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气缸

编辑者: 赵千秋
更新时间: 2012-04-09 11:40:34
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汽缸

定义

发动机内的圆筒形空室,里面有一个由工作流体的压力或膨胀力推动的活塞,某些特殊型发动机内的类似的、但非圆筒形的部分。

发动机汽缸类型与缸数

汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。其对应排量及特点如下:

  • 缸数与排量关系

    • 排量 1升以下:常用3缸(如微型车);
    • 1-2.5升:一般为4缸(如家用轿车);
    • 3升左右:6缸(如中型车);
    • 4升左右:8缸(如中高端SUV);
    • 5.5升以上:12缸(如豪华车或重型机械)。
  • 排列方式
    按结构分为W型、V型、水平对置、直列等,具体包括:

    • 直列:直列4缸(L4)、直列5缸(L5)等;
    • V型:V6、V8、W型12缸(如保时捷911系列部分车型);
    • 水平对置:水平对置6缸(如斯巴鲁车型)。
  • 性能特点

    • 同等缸径下:缸数越多,排量越大、功率越高;
    • 同等排量下:缸数越多,缸径越小、转速可提升,从而获得更大功率。

汽车发动机汽缸排列示意图

汽缸种类

气压传动中将压缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件,主要分为两类:

1. 往复直线运动汽缸

  • 单作用汽缸:仅一端有活塞杆,从活塞一侧供气产生气压推动活塞伸出,靠弹簧或自重返回;
  • 双作用汽缸:从活塞两侧交替供气,可在一个或两个方向输出力;
  • 膜片式汽缸:用膜片代替活塞,密封性能好但行程短,仅单方向输出力(弹簧复位);
  • 冲击汽缸:新型元件,通过中盖分隔储气腔、头腔、尾腔,将压力能转化为活塞高速(10-20米/秒)运动的动能,广泛用于下料、冲孔等作业。

2. 往复摆动汽缸

  • 摆动汽缸:由叶片分隔内腔为两腔,交替供气使输出轴作摆动运动,摆动角<280°;
  • 其他类型:回转气缸、气液阻尼缸、步进汽缸等。

工作原理

气门数量对进气效率的影响

  • 二气门结构:传统设计(1进1排),结构简单、成本低,适合低功率需求的普通发动机;
  • 三气门结构:二气门基础上增加1个进气门(1进2排),优化进气效率,多见于早期中高端车型;
  • 四气门结构:2进2排(每缸4气门),通过扩大进气/排气通道,大幅提升进排气效率,为当前主流技术;
  • 六气门及以上:结构复杂,气门开启空间“帘区”(圆周+升程)减小,效率下降且缩短发动机寿命,未普及。

核心结论:同等排量下,气门数量越多(≤4)效率越高,4气门技术因平衡性能与成本,成为汽车发动机的主流选择。

(内容基于汽车发动机汽缸通用技术规范整理,数据引用自工程实践标准)