人人都是理科生 10张GIF动图看懂8款发动机工作原理

人人都是理科生 10张GIF动图看懂8款发动机工作原理

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2016-10-27 16:00

一些金属组成的结构配上远古时代的化合物就能让数十吨的物体飞速移动，让我们通过8张动图来感受汽车发动机工作时的机械美学！

1水平对置发动机

水平对置发动机通常也被称为B型发动机，如B6、B4，分别代表6缸和4缸发动机。由于水平对置发动机的气缸呈水平相对的方式排列，活塞在水平方向上进行往复运动，就像拳击手在出拳搏击一样，B型发动机因此得名。故水平对置发动机通常也被称为BOXER。

水平对置发动机的本质依然为往复活塞式内燃机，依然采用了曲柄连杆机构作为运动系统，因此它有普通发动机的优缺点也有自己的独特特征。

水平对置发动机的一大特点是两侧活塞产生的力矩可以相互抵消，除了降低车辆行驶中所产生的震动以及提升发动机转速以外，重心的降低也能使车辆行驶更加平稳。然而，由于水平对置发动机对机油和冷却系统的要求比其他类型发动机更为严格，开发成本也较为高昂，如今使用水平对置发动机的汽车已并不多见。保时捷和斯巴鲁是使用水平对置发动机的典型厂商。

2直列6缸发动机

直列发动机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。直列六缸发动机，简称L6，是指拥有6个气缸，且一字排开的发动机结构。

直列发动机具有稳定、结构简单、低速扭矩特性好、燃料消耗少、尺寸紧凑造价低廉等优点，应用广泛。但一旦增加缸体数目，直列发动机的体重和三围就会没节操的跟着增长。上图展示的是一款6缸直列式发动机。宝马是小数仍然生产直列六缸发动机的车厂，配置于其高性能的前置后驱房跑车之中。

3V型发动机

V型发动机的所有汽缸被分成了两组，相邻汽缸呈一定的夹角，从侧面看汽缸呈V字形。这种设计方式可以抵消一部分振动，提供比较平稳的运行，缺点是必须使用两个汽缸盖，结构相对复杂，价格也较贵。另外其宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其它装置。

目前应用最广泛的V型发动机是V6发动机，并且大部分V型发动机都为偶数缸设计，当然也不乏有V5、V7和V9这类奇葩型号。

当前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。欧洲的豪华轿车往往采用8缸以上的V型发动机设计，比如劳斯莱斯的、奔驰顶级的S600轿车等都是V12发动机（如下图）。

4星型发动机

星型发动机是一种气缸环绕曲轴呈星型排列的一种活塞式发动机，气缸数多为奇数。有5缸，7缸，9缸，为了增加功率还可以将其多排叠加，将多个汽缸组排成好几排，最多竟然能到4排×7缸，普·惠公司的巨黄蜂 R-4360达到28个汽缸。星型发动机可靠性高，重量轻，功率提升潜力大。

在喷气发动机出现之前，活塞式飞机发动机大多采用星型设计，因其曲轴短、战场生存性强，再因其结构紧凑占用飞机空间小而被舰载机广泛使用；其余发动机则采用V型设计。现代的一些轻型飞机则采用直列或水平对置型发动机。

5转子发动机

转子发动机是由德国人菲加士·汪克尔发明。它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。

转子发动机具有尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，小引擎容积就能输出较多动力等优势。转子发动机可以把热能转为旋转运动，将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。但由于油耗高，污染重，部分标准欠缺以及零部件寿命短等原因，目前采用转子发动机的汽车越来越少。与转子发动机渊源很深的车企有马自达，对这部分历史感兴趣的可去度娘一下。

6奎西发动机

奎西发动机是一种基于转子发动机的改进型发动机，与一般转子发动机的三叶片不同，奎西发动机使用了四部分组成的链条式转子，使得其具有四个冲程，兼顾了四冲程发动机和转子发动机的优点。是一种体积小、马力大、低转速、大扭矩，可使用多种新型能源的新型发动机。但目前发展还处于初级阶段。

不过，未来对于奎西发动机的展望很多，它可应用于汽车外的领域。因为这种发动机的中心区域庞大，且无需使用中心轴，因此它可以容下发电机、推进器和其他输出设备，从而使其成为能够驱动链锯、航空动力伞、雪地车、空气压缩机、舰船推进系统和发电厂的理想发动机。

7蒸汽发动机

蒸汽发动机具有管形液体容器，加热和冷却装置分别设置在液体容器的加热和冷却部分，而输出装置连接到液体容器，以便输出装置通过液体容器中的液体压力变化操作，以产生电力。

蒸汽发动机有很多优点，例如更少的污染、更安静的运行、在低速下能提供更高的扭矩、没有传输要求、更长的使用寿命，更低的维护费用等。

▲效率超高造型怪异的格林蒸汽发动机，专门为固定和航行应用而设计的高效、经济、搭建简单的驱动装置。

8二冲程发动机

二冲程发动机，顾名思义，在两个行程内完成一个工作循环的发动机。二冲程发动机曲轴转一圈，发动机对外作功一次。具有轻便，简易，制造成本低廉的优点。

二冲程发动机大都应用在摩托车、水上摩托艇以及链锯等特殊设备领域。相比传统的四冲程发动机，二冲程发动机的结构更加简单，自重也要轻，因为轻便和双倍动力的结合而具有更高的推重比。但二冲程发动机的润滑系统很差，零部件与润滑油的损耗都比传统四冲程发动机快，燃油消耗也较为严重。

9小结

感谢机械师们在技术领域的不懈探索与对便捷生活的狂热追求，多样化的发动机得以背负重大使命的姿态出现在我们的世界里，并改变我们的生活，让我们能更好地享受汽车带来的福利。

文章综合网络资料整理。