汽油機(jī)各個(gè)部件的名稱圖-發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖及名稱
【卡車之家 原創(chuàng)】對(duì)于從事貨運(yùn)的大多數(shù)卡友來說,最常見最熟悉、經(jīng)常體驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般是四缸機(jī)或六缸機(jī),開摩托車較多的卡友可能對(duì)單缸機(jī)和雙缸機(jī)也比較了解,但說到其他缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī),大多數(shù)卡友可能就知之甚少了。本期小編就為大家盤點(diǎn)下迄今為止,汽車工業(yè)史上出現(xiàn)過的不同缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
可以說,汽車的誕生史就是單缸機(jī)的誕生史。1879年12月底,汽車之父本茨制造出第一臺(tái)單缸煤氣機(jī)。這款煤氣機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)每分,最大輸出功率為0.7千瓦(約1馬力)。雖然只有可憐的1馬力,但就當(dāng)時(shí)的歷史背景來說,這款煤氣機(jī)的問世具有劃時(shí)代的意義。
經(jīng)過多年的探索和攻堅(jiān),本茨在1886年1月29日成功研制出單缸汽油機(jī),他把這款汽油機(jī)裝在三輪車架上,發(fā)明了最早的奔馳三輪車,這一天也被認(rèn)定為汽車的生日。這款車發(fā)動(dòng)機(jī)采用后置形式,最大輸出為2.5馬力。據(jù)人類歷史上第一位女性駕駛員,也就是本茨先生的夫人林格實(shí)測(cè),這款車?yán)m(xù)航里程應(yīng)該在十幾公里。
而在另一邊,戴姆勒與邁巴赫于1883年推出他們的首款戴姆勒臥式發(fā)動(dòng)機(jī)。1884年他們推出性能升級(jí)的立式發(fā)動(dòng)機(jī),這款發(fā)動(dòng)機(jī)名為立鐘,是一款小型高速汽油機(jī),采用風(fēng)冷的散熱方式,最大輸出為0.25馬力,額定轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)每分。戴姆勒將這款汽油機(jī)安裝在木制雙輪車上,發(fā)明了世界上第一輛摩托車。
現(xiàn)如今單缸機(jī)在摩托車和許多小型拖拉機(jī)上應(yīng)用十分廣泛。目前最先進(jìn)的單缸機(jī)之一當(dāng)屬來自以色列的一款新型單缸機(jī),只需要25L的汽油便能保證1600公里的續(xù)航,從北京跑到蘭州不在話下。這款單缸機(jī)整體只有20個(gè)零件,造價(jià)只有約100美元,但其動(dòng)力性能有待考驗(yàn)。
這款新型單缸機(jī)工作時(shí),活塞在電磁圈內(nèi)水平往復(fù)式運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生電力輸送至電池,通過電能驅(qū)動(dòng)汽車,工作原理上類似業(yè)內(nèi)熱門的增程式發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)說其效率也達(dá)到了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的2倍。
2016年9月22日,第15屆中國(guó)國(guó)際內(nèi)燃機(jī)及零部件展覽會(huì)上,斯太爾(常州)曾展出一款M11小型單缸柴油機(jī),這款M11機(jī)型排量為0.785升,最大輸出10千瓦(約14馬力),額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn),峰值扭矩為45.5牛米,自重為70kg,適合小型農(nóng)業(yè)設(shè)備使用。
雙缸機(jī)的布置方式主要有兩種,一種是直列雙缸,即L2;一種是V型雙缸,即V2。當(dāng)然還有一種水平對(duì)置式的雙缸機(jī),可以理解為夾角為180度的V型雙缸機(jī)。兩者共同點(diǎn)是兩個(gè)單缸共用1根曲軸,此后偶數(shù)缸的發(fā)動(dòng)機(jī)基本都沿用類似的布置方式。
世界上第一款V2發(fā)動(dòng)機(jī)由戴姆勒于1888年發(fā)明,夾角為17度。現(xiàn)如今雙缸機(jī)常見于高性能的摩托車、油鋸、小功率動(dòng)力機(jī)械及部分轎車中。豐田雅力士多款車型就搭載了直列雙缸機(jī),排量為1.5L,配合電池、電機(jī)組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),工作原理上同樣類似增程式發(fā)動(dòng)機(jī),其百公里油耗據(jù)說只有2L,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)節(jié)油這款車在日本很受追捧。
許多品牌諸如福特、通用、奧迪、寶馬、奔馳等在四缸機(jī)或三缸機(jī)基礎(chǔ)上應(yīng)用動(dòng)態(tài)可變缸技術(shù)(傳說中的可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)),即閉缸技術(shù),在工作過程中可實(shí)現(xiàn)雙缸、三缸或四缸的工作模式,利于節(jié)油減排。這類發(fā)動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)雙缸驅(qū)動(dòng),但狹義上我想并不能歸類為雙缸機(jī)。
三缸機(jī)在行業(yè)內(nèi)像是一塊結(jié)痂的傷疤,不抓會(huì)覺得癢,抓了會(huì)感到疼。在三缸機(jī)產(chǎn)品在市場(chǎng)上頻頻折戟的環(huán)境下,國(guó)內(nèi)外許多品牌仍然前仆后繼,不斷嘗試扭轉(zhuǎn)三缸機(jī)的被動(dòng)局面。雖然三缸機(jī)因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)抖動(dòng)問題嚴(yán)重,消費(fèi)者對(duì)它充滿敵意,但面對(duì)不斷加嚴(yán)的油耗排放標(biāo)準(zhǔn),許多車企對(duì)三缸機(jī)鐘情不已,無外乎是因?yàn)槿讬C(jī)身材輕巧,且在經(jīng)濟(jì)節(jié)油、傳動(dòng)效率等方面優(yōu)勢(shì)明顯。
三缸機(jī)其實(shí)并不是什么新鮮的產(chǎn)物,早在上世紀(jì)80年代的天津,第一臺(tái)下線的夏利就搭載了一款三缸1.0L發(fā)動(dòng)機(jī),最大輸出為53馬力,峰值扭矩為77牛米。三缸機(jī)誕生的意義即在于通過降低氣缸數(shù)量,增大單個(gè)氣缸容量,提升工作效率。相比同排量四缸機(jī),三缸機(jī)燃燒性能和熱量損耗表現(xiàn)更佳。
如今的三缸機(jī)在性能、油耗、NVH、耐久性等方面,早已和過去不可同日而語,部分產(chǎn)品的動(dòng)力性能甚至已經(jīng)超越了主流的四缸機(jī)。三缸機(jī)產(chǎn)品后來在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了比較成功的案例,諸如別克英朗和本田凌派等。
三缸機(jī)普遍來說排量不超過1.5L,大多數(shù)在1.0-1.3L。以捷豹路虎的新款1.5T三缸機(jī)高功率版本為例,其最大輸出達(dá)到200馬力,峰值扭矩達(dá)到280牛米。當(dāng)然,三缸機(jī)在一些高性能的摩托車上也比較常見。
四缸機(jī)無疑是當(dāng)今時(shí)代應(yīng)用最為廣泛的機(jī)型,當(dāng)然我說的是直列四缸機(jī),直列四缸機(jī)是目前汽車上最佳的布置及設(shè)計(jì)方案。因?yàn)橹绷兴母讬C(jī)太過普遍,我想不到太多新鮮的干貨可與大家分享。以梅德賽斯-奔馳出品的全新M139 2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)高功率版本為例,其最大輸出達(dá)到421馬力,峰值扭矩為500牛米,而其輕量化表現(xiàn)同樣出色,僅有160.5kg。
有直列四缸機(jī)當(dāng)然也會(huì)有V型四缸機(jī),據(jù)說V型四缸機(jī)最早于1922年開始生產(chǎn)。V4發(fā)動(dòng)機(jī)在高性能摩托車上較為多見,汽車領(lǐng)域應(yīng)用比較少,僅有保時(shí)捷919Hybrid Evo等為數(shù)不多的例子,這款戰(zhàn)車曾多次稱霸勒芒耐力賽,采用90度夾角2.0T的V4發(fā)動(dòng)機(jī),最大輸出為500馬力。
五缸機(jī)同樣不是新鮮的產(chǎn)物,它已經(jīng)有超過40年的歷史。許多人因?yàn)槿讬C(jī)工作時(shí)抖動(dòng)相對(duì)嚴(yán)重的天生缺陷,在心里否定五缸機(jī)。其實(shí)相比四缸機(jī),五缸機(jī)在動(dòng)力性能、平順性、NVH性能等方面表現(xiàn)更為出色。
但因?yàn)槲甯讬C(jī)相比四缸機(jī)多了一個(gè)缸,生產(chǎn)和維護(hù)成本大幅增加,同時(shí)因?yàn)樗母讬C(jī)的調(diào)校已經(jīng)相當(dāng)出色,五缸機(jī)在四缸機(jī)和六缸機(jī)之間顯得不上不下,地位尷尬。
使用五缸汽油機(jī)較多的品牌是奧迪和沃爾沃。使用五缸柴油機(jī)的的產(chǎn)品不多見,以福特Ranger皮卡為例,它采用3.2T的五缸柴油機(jī),最大輸出功率為147千瓦(約200馬力),峰值扭矩達(dá)到470牛米,百公里油耗僅有8.9L。
國(guó)內(nèi)商用車領(lǐng)域使用五缸柴油機(jī)的代表產(chǎn)品是豪沃,豪沃T6G車型便搭載了MC09直列五缸柴油機(jī),排量為8.8L,最大輸出為380馬力,發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下即可實(shí)現(xiàn)大扭矩。
據(jù)說奧迪和蘭博基尼下一代的2.5T五缸發(fā)動(dòng)機(jī),在電子渦輪技術(shù)的助力下,最大輸出可達(dá)到600馬力,峰值扭矩可達(dá)到650牛米,令人難以置信。
還有一種采用星型布置的五缸發(fā)動(dòng)機(jī),主要應(yīng)用于飛機(jī)。摩托車上也曾采用過星型五缸機(jī),但存在的歷史并不長(zhǎng),比如德國(guó)的Megola摩托和法國(guó)的Verdel摩托。Verdel摩托早在1912年便開始生產(chǎn),搭載746cc的星型五缸機(jī),最大輸出為35馬力。
僅次于四缸機(jī),六缸機(jī)是時(shí)下汽車上第二常見的機(jī)型。不管是V6還是L6,應(yīng)用都十分廣泛。
早在1905年,瑪蒙公司就生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)搭載V6發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車。V6機(jī)型的代表作要屬1988年日產(chǎn)以羽毛的理念開發(fā)的V6發(fā)動(dòng)機(jī),這款發(fā)動(dòng)機(jī)追求高性能、高效率和極致的輕量化,連續(xù)14年獲得美國(guó)一家權(quán)威汽車雜志評(píng)選的“十佳發(fā)動(dòng)機(jī)”。現(xiàn)如今,V6發(fā)動(dòng)機(jī)的排量普遍在2.5至4L。
L6發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于從事貨運(yùn)的卡友來說再常見不過,以解放動(dòng)力新發(fā)布的CA6DX1-75GG41發(fā)動(dòng)機(jī)為例,其排量為16L,最大輸出為750馬力,峰值扭矩達(dá)到3500牛米,滿足國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。這款發(fā)動(dòng)機(jī)B10壽命達(dá)到200萬公里,換油周期達(dá)到20萬公里。
● 編后語
雖然以上發(fā)動(dòng)機(jī)在缸數(shù)上差異很大,但在工作原理上都比較類似,依然以奧拓循環(huán)、阿特金森循環(huán)或米勒循環(huán)的理論為指導(dǎo)。好了,以上是關(guān)于不同缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)盤點(diǎn)的上篇,想要了解七缸到64缸發(fā)動(dòng)機(jī)的卡友,歡迎關(guān)注下期盤點(diǎn)。(文/姚祺瑾 圖/卡車之家 網(wǎng)絡(luò))