汽車發動機種類與工作原理

汽車發動機種類通常分為三種不同的配置方式：

1、直列式：

氣缸按直線排成一排。

2、V型：

氣缸按一定的角度排成兩排。

3、臥式（也叫做水平對置式）：

氣缸在發動機的相對兩側排成兩排。

你看到的直列六缸發動機、臥式六缸發動機和V型六缸發動機， 如果按照相同的排量、氣門、進氣和排氣系統等等製造這些六缸發動機，它們的性能幾乎相同。

不過，每款發動機在使用時都有它的不同點：

1、發動機形狀不同

（1）直列發動機長而窄， 尤其是在小型汽車中，橫向安裝的長而窄的發動機可容納非常短的發動機蓋。 在風冷發動機中，直列式配置有時較難冷卻。

（2）臥式發動機寬而扁，這使它的重心較低。

（3）V型發動機在形式上處於兩者之間，它在形狀上更傾向於立方體。直列式發動機形狀所需的凸輪軸僅為V型發動機的一半（如果使用頂置凸輪軸），這可以稍稍減輕整車的重量。

2、缸體要求使用的金屬量不同

也就是說，不同缸體的重量不同，製造成本也會有所不同。設計者根據不同的可變因素來確定使用的發動機配置，可變因素包括成本、發動機蓋下的可用空間、位置要求、現有製造設施、功率重量比等。

汽車擁有雙頂置凸輪軸意味著什麼？

通常，具有雙頂置凸輪軸的發動機是高性能發動機，這種發動機可產生更大的功率，並且能夠以更高的速度運轉。

凸輪軸的任務是打開氣門，讓空氣進入發動機並將廢氣從發動機中排出。 凸輪軸使用旋轉的凸緣（稱為凸輪）推撞打開氣門，氣門上的彈簧使氣門重新關閉， 這是一項非常重要的工作，會對發動機在不同轉速下的性能產生巨大的影響。

雙頂置凸輪軸的主要好處是，允許發動機每個氣缸有四個氣門。 每個凸輪軸都操縱著兩個氣門，一個凸輪軸控制進氣門，另一個控制排氣門。每個氣缸有四個氣門，這給發動機帶來了兩個好處：一是每個氣缸有四個而不是兩個氣門，用於進氣和排氣的面積就更大。 如果更多的空氣進入氣缸，則發動機可以產生更大的功率，而且如果廢氣更容易排出氣缸，則會消耗更少的功率。

發動機轉速更快時，發動機會將更多的空氣泵入氣缸。 每個氣缸有四個氣門，發動機就可泵入足夠的空氣以保證在更高速度下運轉並產生有用功率。

汽車製造商做的另一件有趣的事情是，為兩個進氣氣缸都安裝了單獨的進氣分支管。 其中一個是用於最大氣流的粗短型進氣分支管，另一個為諧波進氣分支管。當發動機的進氣閥開啟時，空氣將被吸入發動機，所以進氣分支管內的空氣會快速流向氣缸。

如果進氣閥突然關閉，空氣會突然停止流動，並且會堆積起來形成高壓區。 高壓波會離開氣缸並向上進入進氣分支管， 當壓力波到達進氣分支管的底部（分支管與進氣歧管在此處連接）時，又向下反彈回進氣分支管。

如果進氣分支管長度適中，那麼壓力波會恰好在進氣閥為下一次循環開啟時返回進氣閥。這一額外壓力有助於將更多的空氣燃料混合物壓入氣缸——就如同渦輪增壓器一樣有效。

汽車中的氧傳感器是如何工作的？

每輛新車以及1980年後生產的大多數汽車都有一個氧傳感器，它是排放控制系統的一部分，為管理發動機的計算機提供數據。氧傳感器旨在幫助發動機儘可能高效地運轉，同時產生儘可能少的排放物。

發動機在有氧條件下燃燒汽油:

事實證明：空氣與汽油的混合比有一個「完美」的比率，這一比率為14.7：1（燃料不同，完美比率也不同——比率是根據一定燃油中氫和碳的含量來確定的）。 如果空氣和燃油的比率低於完美比率，那麼燃燒後會有燃油剩餘，這種混合氣體稱為濃混合氣， 因為未燃燒的燃油會產生汙染物，所以有濃混合氣並不好；如果空氣相對於燃油的比率高於完美比率，那麼氧將出現過剩，這種混合氣體稱為稀混合氣。稀混合氣往往會產生更多的氮氧化合物汙染物，而且在某些情況下，稀混合氣可能會導致發動機性能降低，甚至會損壞發動機。

氧傳感器位於排氣管中，它可以檢測到混合氣的濃稀情況。大多數傳感器中都含有產生電壓的化學反應。發動機的電腦通過查看電壓來確定混合氣體的濃稀情況，從而相應地調整進入發動機的燃油量。

發動機為什麼需要氧傳感器呢？

 這是因為發動機可吸入的氧氣量取決於多種因素，如海拔、空氣溫度、發動機溫度、大氣壓力以及發動機負載等。

如果氧傳感器出現故障，計算機將無法檢測到空氣與燃油的比率，那它就只能靠猜測了，汽車的性能將會變得很低，並且消耗的燃油比實際需要的要多。