汽車發(fā)動機(jī)布局結(jié)構(gòu)及汽車發(fā)動機(jī)發(fā)展歷史
最早的汽車發(fā)動機(jī)是單缸發(fā)動機(jī)?，F(xiàn)在隨著汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單缸發(fā)動機(jī)已經(jīng)很少了。最常見的發(fā)動機(jī)有3缸、4缸、6缸和8缸發(fā)動機(jī)，但也有12缸和16缸發(fā)動機(jī)，不常見。布加迪威龍采用大眾研發(fā)的16缸64氣門發(fā)動機(jī)，W布局，四個渦輪增壓器。是目前氣缸數(shù)最多的汽車發(fā)動機(jī)。燒的時候用現(xiàn)在的技術(shù)其實可以生產(chǎn)更多的缸，但不是必須的。
之所以往復(fù)式發(fā)動機(jī)的氣缸的數(shù)量越來越多，實際上主要是為了解決兩件事：
1、早期單缸發(fā)動機(jī)的輸出功率太小理論上來說，拾柴的人越多，在一起的兄弟越虧。在相同的缸徑和沖程下，多缸的輸出功率大于單缸，尤其在高轉(zhuǎn)速時，輸出功率更為強勁，動力儲備能力更大。當(dāng)然，這種情況也不是絕對的，缸數(shù)不可能無限增加。隨著氣缸數(shù)量的增加，配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)動機(jī)零件數(shù)量成比例增加，降低了發(fā)動機(jī)的可靠性，也導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)重量的增加。以3缸發(fā)動機(jī)為例。3缸發(fā)動機(jī)設(shè)計的缸徑小，沖程大，在低扭矩時往往比一些4缸發(fā)動機(jī)大，但3缸發(fā)動機(jī)的高速動力儲備相對較低。2、多氣缸可以保持發(fā)動機(jī)的平順性。
在運動過程中，由于設(shè)計和加工工藝的問題，氣缸會高速往復(fù)運動，特別是在早期。為了抵消這種高速運動帶來的振動，發(fā)動機(jī)往往采用多缸動平衡技術(shù)，利用不同的氣缸以不同的相位差運轉(zhuǎn)，然后通過曲軸和平衡軸技術(shù)使發(fā)動機(jī)達(dá)到動平衡。所以理論上氣缸越多，氣缸運轉(zhuǎn)相位角越小，動平衡越穩(wěn)定，整體振動越小，噪音越低。
氣缸數(shù)量的增多演變出多種氣缸布局
從汽車發(fā)動機(jī)的缸數(shù)發(fā)展來看，汽車發(fā)動機(jī)從單缸發(fā)動機(jī)演變而來，從單缸到雙杠，三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸、十六缸，缸數(shù)不斷增加。從氣缸布局的角度來看，由于氣缸數(shù)量越來越多，氣缸布局有多種方式，如直列式、V型、V型等。減小發(fā)動機(jī)的體積已經(jīng)成為一個必須考慮的非常嚴(yán)重的問題?？偟膩碚f，雖然缸數(shù)在增加，但仍未脫離& ampquot往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)& ampquot。汽車發(fā)動機(jī)重要技術(shù)發(fā)展歷史：
從汽車發(fā)展史來看，德國對汽車做出了巨大的貢獻(xiàn)，為現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。1866年，德國人奧托發(fā)明了第一輛內(nèi)燃機(jī)汽車。它是單缸、臥式、四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，以氣體為燃料，功率只有2.21kW，轉(zhuǎn)速只有180R/min，熱效率很差，只有12% ~ 14。雖然當(dāng)時發(fā)動機(jī)的參數(shù)從現(xiàn)在來看很差，但在當(dāng)時已經(jīng)是很大的進(jìn)步了。1897年，德國人魯?shù)婪虻先麪?rudolf diesel)制造了第一臺柴油機(jī)，也是單缸柴油機(jī)，缸徑15cm，活塞沖程40cm。這是柴油發(fā)動機(jī)。但直到1936年，梅賽德斯-奔馳才制造出基于柴油發(fā)動機(jī)的汽車。1957年，德國人汪克爾發(fā)明了旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機(jī)。盡管轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)仍然利用汽油的燃燒和膨脹來推動工作，但它已經(jīng)偏離了傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機(jī)的原理，而傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機(jī)是汽油機(jī)發(fā)展的一個重要分支。該轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)采用獨特的偏心軸設(shè)計，利用三角形轉(zhuǎn)子分割將橢圓氣缸分為三部分，利用可燃?xì)怏w的燃燒膨脹帶動偏心旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，從而消除了無用的直線往復(fù)運動，省略了曲軸連桿和配氣機(jī)構(gòu)，零件更少，重量更輕，轉(zhuǎn)速極高，輸出功率更高。1967年，日本東洋公司(馬自達(dá)公司的前身)獨家購買了轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的設(shè)計權(quán)，馬自達(dá)公司不斷改進(jìn)研究，也是世界上唯一研制生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的公司。1957年，美國Bendix公司向世界展示了& amp#039;第一臺電子控制汽油噴射裝置。后來德國博世公司買斷了電控汽油噴射裝置的技術(shù)專利，1967年世界& amp#039;開發(fā)了美國第一臺D型電控汽油噴射發(fā)動機(jī)。渦輪增壓技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了一百年。瑞士工程師博世在1905年申請了發(fā)動機(jī)廢氣增壓專利。因為渦輪增壓器小型化的困難，最初只應(yīng)用在飛機(jī)和坦克上。1955年，美國卡特彼勒公司和加勒特公司成功研制出第一臺小型客車渦輪增壓器T15。1962年，美國通用汽車公司的奧茲莫比爾開發(fā)了世界& amp#039;的第一臺渦輪增壓發(fā)動機(jī)。汽車發(fā)動機(jī)雖然是熱機(jī)，但并不直接利用熱量做功，只是利用燃料爆燃的熱膨脹做功。所以為了提高發(fā)動機(jī)的性能，降低油耗，減少震動，有很多不為人知但非常重要的技術(shù)，比如日本本田研發(fā)的VTEC，豐田研發(fā)的VVTi，韓國現(xiàn)代研發(fā)的CVVT，美國通用研發(fā)的DVVT，還有其他可變氣門正時技術(shù)。為了提高發(fā)動機(jī)的空燃比，大眾開發(fā)了TFSI分層噴射技術(shù)、可變進(jìn)氣管技術(shù)、渦輪增壓中冷技術(shù)等。后來，為了應(yīng)對日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，氧傳感器和三元催化轉(zhuǎn)化器被集成到排氣系統(tǒng)中，增加了二次進(jìn)氣系統(tǒng)以增加三元催化效率，開發(fā)了廢氣再循環(huán)技術(shù)以進(jìn)一步減少排放，開發(fā)了曲軸強制通風(fēng)技術(shù)以減少機(jī)油污染。這些技術(shù)很難找到發(fā)明者，但一代又一代的汽車工程師一直在不懈努力。
國內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)發(fā)展史汽車發(fā)動機(jī)發(fā)展史
