一、發(fā)動(dòng)機發(fā)展史

發(fā)動(dòng)機是汽車(chē)的心臟，是汽車(chē)動(dòng)力的源泉。在這一章里主要介紹發(fā)動(dòng)機的主要組成部件和系統原理。

汽車(chē)的發(fā)展與發(fā)動(dòng)機的進(jìn)步有著(zhù)直接的聯(lián)系。發(fā)動(dòng)機在人類(lèi)的探索中不斷發(fā)展變化，先后經(jīng)過(guò)了從外燃機到內燃機、從化油器到進(jìn)氣道燃油系統和燃油直噴系統的演變。

1. 蒸汽發(fā)動(dòng)機的應用

18世紀中葉，瓦特發(fā)明了蒸汽機，此后人們開(kāi)始設想把蒸汽機裝到車(chē)上載人。法國的古諾（N.J.Cugnot）是第一個(gè)將蒸汽機裝到車(chē)子上的人。

2.煤氣發(fā)動(dòng)機

1858年，定居在法國巴黎的里諾發(fā)明了煤氣發(fā)動(dòng)機，并于1860年申請了專(zhuān)利。發(fā)動(dòng)機用煤氣和空氣的混合氣體取代了蒸汽，使用電池和感應線(xiàn)圈產(chǎn)生電火花，用電火花將混合氣點(diǎn)燃爆發(fā)。這種發(fā)動(dòng)機有氣缸、活塞、連桿、飛輪等，和現代發(fā)動(dòng)機極其接近。

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3.四沖程發(fā)動(dòng)機的發(fā)明

1867年，德國人奧托（Nicolaus August Otto）受里諾研制煤氣發(fā)動(dòng)機的啟發(fā)，對煤氣發(fā)動(dòng)機進(jìn)行了大量的研究，制作了一臺臥式氣壓煤氣發(fā)動(dòng)機，后經(jīng)過(guò)改進(jìn)，于1878年在法國舉辦的國際展覽會(huì )上展出了他制作的樣品。由于該發(fā)動(dòng)機工作效率高，引起了參觀(guān)者極大的興趣。在長(cháng)期的研究過(guò)程中，奧托提出了內燃機的四沖程理論，為內燃機的發(fā)明奠定了理論基礎。德國人奧姆勒和卡爾·本茨根據奧托發(fā)動(dòng)機的原理，各自研制出具有現代意義的汽油發(fā)動(dòng)機，為汽車(chē)的發(fā)展鋪平了道路。

4.柴油發(fā)動(dòng)機

1892年，德國工程師狄塞爾根據定壓熱功循環(huán)原理，研制出壓燃式柴油機，并取得了制造這種發(fā)動(dòng)機的專(zhuān)利權。

5.轉子發(fā)動(dòng)機

1957年，德國人汪克爾發(fā)明了轉子活塞發(fā)動(dòng)機。轉子發(fā)動(dòng)機的零件數比往復活塞式發(fā)動(dòng)機少40%，質(zhì)量輕、體積小、轉速高、功率大。日本東洋公司（馬自達公司）買(mǎi)下了轉子發(fā)動(dòng)機的樣機，并把轉子發(fā)動(dòng)機裝在汽車(chē)上。由于排放和油耗的要求，這款發(fā)動(dòng)機逐漸退出了汽車(chē)市場(chǎng)。

6.進(jìn)氣道燃油噴射發(fā)動(dòng)機

進(jìn)氣道燃油噴射發(fā)動(dòng)機就是把汽油直接噴射在進(jìn)氣道內，和空氣混合后進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機里面進(jìn)行燃燒的發(fā)動(dòng)機。

7.燃油直噴發(fā)動(dòng)機

燃油直噴發(fā)動(dòng)機就是讓燃油直接噴射在氣缸內，然后再和空氣混合進(jìn)行燃燒。采用燃油直噴的形式可以讓燃油在很稀的條件下進(jìn)行燃燒，這樣能夠節省更多的燃油。

二、發(fā)動(dòng)機分類(lèi)

（一）按氣缸形式分類(lèi)

1. 直列式發(fā)動(dòng)機

它代表了最早的發(fā)動(dòng)機開(kāi)發(fā)水平。所有氣缸成直線(xiàn)排列并與曲軸垂直。

優(yōu)點(diǎn)：設計簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：大量的氣缸導致發(fā)動(dòng)機非常長(cháng)，不適合于橫向安裝。

2. V 型發(fā)動(dòng)機

為了讓發(fā)動(dòng)機縮短，V型發(fā)動(dòng)機中的氣缸布置成60°到120°的夾角，并讓氣缸的中心線(xiàn)與曲軸的中心線(xiàn)相交。

優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機較短

缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機較寬，具有兩個(gè)分離氣缸蓋，因而需要更復雜的設計和更大的發(fā)動(dòng)機艙容積。

3. VR型發(fā)動(dòng)機

為了滿(mǎn)足在中低檔車(chē)輛上橫向安裝大功率發(fā)動(dòng)機的需要，VR型發(fā)動(dòng)機誕生。六個(gè)相互成15°角偏置布置的氣缸容納在一個(gè)不太寬的且較短的發(fā)動(dòng)機缸體上。此類(lèi)發(fā)動(dòng)機不同于早先的設計，只有一個(gè)氣缸蓋。這些優(yōu)點(diǎn)，使得高爾夫等車(chē)輛上能夠安裝緊湊的VR6型氣缸發(fā)動(dòng)機。

4. W型發(fā)動(dòng)機

W家族的發(fā)動(dòng)機根據模塊化設計原則糅合了兩個(gè)“VR氣缸組”。

單個(gè)氣缸組內氣缸之間的夾角為15°，兩個(gè)VR氣缸組之間的夾角為72°。

（二）按活塞運動(dòng)方式分類(lèi)

按活塞運動(dòng)方式的不同，活塞式內燃機可分為往復活塞式和旋轉活塞式兩種。前者活塞在汽缸內作往復直線(xiàn)運動(dòng)，后者活塞在汽缸內作旋轉運動(dòng)。

（三）按所用燃料種類(lèi)分類(lèi)

根據所用燃料種類(lèi)，活塞式內燃機主要分為汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動(dòng)機三類(lèi)。以汽油和柴油為燃料的活塞式內燃機分別稱(chēng)作汽油機和柴油機。使用天然氣、液化石油氣和其他氣體燃料的活塞式內燃機稱(chēng)作氣體燃料發(fā)動(dòng)機。

（四）按冷卻方式的不同分類(lèi)

按冷卻方式的不同，活塞式內燃機分為水冷式和風(fēng)冷式兩種。以水或冷卻液為冷卻介質(zhì)的稱(chēng)作水冷式內燃機；而以空氣為冷卻介質(zhì)的則稱(chēng)作風(fēng)冷式內燃機，摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機多用風(fēng)冷式。

（五）按工作循環(huán)期間活塞往復運動(dòng)的行程數進(jìn)行分類(lèi)

活塞式內燃機每完成一個(gè)工作循環(huán)，便對外作功一次，不斷地完成工作循環(huán)，才使熱能連續地轉變?yōu)闄C械能。在一個(gè)工作循環(huán)中活塞往復四個(gè)行程的內燃機稱(chēng)作四沖程往復活塞式內燃機，而活塞往復兩個(gè)行程便完成一個(gè)工作循環(huán)的則稱(chēng)作二沖程往復活塞式內燃機。

（六）按照進(jìn)氣狀態(tài)不同分類(lèi)

按進(jìn)氣狀態(tài)不同，活塞式內燃機還可分為增壓和非增壓兩類(lèi)。若進(jìn)氣是在接近大氣狀態(tài)下進(jìn)行的，則為非增壓內燃機或自然吸氣式內燃機；若利用增壓器將進(jìn)氣壓力增高，進(jìn)氣密度增大，則為增壓內燃機。增壓可以提高內燃機功率。