水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是怎樣的

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理是活塞在水平方向做左右運(yùn)動(dòng)，通過(guò)進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，將燃燒膨脹的力量轉(zhuǎn)化為曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車(chē)輛。具體而言，進(jìn)氣時(shí)吸入空氣，壓縮時(shí)提升空氣壓力與溫度，做功時(shí)高壓噴入柴油使其自燃推動(dòng)活塞，排氣時(shí)排出廢氣。這種獨(dú)特的工作方式，配合其獨(dú)特布局，賦予了發(fā)動(dòng)機(jī)低重心、低振動(dòng)等特性。

在進(jìn)氣沖程中，進(jìn)入汽缸的工質(zhì)為純空氣。柴油機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)阻力相對(duì)較小，使得進(jìn)氣終點(diǎn)壓力較高，而溫度相對(duì)較低，進(jìn)氣終點(diǎn)壓力一般處于（0.85～0.95）p0，溫度范圍則是300～340K 。空氣在這個(gè)過(guò)程中順暢地進(jìn)入氣缸，為后續(xù)的工作做好準(zhǔn)備。

進(jìn)入壓縮沖程，此時(shí)被壓縮的工質(zhì)依舊是純空氣。與汽油機(jī)相比，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比更高，一般在ε=16～22 。在這樣高的壓縮比下，壓縮終點(diǎn)的壓力可達(dá)3000～5000kPa，溫度也能達(dá)到750～1000K。如此高的壓力和溫度，為后續(xù)的做功沖程奠定了良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)壓縮沖程接近終了時(shí)，便進(jìn)入了做功沖程。高壓油泵會(huì)將柴油以10MPa左右的高壓噴入汽缸燃燒室，柴油與之前被壓縮的高溫高壓空氣迅速混合，隨即自行發(fā)火燃燒。剎那間，汽缸內(nèi)的壓力和溫度急速上升，壓力最高可達(dá)5000～9000kPa，溫度能達(dá)到1800～2000K。這種強(qiáng)大的爆發(fā)力推動(dòng)活塞在水平方向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而為車(chē)輛提供前進(jìn)的動(dòng)力，這是典型的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式。

最后是排氣沖程，發(fā)動(dòng)機(jī)要排出燃燒后的廢氣。這一過(guò)程與汽油機(jī)基本相同，排氣溫度Tr處于700～900K 。隨著廢氣的排出，一個(gè)完整的工作循環(huán)結(jié)束，發(fā)動(dòng)機(jī)周而復(fù)始地進(jìn)行著這四個(gè)沖程，源源不斷地為車(chē)輛提供動(dòng)力。

此外，水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞與曲軸排列、進(jìn)排氣方式、配氣系統(tǒng)以及平衡系統(tǒng)等方面也有著獨(dú)特設(shè)計(jì)。活塞成對(duì)且與曲軸呈水平排列，兩組活塞對(duì)稱(chēng)列在曲軸兩側(cè)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)更為緊湊，有效減少了振動(dòng)和噪音。對(duì)稱(chēng)的進(jìn)排氣方式，進(jìn)排氣歧管布置在發(fā)動(dòng)機(jī)兩側(cè)且各自對(duì)稱(chēng)排列，極大地提高了進(jìn)排氣效率，輸出更高的動(dòng)力和扭矩。雙頂置凸輪軸和雙進(jìn)氣門(mén)的配氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了更好的氣缸充氣效果和燃燒效率，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。而在曲軸上方安裝平衡軸或凸輪軸的平衡系統(tǒng)，能有效平衡發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性力和振動(dòng)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)順暢。

水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)憑借獨(dú)特的四個(gè)沖程工作過(guò)程，以及在活塞與曲軸排列、進(jìn)排氣、配氣、平衡系統(tǒng)等多方面的精妙設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為車(chē)輛前進(jìn)的動(dòng)力，還擁有了低重心、低振動(dòng)、高穩(wěn)定性、良好操控性等諸多優(yōu)勢(shì)，為駕駛者帶來(lái)獨(dú)特的駕駛體驗(yàn)，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域占據(jù)著獨(dú)特的地位 。

（圖/文/攝：太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng)）