车主基础知识 长安悦翔汽缸数讨论篇

从汽缸数说起：

汽缸数为什么会是这么多呢？
首先，需要加个前提：那篇帖子没有讲到的前提，是一般乘用车搭载的四行程的往复式的点燃式内燃机的情况。柴油机等压燃式内燃机由于其工作原理的原因，造成转速不可能达到汽油机等点燃式的水平，因此往往出现10L排量的只有6缸的。
书归正传：
原帖称汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。其实还有2缸的，比如贵航曾经生产过的富士（现在称斯巴鲁）云雀。但是缸数太少，会由于往复惯性力的不平衡造成发动机振动噪声较大，所以目前2缸的越来越少见了。
原帖称排量1升以下的发动机常用3缸(如夏利7100)，1—2.5升一般为4缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。

说得差不多正确，但是为什么呢。首先要讲个基本公式：

发动机排量=缸径*缸径*π*行程*汽缸数目/4

由于乘用汽车使用的对功率的追求，还有工况复杂多变，缸径和行程不能太大或者太小，若行程太长就会造成在高转速情况下(如6000r/min)情况下活塞的直线速度和加速度太高，对活塞、油环、气环、连杆、轴瓦等的寿命很冷却很不利，严重影响寿命发动机寿命，而且加速度太高还会引起较大的振动噪声，当然还有其他原因了，这里就不一一列举了(下同)。若行程太短那么相应的在同等排量和缸数的情况下缸径就会比较大，此时缸径/行程比就会变大，这样对燃烧室的废气排出，油气混合气的均匀混合和燃烧的控制不容易，特别是转速一高，充气效率就会急速下降，不过当缸径变大后也带来一个好处就是在燃气爆发压力一定的情况下（主要是缸内压强一定），瞬时做功力=压强*缸径*缸径*π/4也会增大，通过连杆曲轴机构使得发动机扭矩得到提升。所以乘用车搭载的点燃式内燃机缸径/行程一般约在0.7~1.3。基于刚才的原因部分发动机为了追求高转速就把行程做得稍微小一点儿，而追求扭矩的发动机往往行程会稍微长一些。这样带来的结果就是你看若一个发动机标定的功率点是6000r/min或者6500r/min甚至更高，那么往往这个发动机追求功率，而低速扭矩往往偏低，造成需要将发电机拉高转来提升汽车的加速性能，而标定的功率点是5500r/min或者5000r/min，那么往往其低速扭矩好好一些，在2000~3000r/min上都有扭矩高原，对于日常驾驶时超车加速等都有好处。因此看一个发动机不能仅仅看其功率大小（功率大小正比于转速），功率大（当然不是大很多的）的不一定其加速就好。

说点儿题外话：很多船用的或者内燃机机车用的内燃机往往其工作转速只有每分钟一二百转甚至几十转，所以其缸数不见得多，但每缸缸径和行程都很大，当然了还有二行程（也就是二冲程的）的发动机在船上也不少见啊。此外还有一些汽车为了特定的目的（如营销需要）出现过2.0排量使用6缸的（凌志IS200）。

不过，缸数越多其发动机平顺性就越好。但是缸数一多，若还是直列布置的话，那么发动机会很长，对于小小的发动机舱来说就麻烦了，所以出现了V型布置的(就是把汽缸布置成2排，但共用一个曲轴，这里插个题外话，还有星形布置的发动机，就是在圆周方向上布置一圈汽缸，一般为4排或5排，常见于飞机上，这样占用空间更小，也利用采用风冷)，一般V型夹角有60°、72°、90°，180°。其实180°夹角的V型发动机就是所谓的“水平对置式”了，常见于富士和保时捷的车上，当然其有独特的优势，比如往复惯性力可以大大抵消，发动机中心下降。但是也面临维修不便，发动机机体宽度过大，活塞、汽缸底面磨损严重等问题。


再回头说气门个数，4行程的发动机气门个数至少要2个吧，一个进气一个排气。一般排气门比进气门大。若就这样2气门，由于汽缸是圆的，气门是圆的，还要布置一个火花塞，因此进排气门的直径之和只能比缸径小，那么进气，排气气门的面积就只能比较小了，于是就出现了多气门，如果同样这样，布置4个气门，那么么进气，排气气门的面积不久增大很多了吗，于是现在很多就这样布置了，4个气门对称布置，中间再布置一个火花塞，并把燃烧室做成半球式，为了燃烧室内气体混合均匀和防止气门与活塞干涉，很多活塞顶部会挖几个坑。
当然一些发动机每缸3气门或5气门，（3气门常见于奔驰的车，5气门常见于大众），但原理类似，设计工程师在效率与可靠性、成本上的取舍了。但是不是说气门数多就一定好，这个还和其CFD做得好不好相关，因此只要设计得当，5气门不一定比3气门或者4气门好，但是由于2气门原理上的问题，往往要差些。

可能有tX想问为什么要把气门做成圆的，因为圆的可以让它一边工作一边缓慢旋转，清除气门积碳（当然还有其他许多原因了，可以留给大家自己想）。

当然了VVT技术就是另外一个话题了，它主要是关于气门升程的，以后另开贴谈这个。因为VVT技术种类太多，且鱼龙混杂。特别提一句没有VVT的发动机不一定差，有VVT的发动机不一定好。