众所周知,当前乘用车市场最常见的就是直列型和V型发动机,其中又以L4(直列四缸)、V6(V型六缸)为主,当然也有沃尔沃、奥迪的L5,宝马、奔驰的L6,以及各种L3、V8/V10/V12发动机。这些都只是在原有设计思路的基础上增/减缸数。
从整个市场来看,也有很多车企喜欢从各个角度打破常规,保时捷、斯巴鲁的水平对置发动机,大众W型发动机大家或许有所耳闻,但相信关于星型发动机和转子发动机,普通消费者一定知之甚少,本期小编就带大家一起开开眼界。
星型发动机
星型发动机(radial engine)跟汽车发动机一样是往复式活塞内燃机,二战前中期的飞机,包括日本的零式、美国的P47雷电都配备这种发动机。
现在我们还可以在很多改装重机车上看见该类型发动机,一般都为单数缸,3、5、7、9的都有,如果需要提高功率,还可以配合正时曲轴,多层气缸组叠加使用。星型发动机相比现在的直列式发动机少了很多外围组件,占用体积小,质量轻。
不能被汽车沿用有多方面原因,首先是发动机在汽车上不好水平放置,因为这样输出轴就变成了垂直的,会导致重心过高。此外,这种发动机气缸分布角度实在太奇葩,现在的水平对置发动机都因为润滑问题伤透脑筋,这种每个气缸角度都不一样的发动机,还有几个是近乎倒立的,很难满足润滑要求。
本田NR系列椭圆活塞发动机
气缸/活塞必须是圆柱形的吗?本田说,那不一定。..在1987年的法国勒芒赛道上,本田车队新战车的亮相吸引了全场的目光,它就是NR750,这台车使用的是本田最奇葩的NR椭圆活塞发动机,其相比于常规圆形活塞拥有更多气门,更流畅的进排气以及更高的转速极限。
V4的气缸布局,椭圆的气缸和活塞形状,每个气缸可以配两个火花塞、两个喷油嘴、八个气门,每个活塞配备两个连杆,发动机转速可以轻松达到2万转速以上,动力可以调至200马力以上!
大众Vr6发动机
V型发动机的气缸夹角一般在60°左右,高档跑车则大多是90°,例如迈凯伦的V8发动机,而大众的Vr6的夹角只有15°,是V型发动机中的奇葩,现役大众途昂搭载的2.5T V6发动机就这种布局。
Vr6的小夹角设计最大的优势就是结构紧凑,狭窄的夹角可以跟直列发动机一样,让所有气缸共享一个外壳,长度远比L6短,宽度小于正统V6,也仅需两根凸轮轴(DOHC)即可满足气门的进/排气正时,结构相比正统V6有明显简化,当然,比直列发动机还是更复杂一些。
缺点同样十分明显。看似结构相比V6明显简化,实际上却带来了有关振动、散热以及进/排气系统上的一系列问题。这种发动机为了缩小尺寸,限制成本付出了很大的代价,这也是其没有成为主流V6发动机的最重要原因。
大众W8/W12/W16发动机
如果将上面的Vr6当成一个直列六缸发动机看待,再将两台Vr6以72°夹角组合,就成了一台W12发动机,也就是在奥迪A8、宾利慕尚上使用的W12型发动机。
Vr6本身就不是一个合理的作品,W12相比之下就存在着更多的技术难题,体积非常庞大,结构非常复杂,完全是两套缸体,却要相互配合对外输出扭矩,不夸张的说,这就是工程为了凸显逼格在找罪受。大众的Vr6至今依旧存在,很大程度上要归功于W型发动机,毕竟W型发动机的研发就是以Vr6为基础的。换句话说,把奥迪A8、布加迪Chiron上的W型发动机拆半个下来依旧可以独立运行,想想也是蛮带感的。
保时捷/斯巴鲁水平对置发动机
将V型发动机的夹角扩大至180°就成了水平对置发动机,因为发动机工作时活塞就像拳击手相互出拳,所以俗称拳头发动机(boxer engine)。虽然这个概念最早是奔驰始祖——卡尔·本茨提出来的,但目前仅保时捷和斯巴鲁在生产这样的奇葩机头,同时,这也是它们的最大卖点。
因为这种发动机的主体结构完全平躺在底盘上,所以相比L型/V型其最大的优势就是重心低,对追去性能和操控极限的跑车来说就十分必要,能够有效提升整车的稳定性,过弯时抗侧倾能力更强。此外,这种结构下活塞是左右相对运动的,水平方向产生的振动会相互抵消,发动机的平顺性同样非常出色。
缺点自然是造价,气缸的需要两套相同的配气、正时、润滑、冷却系统辅助工作,对工艺要求非常高。如果加装涡轮增压器的话,也只能装在气缸两侧(双涡轮),占用面积也很大,机舱布局与主流车完全不同,什么都要定制,成本高的吓人。
此外,因为气缸是平躺运动的,所以润滑油因为重力作用只能“滋润”发动机下半身的运动件,磨损不均匀,容易烧机油,需要特制的润滑系统才能有效润滑,这是核心技术。
汪克尔发动机
马自达转子发动机
汪克尔发动机属于无活塞回旋式四行程内燃机的一种,曾在马自达多款高性能车上出现,并命名为“转子发动机”。
奎西发动机
汪克尔发动机转子转动一圈可做功三次,而普通活塞式发动机转动两圈才做功一次,所以前者更容易拉高转速,由于只有两个转动部件,所以体积缩小、重量轻,故障率也减少。转子旋转的圆形运动比往复式活塞引擎的水平直线运动(靠活塞连杆、曲轴带动活塞)运行得更平顺,故汪克尔引擎的震动与噪音比较小。
对于汪克尔发动机发动机,我们最熟悉的莫过于马自达经典的RX-7跑车,虽然由于发动机寿命短而发展受限,但随着技术发展,新材料的应用也将逐渐扩展到汽车领域,或许可以解决气密性问题也说不定。
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !