發動機氣缸的案例
發動機可變氣缸技術
可變氣缸技術是指能夠根據道路情況或者駕駛員駕駛狀態對發動機氣缸工作狀態進行調節的一項節能新技術，在不需要大功率的輸出時，控制關閉一部分氣缸，以減少燃料消耗。
通常情況下用于多氣缸大排量發動機，如V6、V8、V12等發動機，因為這些汽車在日常行駛時并不需要大功率的輸出，特別是在越來越擁堵的城市，大排量多氣缸的搭配就顯得有點浪費，而小排量又無法滿足人們對于駕駛樂趣的需求，于是為了解決這樣的矛盾，可變氣缸技術應運而生，當然，今天的小排量發動機領域也同樣開始應用可變氣缸技術。
目前具有代表性的可變氣缸技術有可變氣缸管理、多段式排氣量調節系統、主動式可變氣缸管理系統等。
一、
一、可變氣缸管理
可變氣缸管理（VariableCylinderManagement，VCM）是本田公司所擁有的一種可變氣缸管理技術，它可以在行駛時將發動機的個別氣缸關閉，讓一臺3.5L V6發動機在3缸、4缸、6缸之間變化，排量則在1.75～3.5L之間變化，如下圖所示。這種技術的發動機安裝在第8代和第9代本田雅閣汽車3.5L上。
VCM技術可以智能地管理汽車發動機，當汽車進行爬坡、加速、起步等全負荷工作時，發動機的6個氣缸會全部投入工作；當汽車以中速巡航狀態行駛時，工作的氣缸數會減半，即只有3個氣缸工作；在高速巡航時，為了保證汽車的動力輸出，運行氣缸的數量會增加至4個。由于系統會自動關閉非工作缸的進氣門和排氣門，所以可避免與進、排氣相關的吸排損失，并進一步提高了燃油經濟性。
展開 發動機氣缸夾角.
當發動機的氣缸不在一個平面內時，相鄰兩列氣缸中心線的角度就叫做氣缸夾角。
常見氣缸夾角
在汽車用內燃機中，我們提到“氣缸夾角”往往是V型發動機，在V型發動機當中，較常見的是60度、90度的夾角，水平對置發動機的氣缸夾角為180度。60度夾角是最優化的設計，是經過無數科學實驗論證過的結果。因而絕大多數的V6發動機都是采用這種布局形式。
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比較特殊的是大眾的VR6發動機，采用15度夾角的設計，使得發動機的體積非常緊湊，甚至能夠符合橫置發動機設計的要求，隨后大眾推出的W型發動機便相當于將兩臺VR6發動機以V型拼合起來的產物，一側的兩列氣缸間夾角為15度，而左右兩組氣缸間的夾角則為72度。
展開 汽車發動機的氣缸體和氣缸蓋的裂紋是怎么檢測的
現代汽車基本都是采用水冷多缸發動機，汽車經過較長一段時間的使用后會出現一些故障，發動機的氣缸和氣缸蓋會產生裂紋，五金沖壓件加工廠為您講下這個故障是怎么檢測的。
氣缸體和氣缸蓋容易產生裂紋的部位往往與它們的結構、工作條件和使用不當有關。常見的有曲軸箱的共振裂紋、水套的冰凍裂紋、鑲裝氣缸套時過盈量過大或壓裝工藝不當等造成的裂紋。
氣缸體與氣缸蓋裂紋的檢查，通常采用水壓試驗，其具體操作方法是：先將氣缸蓋及氣缸墊裝在氣缸體上，將水壓機出水管接頭與氣缸前端水泵入水口處連接好，堵住其它水道口，然后將水壓入套，在300-400KPA的壓力下，保持5分鐘，氣缸體和氣缸蓋應無滲漏。
如果氣缸體、氣缸蓋由里向外有水珠滲出，即表明該處有裂紋。對曲軸箱等應力大的部位的裂紋采取焊接法進行修理，對水套及其應力小的部位的裂紋，可以采用膠粘或補漏劑修復。
展開 發動機進水不一定會壞！博世黑科技故意往氣缸里噴水
在排放、油耗限值要求日益嚴苛的今天，除了三缸機、MHEV等技術，WIS系統非常適合一些成本壓力不那么大、技術儲備足夠的車企，畢竟相比于三缸發動機和MHEV，WIS系統在優化燃油經濟性的同時還提升了發動機的性能。
眾所周知，汽油發動機都有火花塞，工作的時候需要點火，汽油混合氣會在氣缸內燃燒或者說發生一次可控的爆炸，那么噴水會不會把這個燃燒或者說這個可控的爆炸扼殺在搖籃里？來自德國的零部件巨頭博世就搞出了一個噴水的黑科技——Water Injection System（WIS）（官方譯名為“直接水噴射系統”）。
運用這項黑科技，往氣缸里噴水不僅不會讓發動機“罷工”，反而能夠提升油耗和動力輸出。根據博世的數據，這項技術能讓發動機減少13%的油耗，同時提升5%的動力。根據博世的演講，水噴射系統主要有如下優點：
為充氣過程提供冷卻。類似于對進入氣缸的空氣降溫。
可以有效地防止爆震的發生。
可以提高發動機的壓縮率。從而讓發動機產生更多的扭矩。
能夠簡單而且高效地降低油耗。特別是高負荷和低轉速工況
避免燃油的加濃噴射和降低排氣溫度。特別是高負荷和高轉速工況。
進氣道中增加了一款水噴射器port water injector。該噴射器先將水霧化并噴射到進氣道與空氣進行預混合。與博世原有的汽油直噴系統配合增加燃燒效率。總體節油效果可達到世界輕型車輛測試循環WLTC（world-wide harmonized light duty test cycle，是結合歐洲NEDC和美國FTP測試循環后世界通用的最新測試循環）高速公路工況下13%及普通駕駛工況下4%。
如下圖所示三根亮藍色的管道即為水霧直噴冷卻系統的輸水管。
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17種汽車發動機原理大放送，總結全面！
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。
展開 汽車發動機配件氣缸的磨損用什么手段檢測
汽車發動機配件氣缸磨損是正常現象，那么氣缸的磨損是怎么來檢測的呢？
氣缸的磨損是用量缸表、千分尺來測量的，然后再通過計算來得出氣缸的磨損程度，具體的操作步驟，汽車沖壓件加工廠來介紹給你。
（1） 將量缸表上的百分表的芯軸插入表桿上端內孔，使芯軸與表桿內孔板推桿接觸，表芯軸插入的深度一般使大表針轉動20-50格；
（2） 根據氣缸的標準直徑，選擇合適的接桿裝入量缸表的下端。接桿固定好后與活動測桿的總長度應比被測氣缸的直徑大于1.5-2mm；
（3） 外徑千分尺校準到被測氣缸的標準尺寸，再將量缸表測桿放到千分尺中，旋轉百分表表盤，使其大指針對準零位。注意觀察百分表的大小指針的位置；
（4） 將量缸表的測桿伸入氣缸上部，測量第一道活塞環在上止點位置時所對應的氣缸壁“Ⅰ—Ⅰ”截面，擺動量缸表，當指針指示到最小讀數時即表示測桿已垂直于氣缸缸徑；
（5） 將量缸表下移，測量氣缸中部“Ⅱ—Ⅱ”截面和下部“Ⅲ—Ⅲ”截面，（通常是距離氣缸下邊緣10mm處）的止推方向與軸向的氣缸缸徑；
（6） 計算氣缸的圓度誤差。圓度誤差用同一截面上所測的最大直徑與最小直徑之差的一半表示，取三個圓度誤差的最大值為氣缸的圓度；
（7） 計算氣缸的圓柱誤差。圓柱度誤差用所測得的最大直徑與最小直徑之差的一半表示；
（8） 計算氣缸的最大磨損量。氣缸的最大磨損量用所測量的最大直徑與氣缸標準直徑之差的一半表示。
展開 汽車結構的常規有限元分析
汽車發動機氣缸體的強度分析
本范例的汽車發動機氣缸體強度的有限元分析，用發動機氣缸體強度試驗分析時所使用的物理量——應力幅值σa，分析汽車發動機氣缸體在曲軸旋轉不平衡慣性力作用下產生交變應力的應力分布規律和應力水平，有限元分析中應力幅值σa的計算結果可以用試驗分析時應變片測量的應力幅值σa驗證。應用“應力幅值法”，對汽車發動機氣缸體強度進行有限元分析，成功解決了某型號發動機汽缸體水套底板開裂問題，通過增加曲軸平衡塊，可降低水套底板應力幅值的1/3。
汽車設計有限元分析
汽車發動機氣缸體的強度分析
本范例的汽車發動機氣缸體強度的有限元分析，用發動機氣缸體強度試驗分析時所使用的物理量——應力幅值σa，分析汽車發動機氣缸體在曲軸旋轉不平衡慣性力作用下產生交變應力的應力分布規律和應力水平，有限元分析中應力幅值σa的計算結果可以用試驗分析時應變片測量的應力幅值σa驗證。應用“應力幅值法”，對汽車發動機氣缸體強度進行有限元分析，成功解決了某型號發動機汽缸體水套底板開裂問題，通過增加曲軸平衡塊，可降低水套底板應力幅值的1/3。
汽車知識大全系列之--【發動機】
一、發動機結構種類解析
發動機作為汽車的動力源泉，就像人的心臟一樣。不過不同人的心臟大小和構造差別不大，但是不同汽車的發動機的內部結構就有著千差萬別，那不同的發動機的構造都有哪些不同？下面我們一起了解一下。
● 汽車動力的來源
汽車的動力源泉就是發動機，而發動機的動力則來源于氣缸內部。發動機氣缸就是一個把燃料的內能轉化為動能的場所，可以簡單理解為，燃料在氣缸內燃燒，產生巨大壓力推動活塞上下運動，通過連桿把力傳給曲軸，最終轉化為旋轉運動，再通過變速器和傳動軸，把動力傳遞到驅動車輪上，從而推動汽車前進。
● 氣缸數不能過多
一般的汽車都是以四缸和六缸發動機居多，既然發動機的動力主要是來源于氣缸，那是不是氣缸越多就越好呢?其實不然，隨著氣缸數的增加，發動機的零部件也相應的增加，發動機的結構會更為復雜，這也降低發動機的可靠性，另外也會提高發動機制造成本和后期的維護費用。所以，汽車發動機的氣缸數都是根據發動機的用途和性能要求進行綜合權衡后做出的選擇。像V12型發動機、W12型發動機和W16型發動機只運用于少數的高性能汽車上。
● V型發動機結構
其實V型發動機，簡單理解就是將相鄰氣缸以一定的角度組合在一起，從側面看像V字型，就是V型發動機。V型發動機相對于直列發動機而言，它的高度和長度有所減少，這樣可以使得發動機蓋更低一些，滿足空氣動力學的要求。而V型發動機的氣缸是成一個角度對向布置的，可以抵消一部分的震動，但是不好的是必須要使用兩個氣缸蓋，結構相對復雜。雖然發動機的高度減低了，但是它的寬度也相應增加，這樣對于固定空間的發動機艙，安裝其他裝置就不容易了。
● W型發動機結構
將V型發動機兩側的氣缸再進行小角度的錯開，就是W型發動機了。
展開 汽車結構的常規有限元分析
汽車發動機氣缸體的強度分析
本范例的汽車發動機氣缸體強度的有限元分析，用發動機氣缸體強度試驗分析時所使用的物理量——應力幅值σa，分析汽車發動機氣缸體在曲軸旋轉不平衡慣性力作用下產生交變應力的應力分布規律和應力水平，有限元分析中應力幅值σa的計算結果可以用試驗分析時應變片測量的應力幅值σa驗證。應用“應力幅值法”，對汽車發動機氣缸體強度進行有限元分析，成功解決了某型號發動機汽缸體水套底板開裂問題，通過增加曲軸平衡塊，可降低水套底板應力幅值的1/3
[發動機的組成]
組成
總體構造
由于發動機的工作原理相似，基本結構也就大同小異。汽油發動機通常是兩大機構五大系統組成，柴油發動機通常是由兩大機構四大系統組成（無點火系）。
發動機組成
曲柄連桿機構——實現熱能轉換的核心，也是發動機的裝配基礎。
配氣機構——保證氣缸適時換氣。
燃料系——控制每循環投入氣缸燃油的數量，以調節發動機的輸出功率和轉速。
冷卻系——控制發動機的正常工作溫度。
潤滑系——減少摩擦力，延長發動機的使用壽命。
點火系——適時地向汽油發動機提供電火花（柴油發動機無點火系）
起動系——使曲軸旋轉完成發動機起動過程。
曲柄連桿機構
曲柄兩桿機構在做功行程時，將燃料燃燒以后產生的氣體壓力，經過活塞、連桿轉變為曲軸旋轉的轉矩；然后，利用飛輪的慣性完成進氣、壓縮、排氣3個輔助行程。曲柄連桿機構氣缸曲軸箱組、活塞連桿組和曲軸飛輪組3部分組成。
一、氣缸體曲軸箱組
1、氣缸體和曲軸箱
氣缸體和曲軸箱通常鑄成一體，統稱為氣缸體，它是發動機的外殼及裝配基礎，一般采用優質合金鑄鐵或鋁合金制成，其結構形式有直列型、V型、對置型3種。直列六缸發動機的氣缸體。該發動機為直列六缸水冷式汽油發動機。氣缸體內呈圓柱形的空間稱為氣缸，氣缸表面稱為氣缸壁。氣缸是氣體交換、燃燒的場所，也是活塞運動的軌道。為保證活塞與氣缸的密封及減少磨損，氣缸壁應具有有效較高的加工精度和較低的表面粗糙度。為了使氣缸在工作時的熱量得到散發，在氣缸體、氣缸套機體之間制有能夠容納冷卻液的夾層空腔，稱為水套。
在氣缸體的下部有7道主軸承座，用于安裝曲軸飛輪組。氣缸體的側面設有挺桿室，用于安裝氣門傳動機件。氣缸體的上平面安裝氣缸蓋，下平面安裝機油盤，前端面安裝正時齒輪蓋，均加有襯墊并用螺栓緊固密封。氣缸體的后端面安裝飛輪殼。
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#汽車工程#汽車發動機不同進氣方式對發動機輸出功率的影響
汽車發動機因進氣方式的不同，其輸出的功率大小也不同。下面就汽車發動機常見的“自然進氣，渦輪增壓進氣，”方式對發動機輸出功率的影響試論如下。限于篇幅，本文將分成幾篇連載。今天先講自然進氣方式對發動機輸出功率的影響。
汽車發動機理論上的空燃比（即達到完全燃燒時所需空氣和燃料的數量比例）為14.5 ：1，理論上的最佳空燃比為15.0 ：1。當空燃比為15.0 ：1時，混合氣處于最佳的稀薄燃燒狀態，燃油可以完全燃燒，發動機因此能發出原設計所標定的最大功率。
然而，由于發動機自然進氣受以下諸多因素的約束，基本上都無法達到15.0 ：1的最佳空燃比狀態。實際運用中，發動機在自然進氣狀態下，依據不同的海抜高度，一般進氣量只能達到設計所需要的65- 90%，發動機因此也只能發出原設計功牢后65-90%。
1 空氣濾芯的阻力。為了保證進入氣缸內的空氣不含有雜質,防止雜質在氣缸內因不完全燃燒生成積碳，造成發動機的異常磨損，空氣必須經過空氣濾清器清潔。由于空氣濾芯的孔徑相當細小，空氣經過時必然經受很大的阻力，因此會大大降低空氣流動的速度，單位時間內進氣量減少。
2 空氣管道的阻力。發動機進氣管道，特別是進氣膠管內壁比較粗糙，空氣流過時必然產生阻力。管道的長度又增加了空氣進入氣缸的時間。
3 發排氣的阻力。為了降低發動機工作時的噪聲，發動機排出的廢氣必須經排氣管進入*冷卻。廢氣需要克服排氣管和*的阻力，才能排放出去。廢氣排放的遲滯，造成廢氣排放不完全，阻礙新鮮空氣進入氣缸內。
4 發動機活塞到上止點時，氣缸蓋內部還有一部分空余的面積沒被消除，氣缸內并沒有完全形成100%的真空狀態。發動機氣缸內的真空度因此而下降，吸氣拉力降低。
展開 圖解｜汽車發動機的基本構造
柴油發動機構造
轉子發動機
轉子發動機又稱為米勒循環發動機，其活塞是一個扁平三角形，氣缸是一個扁盒子，活塞偏心地安裝在空腔內。
發動機進氣閥內流動
算例說明
本案例介紹了一個理想發動機氣缸內的空氣流動，氣門升程為10毫米。
計算域：如圖所示，單位為mm
物質屬性：密度為894kg/m3，粘度0.001529kg/m-s
邊界條件：流入速度為0.9282m/s，湍流強度10%，湍流長度尺度0.046m，出口壓力0Pa
網格劃分
采用四面體網格，網格數量為176461
計算設置
本次計算為穩態絕熱不可壓縮流動。
物質屬性
計算物質設置為空氣，設置它的密度和粘性
湍流模型
選擇標準 k-e湍流模型
邊界條件
設置入口流速
設置壓力出口
其他壁面均為絕熱壁面
設置求解方式和松弛因子
計算結果
計算域速度場云圖
計算值與實驗值對比
z=-5mm處z方向速度對比圖表
z=10mm處z方向速度對比圖表
參考文獻
A. Chen, K.C. Lee, M. Yianneskis, G. Ganti, “Velocity Characteristics of Steady Flow Through a Straight Generic Inlet Port”. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol 21, pp. 571-590, 1995.
展開 發動機爆震是什么？
爆震，發動機一種不正常的工作狀態，泛指發動機氣缸由于非正常點火造成的突發的非長時間持續的震動，用戶可明顯的感覺到發動機聲響異常和震動，并削弱發動機輸出功率，升高溫度，增加油耗，對發動機造成一定程度的損害。
爆震的特點是不需火花塞介入，混合氣仍可被點燃或自行燃燒，表現形式大體分為兩種：表面點火和爆燃。然而值得一提的是點火過早現象，雖然還算不上爆震，但很多時候，點火過早會作為原因，造成表面點火和爆燃。
爆震的原因
1、點火角過于提前
為了使活塞在壓縮上止點結束后，一進入動力沖程能立即獲得動力，通常都會在活塞達到上止點前提前點火 (因為從點火到完全燃燒需要一段時間)。而過于提早的點火會使得活塞還在壓縮行程時，大部分油氣已經燃燒，此時未燃燒的油氣會承受極大的壓力自燃，而造成爆震。
2、發動機過度積碳
發動機于燃燒室內過度積碳，除了會使壓縮比增大(產生高壓)，也會在積碳表面產生高溫熱點，使發動機爆震。
3、發動機溫度過高
發動機在太熱的環境使得進氣溫度過高，或是發動機冷卻水循環不良，都會造成發動機高溫而爆震。
4、空燃比不正確
過于稀的燃料空氣混合比，會使得燃燒溫度提升，而燃燒溫度提高會造成發動機溫度提升，當然容易爆震。
5、燃油辛烷值過低
辛烷值是燃油抗爆震的指標，辛烷值越高，抗爆震性越強。壓縮比高的發動機，燃燒室的壓力較高，若是使用抗爆震性低的燃油，則容易發生爆震。
避免爆震的方法
通常，較新車型都裝備有爆震傳感器。爆震傳感器可以感知發動機產生的爆震，并通過ECU修改點火提前角來減輕爆震。不過這種調節幅度有限，并且也只能在發動機合理工作范圍之內進行調節。
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