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发动机及其发展方向发动机的类型1、V型发动机，2、顶置气门（OHV）发动机，3、顶置凸轮轴（OHC）发动机，4、多气门发动机，5、双顶置凸轮轴（DOHC）发动机，6、涡轮增压发动机，7、双涡轮增压发动机发动机的介绍V型发动机V型发动机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，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形的发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。目前国产的中高档车型中，不少采用V型6缸发动机，比如君威，帕萨特及奥迪A6等等。将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定的夹角布置在一起，使两组汽缸形成两个有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。如果将发动机的长度缩短，便能为驾乘舱留出更大的空间，从而提高舒适性。将汽缸分成两排然后“打斜”，便能缩小发动机的高度和长度，从而迎合车身设计的要求。由于汽缸之间已相互错开布置，因此在汽缸之间有较大的空间，这样便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率。V型发动机的汽缸均成一角度对向布置，还可以抵消一部分振动。顶置凸轮轴（OHC）发动机（OHV）发动机的凸轮轴布局形式分为OHC（顶置凸轮轴）和OHV（底置凸轮轴）这两种。目前日本及欧洲的汽车厂家较为青睐顶置凸轮轴这种设计在了解OHC和OHV的区别，我们先简单的从技术上认识、了解一下他们各自的结构和特点：OHC（顶置凸轮轴），历经发展现在被分成SOHC（单顶置凸轮轴）和DOHC（双顶置凸轮轴）。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计，由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低，气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化，因为一根凸轮轴只控制一组气门（进气门或排气门），因此省略了气门的摇臂，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来，双顶置凸轮轴由于传动部件少，进、排气效率高，更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商，凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出，因为底置凸轮轴，是依靠曲轴带动，然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接，是凸轮顶起连杆，连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合，所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计，也有它的优点，结构简单，可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低，强调的是扭矩表现，所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。美国人钟爱底置凸轮轴在汽车工业发达的德国，很多高速公路是不限速的，200多公里的速度飞驰是常见的事，因此，大功率自然就是他们的最爱了。但美国人不一样，他们追求的是公路巡航表现，发动机不用很高的转速。这跟美国的国情有很大关系，美国地大物博，且多半是平原，路都是修得笔直笔直的，二战以后美国人就一直热衷造型独特、宽大、强调舒适性的豪华大车，这类车通常重量大、悬挂软，直线行驶的舒适性非常好，而且美国油价很低，大排量发动机很受民众青睐。所以这种动辄6.0、7.0的发动机普及率很高。说到这，还有一点必须补充，我们经常谈论的是发动机升功率，并以此来判定发动机的运转效率。但是否有听过功率密度这个名词呢？对于这一概念简单说来就是释放相同的功率，发动机的体积越小，功率密度就越高。底置凸轮轴的发动机得益于它的低转高扭矩，不需要像顶置凸轮轴那样布置复杂的多气门、双凸轮轴、高强度的缸顶罩。因此美国发动机采用底置凸轮轴设计是出于美国国情需要，并不是美国人不会造好发动机。但这也导致了美系发动机不太适合美国以外的市场，因此在开发海外市场时，美国人需要开发出更适合其他市场的发动机。多气门发动机1886年1月29日，德国人卡尔·本茨将自己研制的四冲单缸燃油发动机装上了一辆三轮的车子并获得专利权，世界从这一天开始才真正有了汽车。可以说，是发动机创造了汽车。发动机的基本构造是由气缸1、活塞2、连杆3、曲轴4等主要机件组成，每一个气缸至少有两个气门，一个进气门（蓝色）和一个排气门（橙色）。工作原理多气门发动机，英译multi-valveengine。多气门发动机是指每一个气缸的气门数目超过两个，即两个进气门和一个排气门的三气门式；两个进气门和两个排气门的四气门式；三个进气门和两个排气门的五气门式。气门装置是发动机配气机构的一个组成部分，在发动机工作起非常重要的作用。燃油发动机的工作运转由进气，压缩，作功和排气四个工作过程组成。要使发动机连续运转就必须使这四个工作过程周而复始，顺序定时地循环工作。其中的两个工作过程，进气和排气过程，需要依靠发动机的配气机构准确地按照各气缸的工作顺序输送可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)，以及排出燃烧后的废气。另外的两个工作过程，压缩和作功过程，则必须隔绝气缸燃烧室与外界进排气通道，不让气体外泄以保证发动机正常地工作。负责上述工作的机件就是配气机构中的气门。它好比人的呼吸器官，吸进呼出，缺它不可。双顶置凸轮轴（DOHC）发动机双顶置凸轮轴，凸轮轴位于缸盖上。这种结构，凸轮轴直接驱动摇臂，省去了挺柱和推杆，使往复运动质量大大减小。因此适用于高速发动机。但正时传动机构复杂，且为拆装缸盖造成一定困难。顶置双凸轮轴即为进、排气门各为一根轴控制。布置形式凸轮轴的布置形式分为：1、凸轮轴下置式（凸轮轴位于曲轴箱中部）凸轮轴离曲轴较近，两者之间传动简单，安装调整简单。2、凸轮轴中置式（凸轮轴位于缸体上部）这种形式将推杆缩短，提高了刚度，减小了惯性，从而能承受高速回转。3、凸轮轴顶置式（凸轮轴位于缸盖上）这种结构，凸轮轴直接驱动摇臂，省去了挺柱和推杆，使往复运动质量大大减小。因此适用于高速发动机。但正时传动机构复杂，且为拆装缸盖造成一定困难。顶置双凸轮轴即为进、排气门各为一根轴控制工作原理最早的涡轮增压器用于跑车或方程式赛车上的，这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面，发动机就能够获得更大的功率。发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加发动机的进气量，一般来说，涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。双涡轮增压发动机双涡轮增压是涡轮增压的方式之一。针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，串联一大一小两只涡轮或并联两只同样的涡轮，在发动机低转速的时候，较少的排气即可驱动涡轮高速旋转以产生足够的进气压力，减小涡轮迟滞效应。名词解释双涡轮增压是涡轮增压的方式之一。针对废气涡轮增压的涡轮迟滞现象，串联一大一小两只涡轮或并联两只同样的涡轮，在发动机低转速的时候，较少的排气即可驱动涡轮高速旋转以产生足够的进气压力，减小涡轮迟滞效应。常见的涡轮增压都是单涡轮增压，分机械式涡轮增压、废气涡轮增压和复合式涡轮增压。机械式增压是发动机运转直接驱动涡轮，优点是没有涡轮迟滞，缺点是损耗部分动力、增压值较低。废气涡轮增压是靠发动机排气的剩余动能来驱动涡轮旋转，优点是涡轮转速高、增压值大对动力提升明显，缺点是有涡轮迟滞现象，即发动机在转速较低（一般在1500—1800转以下）排气动能较小，不能驱动涡轮高速旋转以产生增大进气压力的作用，这时候的发动机动力等同于自然吸气，当转速提高后，涡轮增压起作用了动力会突然提升。汽车发动机在节能减排方面的发展趋势为了达到节能减排的目的，提高汽车发动机的动力性和经济性是实现降低污染排放的有效途径。目前，很多汽车研究机构和企业都在此方面做了大量的实验和研究，其研究重点有以下几个方面：从汽车的燃烧机理出发，通过研究发动机的燃烧模型，设计与燃烧吻合度较高的燃烧室；从发动机的机械运动过程出发，努力减少发动机运动过程中不必要的摩擦损失，以实现最大限度的提高汽车发动机的工作效率；寻找比较清洁的而且热效能比较高的新能源，以降低污染气体的排放；通过采用分层燃烧、稀燃等技术，来控制汽车发动机的燃烧进程，并加入尾气净化装置。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在，汽车发动机的燃烧过程已经趋于完善，机械的加工技术也不断的精密化，因此，要解决汽车对能源紧缺和环境污染造成的影响，还需要探索其他途径电控喷射系统的应用电控喷射技术能够实现汽车发动机低排放和高热效的双重目的。该技术能够精确的控制空燃比，很好的解决发动机排放水平较差的难题。电控喷射系统允许设计者只根据发动机的动力状况来选择最优的气门重叠角，确保动力曲线保持最理想的形状。因此，电控喷射系统能够使得汽车发动机获得良好的动力性和排放性能。采用直喷柴油机目前，为了实现节能减排，采用直喷柴油机成为汽车发动机发展的一大趋势。据研究数据显示，非直喷柴油机的油耗比汽油机油耗要低15％～35％，而直喷柴油机的油耗比非直喷柴油机油耗又低大约15％。由此看见，直喷柴油机具有很大的节能效果。同时，柴油机的增压技术历史较久，技术也比较成熟，因此，它在提成功率方面有很大的优势，而且能够降低比油耗和污染气体的排放，也改善了汽车的加速性能，在很多小型汽车中更容易被采用。代用燃料的探索和应用采用清洁的代用燃料能够实现有效降低汽车有害气体的排放目的，而且还能够降低燃料的成本。现在汽车的代用燃料主要有压缩天然气、液化石油气。我国幅员辽阔，有充足的天然气资源，也具备良好的生产条件，因此，在开发代用燃料方面有着很大的优势。其中，压缩天然气被用于发动机燃料方面已经有一定的历史，相应的技术也比较成熟，而发动机应用液化石油气方面还处于起步阶段，其中涉及到的燃料喷射技术、燃料的燃烧特性、点火控制等等技术还需要进一步研究。汽车发动机在动力性方面的发展趋势汽车的动力性指标。汽车的动力性是衡量汽车最大限度的获得平均行驶速度的重要方面，它主要包括三个方面的指标：一是汽车的最高车速，它指汽车在水平的路况良好的路面上能够达到的最高形式速度；二是汽车的加速时间，它反映的是汽车的加速能力，通常用汽车的原地起步的减速时间以及超车加速时间来衡量其加速能力；三是汽车的爬坡能力，它主要指汽车在满载状态下在良好路面上的最大爬坡度。混合动力技术的应用汽油混合动力技术越来越成为汽车发动机发展趋势。它可以将所有不利于提高发动机效率和排放怠速都取消掉，变成一个能够同时输出轴功率和发电的综合性“机组”，即汽油机在输出动力以驱动汽车前进的同时，也带动了发电机进行发电，这样，它可以向汽车的电瓶充电，电瓶充满后汽油机的发出功率就有了剩余，当剩余的功率过多时，就会使得发动机的运转区域脱离了最低有好状态，这时，汽油机就会自动关闭，汽车则自动转变为用电瓶的动力行驶。采用电磁式或霍尔式无触点断电器我们知道，汽油机的发动机是通过电火花点燃复合气来打火，而火花的产生依靠白金断电器来完成，但是，断电器由于高速运转很容易受到磨损，会使得发动机失火，这样势必会造成汽车动力性下降和有害物质排放过量的问题。目前，采用电磁式或霍尔式无触点的断电器就解决了汽油机动力下降和排放过量的问题。