汽车用内燃机的分类详解

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：根据不同的分类方法，汽车用内燃机可分为多种类型。②压燃式发动机：在进气行程气缸内仅空气进入并压缩达到燃料自发着火温度以上后，向气缸中以高压喷射雾状燃料，并自发着火燃烧的类型，可以做成大输出功率的大型发动机。

根据不同的分类方法，汽车用内燃机可分为多种类型。

1.根据点火方式的分类

①火花点火式发动机：混合气利用电火花点火并进行燃烧的类型，燃烧温和以及能获得高转速。汽油机、LPG发动机、气体发动机、石油发动机、乙醇发动机等属于此类型。

②压燃式发动机：在进气行程气缸内仅空气进入并压缩达到燃料自发着火温度以上后，向气缸中以高压喷射雾状燃料，并自发着火燃烧的类型，可以做成大输出功率的大型发动机。但存在不能获得高转速以及振动和噪声大等缺点。柴油机为其代表性的发动机。

③热球点火式发动机：利用外部热源对气缸盖内的热球进行加热，并在此喷射燃料点火进行燃烧的发动机。此类型发动机仅在起动时以此方式点火，起动后与柴油机一样能通过自发着火运行，发展为小型柴油机。此类型发动机结构简单，价格也便宜，也能使用低等级燃料，曾经应用在小型渔船上，但现在几乎已经绝迹。

2.根据运行方式的分类

①四冲程发动机：1个工作循环由4个行程构成，曲轴每旋转2周完成1个工作循环。大部分汽车发动机属于此类型。

②二冲程发动机：1个工作循环由2个行程构成，曲轴每旋转1周完成1个工作循环，主要应用在大型低速大输出功率的柴油机上。二冲程点燃式发动机结构简单，因此多应用在摩托车发动机或小型通用汽油机上。

3.根据燃料供给方式的分类

①化油器式发动机：通过化油器供给燃料的类型，有配备化油器的汽油机、气体混合LPG发动机等，但现在已被淘汰。

②燃料喷射式发动机：还分为空气喷射方式和无气喷射方式发动机。空气喷射式发动机是初期在柴油机上采用的方式，利用高压压缩空气喷射燃料的发动机。无气喷射式发动机是通过燃料泵提高燃料压力并把燃料喷射在进气管路中或直接喷射在气缸内的发动机。现在使用的汽油机、LPG发动机和柴油机全部采用此类型。

4.根据冷却方式的分类

①水冷式发动机：在气缸周围设置冷却液通道，利用水泵强制循环冷却液进行冷却的发动机，现在使用的大部分发动机为此类型。

②空冷式发动机：在气缸周围设置冷却片，利用行驶产生的气流或冷却风扇吹出的空气进行冷却的发动机，主要应用在摩托车发动机和小型石油发动机上。

5.根据气门配置方式的分类

根据气门配置方式的分类如图1-12所示。

图1-12 根据气门配置方式的分类

①L形气缸盖发动机：在气缸体上设置进气门、排气门的类型，气门机构较为简单，燃烧效率高。仅在点燃式发动机上采用此类型。

②Ⅰ形气缸盖发动机：在气缸盖上设置进气门、排气门的类型，气门机构较复杂。气门通过凸轮轴或摇臂控制开闭，通常点燃式发动机、压燃式发动机均可采用此类型。

③F形气缸盖发动机：在气缸盖上设置进气门，在气缸体上设置排气门的类型，气门机构较复杂，但进气效率较高，混合气能均匀预热。

④T形气缸盖发动机：在气缸体的左右分别设置进气门、排气门的类型。目前发动机上不采用此类型。

6.根据气缸排列方式的分类

①直列式发动机：在1个气缸体上各气缸以一条直线排列的类型，多应用在4气缸或6气缸发动机上。4气缸时以曲轴相位180°排列，6气缸时以曲轴相位120°排列。此类型结构较简单，因此广泛应用。

②V型发动机：V型发动机为在2个排上分别直列相同数量气缸的类型，2个排的气缸向着1个曲轴倾斜安装。V型发动机与直列型发动机相比，具有重量轻、混合气分配均匀、旋转平衡较好的优点，以及在气缸数较多时可以减小发动机的长度和高度的优点，例如V6、V8发动机等，主要应用在6气缸以上的发动机上。

③水平对置式发动机：气缸相互对向设置的类型，多应用在空冷式发动机上。此类型可以减小发动机的高度，在空间受限的部位上安装容易。创造单一车型世界生产量记录的德国甲壳虫初期车型就应用了水平对置型发动机。

④W型发动机：W8发动机是把2个V4发动机排列在一起，与V8发动机相比体积更小，功率更大。发动机的宽度与V8相同，但长度会短得多。最近由德国大众汽车公司开发并应用。

⑤星型发动机：配备4排或4～16排的发动机。在一个曲轴销中连接4个或4个以上连杆。可以减小发动机所占的空间，因此多应用在航空发动机上。

7.根据混合气形成方式的分类

①均质混合气发动机：利用化油器或把燃料喷射在进气系统中，以此提前均匀混合形成可燃混合气，并进入到气缸内火花点火燃烧的类型。

②不均混合气发动机：把燃料直接喷射在气缸内压缩点火的类型。

③分层混合气发动机：在气缸内形成浓混合气和稀薄混合气分层混合气，总体上在稀薄混合气区域温和燃烧的类型。

8.根据供气方式的分类

①无增压式发动机：通过活塞的运动吸入空气或混合气的发动机，传统发动机属于此类型。这种类型又称为自然吸气发动机（NA）。

②增压式发动机：以增加输出功率为目的，增设增压器把进气压力缩为大气压以上压力（1.5～3.5个标准大气压），并供给到气缸内的类型，主要应用在中型、大型柴油机上。

9.根据发动机的输出功率和速度分类

（1）根据发动机的输出功率不同，可分为

①大型发动机：1000hp以上发动机（气缸内径为500mm以上）。

②中型发动机：100～1000hp范围发动机（气缸内径为200～500mm）。

③小型发动机：100hp以下发动机（气缸内径为200mm以下）。

（2）根据发动机的速度分类不是根据曲轴的转速，而是根据活塞的平均速度，即活塞单位时间的运动距离进行分类。因此发动机的速度与曲轴的转速和活塞的行程有关。即使发动机转速相同，活塞行程大的发动机属于高速发动机，行程小的发动机属于低速发动机。通常分类如下：

①高速发动机：活塞的平均速度为9m/s以上（发动机的转速为1000r/min以上）。

②中速发动机：活塞的平均速度为6～9m/s范围（发动机的转速为500～1000r/min）。

③低速发动机：活塞的平均速度为6m/s以下（发动机的转速为500r/min以下）。

10.其他分类

内燃机还根据其用途（汽车用发动机、载货车用发动机、火车用发动机、飞机用发动机、船舶用发动机、动力生产用发动机等）、燃料（汽油机、柴油机、LPG发动机、CNG发动机、石油发动机、乙醇发动机、氢气发动机等）和气缸数（单缸发动机、多缸发动机等）等进行分类。

汽车用内燃机的分类详解

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