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发展历史

回顾发动机产生和发展的历史，它经历了蒸汽机、外燃机和内燃机三个发展阶段。

外燃机

外燃机，就是说它的燃料在发动机的外部燃烧，1816年由苏格兰的R.斯特林所发明，故又称斯特林发动机。发动机将这种燃烧产生的热能转化成动能，瓦特改良的蒸汽机就是一种典型的外燃机，当大量的煤燃烧产生热能把水加热成大量的水蒸汽时，高压便产生了，然后这种高压又推动机械做功，从而完成了热能向动能的转变。

内燃机

明白了什么是外燃机，也就知道了什么是内燃机。

发动机结构示意图（图1） [1]

这一类型的发动机与外燃机的大不同在于它的燃料在其内部燃烧。内燃机的种类十分繁多，常见的汽油机、柴油机是典型的内燃机。不常见的火箭发动机和飞机上装配的喷气式发动机也属于内燃机。不过，由于动力输出方式不同，前两者和后两者又存在着巨大的差异。一般地，在地面上使用的多是前者，在空中使用的多是后者。当然有些汽车制造者出于创造世界汽车车速新纪录的目的，也在汽车上装用过喷气式发动机，但这总是很特殊的例子，并不存在批量生产的适用性。

燃气轮机

此外还有燃气轮机，这种发动机的工作特点是燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机的叶片旋转，从而输出动力。燃气轮机使用范围很广，但由于很难精细地调节输出的功率，所以汽车和摩托车很少使用燃气轮机，只有部分赛车装用过燃气轮机。

基本参数

排量

首先来看看常见的一个发动机参数——发动机排量。发动机排量是发动机各汽缸工作容积的总和，一般用升（L）表示。而汽缸工作容积则是指活塞从上止点到下止点所扫过的气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是非常重要的发动机参数，它比缸径和缸数更能代表发动机的大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。一般来说，排量越大，发动机输出功率越大。

缸数

了解了排量，再来看发动机的其他常见参数。很多初级车友都反映经常在汽车资料的发动机一栏中见到“L4”、“V6”、“V8”、“W12”等字样，想弄明白究竟是什么意思。这些都表示发动机汽缸的排列形式和缸数。汽车发动机常用缸数有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。

汽缸排列形式

气缸排列形式，顾名思义，是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式，直白的说，就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。

目前主流发动机汽缸排列形式：

L：直列

V：V型排列

其他非主流的汽缸排列方式：

W：W型排列

H：水平对置发动机

R：转子发动机

直列发动机：

直列发动机，一般缩写为L，比如L4就代表着直列4缸的意思。

内燃机

直列布局是如今使用为广泛的气缸排列形式，尤其是在2.5L以下排量的发动机上。这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面，并且只使用了一个气缸盖，同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单，好比气缸们站成了一列纵队。

具体来说，我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款（数字代表气缸数量）。这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑，稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少，当然也意味着制造成本更低。同时，采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑，可以适应更灵活的布局。也方便于布置增压器类的装置。但其主要缺点在于发动机本身的功率较低，并不适合配备6缸以上的车型。

V型发动机：

所谓V型发动机，简单的说就是将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起（左右两列气缸中心线的夹角γ<180°），使两组汽缸形成一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形（通常的夹角为60°），故称V型发动机。

与直列布局形式相比，V型发动机缩短了机体的长度和高度，而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身，同时得益于汽缸对向布置，还可抵消一部分振动，使发动机运转更为平顺。比如一些追求舒适平顺驾乘感受的中高级车型，还是在坚持使用大排量V型布局发动机，而不使用技术更*的“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。

W型发动机：

许多人以为就像V型发动机的汽缸呈V形排列那样，

发动机（图2）

W型发动机的汽缸排列形式也一定是呈W形，其实不然，它只是近似W形排列，严格说来还应属V型发动机，至少是V型发动机的一个变种。

W型发动机，W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开，就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形,两组V型发动机共用一根曲轴。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。

W型与V型发动机相比可将发动机做得更短一些，曲轴也可短些，这样就能节省发动机所占的空间，同时重量也可轻些，但它的宽度更大，使得发动机舱更满。

W型发动机大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分，在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题，大众在W型发动机上设计了两个反向转动的平衡轴，让两个部分的振动在内部相互抵消。

水平对置发动机：

在上面介绍气缸V型排列发动机的时候已经提过，V型布局形成的夹角通常为60°（左右两列气缸中心线的夹角γ<180°），而水平对置发动机的气缸夹角为180度。但是水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高，所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。

转子发动机：

相比常见的L型、V型气缸布局形式，可能很多朋友会对三角转子发动机感到陌生。转子发动机又称为米勒循环发动机，由德国人菲加士·汪克尔发明，之后这项技术由马自达公司收购。我们都知道：传统的气缸往复运动式发动机，工作时活塞在气缸里做往复直线运动，而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动，必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同，它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。

VR发动机：

VR发动机是大众的专属产品，1991年，大众公司开发了一种15°夹角的V6 2.8L发动机，称做VR6，并安装在第三代高尔夫上。这种发动机结构紧凑，宽度接近于直列发动机，长度不比直列4缸发动机长多少。

*，对于V型6缸发动机而言，60度夹角是化的设计，这是经过无数科学实验论证过的结果。因而绝大多数的V6发动机都是采用这种布局形式的。但为了能在更小的空间内放下V6发动机，大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。而从动力参数来看，它并不逊色与普通的V6发动机，但在研发之初就暴露了明显的抖动问题。通过一系列的平衡稳定手段虽使问题得以明显改善。但这依然无法超越改变其本身结构上的特性，就像普通直列发动机的震动通常都会大于V型发动机一样，夹角更小的VR6从结构本身就决定了它的震动会大于V6。诸如大众旗下的高尔夫R32、EOS等车型都曾装配过这款发动机。

VR发动机的汽缸夹角非常小，两列汽缸接近平行，汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR发动机的特点就是体积特别小，所以非常适用于大众车系的前置发动机平台，因为大众的前置发动机前轮驱动底盘都是纵置式的设计，而且发动机在前轴之前所以发动机不能过长否则难以布置前悬挂。这款发动机非常紧凑，虽然是V缸机，但由于两列汽缸相离很近所以只需要一个汽缸盖就可以搞定，比90度和60度夹角的V6成本低很多（因为普通V缸机必须加工两个汽缸盖如果是DOHC的V缸机还需要加工4根凸轮轴，所以成本很高）。