汽车发动机结构特点的研究

廖小吉

摘要：在所有类型的汽车之中，发动机都是最为重要的一个装置，它是汽车得以正常运转的核心与基础。对于发动机而言，它的性能直接决定着汽车实际使用的性能和效果。然而随着科学技术的发展，发动机的种类也逐渐趋于多样化，不同类型的发动机其结构也存在一定差别。为此，本篇文章对当前常见的汽车发动机结构进行了分析，并对不同发动机结构具有的特点进行了简单介绍，希望借此可以给相关人员提供一定帮助。

关键词：结构特点；汽车发动机；燃料

一、根据所用燃料进行分类

根据发动机所选用的具体燃料可以将它们划分成柴油以及汽油发动机。为此，下面我们就对这两种发动机的特点进行研究与分析。

1.汽油发动机

对于汽油发动机来说，它的体积相对较小、整体质量较轻、采购价格较低、有着良好的启动性并且处于最大功率时转速也比较高；同时当汽油发动机处于正常工作状态时并不会产生极大振动或者噪声。此类发动机在中型和小型汽车特别是在高速汽车中使用效果最为理想，但是因为汽油机会受到爆燃造成的限制，因此压缩比比较低而且热效率以及经济性等都要稍稍逊色于柴油发动机。

过气管道是汽油发动机内混合气的主要形成位置，当混合气在该位置形成后便会随之进入气缸内，在进行压缩处理时当压缩程度接近设定标准之后内火花塞就会因此而点燃，此时汽车驾驶员便能够通过加速踏板来控制气缸内混合气的进入量，并借此对汽车发动机负载情况进行控制，而该过程即所谓的量调节。对于汽车发动机内部的燃料供给和点火装置来说，它们是整个发动机结构中最易出现故障的部分。当汽油发动机工作时会排放出大量气体，其中便含有一定量的有害气体（例如一氧化碳和氮氧化物等），有害气体排放总量要远大于柴油发动机的排放量。但是随着近些年科学技术的发展，当前废气净化装置以及电子控制系统早已得到了广泛应用，而此类问题也因此得到了极大优化。除此之外，汽油发动机拉锯特征极为适宜汽车，通过其能够有效降低驾驶员在驾驶过程中的劳动负荷。

2.柴油发动机

相较于前者，柴油发动机不管是体积还是质量都要更大，启动性较差（特别是在低温条件下甚至还会出现无法启动的情况），价格相对较高并且在正常工作时噪声以及振动都较为明显，如果处于超负荷工作状态还易产生黑烟。但是相较于汽油发动机，柴油发动机同样有着自身独特的优点。首先柴油发动机不会受到燃爆等束缚，所以并不需要预防柴油自燃以及其它相关问题出现，从而使得此类发动机的压缩比极为理想，因此不管热效率还是经济性柴油发动机都要更为出色；其次，当处于相同功率时，汽油发动机权矩要小于柴油发动机，并且当功率处于最大时的转速柴油发动机也要更低，此即质调节。除此之外，柴油发动机的扭矩特征与汽车行驶工况等需要并不相匹配，在行驶过程中需要频繁使用档位，从而让驾驶人员的劳动强度得到了显著增加。

二、发动机的缸数和排列的方式

1.缸数

各缸总工作容积等同于发动机排量。缸数的增加除了能够让发动机的排量实现有效增长之外，优化发动机实际工作时的输出功率也可以让发动机更为稳定的运转，从而有效降低振动和噪声。在当前常见汽车中绝大多数采用的都为多缸发动机。三缸型发动机通常被用于微型汽车之中；客车、中型和小型轿车以及小型载重汽车往往选用四缸型发动机；而对于中型载重汽车以及大型轿车或客车则通常选择六缸型发动机作为首要选择目标。除此之外，在重型汽车中六缸以及八缸型发动机使用较为广泛。

2.排列方式

单排直列的排列方式是六缸以下的汽车发动机中最为常见的一类排列方式，而八缸发动机通常是成V形排列。部分轿车为了能够让发动机的高度得到一定降低，并且缩短长度，因此采用了V6或v8等形状排列。另外，三缸斜置的排列方式也经常被作为微型汽车发动机的排列方式。对于不同的排列方式而言，它们同样具有着不同的特点。例如支列型发动机的结构较为简单并且价格也相对便宜但是发动机整体高度比较高勇士长度也偏长，是当前应用较为广泛的一种排列形式。相较于前者，V型发动机的长度比较短并且高度偏低，然而整体结构较为复杂因此价格较高在大型发动机中应用此类排列方式最为理想。在水冷型汽车发动机中，发动机缸体一般采用整体铸造技术进行加工与制造，在挑选小型发动机的铸造材料时首选铝合金，中型甚至是大型的发动机则首选铁质材料。处于发动机缸体正上方的汽缸盖一般使用螺栓进行固定，从而让封闭的气缸形成一个燃烧室并且还包括进气与排气管道，同时还安装有配气机构以及火花塞和气门等。

三、燃料供给体系

通常情况下可以将汽油机的燃料供给体系主要包括两大部分分别是化油器以及燃油喷射型两种。下面我们便对这两种燃料供给系统进行分别介绍。

首先是化油器型燃料供给。对于化油器型燃料设备而言，它工作的基本原理是：当发动机处于正常工作状态时，因为气缸的吸力作用因此外界的空气会经过空气过滤设备从而进入内部气缸，在喉管处由于空余界面比较小因此此时经过过滤处理的外界空气流速便会有所增加从而导致此处压力明显降低，进而产生一定真空度。在室内有部分汽油呈现漂浮态，而受到上述真空度的影响，这些汽油便会随之进入进气管道随之被喷出，被喷出的汽油因为高速气流作用形态会变成雾态，此即所谓的雾化。除此之外，为了能够让发动机的经济性得到进一步优化，还将目前广泛应用的空气制动技术应用到了发动机的主供油装置内，将主喷管放置于空气室内，并且在其附近还特地布置了能够与空气室进行直接连通的均匀通孔。如果逐渐增加节气门开度，则对应的串气孔会逐渐和空气进行连通，在这种情况下不只是让真空度得到了明显降低让混合气浓度减小而且进入到主喷管内的空气同样也有助于雾化反应的进行。现阶段，通过汽油化油装置为汽车进行供油在我国主流的汽车行业已不常见。

其次是由电子控制的燃油喷射型燃料供给体系。虽然化油器型燃料供给设备具有结构简单、便于维修、工作稳定以及价格便宜等特点，然而它最大的缺点是无法对混合气浓度进行精准控制，因此会造成燃料燃烧不完全从而使所排出的废气内含有较多有害成分，不符合目前可持续发展以及环保理念。除此之外，因为存在喉管，从而让进气的阻力得到了显著增减，并且还引起了其它问题，例如汽缸极易出现气阻以及结冰等问题。为此，基于电子控制系统的新型燃油喷射装置便随之出现，并且在汽车发动机行业取得了大规模应用。此类系统具有以下几个特点。①不管是处于何种环境条件或者发动机处在哪种工作情况下均可以对混合气宁都进行精准控制，从而让汽油实现完全燃烧。通过上述操作能够让废气内有害成分含量得到了极大程度的降低，而且还因此让发动机燃烧的经济性实现了有效提升；②能够实现供油以及温度和点火等工作几种控制，从而提升发动机实际的工作效果，并且增强发动机在正常工作状态下的输出功率，以此让燃料需求实现大幅下降；③可以保证汽车发动机在工作时具有良好的稳定性，不管是何种工作状况均可以让汽车按照驾驶员需求实现正常行驶；④因为缺少喉管，所以进气的阻力相对较小，几乎不会形成气阻，汽油在各缸中都能实现均匀分配。但是燃油喷射系统最大的缺点即成本较高并且结构相对复杂，维修难度比较大。

结束语：

综上所述，本篇文章对汽车发动机的结构特点进行了综合分析与阐述。对于汽车发动机而言，它实际上是一个极为复杂的机电系统，不同类型的发动机均有着自身独特的结构特点。随着科学技术快速发展，当前汽车发动机也取得了极大的进步。发动机是汽车得以正常工作的基础同时也是最为关键的动力来源，为此针对于不同类型的汽车一定要挑选最为适宜的发动机类型，以此确保汽车运行的质量、稳定性以及工作效率。

参考文献：

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[2]刘小会.汽车发动机舱侧边梁结构的优化[J].汽车实用技术,2020(09):94-97.

[3]陈跃.浅析混合动力汽车动力传动系统的结构与原理[J].河北农机,2020(05):46.

作者简介： 廖小吉 （1984—），性别：女，民族：汉族，籍贯：江西新余，职称：讲师，学历：研究生，单位： 唐山工业职业技术学院，研究方向：机械工程