汽車心臟 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列影響車輛的平順性

    目前，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)類型大致分為L型、V型、W型、H型以及三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)等等。

    同樣是發(fā)動(dòng)機(jī)，這些不同的氣缸排列有何區(qū)別呢？

    今天就來看個(gè)究竟!

    L型

    是最常見的氣缸布局形式

    目前，應(yīng)用最廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸布局是L型。尤其是在2.5L以下排量的發(fā)動(dòng)機(jī)上。那么L型發(fā)動(dòng)機(jī)是什么樣的結(jié)構(gòu)呢？一汽大眾高級(jí)工程師洪治平告訴記者：“顧名思義，L型布局的發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸均是按同一角度并排成一個(gè)平面，并且只使用了一個(gè)氣缸蓋，同時(shí)其缸體和曲軸的結(jié)構(gòu)也要相對(duì)簡單。具體來說，我們常見的大致有L3、L4、L5、L6型四款。這種布局發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于尺寸緊湊，穩(wěn)定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少，當(dāng)然也意味著制造成本更低。此外，L型氣缸布局的發(fā)動(dòng)機(jī)體積也比較緊湊，可以適應(yīng)更靈活的布局，也更加方便于布置增壓器類的裝置。其主要缺點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的功率較低，并不適合配備6缸以上的車型。”

    目前，L4是L型發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)，L3目前在一些小排量車型上應(yīng)用，L5幾乎很少被使用了，而L6目前也只有寶馬在使用。據(jù)寶馬的一位工作人員告訴記者：“在2004年，寶馬集團(tuán)推出了全新的3.0L鎂鋁合金直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，這款發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為190kw，最大扭矩也達(dá)到了300Nm。相比驕人的數(shù)據(jù)而言，更值得稱道的是，它是第一臺(tái)量產(chǎn)的鎂鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)。而相比之下，鎂材質(zhì)要比傳統(tǒng)鑄鐵輕80%，比傳統(tǒng)鋁制材料輕35%。因而得益于應(yīng)用鎂鋁合金材質(zhì)的曲軸箱要比從前的全鋁曲軸箱輕了10kg，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量也僅為161kg，是同一性能等級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中最輕的。此外，這款L6缸發(fā)動(dòng)機(jī)上還應(yīng)用了全新的Valvetronic可變正時(shí)氣門系統(tǒng)。可以根據(jù)油門的位置，無級(jí)地調(diào)整進(jìn)氣閥門的升程和關(guān)閉時(shí)間，從而節(jié)省12%的燃油。”

    V型發(fā)動(dòng)機(jī)

    平順性好于L型發(fā)動(dòng)機(jī)

    除了L型發(fā)動(dòng)機(jī)之外，V型發(fā)動(dòng)機(jī)也是應(yīng)用較為廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)之一。V型發(fā)動(dòng)機(jī)是將所有汽缸分成兩組，把相鄰汽缸以一定夾角布置一起，使兩組汽缸形成一個(gè)夾角的平面，從側(cè)面看汽缸呈V字形，故稱V型發(fā)動(dòng)機(jī)。洪治平介紹說：“V型發(fā)動(dòng)機(jī)與L型的布局形式相比，V型發(fā)動(dòng)機(jī)縮短了機(jī)體的長度和高度，而更低的安裝位置可以便于設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)更低的出風(fēng)阻系數(shù)的汽車，同時(shí)得益于汽缸對(duì)向布置，還可抵消一部分振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平順。也正因?yàn)閂型發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性好，追求舒適平順駕乘感受的車型，仍在堅(jiān)持使用大排量V型布局發(fā)動(dòng)機(jī)，而不使用技術(shù)更先進(jìn)的小排量直列型布局發(fā)動(dòng)機(jī)+增壓器的動(dòng)力組合。可以說V型發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)層面上克服了一些傳統(tǒng)L型布局發(fā)動(dòng)機(jī)的劣勢(shì)。不過，V型發(fā)動(dòng)機(jī)精密的設(shè)計(jì)讓制造工藝更復(fù)雜，同時(shí)由于機(jī)體的寬度較大，也不方便安裝其他輔助裝置。”

    洪治平接著說：“60度的夾角是V型6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳設(shè)計(jì)角度，雖然大眾開發(fā)了一款?yuàn)A角為15度的VR6發(fā)動(dòng)機(jī)，目的是減小V6發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，雖然VR6的體積變小了，但由于夾角僅為15度的結(jié)構(gòu)問題，其抖動(dòng)要明顯大于普通的V6發(fā)動(dòng)機(jī)。

 如今大眾為這款VR6發(fā)動(dòng)機(jī)增加了燃油分層噴射技術(shù)，并且裝備在了R36、途銳和奧迪Q7上。”

    與V型發(fā)動(dòng)機(jī)有著“血源”關(guān)系的W型發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)只是將V型發(fā)動(dòng)機(jī)兩邊的氣缸再分成兩組，從側(cè)面看就像“W”一樣，因此得名。也可以說，W12發(fā)動(dòng)機(jī)就是用兩臺(tái)V6發(fā)動(dòng)機(jī)拼成的，其最大的好處就是相比傳統(tǒng)V12發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，易于布置，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的空間的優(yōu)化，缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。W型發(fā)動(dòng)機(jī)是大眾的專利技術(shù)，目前主要有W12和W16，但由于成本高昂，W型發(fā)動(dòng)機(jī)僅應(yīng)用在奧迪A8L、大眾輝騰和布加迪等頂級(jí)車型上。

    H型發(fā)動(dòng)機(jī)

    增強(qiáng)汽車行駛穩(wěn)定性

    H型發(fā)動(dòng)機(jī)是目前應(yīng)用最少的發(fā)動(dòng)機(jī)之一，世界上只有保時(shí)捷和斯巴魯在使用H型氣缸布局的發(fā)動(dòng)機(jī)。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是重心低，大大增強(qiáng)了汽車行駛的穩(wěn)定性。劉東介紹說：“V型發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸中心線的夾角小于180度，而H型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與V型基本相同，只是發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩列氣缸中心線的夾角等于180度。”

    H型汽缸布局是一種對(duì)稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動(dòng)機(jī)更好，運(yùn)行時(shí)的功率損耗也是最校當(dāng)然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶來了更好的操控性。但是高成本、高精度的制造要求也帶來了更高的養(yǎng)護(hù)成本，并且由于機(jī)體更寬，H型發(fā)動(dòng)機(jī)并不利于布局。

    轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)

    重量更輕、尺寸更小

    一提到轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，就會(huì)想到馬自達(dá)，雖然轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的知曉度并不高，但轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)目前只有馬自達(dá)在應(yīng)用。不過轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)并不是由馬自達(dá)發(fā)明的，也不是日本人發(fā)明的，而是由一位叫菲加士·汪克爾的德國人發(fā)明的，之后這項(xiàng)技術(shù)被馬自達(dá)公司收購。

    一汽馬自達(dá)的一位未透露姓名的技術(shù)工程師告訴記者：“傳統(tǒng)的氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)，工作時(shí)活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而為了把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，必須使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。而轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)則不同，它直接將可燃?xì)獾娜紵�膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)扭矩。與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)取消了無用的直線運(yùn)動(dòng)，直接進(jìn)行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸較小，重量較輕，而且振動(dòng)和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢(shì)。”

    “與一般的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)兩圈才做功一次相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)具有高功率容積比的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向運(yùn)轉(zhuǎn)特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達(dá)到較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)只有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，與一般的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有進(jìn)、排氣活塞門等二十多個(gè)活動(dòng)部件相比結(jié)構(gòu)大大簡化，故障的可能性也大大減校不過轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)在使用一段時(shí)間之后容易因?yàn)橛头獠牧夏�損而造成漏氣問題，增加油耗。此外，其獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)也造成售后維修成本較大。”（大河網(wǎng)）