汽车发动机的两大机构五大系统_汽车发动机布局
1.汽车发动机有几种排列方式
2.汽车的横置发动机和纵置发动机有什么不同?
3.汽车发动机的布局有那几种?各有什么优缺点
4.汽车发动机为什么装在前面
5.发动机布局的分类
但凡对汽车发动机布局形式有所了解的车主都知道,现在市面上的汽车发动机分为纵置和横置两种布局形式,纵置发动机是指发动机与车辆前桥等部件呈垂直状态,一般奥迪汽车通常都用这种纵置布局。
而横置发动机是指发动机与车辆前桥呈平行状态,这样的布局形式不仅可以简化变速箱与驱动桥的结构,而且还可以让发动机的动力在传输过程中减小损耗,大众汽车通常都会用横置布局。
身为一家亲的大众和奥迪,之所以将发动机设计成两种布局形式,其实大众也是各有取向的,而把发动机设计成两种布局形式后,两者都体现出了鲜明的特点。下面我们就来简单分析一下,同样是EA888发动机,大众横置发动机与奥迪纵置发动机有啥区别?
大众横置发动机特点
横置发动机即是发动机与曲轴、变速箱的输入轴、输出轴以及车轮传动轴都是平行方向,这样的设计使得车辆的传输效率更高,现在市面上绝大部分轿车都是用这种布局形式。
然而,这种设计布局的不足之处是车辆整体前后配重难以得到平衡,其主要原因是因为横置发动机的曲轴和变速箱输入轴直接连在了一起,这样的设计需要将发动机放置在车辆前桥的位置,这么以来就形成了头重尾轻的现象,此外还有刹车点头、转向不足的现象。
汽车发动机有几种排列方式
不是。
分类:
1、前置前驱
指引擎前置在车头,由前轮驱动整辆汽车的方式。发动机前置前桥驱动时,发动机可以横置也可以纵置,也可以布置在轴距外、轴距内或前桥上方。不同布置方案对汽车均有影响。
2、中置前驱
中置发动机,前轮驱动布局。意指引擎放置在前轴之后、驾驶座之前,由前轮驱动整辆汽车的方式。它使悬架更容易吸收颠簸力,使乘客感觉更顺畅。但是在跑车中,发动机位置再次用于提高性能,并且可能更平稳的驾驶通常被更硬的减震器抵消。
3、后置前驱
后置前驱是汽车历史上非常罕见的构型,因其导致车辆的重心过于靠后,而用作驱动的前轮承载较低,故此很不利于加速,此外爬坡也较为吃亏。故此在历史上仅有少量概念车和原型车有用。
4、前置后驱
即发动机前置、后轮驱动。在拼合良好的路面上启动、加速或爬坡时,驱动轮的负荷增大(即驱动轮的附着压力增大),其牵引性能比前置前驱型式优越。转向轮是从动轮,转向机构结构简单、便于维修。
5、中置后驱
发动机布置在汽车后部,与差速器和手动变速器连成一体,后轮为驱动轮,发动机布置在前轴的后面,此为中置后驱。中置发动机的最大优点是极为优异的转向特性。在转向时,一转动方向盘,汽车很快就跟着转向,二者间的时间差非常短,车身紧随转向动作的性能特别好。
6、后置后驱
发动机布置在汽车后部,与差速器和手动变速器连成一体,后轮为驱动轮,发动机布置在后桥后方,此为后置后驱。由于横摆力矩小,车辆操纵非常灵活,良好的起动和爬坡性能,而且几乎与负荷状态无关,由于发动机、变速器和差速器连成一体,所以力的传递路线很短,由于前轮负荷小,所以转向轻便。
7、全时四轮驱动
车在行驶的任何时间,都是以四个轮子独立推动,明显区别于其他前轮或后轮以及4WD带动的汽车。轿车用常接合式四轮驱动,虽使其结构复杂、质量增大、造价提高、油耗增加(约5%~10%),通常其最高车速也有所降低。
但可大大地提高它对各种路面的适应性,提高其行驶安全性及通过性,因此深受用户欢迎,得到迅速发展。
百度百科-全时四轮驱动
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百度百科-后置前驱
百度百科-中置前驱
百度百科-前置前驱
汽车的横置发动机和纵置发动机有什么不同?
汽车发动机有四种排列方式,分别为:L型、V型、H型和W型。
1、L型发动机
L型发动机又称“直列”(LineEngine)发动机,是指汽缸是按直线排列的,它所有的汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面。
2、V型发动机
V型发动机是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。
3、H型发动机
H型发动机又称水平对置发动机,这也是V型发动机的一种,只不过V的夹角变成了180度了,一般为4缸或6缸。
4、W型发动机
W型发动机是德国大众专属发动机技术。简单说就是两个V型发动机相加,再组成一个V型发动机,也就是“V+V=W=V”。
扩展资料
汽车发动机排列方式的优点:
1、L型发动机:稳定,成本低,结构简单,运转平衡性好,体积小稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛。
2、V型发动机:运转稳定(针对V6、V8、V12)、节省空间。
3、H型发动机:低重心,产生的横向震动容易被支架吸收、有效将全车较重的发动机重心降低,更容易达到整体平衡。低振动,活塞运动的平衡良好。
4、W型发动机:结构更紧凑,可以容纳更多的汽缸数,有更大的排量。
百度百科-汽车发动机
汽车发动机的布局有那几种?各有什么优缺点
横置发动机与纵置发动机的摆放方式是不同的,驱动方式也是不同的。发动机、变速箱放置方向不同,横置发动机是横向放置,要求变速箱也要并排横向放置。纵置发动机则为纵向放置,变速箱放在发动机的后面。汽车驱动方式不同,横置发动机通常为前置前驱,纵置发动机通常为前置后驱。
横置发动机与纵置发动机的摆放方式是不同的,驱动方式也是不同的。
一般的家用轿车或suv车型都用横置发动机,用横置发动机的汽车一般是前轮驱动的。
横置发动机需要占用的乘员舱空间很小,横置发动机的汽车车内空间一般是更大的。并且,横置发动机的传动效率高,成本也更低,所以很适合在一些家用车或城市suv上使用。
一般的运动型汽车或豪华车才会用纵置的摆放方式,一般的纵置发动机汽车都是后轮驱动或四轮驱动的。纵置发动机汽车的前后配重更加平衡,这样可以为车子带来更好的操控性。纵置发动机需要占用的车内空间更大。有很多讲究操控的运动型汽车都会用纵置发动机,例如宝马旗下生产的很多汽车都是纵置发动机的。横置发动机汽车的重量大部分集中在车头,这样不利于车子的操控性。如果车头太重,那在过弯时是比较容易出现转向不足现象的。但是,也有一些性能车用横置发动机布局,有些前驱车也会用纵置发动机布局。
汽车发动机为什么装在前面
● 发动机描述 发动机(英文:Engine),又称为引擎,是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器,通常是把化学能转化为机械能(把电能转化为机器能的称谓电动机)。 装配在汽车上都主要以汽油或柴油为原料,现在的新能源汽车则包括电动、氢气等形式。 发动机描述这个参数主要是简要地描述一下这款车的发动机,我们标准的描述方式是:排气量+排列形式+汽缸数+发动机特殊功能。 例如宝马335i的“3.0升直列6缸双涡轮增压直喷发动机”,奔驰C200的“1.8升直列4缸机械增压发动机”。● 发动机放置位置 根据发动机相对车身所处的位置和自身安置的方向,我们将发动机放置按以下两种划分。 ◆ 发动机放置以前后轴划分: 发动机整体在前轮轴前面的称为“前置发动机”(常用英文”F”表示),绝大部分轿车都是前置发动机。 发动机整体在前后轴之间的称为“中置发动机”(常用英文”M”表示),很多双座的超级跑车均用这种布置方式,例如:兰博基尼LP640,法拉利F430等。 发动机整体在后轮轴后面的称为“后置发动机”(常用英文”R”表示),这类车型比较少,典型代表车型就是保时捷911。 ◆ 发动机位置以曲轴纵横标准划分: 发动机位置以曲轴位置为标准,我们将发动机分为横向式(常用英文”Q”表示)和纵向式(常用英文”L”表示)两种放置类型。 曲轴和车体方向成直角的叫横置发动机,一般前驱车均为横置发动机,例如:大众速腾、标致307、丰田凯美瑞等。 曲轴和车体方向平行的叫纵置发动机,一般后驱车和全驱车多数都为纵置发动机,例如:奔驰C级、宝马3系、丰田锐志等。不过也有特例,奥迪就是典型的前驱车,但是纵置发动机。● 发动机结构形式 发动机结构形式就是汽缸的排列形式,主要有以下几种方式: ◆ 直列发动机(LineEngine) 发动机所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面,气缸是按直线排列的,我们称这样的发动机为直列发动机。 直列发动机特点:它的优点是缸体和曲轴结构十分简单,而且使用一个汽缸盖,制造成本较低,尺寸紧凑。直列发动机稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少;但缺点是随排量汽缸数的增加长度大大增加。所以直列发动机一般都是4缸机,少数有6缸机,比如宝马著名的直列6缸发动机。 ◆ 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。因为V型发动机是两组汽缸,所以汽缸数均是偶数,如常见的:V6、V8、V10、V12等,而且V型发动机排量都比较大,一般都在2.5L以上。 V型发动机特点:V型发动机高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便,也能够为驾驶舱留出更大的空间。V型发动机汽缸对向布置,还可抵消一部分震动,使发动机运转更平顺;V型发动机的缺点则是必须使用两个汽缸盖,结构较为复杂、成本较高。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。 ◆ W型发动机 W型发动机是德国大众专属发动机技术。其原理是:将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开,简单点说,W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大W形,严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。 W发动机特点:W型比V型发动机做得更短一些,有利于节省空间,同时重量也可轻些;缺点是它的宽度更大,使得发动机室更满。 大众旗下的辉腾6.0和奥迪的A8L 6.0都用了W12发动机,布加迪威龙则是用了8.0L W16发动机,W型发动机一般都是大排量的发动机。 ◆ H型水平对置发动机 如果将直列发动机看成夹角为0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。 水平对置发动机特点:由于它的汽缸为“平放”,因此降低了汽车的重心,同时又能让车头设计得又扁又低。这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。不过由于两排汽缸水平放置,所以造成发动机缸体很宽,使得发动机舱排列会变的比较复杂,所以很少有厂家用。 目前只有两家公司用水平对置发动机,分别是斯巴鲁和保时捷。 ◆ 转子发动机 上面我们讲解的几种都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进,都是往复式式发动机,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,它用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。 与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。转子发动机的运动特点是三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时,三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3比2。 上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系,输出轴的转速是转子自转速度的3倍,这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。 转子发动机特点:转子发动机的优点十分明显,它尺寸较小、重量较轻、功率很大,并且震动和噪声极低。缺点是转子技术复杂,制造成本极其高昂,耐用性也低于传统发动机。经典实例:现在使用转子发动机的仅有马自达一家厂家,RX-8跑车使用的就是1.3L的转子发动机。 ◆ 混合动力系统 故名思意,混合动力系统就是在传统的汽柴发动机的基础上,加上一种其他能源的动力系统。现在普遍应用的是油电混合系统,即在汽柴发动机的车上,再加上一个电动机,两个发动机一起工作。 混合动力系统其实是一种在未研究出替代能源之前的一种折中方案,他的最大优点是能够有效地降低油耗。现在市场上比较常见的混合动力车型有:丰田普锐斯、本田思域混合动力、雷克萨斯RX400H等。
发动机布局的分类
这里涉及到四种汽车的驱动方式,即前置后驱、前置前驱、中置后驱、后置后驱的。随着汽车的发展,汽车发动机的布局根据实际的优缺点进行了多种改变。
后置后驱布局并不是没有使用,上世纪80年代的大众甲壳虫、菲亚特500等型号基本上用的就是发动机后置布局的方式,发动机放置在后轴的后面,驾驶室的空间比较大,不过由于行李箱放置在汽车前部,而前部还要集成汽车的转向系统,行李箱空间会变小。
这种布局还有一个很大的缺点:汽车的前部过轻,在高速行驶时,前部的抓地力会降低,转向稳定性下降,对汽车高速行驶稳定性影响较大。此外, 由于发动机放置在后面,为了提升发动机的散热性能,需要从汽车的前部引入空气到后面进行散热,一定程度增加了汽车设计的复杂性。因此,现在的汽车基本上都不用这种方式。
现在家用型轿车多以“前置前驱”为主
上世纪80年代以前,几乎所有的家用汽车都用前置后驱的驱动方式,发动机、变速箱前置,使用后轮驱动,这种方式要求发动机纵置,变速箱纵置。
这种布局的优点是:汽车的前后重量分配更均匀,具有良好的操控稳定性,在起步、爬坡时,由于汽车的重心后移,可以使驱动轮的抓地力更大。但缺点也同样明显:由于发动机纵向布置,对于空间有较高的需求,这种方式需要把动力传递到后轮,需要一根传动轴,因此会侵占驾驶室空间,特别是对于中小型车来说,无法使用这种布局。
上世纪80年代以后,车辆小型化的需求增强,传统的前置后驱车型由于结构原因,无法在小型车上使用,于是出现了前置前驱车型,这种布局发动机前置横置,变速箱、转向系统、都集中放置在汽车前部,汽车的重心会集中在前部,其优点是:汽车结构会更加紧凑,有利于汽车小型化,发动机横置布局可以减少发动机对于驾驶室空间的侵占。
1)前置发动机
前置发动机,即发动机位前轮轴之前。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构,特别是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言,发动机将动力直接输送到前轮上,省略了长长的传动轴,不但减少了功率传递损耗,也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率。另外,将发动机置驾驶员的前方,在正面撞车时,发动机可以保护驾驶员免受冲击,从而提高了车的安全性。
2)中置发动机
中置发动机,即发动机位于车辆的前后轴之间,一般驾驶舱位于发动机之前或之后。可以这么说,中置发动机的汽车肯定是后轮驱动或者四轮驱动。
汽车在转弯时,汽车各个部分因为惯性都会向弯外移动,引擎是质量最大的部分,所以引擎因惯性而对车体的作用力对汽车在弯中的转向有至关重要的影响。发动机中置的特点就是将车辆中惯性最大的发动机置于车体的中央,这样可以使车身重量分布接近理想平衡状态。一般来说,只有那些超级跑车或者讲究驾驶乐趣的跑车才用中置发动机
当然中置发动机也有缺点,由于发动机中置,导致车厢狭窄,不能布置较多座位,另外,由于驾乘人员离发动机太近,因此噪声较大。但是,只追求汽车驾驭性能的人们,是不会再乎这些的,甚至一些人更愿意听到发动机咆哮的轰鸣声。
3)后置发动机
一般来说,最纯正的后置发动机就是将发动机布置在后轴之后,最有代表性的就是大客车,而后置发动机的乘用车屈指可数,最有代表性的就是保时捷911,当然smart也是后置发动机。
曾经的经典车型大众甲壳虫和菲亚特126P也是后置发动机
4)横置发动机
横置发动机是指发动机和汽车前桥平行。简单的讲就是你站在车头前面向发动机,如果发动机横着放在你眼前,就是横置发动机
一般来说,前驱的紧凑型轿车、大多数的中级轿车和少数高级轿车都用了横置发动机的布置方式。
优点:
横置发动机的曲轴、变速器的输入输出轴以及车桥都是平行的,所以如果是前驱车的话,最适合的就是前横置发动机,动力传输距离短,方向一致,因此传动效率较高。
另一方面,由于横置发动机占用的纵向空间小,可以极大限度缩短了发动机舱的纵向空间,换来的是宽敞的驾乘空间,尤其是前排乘客的腿部拓展的空间。这对于尺寸有限的紧凑型轿车来讲尤为重要。
缺点:
前后重量分布不平衡的问题则横置发动机的最大缺陷,由于横置发动机发动机曲轴变速箱输入轴平行连接在一起的,使其可以布置在发动机前轴之前,但是这些重量最重的汽车部件全部集中在车头前方就使得前轴负荷过大,从而容易出现转向不足的情况,而头重脚轻的前后轴配重也会在高速过弯时使车尾的后轮缺乏重压,某些轴荷分配不合理的横置发动机轿车甚至达到了前70%后30%,其性能可想而知。
另一方面,由于横置发动机变速器安装位置过于偏向一侧的原因,其驱动轴是一长一短的,当巨大的驱动力作用在不等长的传动轴上时,会使车两个前轮有转速差,从而导致急加速时车头有左右摆动现象,也就是我们常说的扭力转向,这一点在大排量前置前驱车型上尤为明显。
5)纵置发动机
纵置发动机是指发动机与汽车的前桥垂直,简单的讲就是你站在车头前面向发动机,如果发动机竖着放在你眼前,那就是纵置式发动机。
一般来说后驱车都用了纵置发动机,因为动力要传递到后桥上,在传动距离无法缩短的情况下,就要尽可能减少动力的方向转换。如果用横置的话,因为曲轴和传动轴的方向垂直,所以先要转换一次方向,以通过传动轴传输动力,但是传动轴的方向和后桥的方向也是垂直的,所以在后桥需要再将旋转方向转换过来,这无疑降低了传动系统的效率。而使用纵置发动机就可以使得曲轴与传动轴平行,减少了一次传动方向的转换,无疑是降低了能量的损失。
另一方面纵置发动机可以让变速器的位置尽量向后伸,使动力总成的重心位于前桥之后,这样可以让车身前后重量更加平均。
在纵置发动机平台上,还有一个比较特殊的例子,这就是使用纵置发动机前轮驱动的奥迪。虽然奥迪使用纵置发动机更多是为了照顾quattro这个传统,但是其纵置发动机前轮驱动发动机的布局同样可以带来不错的前后配重比。这种布置可以将发动机纵向布置在汽车前轴之前,与发动机直接相连的变速箱就会受到发动机舱空间的限制,就要布置在前轴之后,变速箱的输入轴与发动机曲轴围绕同一轴线转动,对于承受着发动机和变速箱重量的车前轴来说,他就像是天平的支点,发动机和变速箱分布在前轴的前后两侧,使得前轴承受的发动机和变速箱重量分布更加均匀,重心配比更为合理,虽然还是会有前驱车的推头现象,但是其配重比要明显优于普通横置发动机车型,例如前驱的奥迪A4的前后配重比就达到了较完美的55:45。
不过纵置发动机也有缺点,由于纵置致使发动机占用发动机舱较长的空间,导致驾乘空间有所损失。
6)反置发动机
“反置”是横置发动机的一种特殊布置方式,通常的横置发动机排气歧管在前,进气歧管在后的布置方式,简单的说就是“前出后进”,如果将进排气的位置调换,将进气歧管置于前端,排气歧管置于后部,变成“前进后出”,就是所谓的“反置”了。只有横置发动机才有“正反置”之说,纵置发动机进排气歧管在左右两端,互换并没有什么差别,所以是没有这样的说法的。在我们周围用反置发动机的车子有很多,福特福克斯、蒙迪欧致胜、马自达睿翼、蓝瑟翼神、以及新君威2.4等车型上使用的都是反置式发动机
反置式发动机的优势在于进气歧管处在迎风面,能够更好的降低进气温度,温度的下降使空气密度提高,单位体积内的氧含量也随之提升,能够使燃烧更加充分,提高效率,有效降低油耗。对于非缸内直喷的发动机而言,反置式的布置使得供油管路也随进气歧管的移到了前方,有更好的散热效果。而排气歧管后移的设计,使排气管不再经过发动机下方,可以使发动机位置整体下移,有效降低重心提升操控表现,并且排气管与发动机距离更远,降低了散热系统的热负荷,也避免了高温尾气对油底壳的影响,不再“曲折”的管路使得排气阻力大大降低,排气更加顺畅,效率更高,发动机在高转速时能够输出更高的功率。
不过,反置发动机也并非完美,首先排气管位置的后移使之更加靠近乘员舱,高温和排气噪音很容易渗透到乘员舱,所以为了减少高温和噪声的影响,就需要花更多的成本在防火墙等位置做隔热隔音的处理。另一个缺点是,反置发动机顺畅的排气管路减小了排气管内的回压,使得发动机低转速时的排气效率降低,进而影响进气的效率,进气歧管内的混合气常常不能被完全吸入气缸内,也容易造成混合气密度不均、燃油燃烧不够充分等情况,而未进入气缸而吸附在进气管壁和气门上的细小油滴也很容易在高温环境下形成积碳。这就是反置式发动机通常在低转速时的动力输出较弱的原因,也是很多使用反置发动机的车型容易产生积碳的主要因素之一。
不过,随着可变长度进气歧管以及目前主流的可变正时气门技术、正在逐渐兴起的缸内直喷技术的应用,反置发动机的弱势正在被逐渐改善。可变正时气门技术使“气流及气门开关”对于传统多点电喷发动机混合气浓度的不利影响大大降低,而直喷技术的应用则进一步削弱了气门开关和歧管气流对混合气浓度的不利影响,将燃油直接注入汽缸,能够更加精准的计算和控制喷油量,相比缸外喷射减少了燃油损失,达到提高效率降低油耗的目的。可以说,反置发动机在这方面的弱势已被有效的弥补,能够在全转速段实现更高的效率,并且更好的发挥其高转速输出的特性。
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