人们常说发动机是汽车的“心脏”,但很少有人了解它复杂的机械结构是如何驱动车辆行驶的,对现阶段的发动机技术更是一头雾水,所以今天小编就来给大家简单讲述一下发动机结构。
初看发动机设计你会感觉非常复杂,但对于我们普通人而言只需了解其主要部件即可,例如:气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等,因为它们是直接或间接参与发动机运转的主要零部件。
气缸
气缸是整个发动机的主要部件之一,是安装活塞、连杆和其他零部件的基本骨架,我们常说的4缸、6缸、12缸指的就是它的数量,理论上来说气缸越多车辆排量越大,动力更加强劲且运行平顺性更好。关于平顺性问题,最引人注目的应该是3缸机抖动问题,小编在此可以明确地说3缸发动机不可能不抖,因为它的物理结构决定了其运转起来一定会比4缸及以上机型抖动得多,而且各大厂商目前只能通过各种手段对抖动进行抑制,并不能将其根除。虽然三缸机抖动不能消除,但小编要表明一个观点,那就是在驾驶三缸车之前你如果没有查阅资料,也没有人向你说明这台车是三缸,单凭驾驶感受你根本感觉不出来它与四缸的差异,因为现在的抖动抑制方法已经做得非常不错。
除去上述描述外,气缸根据排列方式的不同分为V型、L型、H型、W型。其中V型就是气缸分两侧排列,整体看上向一个V型字母,一般8缸、6缸采用V型排列较多;L型又称为直列型,一般4缸、3缸常采用此结构,但也有例外,比如名声响亮的宝马直列6缸发动机,该款发动机经常入选“沃德十佳发动机榜单”;H型发动机又称为水平対置,与V型、L型不同的是它的气缸保持与地面水平的方式进行排列,所以横向宽度更大,使用该排列方式的车型较少,只有斯巴鲁和保时捷采用,但也并非全系均为水平対置,比如保时捷的卡宴与帕拉梅拉都采用V型发动机,而911系列则采用了水平対置排列;W型发动机使用频率更低,它由两个V型结构构成,一般用于12缸车型,例如:奔驰AMG S65、奥迪A8 W12,、宝马760Li等。
除去上述带有缸体的发动机外,还有一款发动机名为“转子发动机”,其结构与传统发动机不同,因为超高的油耗导致现如今已基本被放弃,只剩马自达仍在对其进行研究,典型的车型有马自达RX-7,这也是动漫《头文字D》中高桥启介的爱车。
活塞
活塞是发动机缸体内部的主要结构之一,它如同一个圆柱体被放置在气缸内,通过在上、下止点间往复运动进行做功,为车辆提供动力,具体的原理我们会在下文进行阐述。
连杆
连杆是发动机缸体内部传递作用力的装置,它位于活塞和曲轴之间,可以将活塞的上下往复运动改变为旋转运动传递给曲轴。
曲轴
曲轴是驱动车辆的核心,它可以接收来自连杆传递的旋转力,并将该转矩输出,最终转变为车辆的驱动力。
文中我们只聊到了活塞、连杆和曲轴,原因在于虽然发动机结构复杂,但是其运转主要依托于这三个部件。大家都知道现阶段发动机采用四冲程设计,即发动机的运转主要由进气、压缩、做功、排气四个步骤组成,而其中提供能量输出的过程只有一个就是“做功”。其具体流程为:空气由进气口进入缸体,活塞开始上移到上止点,对空气进行压缩,随后顶部火花塞将油雾和氧气组成的混合气体点燃,发生爆炸迸发出能量,推动活塞向下运动,排放出废弃气体。在这整个过程中混合气体爆炸会产生大量能量,但是吸气、压缩、排气三个流程又会消耗能量,所以此时就需要飞轮的介入。
飞轮是放置在曲轴动力输出端一侧的能量储存工具,在做功行程中发动机传输给曲轴的能量,除对外输出外,还有部分能量被飞轮吸收,从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中,飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功,从而使曲轴转速不致降低太多。最终保证稳定的动能输出。
编者按:
发动机是汽车的心脏,它的结构也及其复杂,但对于我们普通人而言只需了解皮毛就可以在茶前饭后多一些谈资。这期我们简单讲述了现阶段四冲程发动机的运转原理与重要零部件在运转过程中所发挥的作用,置于其供油方式、特有技术我们也会在未来慢慢道来。
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