦(kW)來表示,1Ps等於0.735kW。

最大功率是指的該車可以實現的最大動力輸出,功率使用kW做單位。和最大馬力數據是一個意思。最大功率一般用公制馬力(PS)或千瓦(kW)來表示,1PS等於0.735kW。

發動機的輸出功率同轉速關係很大,隨著轉速的增加,發動機的功率也相應提高,但是到了一定的轉速以後,功率反而呈下降趨勢。因此,發動機在達到最大功率時對應的轉速稱為最大功率轉速。一般在汽車使用說明中轉速的單位用r/min來表示,如最大功率為100ps/5000r/min,即在每分鐘5000轉時最高輸出功率100馬力。

扭矩是發動機性能的一個重要參數,扭矩越大,發動機輸出的「勁」越大,曲軸轉速的變化也越快,汽車的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。但是扭矩隨發動機轉速的變化而不同,轉速太高或太低,扭矩都不是最大,只在某個轉速時或某個轉速區間內才有最大扭矩,這個區間就是在標出最大扭矩時給出的轉速或轉速區間。最大扭矩一般出現在發動機的中、低轉速的範圍,隨著轉速的提高,扭矩反而會下降。

扭矩是發動機性能的一個重要參數,是指發動機運轉時從曲軸端輸出的平均力矩。最大扭矩一般出現在發動機的中、低轉速的範圍,隨著轉速的提高,扭矩反而會下降。最大扭矩轉速單位為rpm,表示發動機在此轉速下出現最大扭矩。

現今汽車發動機技術突飛猛進,很多廠商都擁有自己的獨特技術,例如可變氣門正時、可變汽缸、分層燃燒等,這些技術均可實現對發動機性能的提升目的。比如本田的VTEC,這是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程兩種不同情況的氣門控制系統。

發動機的燃料形式有柴油、汽油、和油電混合,另外還有一些以電力作為驅動力的電動車。我們目前見到的車大多都是以汽油和柴油為燃料,不過油電混合和純電動車也在慢慢發展起來,這也會是以後的一個趨勢。

這裡主要講講汽油的標號。汽油標號是實際汽油抗爆性與標準汽油的抗爆性的比值。標號越高,抗爆性能就越強。標準汽油是由異辛烷和正庚烷組成。並不是標號越高越好,要根據發動機壓縮比合理選擇汽油標號,不過一般按原廠建議的添加相應的燃油即可。2017年的元旦凌晨,全國範圍內全面實施國五標準,全部停止銷售低於國五標準的車用汽、柴油,原來大家一直非常習慣的90#、93#、97#汽油慢慢退出歷史舞台,全部調整為89#、92#、95#、98#汽油。

發動機的工作需要燃燒混合氣做功,而將燃料與進入發動機的空氣混合的方式就是供油方式。汽車發動機燃油供給方式主要分為化油器、單點電噴、多點電噴和直噴、混合噴射。化油器是在發動機工作產生的真空作用下,將一定比例的汽油與空氣混合的機械裝置,是傳統的汽油發動機一直廣泛採用的燃油供給方式。但是常常會致使發動機經常處於不充分燃燒的狀態,尾氣排放中有害物質含量無法滿足日益嚴格的排放法規,同時會產生較高的油耗,現在已經逐漸被淘汰掉了。

單點電噴是指只有一個噴嘴負責向各缸噴油,噴嘴位於未分成進氣歧管之前的進氣管上,其噴油量大小根據油門大小而定。由於進氣歧管長短不一,位置有遠近,因此噴入每個氣缸的混合油氣的量和時間都不一致,從而導致每個氣缸工作狀況有差異。有著結構簡單,成本較低的優點。

多點電噴的噴射器安裝在每個氣缸的進氣管上,汽油的噴射是由多個地方(至少每個氣缸都有一個噴射點)噴入氣缸的。空燃比的控制比單點噴射更精確,可以根據正時進行噴油,對噴油量、噴油時刻進行精確控制,所以多點噴射發動機的排放更好,更經濟省油。

直噴指將噴油嘴設置在進排氣門之間,使高壓燃油直接注入燃燒室平順高效地燃燒。直噴的優點是在低負荷的時候才體現出來的,在低負荷時,噴油嘴只噴出最低限度的油量集中在火花塞的周圍,氣缸內的其他部分都是空氣。在燃燒的時候,空氣層會隔絕掉熱,能夠減少熱量向汽缸壁的傳遞,從而減少了熱量的損失,從而提升發動機的熱效率。

混合噴射是為了解決單純依靠缸內直噴技術發動機所存在的排放、積碳等問題,滿足日益嚴格的環保法規,發動機混合噴射技術應運而生。混合噴射是指將燃油噴射系統由缸內直噴和歧管噴射組合而成的噴射系統,取兩者的優點,並弱化兩者的弱點。不僅可以提高發動機的工作效率,還避免了直噴發動機在低負荷工況下因氧氣過量導致的排放問題。

氣缸蓋一般採用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成,由於鋁合金的導熱性好,有利於提高壓縮比,所以近年來鋁合金氣缸蓋被採用得越來越多。缸蓋安裝在缸體的上面,從上部密封氣缸並構成燃燒室。它經常與高溫高壓燃氣相接觸,因此承受很大的熱負荷和機械負荷。水冷發動機的氣缸蓋內部有冷卻水套,缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環水來冷卻燃燒室等高溫部分。缸蓋上還裝有進、排氣門座,氣門導管孔,用於安裝進、排氣門,還有進氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上有安裝火花塞的孔,而柴油機的氣缸蓋上有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發動機的氣缸蓋上還有凸輪軸軸承孔,用以安裝凸輪軸。

缸體材料應具有足夠的強度、良好的澆鑄性和切削性,且價格要低,因此常用的缸體材料是鑄鐵、合金鑄鐵。但鋁合金的缸體使用越來越普遍,因為鋁合金缸體重量輕,導熱性良好,冷卻液的容量可減少。啟動後,缸體很快達到工作溫度,並且和鋁活塞熱膨脹係數完全一樣,受熱後間隙變化小,可減少衝擊雜訊和機油消耗。而且和鋁合金缸蓋熱膨脹相同,工作可減少冷熱衝擊所產生的熱應力。

汽車是一個流動的污染源,排放的主要污染物有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)等,都是污染環境的物質,需要加以控制。汽車污染物的排放源來自排氣管、曲軸箱和燃油系。汽車的排放標準就是為了控制汽車污染物排放而制訂的。為了抑制這些有害氣體的產生,促使汽車生產廠家改進產品以降低這些有害氣體的產生源頭,歐洲和美國都制定了相關的汽車排放標準,汽車排放標準隨汽車保有量的增加和人氣環境的惡化不斷進行補充、細化和加嚴。2018年1月1日期,全國機動車將全面實施國五排放標準。

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