汽车发动机种类与工作原理

汽车发动机种类通常分为三种不同的配置方式：

1、直列式：

气缸按直线排成一排。

2、V型：

气缸按一定的角度排成两排。

3、卧式（也叫做水平对置式）：

气缸在发动机的相对两侧排成两排。

你看到的直列六缸发动机、卧式六缸发动机和V型六缸发动机， 如果按照相同的排量、气门、进气和排气系统等等制造这些六缸发动机，它们的性能几乎相同。

不过，每款发动机在使用时都有它的不同点：

1、发动机形状不同

（1）直列发动机长而窄， 尤其是在小型汽车中，横向安装的长而窄的发动机可容纳非常短的发动机盖。 在风冷发动机中，直列式配置有时较难冷却。

（2）卧式发动机宽而扁，这使它的重心较低。

（3）V型发动机在形式上处于两者之间，它在形状上更倾向于立方体。直列式发动机形状所需的凸轮轴仅为V型发动机的一半（如果使用顶置凸轮轴），这可以稍稍减轻整车的重量。

2、缸体要求使用的金属量不同

也就是说，不同缸体的重量不同，制造成本也会有所不同。设计者根据不同的可变因素来确定使用的发动机配置，可变因素包括成本、发动机盖下的可用空间、位置要求、现有制造设施、功率重量比等。

汽车拥有双顶置凸轮轴意味着什么？

通常，具有双顶置凸轮轴的发动机是高性能发动机，这种发动机可产生更大的功率，并且能够以更高的速度运转。

凸轮轴的任务是打开气门，让空气进入发动机并将废气从发动机中排出。 凸轮轴使用旋转的凸缘（称为凸轮）推撞打开气门，气门上的弹簧使气门重新关闭， 这是一项非常重要的工作，会对发动机在不同转速下的性能产生巨大的影响。

双顶置凸轮轴的主要好处是，允许发动机每个气缸有四个气门。 每个凸轮轴都操纵着两个气门，一个凸轮轴控制进气门，另一个控制排气门。每个气缸有四个气门，这给发动机带来了两个好处：一是每个气缸有四个而不是两个气门，用于进气和排气的面积就更大。 如果更多的空气进入气缸，则发动机可以产生更大的功率，而且如果废气更容易排出气缸，则会消耗更少的功率。

发动机转速更快时，发动机会将更多的空气泵入气缸。 每个气缸有四个气门，发动机就可泵入足够的空气以保证在更高速度下运转并产生有用功率。

汽车制造商做的另一件有趣的事情是，为两个进气气缸都安装了单独的进气分支管。 其中一个是用于最大气流的粗短型进气分支管，另一个为谐波进气分支管。当发动机的进气阀开启时，空气将被吸入发动机，所以进气分支管内的空气会快速流向气缸。

如果进气阀突然关闭，空气会突然停止流动，并且会堆积起来形成高压区。 高压波会离开气缸并向上进入进气分支管， 当压力波到达进气分支管的底部（分支管与进气歧管在此处连接）时，又向下反弹回进气分支管。

如果进气分支管长度适中，那么压力波会恰好在进气阀为下一次循环开启时返回进气阀。这一额外压力有助于将更多的空气燃料混合物压入气缸——就如同涡轮增压器一样有效。

汽车中的氧传感器是如何工作的？

每辆新车以及1980年后生产的大多数汽车都有一个氧传感器，它是排放控制系统的一部分，为管理发动机的计算机提供数据。氧传感器旨在帮助发动机尽可能高效地运转，同时产生尽可能少的排放物。

发动机在有氧条件下燃烧汽油:

事实证明：空气与汽油的混合比有一个“完美”的比率，这一比率为14.7：1（燃料不同，完美比率也不同——比率是根据一定燃油中氢和碳的含量来确定的）。 如果空气和燃油的比率低于完美比率，那么燃烧后会有燃油剩余，这种混合气体称为浓混合气， 因为未燃烧的燃油会产生污染物，所以有浓混合气并不好；如果空气相对于燃油的比率高于完美比率，那么氧将出现过剩，这种混合气体称为稀混合气。稀混合气往往会产生更多的氮氧化合物污染物，而且在某些情况下，稀混合气可能会导致发动机性能降低，甚至会损坏发动机。

氧传感器位于排气管中，它可以检测到混合气的浓稀情况。大多数传感器中都含有产生电压的化学反应。发动机的电脑通过查看电压来确定混合气体的浓稀情况，从而相应地调整进入发动机的燃油量。

发动机为什么需要氧传感器呢？

 这是因为发动机可吸入的氧气量取决于多种因素，如海拔、空气温度、发动机温度、大气压力以及发动机负载等。

如果氧传感器出现故障，计算机将无法检测到空气与燃油的比率，那它就只能靠猜测了，汽车的性能将会变得很低，并且消耗的燃油比实际需要的要多。