活塞发动机的基本分类[3D图]

活塞发动机的基本分类[3D图]

※按燃料分类：汽油机与柴油机

汽油机转速高、质量小、噪音小、启动容易，采用点燃式，多用在汽车、飞机上。柴油机压缩比大、热效率高，采用压燃式，多用在汽车、船舶、发电机上。除汽油和柴油外，酒精、煤油、蓖麻油等也可作为内燃机燃料，只是不常见。

※按工作循环分类：四冲程与二冲程

四冲程内燃机的一个工作循环分为吸气、压缩、做功、排气四步，期间活塞上下运动4次，曲轴转2圈。二冲程内燃机的结构要简单得多，活塞上下运动2次就完成一个工作循环，期间曲轴只转1圈。二冲程内燃机在单位时间内做的功比四冲程内燃机多一倍，所以同样功率下，二冲程内燃机的体积比四冲程的小，重量也更轻，但缺点也很明显，比如耗油量高、热效率低、振动大、故障率高等。现代汽车和拖拉机广泛使用四冲程内燃机，而摩托车两者兼有。

※按冷却方式分类：水冷式与风冷式

水冷发动机的汽缸体和汽缸盖中有冷却水套，其中有水循环流动给发动机降温；风冷发动机的汽缸体和汽缸盖上有许多散热鳍片，靠空气的流动给发动机降温。水冷发动机工作可靠、冷却效果好，被广泛用于汽车和拖拉机发动机；风冷式结构简单，多见于摩托车和飞机发动机。

※按汽缸数分类：单缸与多缸

仅有一个汽缸的发动机称为单缸发动机，多见于摩托车和小型拖拉机。有两个及以上汽缸的称为多缸发动机，被现代汽车、坦克、大中型拖拉机所广泛采用。

※按进气方式分类：自然吸气式与增压式

汽油机一般采用自然吸气式；柴油机为了提高功率经常采用增压式。

※按汽缸排列方式分类：单列与双列

直列式发动机（Line Engine）的所有汽缸都排成一列，优点是结构简单、成本低，缺点是功率较小、不适合6缸以上的发动机采用。

用于现代轿车的有L3、L4、L5、L6发动机（L代表直列，后面的数字代表汽缸数），普通轿车多用L4发动机。下图是宝马的L6发动机：

为了布置更多的汽缸而不使发动机过长，就要将汽缸分为两列，相邻汽缸以一定夹角（多为60°和90°）彼此交错，它们共用一个曲轴，从侧面看去，这两列汽缸呈V字形，故称为V型发动机。它的优点是：体积小、振动比直列式的弱、布置方便，可以有效降低发动机盖的高度，减小汽车的空气阻力，由于汽缸之间是相互交错的，所以便于通过扩大汽缸直径来提高功率；缺点是必须使用两个汽缸盖，结构比较复杂、成本较高，发动机两侧空间较小，不易安放其它装置。

轿车用V型发动机的汽缸数一般为5、6、8、10、12、16。其中V5发动机应用在大众公司的新甲壳虫、高尔夫和宝来轿车上。V6发动机的长度与L4相当，可以横放在前轮驱动的轿车上，这使它的应用范围比L6广，现在中高级轿车上普遍采用V6发动机。V8发动机性能优秀，但因重量大、成本高、耗油多，只用在高级轿车上。V10发动机的动平衡不是很好，所以用在一些高性能跑车上，市售汽车很少采用。大家熟知的F1赛车用的都是V10发动机。V12发动机工艺复杂、造价昂贵、重量太大、油耗惊人，个人认为它的象征意义大于实用意义。使用V12发动机的汽车主要集中在欧洲，并以德国、英国的顶级豪华轿车和意大利顶级跑车为主。至于V16发动机，装配了它的跑车绝对可以称得上怪兽，下图是劳斯莱斯的V16发动机：

将V型发动机每侧的汽缸再错开一个小角度（如帕萨特W8为15°），就成了W型发动机。它是V型发动机的变种，也可看作是两个V型发动机的组合，它比V型发动机更短更轻，比如：大众的W12发动机的体积仅相当于一般的V8或者稍大一点的V6发动机，同时运转非常平稳；缺点是：结构复杂、成本高。W型发动机是德国大众公司的首创，下图是W12发动机：

将V型发动机两列汽缸的夹角增大到180°，就是水平对置发动机。它的优点是：运转平稳、功率损耗小、整体高度低，可以有效降低汽车重心，利于汽车稳定；缺点是由于汽缸都是水平放置，导致上半部分润滑困难。如下图所示，水平对置发动机工作时，两边活塞的相向运动就像拳击手出拳对打，所以通常被称为Boxer（拳击手），目前只有富士重工和德国保时捷才有这种发动机。

最后顺便说一下，不是所有的活塞发动机的汽缸都是直线排列的，我十年前曾见过一台6缸风冷飞机发动机，它的6个汽缸彼此间隔60°绕成一圈，中间的曲轴直接驱动螺旋桨，可惜当时没有拍下照片，也没能找到相关图片。