有哪些關(guān)于美式V8發(fā)動機(jī)和歐洲V8發(fā)動機(jī)的交錯平面曲軸相位和平面曲軸相位的知識?你這個問題問得相當(dāng)專業(yè),看來你也是業(yè)內(nèi)人士。這個問題涉及到曲軸曲拐空間布置方式以及發(fā)動機(jī)工作順序方面的知識,如果想要深入的研究,問題相當(dāng)復(fù)雜。我們作為普通的汽車愛好者,當(dāng)然不必研究得那么深刻。下面老侯就以自己粗淺的知識來簡略的回答一下這個問題。
大家知道,普通的汽車發(fā)動機(jī)是四沖程往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)在工作時,活塞在氣缸中上下運(yùn)動,完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個沖程,將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過曲軸對外輸出。那么活塞為什么能在氣缸中上下運(yùn)動呢?發(fā)動機(jī)各個氣缸工作是如何協(xié)調(diào)配合的呢?這就是曲軸曲拐的功勞了。
曲軸,顧名思義就是一個彎曲的軸。不過它的彎曲并不是隨意的,而是有一定形狀與規(guī)則的。一個完整的曲軸,是由前端軸、主軸頸、連桿軸頸、曲柄、平衡重、后端軸組成的。一個兩個軸頸與它兩端的曲柄和主軸頸構(gòu)成一個曲拐。直列發(fā)動機(jī)的每一個氣缸對應(yīng)一個曲拐,V型多缸發(fā)動機(jī)每兩個氣缸對應(yīng)一個曲拐,比如單缸發(fā)動機(jī)有一個曲拐,雙缸發(fā)動機(jī)有兩個曲拐,四缸發(fā)動機(jī)有四個曲拐,直列六缸發(fā)動機(jī)有六個曲拐,但是V型六缸發(fā)動機(jī)卻只有三個曲拐,V型八缸發(fā)動機(jī)有四個曲拐,等等。
所謂的曲拐布置方式,是指多缸發(fā)動機(jī)各曲拐之間的夾角,常見的三種夾角是90°、120°和180°,其中90°和120°稱為空間曲拐,180°稱為平面曲拐。曲拐的布置位置與發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)量、氣缸的排列型式、發(fā)動機(jī)的平衡以及各氣缸的工作順序密切相關(guān),并且具有一定的規(guī)律。一般來說,應(yīng)遵循各氣缸的做功間隔角均衡、連續(xù)做功的兩個氣缸相隔較遠(yuǎn)、V型發(fā)動機(jī)左右兩排氣缸盡量交替做功,曲拐布置應(yīng)對稱、均勻,發(fā)動機(jī)工作平衡性較好等原則。
下面我們就來分析不同類型的發(fā)動機(jī)的曲拐布置方式以及它對發(fā)動機(jī)性能的影響。
1、單缸發(fā)動機(jī)
單缸發(fā)動機(jī)只有一個曲拐,所以也就無所謂布置了。由于單缸發(fā)動機(jī)在工作中無法實現(xiàn)自平衡,所以它的振動非常大,必須設(shè)計一根平衡軸來緩沖振動。
2、雙缸發(fā)動機(jī)
雙缸發(fā)動機(jī)有三種型式,分別是直列、V型以及水平對置。不論哪一種,它都有兩個曲拐,這兩個曲拐互成180°夾角,屬于平面曲拐布置,做功間隔角360°,做功順序1-2。這種發(fā)動機(jī)在理論上可以實現(xiàn)自平衡,發(fā)動機(jī)的振動比較小,尤其是水平對置的布置方式,活塞相對運(yùn)動,振動更小。比如很早以前的長江750摩托車,就搭載了水平對置雙缸發(fā)動機(jī),運(yùn)轉(zhuǎn)得非常平穩(wěn)。
3、三缸發(fā)動機(jī)
三缸發(fā)動機(jī)只能直列布置,它有三個曲拐,互相之間的夾角為120°,屬于空間曲拐布置,做功間隔角240°,做功順序1-3-2。三個發(fā)動機(jī)現(xiàn)在應(yīng)用得非常廣泛,在很多轎車和SUV上搭載。大家對三缸機(jī)最大的顧慮就是振動。由于它各氣缸做功有間隔有空檔期,并且各氣缸活塞的上下運(yùn)動互相干涉,所以它的振動是天生的。雖然加裝了平衡軸,但是它的振動仍然能夠感受得到。
4、四缸發(fā)動機(jī)
四缸發(fā)動機(jī)直列、V型以及水平對置三種型式。在普通的汽車上,直列四缸是最為常見的,它有四個曲拐,絕大多數(shù)都是互相成180°,屬于平面曲拐布置。不過也有互成90°的空間曲拐布置,這種發(fā)動機(jī)一般應(yīng)用在摩托車上。V型以及水平對置發(fā)動機(jī)也有四個曲拐,也是互相成180°的平面曲拐布置,為了縮短發(fā)動機(jī)的長度,一般會采用半支撐式曲軸。四缸發(fā)動機(jī)在運(yùn)行中可以平衡掉一階振動,但是二階振動無法平衡,所以絕大多數(shù)的四缸發(fā)動機(jī)還是有一個平衡軸的。四缸發(fā)動機(jī)的做功間隔角180°,做功順序有1-3-4-2和1-2-4-3兩種。
5、五缸發(fā)動機(jī)
五缸發(fā)動機(jī)是比較少見的,現(xiàn)在只有奧迪部分車型仍然在使用。五缸發(fā)動機(jī)一般呈直列布置,有五個曲拐,互成72°,屬于空間曲拐布置。做功間隔角是144°,做功順序是1-2-4-5-3。五缸發(fā)動機(jī)已經(jīng)有做功重疊,所以它的運(yùn)轉(zhuǎn)是比較平順的,只是型式比較特殊,不太容易被人接受,在家用車上很少見,只應(yīng)用在一些性能車上。
6、六缸發(fā)動機(jī)
六缸發(fā)動機(jī)直列、V型以及水平對置三種型式,以直列六缸最為常見。它有六個曲拐,互成120°,屬于空間曲拐布置。做功間隔角是120°,做功順序是1-5-3-2-4(右式)或1-4-2-6-3-5(左式)。直列六缸發(fā)動機(jī)的六個曲拐均勻的布置在互成120°的三個平面內(nèi),恰好使活塞上下運(yùn)動時產(chǎn)生的一階振動和二階振動互相抵消,并且各缸做功銜接完美,因此它可以完美的實現(xiàn)自平衡。在所有的發(fā)動機(jī)中,直列六缸發(fā)動機(jī)是唯一一個不用加裝任何平衡裝置就可以平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的。
V型六缸發(fā)動機(jī)也是比較常見的,它的型式比較多,兩列氣缸的夾角有60°、90°和15°之分,曲拐的數(shù)量也不一樣。一般60°和90°夾角的V6發(fā)動機(jī)有三個曲拐,互成120°布置,屬于空間曲拐布置。15°夾角的VR6發(fā)動機(jī)屬于大眾公司的專利,它與直列六缸發(fā)動機(jī)差不多,也有六個曲拐,也是空間布置。做功間隔角是120°,做功順序是1-6-3-5-2-4。
7、八缸發(fā)動機(jī)
八缸發(fā)動機(jī)只能V型布置,一般兩列氣缸的夾角為90°。發(fā)動機(jī)做功間隔角是90°,做功順序因發(fā)動機(jī)不同而不同,一般有1-5-4-8-6-3-7-2和1-5-4-2-6-3-7-8兩種。V8發(fā)動機(jī)有四個曲拐,這四個曲拐的布置方式有兩種。一種是互成180°的平面布置,一種是互成90°的空間布置,那么這兩種布置方式有什么區(qū)別呢?
曲拐互成90°的空間布置方式,一般被美系V8發(fā)動機(jī)采用。這種布置方式最大的優(yōu)點就是運(yùn)轉(zhuǎn)起來特別的平順,靜音效果也比較好,發(fā)動機(jī)的使用壽命也比較長。不過這種布置方式曲軸重量比較大,發(fā)動機(jī)比較笨重,汽車加速性能稍差。此外,由于會有同側(cè)氣缸連續(xù)做功,因此會有排氣干涉現(xiàn)象,發(fā)動機(jī)會發(fā)出獨特的煮水聲排氣聲浪。
(曲拐空間布置)
曲拐互成180°的平面布置方式,一般被歐系V8發(fā)動機(jī)采用。這種布置方式最大的優(yōu)點就是曲軸重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升快,汽車加速性能好。缺點是發(fā)動機(jī)的振動比較大,需要加裝平衡軸來平衡曲軸的轉(zhuǎn)動慣量。所以歐洲生產(chǎn)的大排量V8跑車開起來性能優(yōu)越,但是噪音、振動比較大;而美國生產(chǎn)的大排量V8跑車跑起來非常的寧靜、優(yōu)雅,直線加速性能挺好,但是賽道性能較差。
(曲拐平面布置)
以上就是常見發(fā)動機(jī)的曲拐布置方式以及它們對發(fā)動機(jī)性能的影響,還有一些不常見的發(fā)動機(jī),比如V10、V12、W12發(fā)動機(jī)等。它們的氣缸數(shù)更多,只能采用空間布置的曲拐布置方式。