目錄：

氣缸排列形式

• 3.1 內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)
• 3.2 發(fā)動機(jī)氣缸的排列形式
• 3.3 V形發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
• 3.4 W形發(fā)動機(jī)應(yīng)用少
• 3.5 W形發(fā)動機(jī)構(gòu)造圖
• 3.6 水平對置發(fā)動機(jī)

氣缸排列形式

Cylinder Arrangement

3.1 內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)

外燃機(jī)

• 利用燃料在發(fā)動機(jī)氣缸的外部燃燒來產(chǎn)生動力的。
• 如早期的蒸汽機(jī)，它利用燃料（木材、煤、煤氣、柴油等）燒開鍋爐中的水，使之產(chǎn)生高壓蒸汽并進(jìn)入氣缸內(nèi)，利用蒸汽壓力推動活塞做功，從而產(chǎn)生動力。
• 比如原來火車上用的蒸汽機(jī)，發(fā)電廠和輪船上使用的汽輪機(jī)等，都是外燃機(jī)。

內(nèi)燃機(jī)

• 是相對外燃機(jī)而言的，它的燃料在氣缸內(nèi)燃燒。
• 現(xiàn)在，汽車上用的汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)，都是內(nèi)燃機(jī)。

外燃機(jī)(左)和內(nèi)燃機(jī)(右)工作原理圖示

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3.2 發(fā)動機(jī)氣缸的排列形式

3種氣缸排列形式

• 在往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)中，汽車發(fā)動機(jī)一般由多個(gè)圓筒狀的氣缸組成，每個(gè)氣缸可以獨(dú)立工作。
• 所有氣缸的動力匯合在一起，共同驅(qū)動汽車前進(jìn)。
• 氣缸可按不同形式組合，從而產(chǎn)生出不同形式的發(fā)動機(jī)。
• 目前，最常見的有3種氣缸排列形式：直列、V形和水平對置。
• 注：W形氣缸排列形式，較為少見，且與V形發(fā)動機(jī)較為相似

3種氣缸的演變

• V形發(fā)動機(jī)和水平對置發(fā)動機(jī)，都可看成是由直列發(fā)動機(jī)演變而來的。
• V形發(fā)動機(jī)：
• 將所有氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定的夾角布置在一起（一般為90°），從側(cè)面看氣缸呈V字形
• 水平對置發(fā)動機(jī)：
• 將V形發(fā)動機(jī)的夾角繼續(xù)擴(kuò)大到180°，讓相鄰氣缸成對立設(shè)置
  

直列發(fā)動機(jī)氣缸排列示意圖

水平對置發(fā)動機(jī)氣缸排列示意圖

寶馬V8發(fā)動機(jī)構(gòu)造示意圖

3.3 V形發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 高度和長度相對直列發(fā)動機(jī)較小，在汽車上布置起來較為方便 (發(fā)動機(jī)艙蓋更低，駕駛艙更大)
• 氣缸成一角度對向布置，還可以抵消一部分振動

缺點(diǎn)：

• 必須使用兩個(gè)氣缸蓋，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
• 寬度加大后，發(fā)動機(jī)兩側(cè)空間較小，不易再安排其他裝置。

3.4 W形發(fā)動機(jī)應(yīng)用少

W形發(fā)動機(jī)的構(gòu)成

• 將V形發(fā)動機(jī)的每側(cè)氣缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開（如大眾汽車W8發(fā)動機(jī)為15 °），就成了W形發(fā)動機(jī)。

與V形發(fā)動機(jī)相比，W形發(fā)動機(jī)

• 發(fā)動機(jī)和曲軸更短，能節(jié)省空間，減輕重量。
• 但是，寬度更大，使得發(fā)動機(jī)艙更滿

W形發(fā)動機(jī)最大的問題:

• 發(fā)動機(jī)由一個(gè)整體被分割為兩個(gè)部分，在運(yùn)作時(shí)引起的振動更大
• 現(xiàn)在應(yīng)用極少。

針對這一問題，大眾汽車:

• 在W形發(fā)動機(jī)上設(shè)計(jì)了兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動的平衡軸，讓兩個(gè)部分的振動在內(nèi)部相互抵消。
• 現(xiàn)在，只有大眾汽車集團(tuán)某些品牌車型采用W形發(fā)動機(jī)，如W8、W12和W16等發(fā)動機(jī)

3.5 W形發(fā)動機(jī)構(gòu)造圖

• 奧迪W12發(fā)動機(jī)構(gòu)造圖
  
• W形發(fā)動機(jī)氣缸夾角示意圖
  
• W12發(fā)動機(jī)氣缸排列示意圖
  
• W12發(fā)動機(jī)氣缸體
  

3.6 水平對置發(fā)動機(jī)

水平發(fā)動機(jī)

• Boxer Engine，“拳擊手發(fā)動機(jī)”，簡稱為B型發(fā)動機(jī)。比如B6、B4發(fā)動機(jī)，分別代表水平對置6缸和4缸發(fā)動機(jī)
• 所有氣缸呈水平對置排列，就像是拳擊手在搏斗，活塞就是拳擊手的拳頭

水平發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

• 相鄰兩個(gè)氣缸水平對置，相互抵消振動，使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。
• 重心低，能讓車頭設(shè)計(jì)得又扁又低，增強(qiáng)行駛穩(wěn)定性。
• 發(fā)動機(jī)左右對稱，變速器等可放置在車身正中，讓汽車左右重量對稱
• 而大多數(shù)汽車的重心偏向一側(cè)
• 動力輸出軸方向與傳動軸方向一致，不需要改變動力傳遞方向，直接與離合器、變速器對接，提高動力傳遞效率，起動和加速更迅猛。

水平發(fā)動機(jī)的缺點(diǎn)：

• 維修不方便，而且各缸點(diǎn)火間隔不一致，使其排氣聲音比較怪異。
• 普通汽車極少裝配水平對置發(fā)動機(jī)，現(xiàn)在只有保時(shí)捷、斯巴魯和豐田等仍在生產(chǎn)和使用這種發(fā)動機(jī)

水平對置6缸發(fā)動機(jī)構(gòu)造圖