很多人都想了解更多的汽車知識(shí)，以加深對(duì)汽車的了解，只是無(wú)奈汽車結(jié)構(gòu)之復(fù)雜，機(jī)械知識(shí)之乏味，都一一放棄了。下面給大家準(zhǔn)備了一組圖解汽車文章，結(jié)合圖片剖析汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓復(fù)雜的原理變得通俗易懂。

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一、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)種類解析

　　發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的動(dòng)力源泉，就像人的心臟一樣。不過(guò)不同人的心臟大小和構(gòu)造差別不大，但是不同汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就有著千差萬(wàn)別，那不同的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造都有哪些不同？下面我們一起了解一下。

● 汽車動(dòng)力的來(lái)源

　　汽車的動(dòng)力源泉就是發(fā)動(dòng)機(jī)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力則來(lái)源于氣缸內(nèi)部。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸就是一個(gè)把燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的場(chǎng)所，可以簡(jiǎn)單理解為，燃料在氣缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生巨大壓力推動(dòng)活塞上下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿把力傳給曲軸，最終轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)變速器和傳動(dòng)軸，把動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪上，從而推動(dòng)汽車前進(jìn)。

● 氣缸數(shù)不能過(guò)多

　　一般的汽車都是以四缸和六缸發(fā)動(dòng)機(jī)居多，既然發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力主要是來(lái)源于氣缸，那是不是氣缸越多就越好呢?其實(shí)不然，隨著氣缸數(shù)的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件也相應(yīng)的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)會(huì)更為復(fù)雜，這也降低發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性，另外也會(huì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本和后期的維護(hù)費(fèi)用。所以，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)都是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的用途和性能要求進(jìn)行綜合權(quán)衡后做出的選擇。像V12型發(fā)動(dòng)機(jī)、W12型發(fā)動(dòng)機(jī)和W16型發(fā)動(dòng)機(jī)只運(yùn)用于少數(shù)的高性能汽車上。

● V型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

　　其實(shí)V型發(fā)動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)單理解就是將相鄰氣缸以一定的角度組合在一起，從側(cè)面看像V字型，就是V型發(fā)動(dòng)機(jī)。V型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于直列發(fā)動(dòng)機(jī)而言，它的高度和長(zhǎng)度有所減少，這樣可以使得發(fā)動(dòng)機(jī)蓋更低一些，滿足空氣動(dòng)力學(xué)的要求。而V型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸是成一個(gè)角度對(duì)向布置的，可以抵消一部分的震動(dòng)，但是不好的是必須要使用兩個(gè)氣缸蓋，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的高度減低了，但是它的寬度也相應(yīng)增加，這樣對(duì)于固定空間的發(fā)動(dòng)機(jī)艙，安裝其他裝置就不容易了。

● W型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

　　將V型發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)的氣缸再進(jìn)行小角度的錯(cuò)開，就是W型發(fā)動(dòng)機(jī)了。W型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于V型發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是曲軸可更短一些，重量也可輕化些，但是寬度也相應(yīng)增大，發(fā)動(dòng)機(jī)艙也會(huì)被塞得更滿。缺點(diǎn)是W型發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上被分割成兩個(gè)部分，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在運(yùn)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的震動(dòng)，所以只有在少數(shù)的車上應(yīng)用。

● 水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

　　水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的相鄰氣缸相互對(duì)立布置（活塞的底部向外側(cè)），兩氣缸的夾角為180°，不過(guò)它與180°V型發(fā)動(dòng)機(jī)還是有本質(zhì)的區(qū)別的。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)與直列發(fā)動(dòng)機(jī)類似，是不共用曲柄銷的（也就是說(shuō)一個(gè)活塞只連一個(gè)曲柄銷），而且對(duì)向活塞的運(yùn)動(dòng)方向是相反的，但是180°V型發(fā)動(dòng)機(jī)則剛好相反。水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以很好的抵消振動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更為平穩(wěn)；重心低，車頭可以設(shè)計(jì)得更低，滿足空氣動(dòng)力學(xué)的要求；動(dòng)力輸出軸方向與傳動(dòng)軸方向一致，動(dòng)力傳遞效率較高。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不方便；生產(chǎn)工藝要求苛刻，生產(chǎn)成本高，在知名品牌的轎車中只有保時(shí)捷和斯巴魯還在堅(jiān)持使用水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)。

● 發(fā)動(dòng)機(jī)為什么能源源不斷提供動(dòng)力

　　發(fā)動(dòng)機(jī)之所以能源源不斷的提供動(dòng)力，得益于氣缸內(nèi)的進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣這四個(gè)行程的有條不紊地循環(huán)運(yùn)作。

　　進(jìn)氣行程，活塞從氣缸內(nèi)上止點(diǎn)移動(dòng)至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，新鮮的空氣和汽油混合氣被吸入氣缸內(nèi)。

　　壓縮行程，進(jìn)排氣門關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)至上止點(diǎn)，將混合氣體壓縮至氣缸頂部，以提高混合氣的溫度，為做功行程做準(zhǔn)備。

　　做功行程，火花塞將壓縮的氣體點(diǎn)燃，混合氣體在氣缸內(nèi)發(fā)生“爆炸”產(chǎn)生巨大壓力，將活塞從上止點(diǎn)推至下止點(diǎn)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。

　　排氣行程，活塞從下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)，此時(shí)進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，將燃燒后的廢氣通過(guò)排氣歧管排出氣缸外。

● 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力源于爆炸

　　發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生動(dòng)力其實(shí)是源于氣缸內(nèi)的“爆炸力”。在密封氣缸燃燒室內(nèi)，火花塞將一定比例汽油和空氣的混合氣體在合適的時(shí)刻里瞬間點(diǎn)燃，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)巨大的爆炸力，而燃燒室是頂部是固定的，巨大的壓力迫使活塞向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸，在通過(guò)一系列機(jī)構(gòu)把動(dòng)力傳到驅(qū)動(dòng)輪上，最終推動(dòng)汽車。

● 火花塞是“引爆”高手

　　要想氣缸內(nèi)的“爆炸”威力更大，適時(shí)的點(diǎn)火就非常重要了，而氣缸內(nèi)的火花塞就是扮演“引爆”的角色。其實(shí)火花塞點(diǎn)火的原理有點(diǎn)類似雷電，火花塞頭部有中心電極和側(cè)電極(相于兩朵帶相反極性離子的云)，兩個(gè)電極之間有個(gè)很小的間隙(稱為點(diǎn)火間隙)，當(dāng)通電時(shí)能產(chǎn)生高達(dá)1萬(wàn)多伏的電火花，可以瞬間“引爆”氣缸內(nèi)的混合氣體。

● 進(jìn)氣門要比排氣門大

　　要想氣缸內(nèi)不斷的發(fā)生“爆炸”，必須不斷的輸入新的燃料和及時(shí)排出廢氣，進(jìn)、排氣門在這過(guò)程中就扮演了重要角色。進(jìn)、排氣門是由凸輪控制的，適時(shí)的執(zhí)行“開門”和“關(guān)門”這兩個(gè)動(dòng)作。為什么看到的進(jìn)氣門都會(huì)比排氣門大一些呢？因?yàn)橐话氵M(jìn)氣是靠真空吸進(jìn)去的，排氣是擠壓將廢氣推出，所以排氣相對(duì)比進(jìn)氣容易。為了獲得更多的新鮮空氣參與燃燒，因而進(jìn)氣門需要弄大點(diǎn)以獲得更多的進(jìn)氣。

● 氣門數(shù)不宜過(guò)多

　　如果發(fā)動(dòng)機(jī)有多個(gè)氣門的話，高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣量大、排氣干凈，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也比較好（類似一個(gè)電影院，門口多的話，進(jìn)進(jìn)出出就方便多了）。但是多氣門設(shè)計(jì)較復(fù)雜，尤其是氣門的驅(qū)動(dòng)方式、燃燒室構(gòu)造和火花塞位置都需要進(jìn)行精密的布置，這樣生產(chǎn)工藝要求高，制造成本自然也高，后期的維修也困難。所以氣門數(shù)不宜過(guò)多，常見的發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸有4個(gè)氣門(2進(jìn)2出)。

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二、發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門原理解析

　　前面已經(jīng)了解過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造和動(dòng)力來(lái)源。其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度并不是一成不變的，而是像人跑步一樣，時(shí)而急促，時(shí)而平緩，那么調(diào)節(jié)好自己的呼吸節(jié)奏尤其重要，下面我們就來(lái)了解一下發(fā)動(dòng)機(jī)是怎樣“呼吸”的。

● 凸輪軸的作用

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，凸輪軸是一根有多個(gè)圓盤形凸輪的金屬桿。這根金屬桿在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中起到什么作用？它主要負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉。凸輪軸在曲軸的帶動(dòng)下不斷旋轉(zhuǎn)，凸輪便不斷地下壓氣門（搖臂或頂桿），從而實(shí)現(xiàn)控制進(jìn)氣門和排氣門開啟和關(guān)閉的功能。

● OHV、OHC、SOHC、DOHC代表什么意思？

　　在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼上經(jīng)常會(huì)看到SOHC、DOHC這些字母，這些字母到底表示的是什么意思？OHV是指頂置氣門底置凸輪軸，就是凸輪軸布置在氣缸底部，氣門布置氣缸頂部。OHC是指頂置凸輪軸，也就是凸輪軸布置在氣缸的頂部。

　　如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開、關(guān)，稱為單頂置凸輪軸（SOHC）。氣缸頂部如果有兩根凸輪軸分別負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開關(guān)，則稱為雙頂置凸輪軸（DOHC）。

　　底置凸輪軸的凸輪與氣門搖臂間需要采用一根金屬連桿連接，凸輪頂起連桿從而推動(dòng)搖臂來(lái)實(shí)現(xiàn)氣門的開合。但過(guò)高的轉(zhuǎn)速容易導(dǎo)致頂桿折斷，因此這種設(shè)計(jì)多應(yīng)用于大排量、低轉(zhuǎn)速、追求大扭矩輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)。而凸輪軸頂置可省略頂桿簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，更適合發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力表現(xiàn)，頂置凸輪軸應(yīng)用比較廣泛。

● 配氣機(jī)構(gòu)的作用

　　配氣機(jī)構(gòu)主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門傳動(dòng)組件（氣門、推桿、搖臂等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況，適時(shí)的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。

● 什么是氣門正時(shí)？為什么需要正時(shí)？

　　所謂氣門正時(shí)，可以簡(jiǎn)單理解為氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)刻。理論上在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉；在排氣行程中，活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開。

　　那為什么要正時(shí)呢？其實(shí)在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，為了增大氣缸內(nèi)的進(jìn)氣量，進(jìn)氣門需要提前開啟、延遲關(guān)閉；同樣地，為了使氣缸內(nèi)的廢氣排的更干凈，排氣門也需要提前開啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)有效的運(yùn)作。

● 可變氣門正時(shí)、可變氣門升程又是什么？

　　發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，每個(gè)氣缸在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，吸氣和排氣的時(shí)間是非常短的，要想達(dá)到高的充氣效率，就必須延長(zhǎng)氣缸的吸氣和排氣時(shí)間，也就是要求增大氣門的重疊角；而發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，過(guò)大的氣門重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會(huì)下降，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。

　　固定的氣門正時(shí)很難同時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速兩種工況的需求，所以可變氣門正時(shí)應(yīng)運(yùn)而生。可變氣門正時(shí)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同而進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。

　　影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的實(shí)質(zhì)其實(shí)與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的氧氣量有關(guān)，而可變氣門正時(shí)系統(tǒng)只能改變氣門的開啟和關(guān)閉的時(shí)間，卻不能改變單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量，變氣門升程就能滿足這個(gè)需求。如果把發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門看作是房子的一扇“門”的話，氣門正時(shí)可以理解為“門”打開的時(shí)間，氣門升程則相當(dāng)于“門”打開的大小。

● 豐田VVT-i可變氣門正時(shí)系統(tǒng)

　　豐田的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用，主要的原理是在凸輪軸上加裝一套液力機(jī)構(gòu)，通過(guò)ECU的控制，在一定角度范圍內(nèi)對(duì)氣門的開啟、關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，或提前、或延遲、或保持不變。

　　凸輪軸的正時(shí)齒輪的外轉(zhuǎn)子與正時(shí)鏈條(皮帶)相連，內(nèi)轉(zhuǎn)子與凸輪軸相連。外轉(zhuǎn)子可以通過(guò)液壓油間接帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的角度提前或延遲。　　

● 本田i-VTEC可變氣門升程系統(tǒng)

　　本田的i-VTEC可變氣門升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理并不復(fù)雜，可以看做在原來(lái)的基礎(chǔ)上加了第三根搖臂和第三個(gè)凸輪軸。它是怎樣實(shí)現(xiàn)改變氣門升程的呢?可以簡(jiǎn)單的理解為，通過(guò)三根搖臂的分離與結(jié)合一體，來(lái)實(shí)現(xiàn)高低角度凸輪軸的切換，從而改變氣門的升程。

　　當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷時(shí)，三根搖臂處于分離狀態(tài)，低角度凸輪兩邊的搖臂來(lái)控制氣門的開閉，氣門升程量小;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)荷時(shí)，三根搖臂結(jié)合為一體，由高角度凸輪驅(qū)動(dòng)中間搖臂，氣門升程量大。

● 寶馬Valvetronic可變氣門升程系統(tǒng)

　　寶馬的Valvetronic可變氣門升程系統(tǒng)，主要是通過(guò)在其配氣機(jī)構(gòu)上增加偏心軸、伺服電機(jī)和中間推桿等部件來(lái)改變氣門升程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)會(huì)驅(qū)動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門。偏心輪旋轉(zhuǎn)的角度不同，凸輪軸通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門產(chǎn)生的升程也不同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門升程的控制。

● 奧迪AVS可變氣門升程系統(tǒng)

　　奧迪的AVS可變氣門升程系統(tǒng)，主要通過(guò)切換凸輪軸上兩組高度不同的凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)改變氣門的升程，其原理與本田的i-VTEC非常相似，只是AVS系統(tǒng)是通過(guò)安裝在凸輪軸上的螺旋溝槽套筒，來(lái)實(shí)現(xiàn)凸輪軸的左右移動(dòng)，進(jìn)而切換凸輪軸上的高低凸輪。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)荷時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)器使凸輪軸向右移動(dòng)，切換到高角度凸輪，從而增大氣門的升程;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)器使凸輪軸向左移動(dòng)，切換到低角度凸輪，以減少氣門的升程。

　　輕混合動(dòng)力車的主要驅(qū)動(dòng)力是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)機(jī)只是作為輔助作用，不能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車。但能在車輛減速、制動(dòng)時(shí)進(jìn)行能量回收，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力的最大效率。