2022-11-26
关于汽车发动机的发展史
发动机的发展历史
回顾发动机产生和发展的历史,它经历了蒸汽机、外燃机和内燃机三个发展阶段。 气缸排列形式,顾名思义,是十大正规买球app指多气缸内燃机各个气缸排布的形式,直白的说,就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。
目前主流发动机汽缸排列形式:
L:直列
V:V型排列
其他非主流的汽缸排列方式:
W:W型排列
H:水平对置发动机
R:转子发动机
直列发动机:
直列发动机,一般缩写为L,比如L4就代表着直列4缸的意思。直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式,尤其是在2.5L以下排量的发动机上。这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面,并且只使用了一个气缸盖,同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单,好比气缸们站成了一列纵队。
具体来说,我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款(数字代表气缸数量)。这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑,稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,当然也意味着制造成本更低。同时,采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑,可以适应更灵活的布局。也方便于布置增压器类的装置。但其主要缺点在于发动机本身的功率较低,并不适合配备6缸以上的车型。
V型发动机:
所谓V型发动机,简单的说就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起(左右两列气缸中心线的夹角γ180°),使两组汽缸形成一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形(通常的夹角为60°),故称V型发动机。
与直列布局形式相比,V型发动机缩短了机体的长度和高度,而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身,同时得益于汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更为平顺。比如一些追求舒适平顺驾乘感受的中高级车型,还是在坚持使用大排量V型布局发动机,而不使用技术更先进的“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。
W型发动机:
许多人以为就像V型发动机的汽缸呈V形排列那样,W型发动机的汽缸排列形式也一定是呈W形,其实不然,它只是近似W形排列,严格说来还应属V型发动机,至少是V型发动机的一个变种。
W型发动机,W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开,就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形,两组V型发动机共用一根曲轴。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。
W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机舱更满。
W型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分,在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题,大众在W型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。
水平对置发动机:
在上面介绍气缸V型排列发动机的时候已经提过,V型布局形成的夹角通常为60°(左右两列气缸中心线的夹角γ180°),而水平对置发动机的气缸夹角为180度。但是水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。
转子发动机:
相比常见的L型、V型气缸布局形式,可能很多朋友会对三角转子发动机感到陌生。转子发动机又称为米勒循环发动机,由德国人菲加士·汪克尔发明,之后这项技术由马自达公司收购。我们都知道:传统的气缸往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。
VR发动机:
VR发动机是大众的专属产品,1991年,大众公司开发了一种15°夹角的V6 2.8L发动机,称做VR6,并安装在第三代高尔夫上。这种发动机结构紧凑,宽度接近于直列发动机,长度不比直列4缸发动机长多少。
众所周知,对于V型6缸发动机而言,60度夹角是最优化的设计,这是经过无数科学实验论证过的结果。因而绝大多数的V6发动机都是采用这种布局形式的。但为了能在更小的空间内放下V6发动机,大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。而从动力参数来看,它并不逊色与普通的V6发动机,但在研发之初就暴露了明显的抖动问题。通过一系列的平衡稳定手段虽使问题得以明显改善。但这依然无法超越改变其本身结构上的特性,就像普通直列发动机的震动通常都会大于V型发动机一样,夹角更小的VR6从结构本身就决定了它的震动会大于V6。诸如大众旗下的高尔夫R32、EOS等车型都曾装配过这款发动机。
VR发动机的汽缸夹角非常小,两列汽缸接近平行,汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR发动机的特点就是体积特别小,所以非常适用于大众车系的前置发动机平台,因为大众的前置发动机前轮驱动底盘都是纵置式的设计,而且发动机在前轴之前所以发动机不能过长否则难以布置前悬挂。这款发动机非常紧凑,虽然是V缸机,但由于两列汽缸相离很近所以只需要一个汽缸盖就可以搞定,比90度和60度夹角的V6成本低很多(因为普通V缸机必须加工两个汽缸盖如果是DOHC的V缸机还需要加工4根凸轮轴,所以成本很高)。
汽车发展史上,都诞生过哪些经典的发动机呢?
汽车发展史上,都诞生过很多经典的发动机,例如:大众经典的EA888、斯巴鲁水平对置发动机、马自达转子发动机。
一、大众经典的EA888
大众EA888发动机的研制是为了取代当时的EA113发动机。早期的EA888不但装配到了奥迪这种高端品牌上,也同时装备在大众的其他车型上,是大众集团真正的经典发动机。
第一代的EA888发动机的优势是在当年采用了多种先进技术,例如缸内直喷、涡轮增压与可变气门正时等,但由于当时的技术限制和设计缺陷也会出现烧机油、油气分离器故障、积碳问题、正时链条跳齿、漏机油等现象。但经过不断地发展,现在的EA888已经发展到了第三代,基本上解决了这些缺陷。
由于EA888的装配广泛,技术投入大,早已成为大众集团最经典的发动机。
二、斯巴鲁水平对置发动机
说起斯巴鲁,那么一定会提到他经典的水平对置发动机。在设计上,水平对置发动机有它先天的优势,在水平对置发动机中,发动机活塞平均分布于曲轴两侧,并沿水平方向左右运动。
这种独特的设计能将发动机的整体高度减小,长度缩短,整车重心降低,车辆行驶更平稳,发动机安装在整车的中心线,两个活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆行驶时的振动,大大提高发动机的转速,减少噪音。
三、马自达转子发动机
马自达的转子发动机技术其实并不是马自达自己发明的,而是购买了德国人菲加士·汪克尔的专利后解决了转子发动机拉缸的问题才成功上市。
转子引擎优势是转子每转一圈就做功三次,与普通四冲程发动机每转两圈就做功一次相比,马力更大但体积更小。此外,由于其转子引擎的轴向运动特性,使其无需精确的曲轴平衡就可达到高速运动。
有完美表现的汽车增压发动机,有着怎样的发展史?
有完美表现的汽车增压发动机,有着怎样的发展史?
发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热力装置,简称热机。热机通过工质的状态变化,将燃料燃烧产生的热能转化为机械能。
往复活塞式四冲程汽油发动机是由德国人尼古拉·奥托在大气压发动机的基础上于1876年发明并投入使用的。在进气、压缩、作功和排气四个冲程中,发动机的热效率从11%提高到14%,而发动机的质量降低了70%。
1892年,德国工程师鲁道夫·迪塞尔发明了压燃式发动机,实现了内燃机史上的第二次重大突破。由于压缩比和膨胀比高,热效率比当时的其他发动机提高了一倍。1956年,德国人F.ankel发明了转子发动机,大大提高了发动机转速。1964年,德国NSU公司首次在车上安装转子发动机。
1926年,瑞士人A.Buchi提出废气涡轮增压理论,利用发动机排出的废气能量驱动压缩机,对发动机进行增压。20世纪50年代后,废气涡轮增压技术开始逐渐应用于汽车内燃机,大大提高了发动机性能,成为内燃机发展史上的第三大突破。
1967年,德国博世公司首次推出计算机控制的电子燃油喷射系统(EFI),开创了电子控制技术在汽车发动机上的应用历史。经过30年的发展,以计算机为核心的发动机管理系统逐渐成为汽车发动机,尤其是汽车发动机的标准配置。由于电子控制技术的应用,发动机的污染物排放、噪声和油耗大大降低,动力性能提高,成为内燃机发展史上的第四大突破。
1971年,第一台热气机斯特灵的客车开始运行。1972年,日本本田技术研究工业公司在市场上出售了一辆装有复合涡流控制内燃机的思域汽车,并打响了贫气内燃机的第一枪。在这种发动机中,在普通发动机燃烧室的顶部增加了一个槌状的二次燃烧室。首先将这个二燃室内的浓缩混合气点燃,然后将其火焰延迟成主燃室内的稀薄混合气,使其全部燃烧做功,废气中的CO和HC很少,从而减少有害气体的排放。
1967年,美国进行了一场氢汽车驾驶的公开表演。氢车可以以每小时80公里的速度行驶121公里,每次充氢10分钟。这辆车有19个座位,由美国比林斯公司制造。
发动机的发展历史?
发动机,又称为引擎,是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器,通常是把化学能转化为机械能。