做一次发动机和变速箱的全面介绍

互推小编 2023-09-17

首先，作为一位汽车发烧友，多多少少都会对汽车发动机和变速箱有点了解，那么今天，不做汽车介绍，咱们一块儿来看一下汽车发动机和变速箱的分类和作用吧！

想必各位车友了解汽车，更在乎的是其动力，其次才是配置外观。

首先来说发动机

发动机又叫内燃机，简单来说就是内部燃烧的机器。第一个分类我们就以燃料种类分。有烧汽油的，烧柴油的，烧天然气的，烧乙醇的。目前主流的发动机大部分以这些为燃料。

汽车发动机分类：

1、根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。

2、按进气系统的工作方式可分为自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压四个类型。

3、按活塞运动方式可分为往复活塞式内燃机和旋转活塞式发动机两种。

4、按气缸排列型式分直列发动机，V型发动机、W型发动机和水平对置发动机等。

5、按气缸数目不同可以分为单缸发动机和多缸发动机。现代汽车多采用三缸，四缸、六缸、八缸发动机。

6、按冷却方式不同可以分为水冷发动机和风冷发动机。水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛应用于现代车用发动机。

7、按冲程数可分为四冲程内燃机和二冲程内燃机。汽车发动机广泛使用四冲程内燃机。

8、按燃油供应方式分类：化油器发动机和电喷发动机以及缸内直喷发动机。

1.汽油发动机

以汽油作为燃料，将内能转化成动能的的发动机。由于汽油粘性小，蒸发快，可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸，经过压缩达到一定的温度和压力后，用火花塞点燃，使气体膨胀做功。汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。

优缺点

汽油比柴油挥发快，汽油可以混合气状态在吸气行程进入气缸柴油不易挥发，不容易形成混合气，所以只能在做功行程开始前直接喷入缸内。

柴油的自燃点比汽油更低，所以柴油可以在高温高压的汽缸中自燃；而汽油机如果采用压燃方式，就必须要有更高的压力，从而得到更高的温度才能点燃，但因为汽油容易挥发，挥发时又会吸收大量的热，这就再次增加了压燃的难度，所以用火花塞点燃是最适合的方式。

汽油比柴油燃烧的更快，所以把汽油放在高温高压的环境下太威猛，机体受不了这种火药脾气，所以要降低气缸的压力，而用火花点燃时，缸内火焰是以“波”的形式蔓延燃烧，这也就避免了爆燃形成的冲击；而柴油在高温高压空气中，多处同时燃烧形成火焰，也就是以爆燃的方式（和汽油机的“爆震”相似）做功，工作状态比较粗暴，但因为柴油燃烧较慢，所以虽然燃烧的开始很剧烈，但燃烧时间还是要长于汽油机的，简单来说就是汽油车费油。

工作原理

发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。

2.柴油发动机

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。它是由德国发明家鲁道夫·狄塞尔于1892年发明的，为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示，而柴油发动机也称为狄塞尔发动机。

工作原理

柴油发动机的工作过程其实跟汽油发动机一样的，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个冲程。

柴油机在进气行程中

吸入的是纯空气。在压缩行程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。由于柴油机压缩比高（一般为16-22），所以压缩终了时气缸内空气压力可达3.5-4.5MPa，同时温度高达750-1000K（而汽油机在此时的混合气压力会为0.6-1.2MPa，温度达600-700K），大大超过柴油的自燃温度。因此柴油在喷入气缸后，在很短时间内与空气混合后便立即自行发火燃烧。气缸内的气压急速上升到6-9MPa，温度也升到2000-2500K。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而作功，废气同样经排气管排入大气中。

普通柴油机的供油系统是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。这种供油方式要随发动机转速的变化而变化，做不到各种转速下的最佳供油量。

3.Ecoboost发动机

EcoBoost发动机是福特汽车新动力技术代表之一，在美国已经获得125项专利及专利应用。它是在传统汽油发动机的基础上，进一步添加了燃油缸内直喷、涡轮增压和双独立可变气门正时系统这三大关键技术优势，不仅保证了澎湃的动力输出，而且优化了燃油经济性高达20%，并降低15%的二氧化碳排放。福特EcoBoost发动机融合了三大关键技术的协同优势：燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统。

福特EcoBoost发动机融合了三大关键技术的协同优势：燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统。

每项技术各有所长，三大技术的整合体现了EcoBoost发动机设计理念，包括：

· 优化的发动机效率——有效提升燃油经济性20%，同时降低二氧化碳排放15%

· 更丰富的驾驶乐趣——低转速下的强大扭矩和宽转速范围内的优异响应

· 小排量带来的优势——享受传统高排量发动机的输出动力，却拥有小排量发动机体积小、重量轻和油耗低的好处

4.汽车发电机

汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。

在普通交流发电机三相定子绕组基础上，增加绕组匝数并引出接线头，增加一套三相桥式整流器。低速时由原绕组和增绕组串联输出，而在较高转速时，仅由原三相绕组输出。

工作原理

整体交流发电机的工作原理

当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可知，定子的三相绕组中便产生交变的感应电动势。这就是交流发电机的发电原理。

5.V型发动机

V型发动机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，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形的发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率并且适合于较高的汽缸数。国产的中高档车型中，不少采用V型6缸发动机，比如君威，帕萨特及奥迪A6等等.

优点：动力强劲

缺点：结构比较复杂，不利于保养和维修，并且造价较高。同时，V3、V5包括V10都由于其结构或排量的原因，并不非常稳定。

6.双转子发动机

提起马自达RX8，首先想到的就是它独具特色的双转子发动机，人们都会为它接近9000转/分的转速和231匹强大功率赞叹不已，因为它仅仅只有1.3升的排气量。构造非常简单，总的来说，就是由缸体和转子以及输出轴构成了它的本体比起活塞式发动机庞大的曲柄连杆机构，复杂的配气机构，它的构造可以说简单了很多倍，运动部件也只有转子和输出轴，没有气门，没有凸轮轴，没有正时链条。

优点：1：高转速大功率2：重量轻，油门响应快

缺点：1：扭力小，起步加速无力2：由于该技术完全没有普及，所以保养维护很困难。3：机械效率低于20%

7.汽车起动机

起动机可以将蓄电池的电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的起动。发动机在以自身动力运转之前，必须借助外力旋转。发动机借助外力由静止状态过渡到能自行运转的过程，称为发动机的起动。将电池电能转为机械能

8.涡轮发动机TFSI

涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种。常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机。

工作原理

涡轮增压发动机是一个空气压缩机，它利用发动机排出的废气作为动力来推动位于排气道内的涡轮，涡轮转动的同时带动位于进气道内同轴的叶轮，叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，高速的废气推动涡轮提速，废气排出速度与涡轮转速同步加快，空气压缩程度得以加大，发动机的进气量就相应地增加，气缸内燃烧更充分，动力输出就更高。

优点：

在同样排量的发动机基础上，为发动机额外增加30%-100%的功率输出，主要是由于发动机增加了50%到300%的吸入空气量，使得燃料可以完全燃烧，从而做出更大的功。

缺点：

1.除去涡轮迟滞，加油之后不是马上发动机就能马上出力，有一定的滞后，这根据涡轮大小而异，涡轮越大滞后越明显。

2.低转速下涡轮的介入功效有限，所以一般驾驶涡轮车起步可以一开始就把发动机转速提高到涡轮的工作转速附近4500RPM然后再开始挂档。

9.机械增压发动机

机械增压发动机，是直接利用引擎出力来驱动增压器，再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率的装置。

这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气道机械增压，此类增压器是以不增加引擎排气量为前提，使动力轮输出提升的方法。

优点

相对于涡轮增压技术，机械增压完全解决了油门响应滞后，涡轮迟滞和动力输出突然现象，达到瞬时油门响应，动力随转速线性输出，增加驾驶性能能效果。此外，在低速高扭、瞬间加速，机械增压技术都优于涡轮增压技术。机械增压技术不需跟发动机的润滑系统连接，不需要冷却，免维护，工作可靠，而且寿命长。在这里机械增压是有些优势胜于涡轮增压，但它们各有所长，机械增压比涡轮增压也有不足之处。

缺点

1、加速效果不是很明显，与自然吸气引擎差别不大。

2、会损失发动机部分动能，机械增压靠皮带带动，归根到底驱动力还是引擎。

3、高转速时会产生大量的摩擦，影响到转速的提高，噪音大。

10.HR16DE发动机

HR16DE发动机是日产公司作为QG发动机的继承者、提高2004年及以后的竞争力而研发的一款新型高性能直列四缸发动机。新开发的全铝合金材质发动机达到了行驶性能、经济性能和环保性能的和谐统一HR16DE的开发目标通过构成部分的技术革新，减小摩擦、提高热效率、提高动力输出；

通过优化设计，使其所占空间和整体重量处于1600cc排量的顶级水平；中低转速时的扭矩、油耗、减震降噪在同级车中处于顶级水平。

优点：

HR16DE发动机为日产生产，采用多气门连续可变CVTC技术，在发动机主体上采用航空轻量铝合金制造技术使发动机自身轻和耐用且散热性能突出，比同级别的发动机减轻将近30%的重量。

缺点：

由于采用了CVTC（连续可变气门正时控制）技术，功率曲线比较平滑，而扭矩曲线虽然在4400才产生最大扭矩153 N·m/rpm，但在2500转和3500转分别出现一个小峰值。

1、HR16DE全铝制发动机的功率曲线在3000转到5000转之间斜率最大，提速性能最好。2500转以前功率曲线斜率略小，5000转以后，功率曲线的斜率明显随着转速的增加而急剧下降。要想达到最大功率80Kw/6000rpm，可能要多耗点油了。

2、扭拒曲线在2500转、3500转和4400转出现的峰值，让HR16DE全铝制发动机在低、中、高转速的提速性能有很好的保障。3500转到5000转之间，扭拒都保持在很高的输出，这个区间是其加速性最好的时刻，从追求提速性的角度，应该在此区间换挡。5000转过后，扭矩曲线开始下降明显，加速性能变差。

11.水平对置发动机

也叫H型发动机，他的情况要比转子发动机好点，全世界目前有两家公司在用，保时捷和斯巴鲁。因为气缸是水平排布的，所以发动机重心天生就要别的排布方式的低一些。但是因为水平排布的原因，很多的零部件不能集成到一起，所以制造成本也是居高不下。并不被大多数车企认可。

优点

水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的气缸为“平放”，不仅降低了汽车的重心，还能让车头设计得又扁又低，这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时，水平对置的气缸布局是一种对称稳定结构，这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好，运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。

缺点

1.那为什么其它厂家没有研发水平对置发动机呢？除了因为水平对置结构较为复杂外，还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因，会使机油流到底部，使一边气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本，并且由于机体较宽，因而并不利于布局。

2.同时，由于活塞水平放置和其自身重力的作用，其水平往返运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样，这会使得缸套的上下两个内面出现不同的磨损，底部会磨损的要多一些。

3.水平对置能够抵消横向的振动，只是一种理想状况，如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合，也会造成缸压不等，这就会造成横向力不等，这种情况下同样会造成左右抖动。

12.阿特金森发动机

这个天才般的设计使汽油的燃烧利用率相比于传统类型高出了那么一点点，但是同时也带来了种种问题，比如说车速低时低扭不足，动力不够：高速时活塞行程又相对较长，转速提升太慢，加速不行。但是这个发动机一般搭配电动机配合使用，巧妙的补全了他的缺点，所以总的来说还是很棒的技术，因为搭载了这套动力系统的车型是真的真的超级省油。

优点：阿特金森发动机的特点是高压缩比，长膨胀行程，其排气行程>做功行程>进气行程>压缩行程，其活塞的做功行程要比进气行程大，这样进气量可以相对减少，通过进气门关闭延迟，使得部分混合气体被推回到进气歧管中，这样每次进入燃烧室的理论空燃比的混合气体量便相对减少了，面做功行程又相对增加了做功量，所以燃油经济性得到了提高。

缺点：阿特金森循环是一种高压缩比，长膨胀行程的内燃机工作循环，具有极佳的部分负荷经济性，但全负荷动力性能较差。

13.W18发动机

1998年大众收购了布加迪，为了向世人证明其强大设计与制造能力，大众强行在V12的发动机中又加入了一个六缸发动机，十八缸的发动机，在搭配上当时可以说无敌的其他配置，可谓一时风头无两。

14.转子发动机

转子发动机是由德国人菲加士·汪克尔所发明，他在总结前人的研究成果的基础上，解决了一些关键技术问题，研制成功了第一台转子发动机。转子发动机采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的往复活塞式发动机的直线运动迥然不同。

优点：结构简化，发生故障可能性大大减小，引擎体积小、重量轻、重心低、震动小。

缺点：

1.油耗高，污染严重

2.磨损严重，零部件寿命短

15.W型发动机

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（如帕萨特W8的小角度为15度），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。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。

16.直列发动机

直列发动机，它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。其缺点是功率较低。

17.双缸发动机

双缸发动机，是指有两个气缸的发动机，它是由两个相同的单缸排列在一个机体上共用一根曲轴输出动力所组成。双缸发动机，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器。通常是把化学能转化为机械能。有时发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机，航空发动机。发动机总的主要部分就是气缸，这里就是整个汽车的动力源泉。双缸发动机多用于轿车的发动机、摩托车、油锯和其他小功率动力机械中。

18.TSI发动机

TSI是Twincharged(双增压=涡轮增压器Turbocharger+机械增压器Supercharger)Stratified Injection的简写，T指双增压， S指分层，I 指喷射。TSI比FSI更先进，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。

严格意义上的TSI技术是双增压和分层直喷技术的综合运用，对技术要求较高。大众公司在国内中低档量产车采用的TSI技术实际上为Turbocharger（涡轮增压器）Fuel Stratified Injection （燃料分层喷射）,等同于TFSI（涡轮增压），而非 Twinscharger（双增压器）Fuel Stratified Injection（燃料分层喷射）。

PQ46平台是生产中高级车的平台TSI发动机，爆发力可能比V6强，保证了他的低速高扭和宽广的持续高扭曲线。TSI发动机的各项性能指标要求都比较高，比如他的压缩比相对高些，油泵的要求也高，这为这款发动机的保养提出了更高要求。但是持久力比不上V6功率低

19.TDI发动机

新时代的动力TDI柴油发动机；宝来TDI装备的大众集团首创的直喷式涡轮增压柴油发动机（TDI）技术十分先进，而且采用了多项先进技术，例如泵喷射系统、可调叶片式涡轮增压器等等都是首次在国产轿车上应用。

20.FSI发动机

FSI发动机是Fuel Stratified Injection，意思是燃油分层喷射，是基于GDI（缸内直喷式发动机）的一种技术。与常规的气道喷射点燃式发动机相比，FSI将燃油直接喷入燃烧室，由于喷雾的气化冷却作用，它优化了充气效率，由于实现了汽油机的质调节，不再需要节气门，大大降低了进气损失，分层燃烧减少了发动机的传热损失，从而增大了满负荷的输出功率并降低了部分负荷的燃油消耗。

21.GDI发动机

汽油直接喷射式发动机。GDI发动机，是近年来国外内燃机研究与开发的热点。专家认为，汽油机直喷技术的出现，使汽车发动机技术进入了一个崭新的时代，它在21世纪有取代传统的汽油机和柴油机的趋势，成为轿车最理想的动力装置。

22.vvt发动机

VVT发动机，是Variable Valve Timing的缩写，使用了VVT系统的汽车发动机，优点是省油、功升比大；缺点是中段转速扭矩不足。

好了，发动机先说到这儿，当然这也只是发动机中一部分比较被人所知的发动机，接下来我们一块儿来看变速箱。

1.手动变速器

手动变速器是一种变速装置，用来改变发动机传到驱动轮上的转速和转矩，在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机工作在较为有利的工况范围内。

现代汽车所用的发动机转速与转矩的变化范围有限，但是汽车的行驶条件变化很大，使得汽车对驱动力和车速的要求也在很大范围内变化。比如，汽车起步时车速不需要太高，但是需要较大的驱动力；而在高速路上行驶时，驱动力不需要太大，却需要较高的车速。汽车的这种需求特点就与发动机的转速-转矩特性相矛盾，变速器恰恰可以解决这个矛盾。手动变速器的功用就是：

（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件。

（2）在汽车发动机旋转方向不变的前提下，利用倒挡实现汽车倒退行驶。

（3）在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，有利于发动机的起动、暖机、怠速，便于换挡或汽车滑行、暂时停车等使用工况。

（4）通过变速器将发动机是动力输出驱动其他机构，如某些车的绞盘、自卸车的油泵等。 [1]

手动变速器与液力自动变速器（AT）相比，有优点也有不足。

优点

（1）与自动变速器相比较可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感。

（2）传输效率比自动变速箱为高，在同排量发动机条件下，比液力自动变速器省油。

（3）构造较简单，维修保养比自动变速箱便宜、耐用程度比自动变速箱好。

（4）工艺相对成熟，制造成本低。

（5）可靠性较高。

缺点

（1）换挡时需要同时控制离合器、换档手柄和油门，会使得驾驶员操作负担大，特别对于新手，易造成驾驶员紧张，影响行车安全。

（2）控制离合器技术不纯熟者常常在马路上熄火，特别是上坡操作不当的话有机率把引擎跟变速箱弄坏。

（3）手动变速器属于纯力学机械结构，故增加档位必会造成体积和质量的增加，使档位增加有限（当前最多为七速，但最佳的档位数是六速）；相对之下，采用行星齿轮组（AT）或钢带（CVT）的自动变速器，可随着技术提升压缩体积，进而达到增加档位却不增加体积的优点。

2.AMT自动变速器

自动变速器，亦称自动变速箱，台湾称为自排变速箱，香港称为自动波，通常来说是一种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器，从而使驾驶员不必手动换档，也用于大型设备铁路机车。

自动变速箱是相对于手动变速箱而出现的一种能够自动根据汽车车速和发动机转速来进行自动换挡操纵的变速装置。目前汽车自动变速箱常见的有四种型式，分别是液力自动变速箱(AT)、机械无级自动变速箱(CVT)、电控机械自动变速箱(AMT)和双离合自动变速箱。

3.手自一体变速器

手自一体变速箱是一种结合了手动变速与自动变速功能的变速装置。这一技术是为了提高自动变速箱的经济性和操控性而产生的，能够让由电脑自动决定的换挡时机重新回到驾驶员手中，从而提高驾驶的操作性，丰富驾驶者的体验。

4.DCT双离合变速箱

DCT是英文Dual Clutch Transmission的简写，中文直译为“双离合变速器”（与DSG“直接换挡变速器”相同，但DSG只是大众公司的叫法），因其是通过两套离合器工作，所以目前一般被称为双离合变速器。

离合器位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。

随着配备LuK干式双离合器的7档DSG变速箱投入量产，DSG变速箱又迈入了一个新的台阶，而双离合器变速箱DSG的双离合器从湿式到干式用了5年时间 ,DSG双离合器干式较湿式的区别是干式更为先进，更耐用。湿式是靠液压推动，所以有延时，DSG中文表面意思为“直接换挡变速器”。起源 DSG的起源就如其他汽车高科技一样，其设计都来自赛车运动，而其实际应用早在80年代初的保时捷Prosche 962C和1985年的奥迪Audi sport quattro S1 RC赛车上。