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汽车发动机
发动机——是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动力来自发动机。
按所用的燃料分类 根据所用的燃料不同,常见的发动机可分为汽油发动机(简称汽油机)和柴油发动机(简称柴油机)两种。汽油机以汽油为燃料，柴油机以柴油为燃料。近年来，由于世界能源紧缺和对环保要求的不断提高，人们十分重视发动机代用燃料的研究，甲醇、乙醇、液化石油气等作为在发动机上得到应用，故又有甲醇、乙醇、液化石油气发动机。而在一些汽车发动机上，则同时以汽油和液化石油气作为燃料，称双燃料发动机。
按点火方式分类 根据点火方式不同，发动机可分为点燃式和压燃式两种。点燃式发动机利用电火花使可燃混合气着火，如汽油机。压燃式发动机则是通过喷油泵和喷油器，将燃油直接喷入气缸，和在气缸内经压缩升温后的空气混合，使之在高温下自燃，如柴油机。
按活塞行程数分数 在发动机气缸内进行的每一次将燃料燃烧的热能转变成机械能的一系列连续过程(进气、压缩、做功、排气)称发动机的一个工作循环。对于往复活塞式发动机，可以根据每一个工作循环所需的活塞行程数来分类。凡活塞往复4个单程完成一个工作循环的称为四冲程发动机；活塞往复2个单程即完成一个工作循环的则称为二冲程发动机。汽车发动机多为四冲程发动机。
按冷却方式分类 根据冷却方式不同，发动机可分为水冷式和分冷式两种。水冷式发动机以水为冷却介质，风冷式发动机以空气作为冷却介质。汽车发动机多为水冷式。
按气缸数分类 发动机只有一个气缸的称单缸发动机；有2个以上气缸的称为多缸发动机。多缸发动机还可根据气缸的具体数目及其排列进一步分类。
按进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气式（非增压式）发动机和强制进气式（增压式）发动机。汽油机常采用自然吸气式。
为了便于发动机的生产管理、使用与维修，我国于1991年制定了新的国家标准GB/T725 - 1991《发动机产品名称和型号编制规则》。该标准的主要内容如下：[1]名称。发动机产品名称均按采用的燃料命名，如汽油机、柴油机。[2] 型号。发动机型号用阿拉伯数字和汉语拼音字母表示。例 1.汽油机：462Q——四缸、直列、四冲程、缸径62mm 、水冷式、车用。例 2.柴油机：12V135Z——十二缸、V型、四冲程、缸径135mm 、增压、通用型。
（1）曲柄连杆机构
由汽缸体、汽缸盖、活塞、连杆曲轴和飞轮等机件组成。
（2）配气机构
由气门、气门弹簧、凸轮轴、挺杆、凸轮轴传动机构等组件等组成。
（3）燃料供给
化油器式由汽油箱、汽油泵、汽油滤清器等组成。
电控燃油喷射式由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。
（4）点火系统
传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。
普通式和传统式点火系统类似，只是用电子元件取代了断电器。
电子点火式全部是全电子点火系统，完全取消了机械装置，由电子系统控制点火时刻，包括蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。
（5）冷却系统
水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。
风冷式由风扇和散热片等组成。
（6）润滑系统
由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器等组成。
（7）起动系统
由起动机机器附属装置组成。
由于柴油机是通过压燃的方式驱动的，所以没有点火系统，其他部分系统构造和汽油机几乎相同。
| 发动机基本构造 | ||
| 点火系统 |
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| 发动机分类 | ||
| 按进气系统分类 | 按气缸数目分类 | 按行程分类 |
| 按气缸排列方式分类 | 按冷却方式分类 | 按所用燃料分类 |
| 发动机技术解析 | ||
| 涡轮增压发动机 | 机械增压发动机 | 汽油直喷技术 |
| 全铝发动机 | 可变正时气门技术 | 转子发动机 |
| 水平对置发动机 | 共轨柴油喷射系统 | |
| 车型 | 排列 | 双顶凸轮轴 | 全铝发动机 | 可变正时气门技术 | 增压发动机 | 汽油直喷技术 | 功率（千瓦） |
| 直4 |
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| ● |
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| 103 | |
| 直6 | ● | ● | ● |
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| 139 | |
| 直4 |
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| 79 | |
| 直4 | ● | ● |
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| 78 | |
| 直4 | ● |
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| ●（涡轮） |
| 110 | |
| 一汽大众 速腾1.8T | 直4 | ● |
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| ●（涡轮） |
| 110 |
| 直4 | ● |
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| 100 | |
| 直4 | ● |
| ● |
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| 104 | |
| 直4 | ● |
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| 75 | |
| v6 | ● | ●（Dual VVT-i） |
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| 145 | ||
| 直4 | ● | ● | ●（EcotecD－VVT） |
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| 125 | |
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| ● |
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| 63 | |
| 直4 | ● | ● |
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| 110 | |
| 直4 |
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| ● |
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| 128 | |
| 直4 | ● | ● | ● | ●（机械） |
| 120 | |
| 直4 | ● | ● | ●(CVTC) |
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| 80 | |
| v6 | ● | ● | ● |
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| 160 | |
| 直4 | ● |
| ●（i-VTEC ） |
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| 125 | |
| 直4 | ● | ● | ● | ●（涡轮） | ● | 147 |
| 发动机型号 | 介绍 | 排放 | 优点 | 缺点 | 适用车型 |
| 丰田8A－FE | 丰田8A－FE发动机是水冷式4冲程4缸16气门电喷式汽油机。该款发动机还配有三元催化转换器，尾气排放达到欧洲Ⅱ号标准。 | 1342ml | 燃油经济好、质量可靠，维修简便 | 动力小不适于大型车 | 夏利 威姿 夏利N3 吉利 |
| 三菱4G63 | 三菱4g6系列发动机分为4g63（2.0升）/4g64（2.4升）两大系列，直列4缸、16气门、单顶置凸轮轴、电子控制多点燃油喷射 | 2350/1997ml | 维修方便、维护成本低 | 2.4排量油耗偏高 | 尊驰瑞虎 东方之子 哈弗 CEO Jeep2500 帕杰罗sport 欧蓝德（旧款） 金杯海狮阁瑞斯 飞碟UFO 得利卡 |
| 大众1.8T | 宝来发动机与另三款车的最大不同就在舱内的放置形式为横置式，而其他三款车是纵置式 | 1781ml | 动力表现极佳 | 涡轮有迟滞，维护成本高 | 途安 速腾 帕萨特 A4 A6（旧款） 宝来 |
| 五菱B系列 | 16V双顶置凸轮轴发动机结构，MPI多点式燃油电子喷射系统， | 1206ml | 成本低、油耗低、功率大。最大的技术亮点是升功率达到52.2KW | 动力小不适于大型车 | 五菱鸿途 |
| 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。汽油机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。 |
 | 曲柄连杆机构 |  | 起动系统 | |
| 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 | 要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系 | |||
 | 点火系统 |  | 冷却系统 | |
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在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。 | 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。 | |||
 | 润滑系统 |  | 配气机构 | |
| 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。 | 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。 | |||
 | 燃料供给系统 | |||
| 汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 | ||||
内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。
 | 按照进气系统分类 |  | 按照气缸排列方式分类 |
| 内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机。汽油机常采用自然吸气式；柴油机为了提高功率有采用增压式的。 | 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角<180°(一般为90°)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180°称为对置式发动机。 | ||
 | 按照气缸数目分类 |  | 按照冷却方式分类 |
| 内燃机按照气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。 | 内燃机按照冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机是利用在气缸体和气缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的；而风冷发动机是利用流动于气缸体与气缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。 | ||
 | 按照行程分类 |  | 按照所用燃料分类 |
| 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720°)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。汽车发动机广泛使用四行程内燃机。 | 内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机。使用汽油为燃料的内燃机称为汽油机；使用柴油机为燃料的内燃机称为柴油机。汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好。 |
| 涡轮增压发动机（Turbo) | 机械增压发动机（Supercharger） | ||
 | 增压技术是一种提高发动机进气能力的方法。它通过采用专门的压气机，预先对进入气缸的气体进行压缩，提高进入气缸的气体密度，增大进气量，更好地满足燃料的燃烧需要，从而达到提高发动机功率的目的 |  | 机械增压的压缩机直接被发动机的曲轴带动，它的优点是响应性好。但是它本身需要消耗一部分能量，因此机械增压不能产生特别强大的动力，尤其是在高转速时，从而影响到发动机转速的提高。 |
| 优点：在不增加发动机排量的基础上，可大幅度提高功率和扭矩。 | 优点：响应性好完全没有涡轮的迟滞现象，可以在任何时候都能输出源源不断的扭力。 | ||
| 缺点：涡轮工作有迟滞现象，并且保养费用高。 | 缺点：高转速时会产生大量的摩擦，从而影响到转速的提高，并且噪音大。 | ||
| 代表车型：宝来1.8T 速腾 1.8T 途安1.8T 帕萨特1.8T 奥迪A4 1.8T/2.0T 奥迪A6 2.0T | 代表车型：北京奔驰E200K 路虎揽胜运动版 | ||
| 汽油直喷技术(FSI) | 全铝发动机 | ||
 | FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。[ |  | 两种材质发动机最大的不同就是重量，全铝合金发动机比铸铁发动机可以轻一半的重量。本来轿车的总重量就不高，发动机所占的比例可是不能忽略，重量减轻的最直接效果便是油耗方便表现的增强。而发动机的重量也直接影响车辆的行驶性能，由于一般轿车多为前轮驱动，如前舱重量过重，车辆拐弯时会引起过多转向，并且制动距离也会加长。 |
| 优点：在大幅提高了燃油的经济效率的同时增加发动机的功率。 | 优点：可以轻一半的发动机重量，能有效降低燃油消耗和提高操控表现。 | ||
| 缺点：对油品的要求十分苛刻。 | 缺点：铝制材料价格昂贵。 | ||
| 代表车型：奥迪A42.0T 奥迪A6 2.0T | 代表车型：骐达 SWIFT雨燕 奥迪A8 | ||
| 可变正时气门技术(VVT-i VECT) | 转子发动机 | ||
 | 发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。[ |  | 壳体的内部空间（或旋轮线室）总是被分成三个工作室。 在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。 |
| 优点：在大幅提高了燃油的经济效率的同时增加发动机的功率。 | 优点：燃油经济效率高、发动机结构简单、振动小率。 | ||
| 缺点：对油品的要求十分苛刻。 | 缺点：耐用性不高，油耗大,加工成本高。 | ||
| 代表车型：本田雅阁 本田CR-V 丰田花冠 马自达6 新欧蓝德 宝马325 | 代表车型：马自达RX-8 | ||
| 水平对置发动机 | 共轨柴油喷射系统 | ||
 | 水平对置发动机，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，便发动机转速得到很大提升，减少噪音。 |  | 共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。[ |
| 优点：大大降低车辆在行驶中的振动，发动机转速得到很大提升，减少噪音。 | 优点：很好经济效率，并且低速扭矩可以获得很好的动力。 | ||
| 缺点：发动机各部份的设计和生产工艺均要求相当苛刻。 | 缺点：发动机产生的噪音和震动大。 | ||
| 代表车型：斯巴鲁翼豹WRC保时捷 911 | 代表车型：宝来1.9TDI 奥迪A6 2.5TDI 华泰现代特拉卡2.9CRDi | ||
历史发展
发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。
18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。这辆车全长7.23米，时速为3.5公里,是世界上第一辆蒸汽机车。
1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。
1867年，德国人奥托（Nicolaus August Otto）受里诺研制煤气发动机的启发，对煤气发动机进行了大量的研究，制作了一台卧式气压煤气发动机，后经过改进，于1878年在法国举办的国际展览会上展出了他制作的样品。由于该发动机工作效率高，引起了参观者极大的兴趣。在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。
1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。
1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动，制成功率为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。该机具有重要的开发价值，因而引起各国的重视。日本东洋公司（马自达公司）买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国，长在日本。
未来汽车发动机的发展
目前汽车用的发动机都是内燃机，内燃机通过燃料的燃烧，把化学能转化为热能，再将热能转化为机械能的热动力机
械。内燃机是热效率最高的热力机械，但仍存在着巨大的节能及降低尾气污染的潜力。对于量调节式的汽油机而言，在部分负荷时，会因节气门开度小而造成发动机的泵气损失大，从而降低发动机的机械效率，影响到经济性。取消节气门就是提高汽油机经济性的最根本措施。但由于目前的汽油机是用节气门来调节混合气量的，取消节气门，发动机的动力输出无法控制，因此必须探索新的途径。汽油直接喷射技术就是基于这一思路。将汽油机的节气门调节动力输出，改为用喷油量控制动力输出。这样一来，采用汽油直接喷射的汽油机与目前的电控喷射发动机相比，燃油消耗量可以减少１５％左右。但汽油机采用直接喷射技术后，现有的三效催化系统难以发挥作用，使发动机的废气排放品质下降，因此还需要重新探索新的途径。目前的混合气均质压燃理论为解决这一问题提供了很好的思路。该理论是在汽油机上取消节气门，用喷油量调节动力输出，采用大量的高温废气混合到适当比例的燃料和空气混合气中，用发动机的压缩行程用活塞压缩使混合气自己着火，从而解决汽油机无节气门下的动力输出与同时采用三效催化转化器的矛盾。同样这一理论也可以应用到柴油机上，使柴油机在均质混合气时压燃着火，而不是现在的边喷油、边着火的扩散燃烧模式，从而使柴油机的废气排放达到最低，特别是烟度排放和ＮＯＸ排放。目前均质混合气压燃着火的理论正在付诸实施之中。一旦这一新理论在实践得到应用，可以预见，今后的发动机会更加高效、更加清洁，汽车的使用将更加安全且有利于环保。
