1.水平对置发动机(H型)
水平对置发动机,发动机活塞平均分布在曲轴两侧,在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,使发动机转速得到很大提升,减少噪音。
特点:
①:低重心:产生的横向震动容易被支架吸收、有效将全车较重的发动机重心降低,更容易达到整体平衡。
②:低振动:活塞运动的平衡良好(180度左右抵消)。相比直列式,在曲轴方面所需的平衡配重因素减少,有助转速提升。它能保持650转的低转速,并保证发动机平稳的工作。同样相比其它发动机型式油耗最低。
优点:
水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时,水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。
缺点:
那为什么其它厂家没有研发水平对置发动机呢?除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。
同时,由于活塞水平放置和其自身重力的作用,其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样,这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损,底部会磨损的要多一些。
还有一点就是,水平对置能够抵消横向的振动,只是一种理想状况,如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合,也会造成缸压不等,这就会造成横向力不等,这种情况下同样会造成左右抖动。
2.直列式发动机(L型)
直列发动机,它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面,它的缸体和曲轴结构简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。其缺点是功率较低。
优点:
稳定,成本低,结构简单,运转平衡性好,体积小稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。
缺点:
功率较低,并不适合6缸以上的发动机采用。
3.V型发动机
V型发动机就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起,使两组汽缸形成有一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形的发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。国产的中高档车型中,不少采用V型6缸发动机,比如君威,帕萨特及奥迪A6等等。
优点:
运转比较平稳,振动与噪声较小,高度较低,长度较短,能为驾乘舱留出更大的空间。
缺点:
必须使用两个汽缸盖,结构相对复杂,价格也较贵。
4.W型发动机
W型发动机,W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度),就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。
优点:
结构更紧凑,可以容纳更多的汽缸数,有更大的排量。
缺点:
结构太复杂了!运转平衡性也不好。
5.转子发动机(R型)
转子发动机(Wankel Engine、Rotary Engine)是由德国人菲加士·汪克尔(Felix Wankel,1902-1988)所发明,他在总结前人的研究成果的基础上,解决了一些关键技术问题,研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放,与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。
优点:
转子引擎的转子每旋转一圈就作功三次,与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比,具有高马力容积比(引擎容积较小就能输出较多动力)的优点。另外,由于转子引擎的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件,与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化,发生故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外,转子引擎的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心、震动小等。
缺点:
油耗高,污染重。由于没有往复式发动机的高压缩比,使得燃烧不能够很充分。虽然马自达公司曾经给转子发动机增加了单涡轮增压和双涡轮增压等装置,但只是提高了输出马力,并适度的减少了尾气排放,但还是与往复式发动机有着很大的差距。
磨损严重,零部件寿命短。由于三角转子引擎的相邻容腔间只有一个径向密封片,径向密封片与缸体始终是线接触,并且径向密封片上与缸体接触的位置始终在变化,因此三个燃烧室非完全隔离(密封),径向密封片磨损快。引擎使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,大幅增加油耗与污染。其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。
6.自然吸气发动机
工作原理:
自然吸气式是没有增压器的,指空气单纯经过空气滤清器——节气门(我们俗称的“油门”)——进气歧管——到达“汽缸”,汽油是通过喷油嘴直接喷射在进气歧管里的(通常说是电子燃油喷射,现在最新的技术是缸内喷射了,代表是大众迈腾)。
以四缸发动机为例,一个活塞作一次功有四个行程:下行(进气门打开,存在压力差,空气和燃油的混合气在压力差的作用下进入汽缸)——上行(进气门关闭,压缩混合气,活塞上行到最高点时点火)——又下行(混合气燃烧膨胀,推动活塞对外作功,输出动力)——又上行(排气门打开,排气)。
自然吸气式就是指在上面第一个行程中,混合气是靠自然形成的压力差进行吸气,增压式就是指先把气体压缩,提高气体的压力和密度,当气门打开的时候靠压力差和气体自身的高压来增加进气量,提高功率。
优点:
技术成熟,稳定性较高,加速响应快,动力输出线性平顺,保养便宜。
缺点:
跟涡轮发动机相比动力、油耗上有差距。
7.涡轮增压发动机
涡轮增压发动机指的是配备涡轮增压器的发动机。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
优点:
涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机的功率和扭矩。涡轮增压发动机不仅更加省油,并且会使排放物中的CO(一氧化碳),CH(碳氢)和PM(微粒)下降。
涡轮增压发动机结构简单,安装方便,技术适应性广,从低速到高速、从二冲程到四冲程、小缸径到大缸径都可以应用。另外涡轮增压发动机的噪声相对自然吸气发动机来说更小。
缺点:
1、提速问题
诚然,涡轮增压的确能够提升发动机的动力,不过它的缺点也有不少,其中最明显的就是动力输出反应滞后。由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓,也就是说从你大脚踩油门加大功率,到叶轮转动将更多空气压进发动机获得更大动力之间存在一个时间差。一般经过改良的涡轮增压也要至少2秒左右来增加或者减少发动机动力输出。
2、加速问题
随着技术的进步,虽然各个使用涡轮增压的厂家都在对涡轮增压技术进行改进,但是由于设计原理问题,因此安装了涡轮增压器的汽车驾驶起来的感觉是和大排量的汽车有一定差异的。
3、启动机会少
经过了增压之后,发动机在工作时候的压力和温度都大大升高,因此发动机寿命会比同样排量没有经过增压的发动机要短,而且机械性能、润滑性能都会受到影响,这样也在一定程度上限制了涡轮增压技术在发动机上的应用。因此,及时对气缸进行降温,是目前需要突破的一个重大问题。