● 氣缸數(shù)(單位:個)
汽車發(fā)動機常用缸數(shù)有3、4、5、6、8、10、12、16缸。對于普通家用轎車來說,還是以3、4、6缸居多。其實在一定程度上,發(fā)動機氣缸數(shù)越多,也代表著這臺車的級別越高。由于缸數(shù)與發(fā)動機排量是相對應(yīng)的,所以它也與油耗和動力性是成正比的。
我們可以看到,在當(dāng)今節(jié)能減排的趨勢下,曾經(jīng)搭載V12、V10、V8發(fā)動機的車型都在通過引入渦輪增壓系統(tǒng)來減小氣缸數(shù),在動力維持不變甚至更優(yōu)的情況下,燃油消耗以及排放卻大大降低。
在這里我還想說一點,在不考慮其它因素的前提下,一臺發(fā)動機的氣缸數(shù)越多,它運轉(zhuǎn)起來所產(chǎn)生的振動就相對越小,這是由于在單位時間內(nèi)有更多的氣缸參與做功,導(dǎo)致做功間隔角減小,從而使得發(fā)動機做功更加連貫而自然。不過當(dāng)今發(fā)動機通過制造工藝的提升以及平衡軸等技術(shù)的應(yīng)用,即使一臺3缸發(fā)動機在抑制振動方面也做得十分出色。
● 每缸氣門數(shù)(單位:個)
每缸氣門數(shù)是指發(fā)動機每個氣缸所擁有的氣門數(shù),有兩氣門、三氣門、四氣門、五氣門,甚至是六氣門。氣門數(shù)越多,進、排氣效率越好,就像一個人跑步,累得氣喘吁吁時,需要張大嘴巴呼吸,但是配氣機構(gòu)也就越復(fù)雜,這將影響到發(fā)動機的壽命,所以綜合進、排氣效率以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等來看,四氣門技術(shù)是目前最為高效且在普遍使用的。
● 壓縮比
活塞在下止點時氣缸內(nèi)的最大容積與活塞在上止點時氣缸內(nèi)的最小容積之比,即為壓縮比,壓縮比可以表示混合氣體被壓縮的程度。
壓縮比是一個可以基本反映發(fā)動機工作效率高低的參數(shù),對于自然進氣式發(fā)動機來說,在不考慮其它因素的前提下,壓縮比的提高,則意味著發(fā)動機的性能和效率也得到相應(yīng)地提升。不過壓縮比也不能提得過高,因為這將會給汽油發(fā)動機帶來爆震,這種現(xiàn)象會嚴(yán)重影響汽油發(fā)動機的工作壽命,所以往往需要通過使用高標(biāo)號的汽油來減小爆震發(fā)生的可能性,F(xiàn)今的自然吸氣式發(fā)動機的壓縮比通常都在10.5:1左右,像馬自達創(chuàng)馳藍天技術(shù)所使用的發(fā)動機的壓縮比可以達到14:1,但其依然可以使用93號汽油,所以說高壓縮比的發(fā)動機不一定都要使用高標(biāo)號的汽油,這在于發(fā)動機某些系統(tǒng)(比如排氣)的特殊設(shè)計以及后期的具體調(diào)校。
● 配氣機構(gòu)
發(fā)動機中配氣機構(gòu)的作用是按照各個氣缸的工作順序以及工作循環(huán)的要求,定時開啟和關(guān)閉每個氣缸的進、排氣門,使新鮮空氣或混合氣進入氣缸,廢氣從氣缸排出。
目前常見的配氣機構(gòu)采用頂置凸輪軸的設(shè)計,具體還分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)。單頂置凸輪軸是本田最喜歡用的一種形式,它與自家的i-VTEC系統(tǒng)組成了一套較為獨特的配氣機構(gòu)。雖然DOHC是主流,但是我們也很難將這兩種頂置凸輪軸分出個孰優(yōu)孰劣。
此外,在美式大排量發(fā)動機中,還應(yīng)用一種較為常見的中置凸輪軸頂置氣門的配氣結(jié)構(gòu)布局,結(jié)合每缸兩氣門的設(shè)計,可以使得這種發(fā)動機在中低轉(zhuǎn)速區(qū)間獲得出色的充氣效率,從而在此轉(zhuǎn)速區(qū)間獲得優(yōu)異的動力輸出。
● 缸徑×行程(單位:mm)
缸徑是指氣缸的直徑,行程是活塞從上止點運動到下止點的距離。在不考慮其它因素的前提下,單純來看缸徑和行程的大小,我們可以得到:在排氣量不變的前提下,“小缸徑×長行程”的設(shè)計會使峰值扭矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速較低,適于中低轉(zhuǎn)速發(fā)動機,起步加速時的動力輸出強勁。
反之,“大缸徑×短行程”設(shè)計的發(fā)動機,因為活塞的每個行程較短,因此更適于高轉(zhuǎn)速的發(fā)動機,更高的極限轉(zhuǎn)速是它的專長,而想要起步加速快的話,就只能靠提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)了。
『當(dāng)今2.4L V8形式的F1發(fā)動機』
賽車發(fā)動機就是最好的例證,目前的F1發(fā)動機為2.4L排量V8形式,對于普通民用級發(fā)動機來說,2.4L的排量一般使用4氣缸的形式就足夠了,而F1的發(fā)動機則需要8個氣缸,這樣就使得活塞的運動行程特別小,偏向于高轉(zhuǎn)速的設(shè)計,而為了保證它的加速性能,這種發(fā)動機常用的工作轉(zhuǎn)速區(qū)間通常都在13000rpm以上。
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