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1、0小 学 期 论 文题 目 现有轿车发动机的工作原理及 其优缺点分析专 业 机械设计制造及其自动化学 号 141310106 学 生 安明磊 1摘 要汽车发动机为汽车提供动力，是汽车的心脏，影响汽车的动力性、经济性和环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构，即将汽油(柴油)或天然气的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的，发动机伴随着汽车走过了 100 多年的历史，无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高，但其基本原理仍然未变，这是一个富于创造的时代，那些发动机设计者们，不断地将最新科
2、技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，其类型也是多种多样。本文的主要工工作是分析现有轿车发动机类型的工作原理以及分析其优缺点。关键词：发动机类型；工作原理；优缺点2目 录摘 要 .2第 1 章 绪 论 .41.1 课题背景 .41.2 本文完成的主要内容 .4第 2 章 现有轿车发动机类型分类 .52.1 按照结构分类 .52.2 按照发动布局分类 .62.3 按照燃料分类 .6 2.4 按照燃燃烧特点分类 .6第 3 章 现有轿车发动机的工作原理及其优缺点分析 .73.1 直列发动机 .73.2 V 型发动机 .83.3 W 型发动机 .93.4 水平对置发动机 .103
3、.5 转子发动机 .113.6 柴油发动机 .133.7 汽油发动机 .143.8 缸内直喷发动机 .153.9 机械增压发动机 .163.10 涡轮增压发动机 .173.11 自然吸气发动机 .18参考文献 .193第 1 章 绪 论1.1 课题背景汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏发动机技术的进步显得更受关注。如今介绍一辆汽车的发动机时：直列，V 型，W 型，水平对置，缸内直喷技术，机械增压，涡轮增压技术，等等都已经运用的相当广泛。作为汽车的心脏发动机技术的进步显得更受关注。1.4 本文完成的主要内容：（1）通过查阅书籍以及网搜资料对现有轿车发动机类型进行分类。（2）依据汽车工业图书以
4、及网络学术搜索介绍各种发动机的工作原理。（3）通过分析发动机的工作原理并结合实例分析不同类型发动机的优缺点。4第 2 章 现有发动机类型分类2.1 按照结构分类一台汽车发动机往往具有 3 个以上的汽缸，对于汽车发动机主要的分类方式是根据汽缸的布局及排列方式来划分。一般有直列、V 型、W 型以及水平对置等几种。直列发动机(LineEngine) 它的所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面，使用一个汽缸盖。直列发动机在国产车中应用十分广泛，几乎所有中档以下国产车及采用四缸发动机的车型都是直列发动机。实例：宝马公司一直是直列发动机的坚决拥护者，宝马的 L6(直列六缸)发动机无论在技术含量、缸数上还是
5、在性能表现上都可算是直列发动机的极致。V 型发动机 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，故称 V 型发动机。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。W 型发动机 W 型发动机是德国大众专属发动机技术。将 V 型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特 W8 的小角度为 15 度)，就成了 W 型发动机。或者说 W 型发动机的汽缸排列形式是由两个小 V 形组成一个大 V 形。严格说来W 型发动机还应属 V 型发动机的变种。水平对置发动机 如果将直列发动机看成夹角为 0
6、度的 V 型发动机，当两排汽缸的夹角扩大为 180 度，汽缸水平对置排列，就是水平对置发动机了。实例：水平对置发动机是日本富士汽车的招牌技术之一，富士 WRX-STi 车型采用水平对置发动机。转子发动机 传统发动机都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进，发动机及气缸本身都是相对不动的，而转子发动机则是一种三角活塞旋转式发动机，它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。5实例：至今为止，将转子发动机技术成熟运用于市场产品的仅有马自达一家厂家。目前马自达 RX-8 跑车采用转子发动机技术。2.2 按照发动布局分类按照发动机在车身上的布局，还可以分成前置发动机、中置发动机以及后置发动机三种。前置
7、发动机 即发动机位车前轮轴之前。后置发动机 后置发动机往往对应于一些后轮驱动的大马力车型，典型车型为保时捷的 911 系列跑车。中置发动机 即发动机位于汽车的前后轮轴之间2.3 按照燃料分类柴油机汽油机2.4 按照燃燃烧特点分类1.缸内直喷发动机 在缸内直喷发动机中，只有空气吸入到燃烧室，燃料被精确控制的注射器直接喷射到燃烧室。2.增压发动机（1）机械增压发动机 此类增压器是以不增加引擎排气量为前提，使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器，再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率。（2）涡轮增压发动机 涡轮增压器就是一个气泵，由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮，当
8、它越转越快时，另一侧的叶轮也在同步加快，增大了进入燃烧室的进气量。3.自然吸气发动机6第 3 章 现有轿车发动机的工作原理及其优缺点分析 3.1 直列发动机工作原理：它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面。现代汽车上主要有 L3、L4、L5、L6 型发动机。 6 缸直列发动机，最著名的例子就是 BMW（宝马）的 M3，BMW 选用 6 缸直列发动机的主要目的是为了方便配重和稳定性。优点：它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。缺点：功率较低，当排气量和汽缸数增加时，发动机的长度将大大增加。 73.2 V 型发动机工作原理
9、： V 型引擎汽缸采用 V 字形排列，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。代表车型：奥迪的 A6、法拉利 360、保时捷 carrear GT、奔驰 S600。分别使用 V6,V8,V10,V12 发动机。优点：（1）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。尤其是现代汽车比较重视空气动力学，要求汽车的迎风面越小越好，也就是要求发动机盖越低越好；（2）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；（3）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。缺点：V 型发动机的缺点是必须使用两个汽缸盖，结构较为复杂。另外其宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其它装置。83.3 W 型发动机工作原理：将 V 型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开 (如帕萨特 W8 的小角度为 15 度) ，就成了 W 型发动机。或者说 W 型发动机的汽缸排列形式是
