汽车发动机(Engine)构造-气缸排列形式(V、W、水平对置)零部件示意图

目录：

气缸排列形式

• 3.1 内燃机和外燃机
• 3.2 发动机气缸的排列形式
• 3.3 V形发动机的优缺点
• 3.4 W形发动机应用少
• 3.5 W形发动机构造图
• 3.6 水平对置发动机

气缸排列形式

Cylinder Arrangement

3.1 内燃机和外燃机

外燃机

• 利用燃料在发动机气缸的外部燃烧来产生动力的。
• 如早期的蒸汽机，它利用燃料（木材、煤、煤气、柴油等）烧开锅炉中的水，使之产生高压蒸汽并进入气缸内，利用蒸汽压力推动活塞做功，从而产生动力。
• 比如原来火车上用的蒸汽机，发电厂和轮船上使用的汽轮机等，都是外燃机。

内燃机

• 是相对外燃机而言的，它的燃料在气缸内燃烧。
• 现在，汽车上用的汽油发动机和柴油发动机，都是内燃机。

外燃机(左)和内燃机(右)工作原理图示

• 
   ------- 

3.2 发动机气缸的排列形式

3种气缸排列形式

• 在往复式活塞发动机中，汽车发动机一般由多个圆筒状的气缸组成，每个气缸可以独立工作。
• 所有气缸的动力汇合在一起，共同驱动汽车前进。
• 气缸可按不同形式组合，从而产生出不同形式的发动机。
• 目前，最常见的有3种气缸排列形式：直列、V形和水平对置。
• 注：W形气缸排列形式，较为少见，且与V形发动机较为相似

3种气缸的演变

• V形发动机和水平对置发动机，都可看成是由直列发动机演变而来的。
• V形发动机：
• 将所有气缸分成两组，把相邻气缸以一定的夹角布置在一起（一般为90°），从侧面看气缸呈V字形
• 水平对置发动机：
• 将V形发动机的夹角继续扩大到180°，让相邻气缸成对立设置
  

直列发动机气缸排列示意图

• 

水平对置发动机气缸排列示意图

• 

宝马V8发动机构造示意图

• 
• 

3.3 V形发动机的优缺点

优点：

• 高度和长度相对直列发动机较小，在汽车上布置起来较为方便 (发动机舱盖更低，驾驶舱更大)
• 气缸成一角度对向布置，还可以抵消一部分振动

缺点：

• 必须使用两个气缸盖，结构较为复杂。
• 宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其他装置。

3.4 W形发动机应用少

W形发动机的构成

• 将V形发动机的每侧气缸再进行小角度的错开（如大众汽车W8发动机为15 °），就成了W形发动机。

与V形发动机相比，W形发动机

• 发动机和曲轴更短，能节省空间，减轻重量。
• 但是，宽度更大，使得发动机舱更满

W形发动机最大的问题:

• 发动机由一个整体被分割为两个部分，在运作时引起的振动更大
• 现在应用极少。

针对这一问题，大众汽车:

• 在W形发动机上设计了两个反向转动的平衡轴，让两个部分的振动在内部相互抵消。
• 现在，只有大众汽车集团某些品牌车型采用W形发动机，如W8、W12和W16等发动机

3.5 W形发动机构造图

• 奥迪W12发动机构造图
  
• W形发动机气缸夹角示意图
  
• W12发动机气缸排列示意图
  
• W12发动机气缸体
  

3.6 水平对置发动机

水平发动机

• Boxer Engine，“拳击手发动机”，简称为B型发动机。比如B6、B4发动机，分别代表水平对置6缸和4缸发动机
• 所有气缸呈水平对置排列，就像是拳击手在搏斗，活塞就是拳击手的拳头

水平发动机的优点：

• 相邻两个气缸水平对置，相互抵消振动，使发动机运转更平稳。
• 重心低，能让车头设计得又扁又低，增强行驶稳定性。
• 发动机左右对称，变速器等可放置在车身正中，让汽车左右重量对称
• 而大多数汽车的重心偏向一侧
• 动力输出轴方向与传动轴方向一致，不需要改变动力传递方向，直接与离合器、变速器对接，提高动力传递效率，起动和加速更迅猛。

水平发动机的缺点：

• 维修不方便，而且各缸点火间隔不一致，使其排气声音比较怪异。
• 普通汽车极少装配水平对置发动机，现在只有保时捷、斯巴鲁和丰田等仍在生产和使用这种发动机

水平对置6缸发动机构造图

摘自：汽车为什么会跑：图解汽车构造与原理（第3版）180页.pdf