教你看懂汽车配置表2：发动机参数部分

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在第一期的文章《教你了解汽车配置表》中，我给大家讲了一点车身的参数。本期，我将继续为大家讲述发动机相关参数的奥秘。

●排量

​在空之间的容积，也就是活塞从气缸的上止点运动到下止点，称为气缸位移。由于汽车发动机通常有几个气缸，所以发动机的排量是所有气缸排量的总和。

排量可以说是发动机最重要的参数之一，直接关系到发动机的很多技术指标。一般来说，在自然吸气和增压发动机各自的类别中，排量与功率成正比，排量也与油耗和碳排放成正比，但这并不是绝对的。比如今天的1.6L自然吸气发动机已经可以媲美几年前的1.8L甚至2.0L发动机的动力，燃油经济性更好，这是技术发展的结果。

总的来说，今天增压技术的广泛应用使得小排量增压发动机实现了更好的动力性能和更少的油耗。一般来说，一台发动机的排量基本代表了一辆车的定位，同样排量的发动机由于技术原因，在功率和油耗上会有一些差异。

●进气模式

​主要有两种进气方式:自然进气和加压进气。由于自然吸气发动机通过气缸工作时产生的负压吸入外界空的空气，所以这种进气发动机也称为自然吸气发动机，也可以表示为“NA”。

前面我们提到过，由于发动机的排量在一定程度上与油耗和碳排放成正比，为了在有限的排量内尽可能的增加发动机的功率，同时可以将油耗和碳排放保持在相对合理的范围内，引入了增压进气的方法。简单来说，这种进气方式就是在进气口前安装一个“增压风扇”，通过风扇的转动，强行增加发动机的进气量。进气量增加后，发动机电脑可以适当喷射更多的燃油，提高发动机的功率。目前增压进气的方式主要有两种:涡轮增压和机械增压。

◆涡轮增压

涡轮增压器实际上是一台空气体压缩机，它以发动机排出的废气流为动力，驱动涡轮增压器内的涡轮，涡轮驱动同轴叶轮，将来自空气体过滤管的新鲜空气体压缩后送入气缸。

“涡轮增压器”

涡轮增压的特点是充分利用废气排放时的动能。相对来说，不会增加发动机的负荷，所以效率更高。它的缺点就是我们常说的“迟滞”，但如今的涡轮增压发动机通过使用更小更轻的涡轮叶片，可以在低速时输出峰值扭矩，“迟滞”的感觉已经很小了。

◆机械增压

增压器通常通过皮带与发动机曲轴的皮带轮连接。曲轴的旋转带动增压器内部的叶片旋转，旋转的叶片将加压的空气体送入进气歧管。

“增压器”

机械增压最大的特点是“全时介入”，使其在低发动机转速下获得增压效果，加速感相对线性，没有迟滞。但是缺点是会损失一些发动机动力，因为是由发动机曲轴驱动的，特别是发动机转速高的时候。

其实涡轮增压系统和增压系统正好可以互补优势，这也是部分发动机采用双增压的原因。增压在中低发动机转速下有效，主要依靠中高发动机转速下的涡轮增压，既解决了涡轮迟滞的问题，又不消耗太多发动机动力。但是，由于目前的涡轮增压发动机很好地解决了涡轮迟滞的问题，单独使用涡轮增压器就足够了。

●气缸排列形式

气缸布置是指多缸发动机各气缸的布置。简单来说，就是发动机上气缸排出的队列形式。常见的气缸布置主要有直列式、V型、W型、水平对置式和转子式。

“直列发动机”

“V型发动机”

“W发动机”

“氢发动机”

“右发动机”

对于每个气缸的排列，相信大家都比较了解。对于大多数消费者来说，最常选择和使用的发动机配置是直列式和V型。如果选择上有些混乱，更多的是选择直列6缸还是V型6缸。众所周知，宝马以直列6缸为荣，而V型6缸则被奥迪、奔驰等众多厂商采用，关于这两款发动机的乘坐舒适性和动力性的讨论非常广泛。其实说起这个，我觉得不管哪个气缸排列都有一定的品牌传承和象征，这样的设计可以给喜爱它的消费者一种品牌归属感和认同感，所以很难真正告诉他们是赢是输，你喜欢哪一个自然是最好的。

●气缸数量

汽车发动机常用的气缸有3、4、5、6、8、10、12、16个。对于普通家用车，3缸、4缸、6缸最多。其实在一定程度上，发动机气缸越多，这款车的水平就越高。因为气缸数量与发动机排量相对应，所以也与油耗和动力性能成正比。

我们可以看到，在目前的节能减排趋势下，所有曾经搭载V12、V10、V8发动机的车型都在通过引入涡轮增压系统来减少气缸数量，但在动力不变甚至更好的情况下，油耗和排放都大幅降低。

在这里，我还想说，在不考虑其他因素的情况下，发动机的气缸越多，其运行产生的振动就越小。这是因为单位时间内参与做功的气缸较多，导致做功的间隔角度减小，从而使发动机做功更加连贯自然。然而，随着制造技术的提高和平衡轴等技术的应用，即使是三缸发动机在抑制振动方面也做得很好。

●每个气缸的阀门数量

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每个气缸的气门数量是指发动机每个气缸拥有的气门数量，包括两个气门、三个气门、四个气门、五个气门甚至六个气门。气门越多，进排气效率越好。就像一个人跑步，当他累了气喘吁吁的时候，需要张嘴呼吸，但是配气机构越复杂，就会影响发动机的寿命。因此，考虑到进排气的综合效率和结构的复杂性，四气门技术是目前效率最高、应用最广泛的技术。

低压缩比

活塞下止点时气缸内的最大容积与活塞上止点时气缸内的最小容积之比即为压缩比，可以代表混合气体的压缩程度。

压缩比是一个能基本反映发动机工作效率的参数。对于自然吸气发动机来说，压缩比的提高意味着在不考虑其他因素的情况下，发动机的性能和效率得到相应的提高。但是压缩比不能提得太高，因为会给汽油机带来爆震，严重影响汽油机的工作寿命，所以经常需要使用高档汽油来降低爆震的可能性。如今，自然吸气发动机的压缩比通常在10.5: 1左右。比如马自达创驰蓝天科技使用的发动机压缩比可以达到14:1，但仍然可以使用93号汽油。所以高压缩比的发动机不一定要用高标号汽油，这是由于一些发动机系统的特殊设计以及后期的具体调整。

●配气机构

配气机构在发动机中的作用是根据各气缸的工作顺序和工作循环要求，定时开启和关闭各气缸的进排气门，使新鲜空气体或混合气体进入气缸，排气排出气缸。

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目前常见的配气机构采用顶置凸轮轴的设计，分为单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴。这是本田单顶置凸轮轴使用的最受欢迎的形式，它与自己的i-VTEC系统形成了独特的气门系。虽然DOHC是主流，但我们很难区分这两种顶置凸轮轴。

此外，在美国大排量发动机中，也应用了中央凸轮轴顶置阀的普通气门布置。结合每缸两个气门的设计，这款发动机可以在中低速范围内获得出色的充电效率，从而在该速度范围内获得出色的动力输出。

●气缸直径×冲程

缸径是指气缸的直径，行程是指活塞上止点到下止点的距离。不考虑其他因素，单纯看缸径和行程的大小，可以得出“小缸径×长行程”的设计会使峰值扭矩的转速更低，适用于中低速发动机，起步加速时动力输出强劲。

相反，“大缸径×短行程”设计的发动机更适合高速发动机，因为活塞的每一个行程都比较短，更高的极限转速是它的特长，想要起步更快，只能通过提高发动机转速来实现。

“今天的2.4L V8 F1发动机”

赛车引擎就是最好的例子。目前F1发动机排量为2.4L V8。对于普通的民用发动机来说，2.4L的排量一般以4缸的形式就足够了，而F1发动机则需要8缸，这使得活塞的运动行程极短，趋于高速设计。为了保证其加速性能，该发动机常用的工作转速范围通常在13000rpm以上。

●最大功率

最大功率是指发动机能够达到的最大功率输出。随着发动机转速的提高，发动机的功率也相应增加。达到一定速度后，功率不会再增加，而是呈下降趋势，所以最大功率会标注相应的发动机转速。

●最大扭矩

扭矩是指发动机运转时曲轴端输出的平均扭矩，扭矩的大小也与发动机转速直接相关。扭矩越大，发动机输出强度越大，曲轴转速变化越快，汽车爬坡能力和加速性越好。然而，扭矩随着发动机转速的变化而变化。如果转速过高或过低，扭矩都不是最大值，最大扭矩只会在一定的转速范围内产生，也就是标注最大扭矩时给出的转速或转速范围。

其实最大扭矩所伴随的速度范围，直接关系到平时的驾驶感受。对于城市驾驶来说，走走停停可能很频繁。如果最大扭矩的速度范围可以调整得更低，那么在起步阶段可以获得更好的动力。我们希望最大扭矩的转速范围能尽可能覆盖发动机的整个转速范围，这样无论是起步加速还是中高速超车都能获得最佳的动力输出。对于自然吸气发动机来说，这显然是不可能的，所以充分利用发动机的最大扭矩输出范围对驾驶员来说尤为重要。通常，通过降档和提高发动机转速可以获得所需的充足动力。

对于涡轮增压发动机来说，通过调节排气减压阀的开启正时，可以获得峰值扭矩较宽的转速范围，而对于消费者来说，要注意涡轮增压发动机达到峰值扭矩的最低转速。速度越低，起步阶段动力越好，省油。

●燃料标签

燃油标号代表辛烷值，辛烷值越高，抗爆性能越好。一般来说，燃料等级与发动机的压缩比直接相关，即压缩比越高，应使用的燃料等级汽油就越高。当然，这不是绝对的。一些压缩比比较高的发动机，通过后期的调整和特殊的结构设计，可以使用相对低标号的汽油。这具有为消费者提供便利和降低车辆成本的优点。

●供油模式

发动机需要燃烧混合气体做功，我们也称燃油与空气体混合的方式为供油方式。汽车发动机的主要供油方式有化油器、单点电喷、多点喷射和缸内直喷。但是对于现在的车辆来说，后两种是主要的供油方式，直喷式供油方式的使用越来越多。

简单来说，缸内直喷技术就是将位于进气歧管的传统喷油器移动到气缸内进行喷射。它的优点是可以更精确地控制喷油量，同时可以使混合气与特殊的进气涡流混合更充分，提高燃油利用率。此外，通过这种缸内直喷技术喷射到气缸中的雾化油滴可以适当降低燃烧室的温度，从而匹配更高的压缩比，进一步提高发动机的效率。

●气缸盖材料

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“气缸盖”

气缸盖作为承载配气机构的部件，安装在气缸体上，从上部密封气缸，形成燃烧室。由于与高温高压气体接触，要承受很大的热负荷和机械负荷。现在的发动机，气缸盖基本都是铝合金制造的，这主要得益于铝合金良好的导热性。

●气缸体材料

目前，汽油机的缸体材料主要分为铸铁和铝合金。在柴油机中，铸铁缸体占绝大多数。

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铝合金圆筒具有重量轻、导热性好的优点。虽然叫铝合金缸体，但缸体部分仍然是铸铁缸套或涂有合金钢涂层，以保证缸体部分的耐磨性和强度。

铸铁缸体的优点是耐腐蚀性高，热负荷能力强。然而，铝合金缸体是普通民用汽车发动机的大势所趋。此外，有些厂家会用镁合金和铝合金组成铝镁合金复合缸体，这样会在一定程度上降低发动机的质量，最终达到提高燃油经济性的目的。

总结:

其实通过发动机的相关参数，我们基本上可以了解一台发动机在技术上的先进水平。随着技术的不断发展，发动机将有更好的动力性能和更少的油耗和排放。对于传统内燃机来说，这种进步可能很慢，但在今天仍然很难被取代。

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