1、LOGO第六組：發動機氣缸排列方式主講人：鄭湖城 童細美 董德權 梁圣波 黃國威 梁志聰黃阿樣v汽車的心臟v四沖程汽油發動機的工作原理現代汽車發動機的發展史n 可變氣門正時技術n 缸內直噴技術n VCM汽缸管理技術n 渦輪增壓技術n 發動機技術汽車的發動機v分類依據： 氣缸的排列方式制造成本、尺寸、油耗、燃油效率、功率等v發動機技術需考慮的一些因素：討論發動機分類：氣缸排列方式不同 1、直列型發動機 2、V型發動機 3、 W型發動機 4、水平對置式發動機 5、轉子型發動機 6、VR型發動機l在接下來的時間里，讓我們逐個詳細介紹每種氣缸排列類型的內容缸體的直列形式缸體的直列形式l直列的簡介l直列

2、的類型l直列的優缺點直列的簡介直列的簡介l“直列”可用L代表，后面加上汽缸數就是發動機代號。直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的發動機上。這種布局的發動機的所有氣缸均是按同一角度并排成一個平面，并且只使用了一個氣缸蓋，同時其缸體和曲軸的結構也要相對簡單，好比氣缸們站成了一列縱隊。現代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發動機直列直列3缸缸lL3型發動機一般用在l1升以下的微型車上。l他結構簡單，維修方l便，制造成本也低，l直列的優缺點l重量輕，比較省油。l如果一臺直列3臺機能l達到一臺直列4缸機的l動力性能，那當然是3l缸機要好些。直列4缸vL4型發動機儼然已成

3、了現代汽車的一種標準選擇。他的適用范圍極廣，小到微型車，大到2升多的車型，均由四汽缸機為汽車提供動力。與6缸機相比，4缸機的體積小，結構簡單，重量輕，但他的動力性和平穩性與同排量6缸機的差別并不十分顯著；現代轎車大多為前置發動機前輪驅動方式，需要發動機橫放在車頭，要求發動機的體積不能太大，直列4缸機的體積尺寸正好，因而直列4缸機獲得了廣泛應用。直列四缸發動機 高爾夫的1.6升發動機 標致307的1.6升發動機 鋒范的1.5升發動機悅動的1.8升發動機 福特福特2.0排量排量Ecoboost DOHC L4發發動機動機 沃德十佳發動機之一 下面介紹目前的比較先進技術直列5缸 v直列4缸發動機外形

4、尺寸小巧，直列6缸機則運轉平穩，如把它們二者進行折衷，發動機的排量不大不小，如在2升出頭，用直列5缸應是不錯的選擇，我國長春一汽曾生產過的奧迪100也是用直5發動機。由于直列5缸機存在很難解決的平衡問題，容易引起振動，因此直列5缸發動機現已不多見，只知道現在沃爾沃S60、S80還在用直5發動機。直列六缸 vL6型發動機現在主要用在前置發動機后驅方式的汽車上。從平衡角度來講，L6比L4、L5，甚至V6的平衡性都要好。出于此原因，當你的機蓋子下面的空間足夠大時，就可以考慮采用L6型發動機，這也是寶馬、沃爾沃、凌志等中高級車仍固執地使用L6型發動機的主要原因之一，現在寶馬的每個系列幾乎都有L6型發動

5、機。v至此，我們都知道了L型發動機的各種分類及其優缺點，那么，是否意味著我們只需不L型發動機繼續完善就行了呢？那么，我們為什么還需要V型發動機呢？顯然，L型發動機不能完全滿足人們的需求，于是，V型發動機以它更平穩、更緊湊平穩、更緊湊 、高強高強化化 ，在高端層次上，很大程度的取代了L型發動機 現代汽車比較重視空氣動力學，要求汽車迎風面越小越好，也就要求發動機蓋越低越好。另外，如果將發動機長度縮短，便能為駕乘艙留出更大的空間。 v由于汽缸之間已相互錯開布置，這便于通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率并且適合于較高的汽缸數。此外，V型發動機汽缸對向布置，還可抵消一部分振動，使發動機運轉更平順。說了那么

6、多，那么， V 型發動機的氣缸如何排列？ 那么，V 型式發動機的氣缸排成兩列，兩列氣缸的中心線夾角180，相鄰兩個氣缸以60度90度夾角，該型式一般用于6缸以上的雙數機型 V型發動機的高度和長度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。它便于通過擴大汽缸直徑來提高排量和功率并且適合于較高的汽缸數。 目前國產的中高檔車型中，不少采用V型6缸發動機，比如君威，帕薩特及奧迪A6等等。 V型發動機的缺點是必須使用兩個汽缸蓋，結構較為復雜。另外其寬度加大后，發動機兩側空間較小，不易再安排其它裝置。 V型發動機的汽缸數一般為5、6、8、10、12、16。那么我們就分別講一下各種不同類型的V型發動機的典型例子。 在

7、第一次聽說V5發動機時，不少同學認為可能是搞錯了：兩側汽缸數量不一樣一定不利于發動機平衡。那么V5發動機是否是合理、科學的存在呢？ 的確， V5發動機兩側汽缸數量不一樣一定不利于發動機平衡。 但據說用平衡塊將平衡問題解決后它的優勢就顯現出來了。它不僅為車主多提供了一種選擇，而且還能顯示與眾不同的個性來。現在大眾汽車公司生產的V5發動機廣泛裝在新甲殼蟲、高爾夫和寶來轎車上。 V6發動機的長度與直列4缸的相當，因此可以橫放在前輪驅動的轎車上，從而使它的應用范圍比直列6缸較廣； 現在中高級轎車上普遍采用V6發動機，就像普通轎車上使用直列4缸發動機一樣常見。 V6發動機的汽缸夾角一般為60度或90度。

8、60度的夾角對V6的平衡性較好。vV6發動機的優點：扭矩范圍較廣泛、功率比較強勁，主要用于中、大排量發動機。主要特點：發動機扭矩范圍寬廣、躁音較小、結構精細復雜、傳動的功耗損失較小，中段提速、后段提速較快，功率較高，發動機強化程度較高。vV8發動機應是高級車的“標配”了。雖然V8發動機的性能極其優秀，但他的制造成本太高，重量太大，油耗極高，廠家一般不敢輕易采用，在國內許多汽車制造商喜歡將V8用在四輪驅動的車上。v理論上講，V10發動機的平衡性不是特好，因此一般市售版汽車上很少采用V10發動機，要用也是在高性能的跑車上。現在美國的道奇蝰蛇一直使用V10發動機作為其動力源泉，后來又有保時捷的Car

9、rera GT跑車，大眾輝騰5升V10柴油車，蘭博基尼Gallardo也是采用V10發動機。道奇蝰蛇 至于V12發動機 ，使用它的汽車，主要集中在歐洲，并以德國、英國的頂級豪華車和意大利頂級跑車為主。 V12發動機工藝復雜，造價昂貴，重量奇大，油耗高。v現在裝配現在裝配V12發動機的發動機的豪華轎車豪華轎車有：奔馳旗有：奔馳旗艦艦S600S600、寶馬旗艦、寶馬旗艦760Li760Li、邁巴赫、勞斯萊、邁巴赫、勞斯萊斯新幻影；使用斯新幻影；使用V12發動機的發動機的跑車跑車有法拉利有法拉利的的456GT456GT和和ENZOENZO；蘭博基尼的蘭博基尼的“魔鬼魔鬼”、阿斯頓馬丁的阿斯頓馬丁的V

10、12 VantageVantage、埃多尼斯的、埃多尼斯的BEX38BEX38等等 至于V16發動機 ，在我看來，它的象征性意義要大于實用意義。 2003年元月，美國通用汽車公司在北美車展推出一款概念車凱迪拉克“16”，這款不可思議的轎車以一臺V16型發動機為動力，發動機排量高達13.6升，能產生1000馬力的功率和1000磅英尺的扭矩 凱迪拉克在上世紀30年代制造出世界第一臺V16發動機，但與現在的V16發動機決不可相提并論，那時的V16發動機的排量只有7.4升，最大功率才165馬力。W型氣缸排列v許多人以為就像V型發動機的汽缸呈V形排列那樣，W型發動機的汽缸排列形式也一定是呈W形，其實不然

11、，它只是近似W形排列，嚴格說來還應屬V型發動機，至少是V型發動機的一個變種。 W型發動機是德國大眾專屬發動機技術。vW型發動機的設計思路是：利用兩個V型發動機，再組成一個V型發動機。將V型發動機的每側汽缸再進行小角度的錯開，就成了W型發動機。或者說W型發動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形,兩組V型發動機共用一根曲軸。v W型發動機是兼顧發動機效能和節省車室空間的最佳做法，數十年來許多頂尖的人才和技術競相投資在W型發動機設計，以制造出在運轉順暢和安靜性上遠遠超越V型發動機的革命性代替品。 vW型與V型發動機相比可將發動機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節省發動機所占的空間，同時重

12、量也可輕些，但它的寬度更大，使得發動機艙更滿。 其實W型的與傳統的發動機效率差不了多少。減少的重量讓車子的操控更加靈活，W型發動機所省下來發動機室空間，也讓設計師能提供更多安全和操控的配備，以及更寬裕的室內乘坐空間。 vW型發動機最大的問題是發動機由一個整體被分割為兩個部分，在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題，大眾在W型發動機上設計了兩個反向轉動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內部相互抵消。 v優點：優點：結構更緊湊，可結構更緊湊，可以容納更多的汽缸數，以容納更多的汽缸數，有更大的排量。有更大的排量。缺點：缺點：結構太復雜了！結構太復雜了！運轉平衡性也不好。運轉平衡性也不好。v由于成本高昂

13、用W發動機的只有大眾以及它旗下其他品牌的車輛，比如老帕薩特的W8，大眾輝騰、賓利歐陸和奧迪A8的W12以及布嘉迪的W16這些頂級車型上。v對置式氣缸式排列氣缸布置的特點v在上面介紹氣缸V型排列發動機的時候v已經提過，V型布局形成的夾角通常為v60（左右兩列氣缸中心線的夾角v180），而水平對置發動機的氣缸v夾角為180度。但是水平對置發動機的v制造成本和工藝難度相當高，所以目v前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠v商在使用。 保時捷水平對置6缸發動機 其實水平對置式發動機也屬于傳統往復活活塞塞式內燃機序列，只是氣缸氣缸排列方式有所不同，為什么沒有像氣缸直列或者V型布局的發動機那樣普及呢？（在這里，

14、我們可以通過結構特性和優缺點結合來分析）優點優點：1、最大優點是重心低。由于它的汽缸為“平放”，不僅降低了汽車的重心，還能讓車頭設計得又扁又低，這些因素都能增強汽車的行駛穩定性。2、水平對置的汽缸布局是一種對稱穩定結構，這使得發動機的運轉平順性比V型發動機更好，運行時的功率損耗也是最小。3、更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。此外，缸體的風冷散熱效果相對較好。缺點缺點：1、水平對置結構較為復雜2、發動機潤滑很難解決3、氣缸要求的材料較高，相應的成本也高4、高精度的制造要求5、保養成本很高6、機體較寬，不利于布局。從從V型發動機引入到型發動機引入到VR型發動機型發動機l發動機氣缸采用

15、V型布局，可以說在結構層面上克服了一些傳統直列布局的劣勢，但同樣，精密的設計讓制造工藝更復雜，同時由于機體的寬度較大，也不方便安裝其他輔助裝置。為了進一步的改善，使得發動機寬度有所縮小，于是便誕生了VR型發動機。VR型發動機是氣缸排列技術的一次新的發展方向。VR型發動機的介紹型發動機的介紹每種排列形式的發動機在重量、體積、運轉平穩性、動力輸出特性上都有所不同，能更好的滿足不同車型對動力系統的需求 ，而VR發動機很好的將L型與V型發動機在各自尺寸上的優勢集成在一起，以滿足各種不同路況，擁有更強勁的動力輸出。 VR發動機的汽缸夾角非常小，采用15度夾角的設計，兩列汽缸接近平行，汽缸蓋上火花塞的孔幾

16、乎并在一條直線上。VR發動機的特點就是體積特別小，所以非常適用于前置發動機平臺。VR發動機的氣缸排列形式發動機的氣缸排列形式可以清楚的看到VR6發動機的氣缸布局l15度夾角的設計，巧妙的解決了發動機在空間布局上的問題，但是這個看似通過減小V型夾角的簡單方式，卻帶來了有關振動、散熱以及進、排氣系統上的一系列相關問題。由此，引入平衡軸來有效降低發動機運轉時的振動。采用15度小夾角設計的VR6lVR6在進、排氣系統上采用的是不對稱的設計，氣缸與氣缸之間相互交錯意味著從進氣總管引入的新鮮空氣很難進入遠端的氣缸側，反之廢氣也很難從遠端的氣缸匯總到排氣總管。l同時由于進、排氣系統相對復雜的結構占用了氣缸蓋

17、的大量空間，使得氣缸蓋周圍的溫度很高。 早期SOHC兩氣門的VR6同時采用不同形狀的進氣道來控制空氣流速舉例大眾舉例大眾VR6發動機的發展與應用發動機的發展與應用l大眾旗下全新的VR6發動機一個較大的變化就是缸體材質由鑄鐵換成了鋁合金鑄造，讓發動機的散熱更良好。同時在進氣系統上，VR6發動機采用了塑鋼材質的進氣道。橫貫發動機頂部的進氣歧管l其實VR形式的發動機并不是由大眾公司所開創的，最早搭載此種發動機的廠商是意大利的Lancia，其中文名稱為藍旗亞。藍旗亞Lambda車型l大眾公司是從上個世紀的80年代開始著手VR發動機的設計與開發的，直至1991年，第一代VR6發動機被搭載在第三代帕薩特上。搭載2.8L VR6發動機的第三代帕薩特l在VR6的發展歷程中，最具代表性的是VR5發動機，排量減為2.3L。而且奇數氣缸的排列形式給人一種神秘感，但在結構上比VR6要更加簡單。這款發動機則被應用在當時的寶來、甲殼蟲和帕薩特等車型上。搭載VR5發動機的帕薩特B5VR發動機的前景發動機的前景lVR系列發動機可以堪稱汽車動力系