Question

气缸排列形式：直列式，V列式，水平对置式，有什么分别，那种好？

Answer 1

时下汽车发动机常见的气缸排列形式，大体可以分为L型（直列式）布局、V型布局、W型布局、H型（水平对置式）布局以及三角转子式发动机。 如果说时下发动机应用最广泛的气缸布局形式，显然是L型（直列式）。尤其是在2.5L以下排量的发动机上。顾名思义，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。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。 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γ＜180°），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。与我们之前介绍的L型布局形式相比，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，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”的动力组合就有这方面。概括的说：我们可以这样理解，发动机气缸采用V型布局，可以说在结构层面上克服了一些传统直列布局的劣势，但同样，精密的设计让制造工艺更复杂，同时由于机体的宽度较大，也不方便安装其他辅助装置。 其实从严格意义上讲，W型发动机还是属于V型发动机的一种，只是将V型发动机两边的气缸再分成两组，从侧面看就像“W”一样，因此得名。也可以说，W12发动机就是用两台V6发动机拼成的，其最大的好处就是相比传统V12发动机结构紧凑，易于布置，有利于发动机舱的空间的优化，缺点就是结构过于复杂。W型发动机是大众的专利技术，只有大众即大众旗下的品牌才在使用W型发动机，目前主要有W12和W16。但同样，由于高昂的制造成本，仅应用在大众集团旗下的顶级车型上，例如奥迪A8L、大众辉腾等。 在前面介绍气缸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γ＜180°）而水平对置发动机只是其气缸夹角为180度。相比传统布局要符合运动机械原理的汽车发动机组合形式，其制造成本和工艺难度相当高，目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。心，还能让车头设计得又扁又低，这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。 同时，水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构，这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好，运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性，那为什么其它厂家没有研发水平对置引擎呢？除了因为水平对置结构较为复杂外，还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因，会使机油流到底部，使一边气缸得不到充分的润滑。显然保时捷和斯巴鲁都很好的解决了众多技术难题，但高精度的制造要求也带来了更高的养护成本，并且由于机体较宽，因而并不利于布局。 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，因而有必要先细致介绍下。其实三角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。与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次『』相比，具有高功率容积比（发动机容积较小就能输出较多动力）的优点。另外，由于转子发动机的轴向运转特性，它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件，与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化，故障的可能性也大大减小。除了以上的优点外，转子发动机的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。相应缺点是发动机在使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题，增加油耗。另外其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。 对于发动机气缸布局来说，目前应用最广泛的是L型和V型，更高的可靠性和平顺性是更多厂家的诉求，相比言之，尽管转子发动机和水平对置发动机也有独特的优势，但被约束于更高的维护成本和制造精度，使用范围正在缩小。