在過去的幾十年中，汽車制造商設計了十幾種汽車發動機。我們會對每種類型的汽車發動機進行講解，以增加大家對發動機的了解和認知。

內燃機是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入氣缸內部的高壓燃燒室燃燒產生動力。這是將化學能轉化為有用的機械能，通常用于汽車工業為汽車提供動力。

01 二沖程發動機

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二沖程發動機是在兩個行程內完成一個工作循環的發動機。二沖程發動機曲軸轉一圈，發動機對外作功一次。

二沖程發動機氣缸上有三個孔，即進氣孔、排氣孔和換氣孔，這三個孔分別在一定時刻由活塞關閉。其工作循環包含兩個行程：第一行程：活塞自下止點向上移動，三個氣孔同時被關閉后，進入氣缸的混合氣被壓縮；在進氣孔打開時，可燃混合氣流入曲軸箱。

第二行程：活塞壓縮到上止點附近時，火花塞點燃可燃混合氣，燃氣膨脹推動活塞下移作功。這時進氣孔關閉，密閉在曲軸箱內的可燃混合氣被壓縮；當活塞接近下止點時排氣孔開啟，廢氣沖出；隨后換氣孔開啟，受預壓的可燃混合氣沖入氣缸，驅除廢氣，進行換氣過程。

02 四沖程發動機

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四沖程發動機的工作循環是由進氣行程、壓縮行程、作功行程和排氣行程組成。在這個過程中，活塞上下往復運動四個行程，相應的曲軸旋轉兩周。

四沖程汽油機是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在進氣行程被吸入氣缸，混合氣經壓縮點火燃燒而產生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動活塞做往復直線運動，通過連桿、曲軸飛輪機構對外輸出機械能。

四沖程柴油機的工作原理與四沖程汽油機相同，也是由進氣、壓縮、做功、排氣四個行程組成。不同的是柴油機進氣行程進的是純空氣，在壓縮行程接近上止點時，由噴油器將柴油噴入燃燒室，由于這時氣缸內的溫度已經遠遠超過柴油的自燃溫度，噴入的柴油經過短暫的著火延遲后，自行著火燃燒，對外做功。

03 六沖程發動機

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六沖程發動機是在四沖程發動機的"進氣-壓縮-做功-排氣"四個沖程之后，第五個沖程開始的時候，把水噴進熾熱的氣缸里面，水馬上就變成了溫度高達816度的蒸汽，體積急劇膨脹1600倍，同時氣缸內壓強急劇增大，推動活塞再次做功。每6個沖程中就出現2個做功沖程，而消耗的燃油卻沒有變化。到了第6個沖程，發動機把水蒸氣排放到一個冷卻器，水蒸氣在那里重新變成水。

六沖程發動機是內燃機的一項新發展，它對缸蓋和進排氣閥的操作采用了革命性設計，利用了部分散發的熱能去制造蒸汽，以回收部分本來會損失的能量。

04 往復式發動機

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往復式發動機也叫活塞發動機，是一種利用一個或者多個活塞將壓力轉換成旋轉動能的發動機，也是一種將活塞的動能轉化為其他機械能的機械，主要利用燃料燃燒產生的熱能通過液體(如水)或氣體的膨脹，從而推動活塞，將熱能轉化為動能的機械。

▲往復式發動機示意圖

往復式發動機一般是利用汽油、柴油或者氣體燃料燃燒產生壓力的。燃料和空氣的混合物被注入活塞內，然后被點燃(柴油機是被壓燃)產生氣體膨脹，推動活塞向后運動。活塞的這種直線運動通過連桿和曲軸轉換成圓周運動。

05 汪克爾轉子發動機

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汪克爾發動機是一種活塞在氣缸內做旋轉運動的新型內燃機。它的基本結構是在一個橢圓形的空間中，置入一個勒洛三角形形狀的轉子，轉子的三個面將橢圓形空間劃分為三個獨立的燃燒室。

由于轉子采偏心運轉，因此這些被分隔的獨立燃燒室在運轉過程中，容積會不斷地改變，此型發動機就是利用密閉空間變化的特質來達成四行程運轉所需要的進氣、壓縮、點火與排氣過程。

汪克爾發動機的轉子每旋轉一圈作功三次，與四沖程發動機每旋轉兩圈作功一次相比，整個發動機只有兩個轉動部件，簡化的結構使發動機體積縮小、重量減輕，故障率也減少。由于轉子發動機的軸向運轉特性，它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速，其轉速比往復式發動機上升得快，且具有高馬力容積比(發動機容積較小卻能輸出較多動力)的優點。

06 壓縮點火發動機

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壓縮點火發動機，空氣在吸氣過程其壓縮比為12至20之間，因此在燃燒過程中空氣的溫度變得很高。在壓縮點火發動機中，是以高壓縮比先將空氣壓縮到很高溫度，然后將液體燃料噴入，利用空氣的高溫使燃料燃燒。柴油發動機是壓縮點火發動機的完美示例，因為它僅通過壓縮空氣來工作。

▲壓縮點火

07 火花點火發動機

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火花點火又稱“強制點火”。火花點火發動機在壓縮行程中，燃料和空氣的可燃混合物在氣缸內被壓縮至適當程度時，立即將高壓電流通到裝在氣缸蓋上的火花塞，產生電火花，使可燃混合物著火燃燒 。

▲火花點火

火花點火是利用火花塞兩電極間的電弧放電原理，使可燃混合氣點燃而迅速著火燃燒。在壓縮行程接近終了時，由燃料和空氣所組成的可燃混合氣在氣缸內被活塞壓縮到一定的壓力和溫度，立即以10?15kV的高壓電流通入裝在氣缸蓋上的火花塞，在氣缸中產生電火花，使可燃混合氣著火而燃燒。

08 電動發動機

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電動發動機，是將由電源提供的電能轉化為機械能的裝置。電源為電動汽車的驅動機構——電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪工作的裝置。

目前，電動汽車上應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。

電動發動機工作原理：蓄電池——電流——電力調節器——電動機——動力傳動系統——驅動汽車行駛。

09 HCCI發動機

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HCCI發動機和傳統的汽油發動機一樣，都是向氣缸里面注入比例均勻的空氣和燃料混合氣。傳統的汽油發動機通過火花塞打火，點燃空氣和燃料混合氣產生能量。但HCCI發動機則不同，它的點火過程同柴油發動機類似，通過活塞壓縮混合氣使溫度升高至一定程度時自行燃燒。

HCCI是一種以往復式汽油機為基礎的一種新型燃燒模式，簡單來說就是汽油機的一種壓燃方式。這項技術在90年代初已經被提出并開始實驗，但是當時電子控制技術沒有現在成熟，所以這項技術直到現在才被大眾所知。

10 單缸發動機

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單缸發動機只有一個氣缸連接到曲軸。它的結構緊湊，重量輕，具有更好的重量與功率比。通常用于小型摩托車，越野車和卡丁車。

▲單缸發動機

單缸發動機工作時，曲軸每轉一圈(二沖程)或兩圈(四沖程)，氣缸內的混合氣點火燃燒一次，從聲音和振動上，能明顯地感到發動機工作是斷續的，排氣也是"突突"的斷續聲。

▲單缸發動機

由于單缸機結構簡單，和同排量的多缸機相比，具有重量輕，結構尺寸小的特點，采用單缸機有利于減輕整車的重量，所以也提高了整車操控的靈活性。當采用發動機橫向布置時，曲軸旋轉的陀螺效應會阻礙摩托車側傾轉彎，曲軸越重這種阻力越大。由于單缸機曲軸短，陀螺效應相對要低得多，所以左右側傾輕便。

11 多缸發動機

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多缸發動機是有兩個以上氣缸的發動機，是由若干個相同的單缸排列在一個機體上，共用一根曲軸輸出動力所組成。

雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。車用發動機多采用四缸、六缸、八缸發動機。發動機的氣缸數越多，曲軸轉動越均勻，振動也就越小，但制造成本增加。多缸發動機的氣缸排列有直列、V形和水平對置等形式，這取決于安裝、制造成本和冷卻方式等因素。

12 直列式發動機

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直列發動機的所有氣缸均肩并肩排成一個平面，缸體和曲軸結構簡單，而且使用一個汽缸蓋，制造成本較低，穩定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應用比較廣泛。其缺點是功率較低。

▲直列式發動機

“直列”可用L代表，后面加上氣缸數就是發動機代號，汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發動機。

▲直列六缸發動機

13 V型發動機

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V型發動機就是將所有氣缸分成兩組，把相鄰氣缸以一定夾角布置一起，使兩組氣缸形成有一個夾角的平面，從側面看氣缸呈V字形的發動機。V型發動機的高度和長度尺寸小，在汽車上布置起來較為方便。它便于通過擴大氣缸直徑來提高排量和功率并且適合于較高的氣缸數。國產的中高檔車型中，不少采用V型6缸發動機，比如君威，帕薩特及奧迪A6等等。

▲V型發動機

V型發動機的缺點則是必須使用兩個氣缸蓋，結構較為復雜、成本較高。另外其寬度加大后，發動機兩側空間較小，不易再安排其它裝置。

經典實例：歐洲的豪華轎車往往采用8缸以上的V型發動機設計，比如勞斯萊斯、奔馳頂級的S600轎車等都是V12發動機，而V型發動機最高可達到16缸，排量在10升以上。

14 W型發動機

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W型發動機是德國大眾專屬發動機技術。將V型發動機的每側氣缸再進行小角度的錯開（如帕薩特W8的小角度為15度），就成了W型發動機。或者說W型發動機的氣缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形。

▲W型發動機

W型發動機的氣缸排列形式只是近似W形排列，嚴格說來還應屬V型發動機，至少是V型發動機的一個變種。W型與V型發動機相比可將發動機做得更短一些，曲軸也可短些，這樣就能節省發動機所占的空間，同時重量也可輕些，但它的寬度更大，使得發動機室更滿。

▲W型發動機氣缸布置

W型發動機最大的問題是發動機由一個整體被分割為兩個部分，在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題，大眾在W型發動機上設計了兩個反向轉動的平衡軸，讓兩個部分的振動在內部相互抵消。

15 水平對置發動機

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水平對置發動機是將發動機活塞平均分布在曲軸兩側，在水平方向上左右運動。使發動機的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩，發動機安裝在整車的中心線上，兩側活塞產生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動，使發動機轉速得到很大提升，減少噪音。

▲水平對置發動機

水平對置發動機的最大優點是重心低。由于它的氣缸為“平放”，不僅降低了汽車的重心，還能讓車頭設計得又扁又低，這些因素都能增強汽車的行駛穩定性。同時，水平對置的氣缸布局是一種對稱穩定結構，這使得發動機的運轉平順性比V型發動機更好，運行時的功率損耗也是最小。當然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶來更好的操控性。

除了因為水平對置結構較為復雜外，還有如機油潤滑等問題很難解決。橫置的氣缸因為重力的原因，會使機油流到底部，使一邊氣缸得不到充分的潤滑。顯然保時捷和斯巴魯都很好的解決了眾多技術難題，但高精度的制造要求也帶來了更高的養護成本，并且由于機體較寬，因而并不利于布局。

16 自然吸氣發動機

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自然吸氣是汽車進氣的一種，是在不通過任何增壓器的情況下，大氣壓將空氣壓入燃燒室的一種形式。自然吸氣發動機在動力輸出上的平順性與響應的直接性上，要遠優于增壓發動機。

▲自然吸氣發動機

自然吸氣式是沒有增壓器的，指空氣單純經過空氣濾清器——節氣門——進氣歧管——到達“氣缸”，汽油是通過噴油嘴直接噴射在進氣歧管里的（通常說是電子燃油噴射，現在最新的技術是缸內噴射，代表是大眾邁騰）。

自然吸氣式就是指在第一個行程中，混合氣是靠自然形成的壓力差進行吸氣。增壓式就是指先把氣體壓縮，提高氣體的壓力和密度，當氣門打開時，靠壓力差和氣體自身的高壓來增加進氣量，提高功率。

17 增壓式發動機

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增壓就是將空氣預先壓縮然后再供入氣缸，以期提高空氣密度、增加進氣量的一項技術。由于進氣量增加，可相應地增加循環供油量，從而可以增加發動機功率。增壓式發動機可分為機械增壓、渦輪增壓和最新的氣波增壓。

▲增壓式發動機

機械增壓裝置安裝在發動機上并由皮帶與發動機曲軸相連接，從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉，從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優點是渦輪轉速和發動機相同，因此沒有滯后現象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發動機轉動軸里面，因此還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。

▲渦輪增壓技術

渦輪增壓是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率。