图解汽车发动机技术2-汽车发动机分类

 

一、发动机发展史

发动机是汽车的心脏，是汽车动力的源泉。在这一章里主要介绍发动机的主要组成部件和系统原理。

汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。发动机在人类的探索中不断发展变化，先后经过了从外燃机到内燃机、从化油器到进气道燃油系统和燃油直喷系统的演变。

1. 蒸汽发动机的应用

18世纪中叶，瓦特发明了蒸汽机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车上载人。法国的古诺（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。

2.煤气发动机

1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代了蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等，和现代发动机极其接近。

3.四冲程发动机的发明

1867年，德国人奥托（Nicolaus August Otto）受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。

4.柴油发动机

1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。

5.转子发动机

1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机。转子发动机的零件数比往复活塞式发动机少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。日本东洋公司（马自达公司）买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上。由于排放和油耗的要求，这款发动机逐渐退出了汽车市场。

6.进气道燃油喷射发动机

进气道燃油喷射发动机就是把汽油直接喷射在进气道内，和空气混合后进入到发动机里面进行燃烧的发动机。

7.燃油直喷发动机

燃油直喷发动机就是让燃油直接喷射在气缸内，然后再和空气混合进行燃烧。采用燃油直喷的形式可以让燃油在很稀的条件下进行燃烧，这样能够节省更多的燃油。

二、发动机分类

（一）按气缸形式分类

1. 直列式发动机

它代表了最早的发动机开发水平。所有气缸成直线排列并与曲轴垂直。

优点：设计简单

缺点：大量的气缸导致发动机非常长，不适合于横向安装。

2. V 型发动机

为了让发动机缩短，V型发动机中的气缸布置成60°到120°的夹角，并让气缸的中心线与曲轴的中心线相交。

优点：发动机较短

缺点：发动机较宽，具有两个分离气缸盖，因而需要更复杂的设计和更大的发动机舱容积。

3. VR型发动机

为了满足在中低档车辆上横向安装大功率发动机的需要，VR型发动机诞生。六个相互成15°角偏置布置的气缸容纳在一个不太宽的且较短的发动机缸体上。此类发动机不同于早先的设计，只有一个气缸盖。这些优点，使得高尔夫等车辆上能够安装紧凑的VR6型气缸发动机。

4. W型发动机

W家族的发动机根据模块化设计原则糅合了两个“VR气缸组”。

单个气缸组内气缸之间的夹角为15°，两个VR气缸组之间的夹角为72°。

（二）按活塞运动方式分类

按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。前者活塞在汽缸内作往复直线运动，后者活塞在汽缸内作旋转运动。

（三）按所用燃料种类分类

根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油和柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机和柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。

（四）按冷却方式的不同分类

按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水冷式和风冷式两种。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式内燃机；而以空气为冷却介质的则称作风冷式内燃机，摩托车发动机多用风冷式。

（五）按工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类

活塞式内燃机每完成一个工作循环，便对外作功一次，不断地完成工作循环，才使热能连续地转变为机械能。在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。

（六）按照进气状态不同分类

按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增压和非增压两类。若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。