汽车发动机常用的气缸有3、4、5、6、8、10和12个。排量小于1升的发动机通常使用3缸(如夏利7100),1-2.5升通常为4缸,排量约为3升的发动机通常为6缸,排量约为4升的发动机为8缸,排量大于5.5升的发动机为12缸。
根据发动机布置,可分为W型12缸发动机(如大众辉腾W12、奥迪a8w12)、V型12缸发动机(如奔驰S600、宝马760)、W型8缸发动机(如帕萨特W8)、V型8缸发动机(如新奥迪a6l4.2)、水平对置6缸发动机(如斯巴鲁森林人),V型6缸发动机,直列式5缸发动机和直列式4缸发动机。一般来说,在同一缸径下,缸数越多,排量越大,功率越大;在同一缸径下,缸数越多,缸径越小,转速越高,从而达到以更大的提升力。
一般来说,在排量相同的情况下,气门越多,进排气效率就越好。就像一个人在疲劳时跑步和喘息一样,他需要张开嘴呼吸。传统的发动机通常每个气缸有一个进气门和一个排气门。这种双气门机构对于输出功率要求低的普通发动机,两个气门可以获得满意的发动机输出功率和扭矩性能。
大排量、大功率发动机应采用多气门技术,最简单的多气门技术是三气门结构,即在一进一排的两气门结构上增加一个进气门,近年来世界各大汽车公司新开发的汽车大多采用四气门结构。在四气门机构中,每个气缸有两个进气门和两个排气门。
需要指出的是,气缸和气门的数量可以作为判断发动机质量的标准之一,但并不是唯一的标准。例如,宝马的直列4缸2.0升发动机由于其独特的可变气门技术,在功率和扭矩输出方面不亚于普通的6缸发动机,这就是也是宝马318动力性能广受赞誉的原因。梅赛德斯-奔驰长期采用每缸3气门的技术,在动力、扭矩和环保方面也达到了很好的水平。此外,配备涡轮增压技术,宝来1.8t4缸发动机的功率和扭矩也能达到普通6缸发动机的e级。
发动机气缸数的差异如下:
1.三缸的使用不同,排量小于1L(目前为1.5T的一部分)的发动机通常使用三缸,排量为1-2.5升的发动机通常使用四缸;
2.气缸直径不同,一般情况下,在相同排量下,气缸越多,气缸直径越小,因此在相同排量下,三缸气缸直径大于四缸气缸直径;
3.动力和油耗不同,与三缸相比,四缸动力好,加速快,车身稳定,但油耗也会更高;
4.结构不同,与四缸发动机相比,三缸发动机减少了一缸,相应的减少包括一缸点火系统、供油系统、连杆、曲轴和凸轮轴,三缸发动机的结构比四缸发动机简单。
世界上有十缸的汽车发动机。比如装有V10发动机(10缸)的宝马的M5汽车。V10引擎采用自然吸气,从8250rpm起进入红区限制(发动机转速界限)。与上一代M5配备的V型8缸引擎相比,V10输出功率增加了25%,确保了1L排量超过100bhp的输出功率,这使M5具有了赛车般的超凡性能。
我们来了解下发动机的4缸、6缸、8缸、10缸、12缸、16缸的动态和特点。
直列4缸发动机
直列4缸发动机算是应用最广泛的发动机,小到长安奔奔,大到Q7、路虎,它几乎霸占了你所能见到所有的车型,它最大的特点就是有运行稳定、成本低、结构简单、尺寸紧凑等,当然它也是有缺点的,基本固定的尺寸,所以它不能适应过大排量。
代表性车型:新Q7、揽胜运动版。
水平对置4缸发动机
水平对置发动机一直是斯巴鲁的看家技术,除了斯巴鲁之外,保时捷也比较热衷这款发动机,虽然它比较小众,但它优点真有不少,它发动机活塞不同于直列或者V型发动机,它活塞是在水平方向上左右运动,这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。优点这么多的发动机,之所以难以普及就是因为制作成本和维修成本较高。
代表性车型:斯巴鲁BRZ、保时捷911
直列6缸发动机
说到直列6缸发动机,宝马是最具代表性的,也可以说是宝马把这款发动机发扬光大的,这种发动机比起V6最大优势在于结构简单,成本相对较低,运转也很平稳,适应排量范围也广,拓展性也强,不过他最大的缺点是太笨重,现在发动机技术越来越先进,四缸的动力效能都可达到老式直六发动机,而且它不直列六缸更小更轻,所以如今宝马不得不弃用它。
代表性车型:上一代宝马大部分车型
V型6缸发动机
'V型六缸发动机也比较常见,很多中型轿车的高配车型都采用了这款发动机,它的6个气缸分为2组呈V字形状布置,所以称为V6发动机,这样的布局一大优点就是每个气缸都相互协调,所以噪音很少,运转很平顺。而且V6发动机长度和高度尺寸小,布置起来非常方便,但是它技术相对复杂,成本也高,所以搭载它的车型都是中型顶配轿车以上。
代表性车型:博瑞旗舰型,众多中型轿车顶配车型。
V型8缸发动机
V型8缸发动机和6缸的结构是一样的,只是多了两个活塞,8个气缸分2组呈V字型排列。它最大的魅力是,动力强劲,而且相当平顺,与V10发动机相比重量更轻,体积更小,但是发动机功率相差并不大,而且比V10的成本更低,所以它是所有性能车型首选的发动机形式,而且在民用车的使用率也很高。
代表性车型:美国大排量肌肉车,大型皮卡和全尺寸SUV
V型10缸发动机
V型10缸发动机在大体结构上与V6、V8发动机无异,就是发动机变得更长了,同时排量也会更大,输出也会更大,同时制造也更复杂。在涡轮增压技术不成熟或者说是涡轮增压应用不广泛的时候,V10几乎是哪些超跑和极致追求速度车型的打底配置。
代表性车型:各品牌超跑入门级车型,比如奥迪r8,兰博基尼小牛
V型12缸发动机
V型12缸发动机算是V型发动机的巅峰了,因为它的体积是民用车型所能承受的最大值,而且它的性能也达到了我们所需动力的巅峰,不过如今发动机技术发达,V10发动机加装涡轮之后的动力几乎超过了V12的动力极限,而且成本也比它更低,所以现在V12发动机几本成为了各大豪华品牌旗舰车型的情怀配置。
代表性车型:奔驰s
W型16/12缸发动机
作为大众的“黑 科技 ”之一,W型发动机是一个更加极端的设计,它气缸数最多,排量最大,单它体积却与V8型一样大,而比传统的V12型要小得多,它的目的只有一个,就是造出全世界最猛的发动机,所以发完全不考虑成本,而且它只搭载上大众自己旗舰豪华车上和超级跑车上。