1、OHV发动机的凸轮轴布局形式分为 OHC（顶置凸轮轴）和 OHV（底置凸轮轴）这两种。目前日本及欧洲的汽车厂家较为青睐顶置凸轮轴这种设计；而底置凸轮轴，通常我们只有在美国车上才能看见。 在了解 OHC 和 OHV 的区别，我们先简单的从技术上认识、了解一下他们各自的结构和特点：OHC（顶置凸轮轴），历经发展现在被分成 SOHC（单顶置凸轮轴）和 DOHC（双顶置凸轮轴）。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计，由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低，气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化，因为一根凸轮轴只控制一组气门（进气
2、门或排气门），因此省略了气门的摇臂，简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来，双顶置凸轮轴由于传动部件少，进、排气效率高，更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商，凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出，因为底置凸轮轴，是依靠曲轴带动，然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接，是凸轮顶起连杆，连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合，所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计，也有它的优点，结构简单，可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低，强调的是扭矩表现，所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需
3、求的。 既然这两种设计偏向不同，前者是最求大功率，后者是追求大扭矩。我们知道汽车提速快、牵引力强靠的是扭矩，而实现最高速度是依靠功率。这里还有一个简单的公式：功率=转速 X 扭矩。自然吸气时发动机提升功率最简单的办法，就是提高转速，转速越高升功率自然就越高。为何只有美国人钟爱底置凸轮轴？在汽车工业发达的德国，很多高速公路是不限速的，200 多公里的速度飞驰是常见的事，因此，大功率自然就是他们的最爱了。但美国人不一样，他们追求的是公路巡航表现，发动机不用很高的转速。这跟美国的国情有很大关系，美国地大物博，且多半是平原，路都是修得笔直笔直的，二战以后美国人就一直热衷造型独特、宽大、强调舒适性的豪华
4、大车，这类车通常重量大、悬挂软，直线行驶的舒适性非常好，而且美国油价很低，大排量发动机很受民众青睐。所以这种动辄 6.0、7.0 的发动机普及率很高。说到这，还有一点必须补充，我们经常谈论的是发动机升功率，并以此来判定发动机的运转效率。但是否有听过功率密度这个名词呢？对于这一概念简单说来就是释放相同的功率，发动机的体积越小，功率密度就越高。底置凸轮轴的发动机得益于它的低转高扭矩，不需要像顶置凸轮轴那样布置复杂的多气门、双凸轮轴、高强度的缸顶罩。因此美国发动机采用底置凸轮轴设计是出于美国国情需要，并不是美国人不会造好发动机。但这也导致了美系发动机不太适合美国以外的市场，因此在开发海外市场时，美国
5、人需要开发出更适合其他市场的发动机爆震传感器发动机工作时因点火时间提前过度（点火提前角）、发动机的负荷、温度及燃料的质量等影响，会引起发动机爆震。发生爆震时，由于气体燃烧在活塞运动到上止点之前，轻者产生噪音及降低发动机的功率，重者会损坏发动机的机械部件。为了防止爆震的产生，爆震传感器是不可缺少的重要部件，以便通过电子控制系统去调整点火提前时间。发动机发生爆震时，爆震传感器把发动机的机械振动转变为信号电压送至 ECU。ECU 根据其内部事先储存的点火及其他数据，及时计算修正点火提前角，去调整点火时间，防止爆震的发生。爆震传感器也有多种类型。常见的有压电式和瓷质伸缩式两大类。其中压电式共振型传感器
6、应用最多，它一般安装在发动机机体上部，利用压电效应把爆震时产生的机械振动转变为信号电压。当产生爆震时的振动频率（约 6000Hz 左右）与压电效应传感器自身的固有频率一致时，即产生共振现象。这时传感器会输出一个很高的爆震信号电压送至ECU，ECU 及时修正点火时间，避免爆震的产生发动机将内能转化成动能的机构称之为发动机，汽车发动机的形式主要是以气缸和活塞作为转换机构的内燃机。根据燃料以及点火形式的不同可分为汽油机或柴油机，或有以氢气、天然气、石油气为燃料的发动机，其燃烧形式与汽油机差异较小。根据工作循环与活塞冲程特性划分，又可分为两冲程与四冲程发动机，本网站涉及的汽车发动机主要是四冲程汽油机或
7、四冲程柴油机。四冲程汽车发动机主要有气缸、活塞、活塞连杆、曲轴、配气机构（气门、凸轮轴等）、火花塞（汽油机）、缸内喷油嘴（柴油机，以及带有缸内直喷技术的汽油机）、机油泵及机油循环、水泵及水循环，另有一系列传感器以及 ECU 等众多部件组成。汽油发动机汽油发动机是以汽油作为燃料的发动机。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。汽油发动机的工作原因与柴油发动机相比，汽油机具有噪声低，运转平顺、冬季易于启动、发动机有效转速范围大（1000-7000rpm）、响
8、应速度快等特点。汽油机的缺点是热效率低于柴油机，油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。柴油发动机简介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（RudolfDiesel）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。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是，柴油发动机气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。
9、与汽油发动机相比，柴油机具有燃油经济性好、尾气中氮氧化合物较低、低速大扭矩等特点，因其出色的环保特性而被欧系车推崇，而对于平顺性、噪声等缺点，在欧洲先进汽车工业下，已不是什么难题，当前柴油机性能和工况已经和汽油机相差无几。大体工作原理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，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
10、气混合后便立即自行燃烧。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。发动机布局发动机可以说是汽车上最重要的部分，而它的布置形式对于汽车的性能具有重大影响。对于轿车来说，发动机的布置位置可以简单的分为前置、中置和后置三种。目前市面上大多数车型都是采用的前置发动机，中置和后置发动机只在少数的性能跑车上使用。当然根据发动机放置形式，也可分为横置、纵置发动机。前置发动机前置发动机，即发动机位前轮轴之前。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构，特别是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言，发动机将动力直接输送到前轮上
11、，省略了长长的传动轴，不但减少了功率传递损耗，也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率。另外，将发动机置驾驶员的前方，在正面撞车时，发动机可以保护驾驶员免受冲击，从而提高了车的安全性。中置发动机中置发动机，即发动机位于车辆的前后轴之间，一般驾驶舱位于发动机之前或之后。可以这么说，中置发动机的汽车肯定是后轮驱动或者四轮驱动。汽车在转弯时，汽车各个部分因为惯性都会向弯外移动，引擎是质量最大的部分，所以引擎因惯性而对车体的作用力对汽车在弯中的转向有至关重要的影响。发动机中置的特点就是将车辆中惯性最大的发动机置于车体的中央，这样可以使车身重量分布接近理想平衡状态。一般来说，只有那些超级跑车或者讲究驾驶
12、乐趣的跑车才采用中置发动机。当然中置发动机也有缺点，由于发动机中置，导致车厢狭窄，不能布置较多座位，另外，由于驾乘人员离发动机太近，因此噪声较大。但是，只追求汽车驾驭性能的人们，是不会再乎这些的，甚至一些人更愿意听到发动机咆哮的轰鸣声。后置发动机一般来说，最纯正的后置发动机就是将发动机布置在后轴之后，最有代表性的就是大客车，而后置发动机的乘用车屈指可数，最有代表性的就是保时捷 911，当然 smart 也是后置发动机。曾经的经典车型大众甲壳虫和菲亚特 126P 也是后置发动机。菲亚特 126P 老甲壳虫横置发动机横置发动机是指发动机和汽车前桥平行。简单的讲就是你站在车头前面向发动机，如果发动机
13、横着放在你眼前，就是横置发动机。一般来说，前驱的紧凑型轿车、大多数的中级轿车和少数高级轿车都采用了横置发动机的布置方式。优点：横置发动机的曲轴、变速器的输入输出轴以及车桥都是平行的，所以如果是前驱车的话，最适合的就是前横置发动机，动力传输距离短，方向一致，因此传动效率较高。另一方面，由于横置发动机占用的纵向空间小，可以极大限度缩短了发动机舱的纵向空间，换来的是宽敞的驾乘空间，尤其是前排乘客的腿部拓展的空间。这对于尺寸有限的紧凑型轿车来讲尤为重要。缺点：前后重量分布不平衡的问题则横置发动机的最大缺陷，由于横置 发动机发动机曲轴变速箱输入轴平行连接在一起的，使其可以布置在发动机前轴之前，但是这些重
14、量最重的汽车部件全部集中在车头前方就使得前轴负荷过大，从而容易出现转向不足的情况，而头重脚轻的前后轴配重也会在高速过弯时使车尾的后轮缺乏重压，某些轴荷分配不合理的横置发动机轿车甚至达到了前 70%后 30%，其性能可想而知。另一方面，由于横置发动机变速器安装位置过于偏向一侧的原因，其驱动轴是一长一短的，当巨大的驱动力作用在不等长的传动轴上时，会使车两个前轮有转速差，从而导致急加速时车头有左右摆动现象，也就是我们常说的扭力转向，这一点在大排量前置前驱车型上尤为明显。纵置发动机纵置发动机是指发动机与汽车的前桥垂直，简单的讲就是你站在车头前面向发动机，如果发动机竖着放在你眼前，那就是纵置式发动机。一
15、般来说后驱车都采用了纵置发动机，因为动力要传递到后桥上，在传动距离无法缩短的情况下，就要尽可能减少动力的方向转换。如果采用横置的话，因为曲轴和传动轴的方向垂直，所以先要转换一次方向，以通过传动轴传输动力，但是传动轴的方向和后桥的方向也是垂直的，所以在后桥需要再将旋转方向转换过来，这无疑降低了传动系统的效率。而使用纵置发动机就可以使得曲轴与传动轴平行，减少了一次传动方向的转换，无疑是降低了能量的损失。另一方面纵置发动机可以让变速器的位置尽量向后伸，使动力总成的重心位于前桥之后，这样可以让车身前后重量更加平均。在纵置发动机平台上，还有一个比较特殊的例子，这就是使用纵置发动机前轮驱动的奥迪。虽然奥迪
16、使用纵置发动机更多是为了照顾 quattro 这个传统，但是其纵置发动机前轮驱动发动机的布局同样可以带来不错的前后配重比。这种布置可以将发动机纵向布置在汽车前轴之前，与发动机直接相连的变速箱就会受到发动机舱空间的限制，就要布置在前轴之后，变速箱的输入轴与发动机曲轴围绕同一轴线转动，对于承受着发动机和变速箱重量的车前轴来说，他就像是天平的支点，发动机和变速箱分布在前轴的前后两侧，使得前轴承受的发动机和变速箱重量分布更加均匀，重心配比更为合理，虽然还是会有前驱车的推头现象，但是其配重比要明显优于普通横置发动机车型，例如前驱的奥迪 A4 的前后配重比就达到了较完美的 55：45。不过纵置发动机也有缺
17、点，由于纵置致使发动机占用发动机舱较长的空间，导致驾乘空间有所损失。反置发动机“反置”是横置发动机的一种特殊布置方式，通常的横置发动机排气歧管在前，进气歧管在后的布置方式，简单的说就是“前出后进”，如果将进排气的位置调换，将进气歧管置于前端，排气歧管置于后部，变成“前进后出”，就是所谓的“反置”了。只有横置发动机才有“正反置”之说，纵置发动机进排气歧管在左右两端，互换并没有什么差别，所以是没有这样的说法的。在我们周围采用反置发动机的车子有很多，福特福克斯、蒙迪欧致胜、马自达睿翼、蓝瑟翼神、以及新君威 2.4 等车型上使用的都是反置式发动机。“反置”发动机的前端是进气歧管 “正置”发动机前端为排
18、气歧管反置式发动机的优势在于进气歧管处在迎风面，能够更好的降低进气温度，温度的下降使空气密度提高，单位体积内的氧含量也随之提升，能够使燃烧更加充分，提高效率，有效降低油耗。对于非缸内直喷的发动机而言，反置式的布置使得供油管路也随进气歧管的移到了前方，有更好的散热效果。而排气歧管后移的设计，使排气管不再经过发动机下方，可以使发动机位置整体下移，有效降低重心提升操控表现，并且排气管与发动机距离更远，降低了散热系统的热负荷，也避免了高温尾气对油底壳的影响，不再“曲折”的管路使得排气阻力大大降低，排气更加顺畅，效率更高，发动机在高转速时能够输出更高的功率。不过，反置发动机也并非完美，首先排气管位置的后
19、移使之更加靠近乘员舱，高温和排气噪音很容易渗透到乘员舱，所以为了减少高温和噪声的影响，就需要花更多的成本在防火墙等位置做隔热隔音的处理。另一个缺点是，反置发动机顺畅的排气管路减小了排气管内的回压，使得发动机低转速时的排气效率降低，进而影响进气的效率，进气歧管内的混合气常常不能被完全吸入气缸内，也容易造成混合气密度不均、燃油燃烧不够充分等情况，而未进入气缸而吸附在进气管壁和气门上的细小油滴也很容易在高温环境下形成积碳。这就是反置式发动机通常在低转速时的动力输出较弱的原因，也是很多使用反置发动机的车型容易产生积碳的主要因素之一。不过，随着可变长度进气歧管以及目前主流的可变正时气门技术、正在逐渐兴起
20、的缸内直喷技术的应用，反置发动机的弱势正在被逐渐改善。可变正时气门技术使“气流及气门开关”对于传统多点电喷发动机混合气浓度的不利影响大大降低，而直喷技术的应用则进一步削弱了气门开关和歧管气流对混合气浓度的不利影响，将燃油直接注入汽缸，能够更加精准的计算和控制喷油量，相比缸外喷射减少了燃油损失，达到提高效率降低油耗的目的。可以说，反置发动机在这方面的弱势已被有效的弥补，能够在全转速段实现更高的效率，并且更好的发挥其高转速输出的特性分电器汽油机点火系统中按气缸点火次序定时将高压电流传至各气缸火花塞的部件。在蓄电池点火系统中，通常将分电器和点火器安装在同一轴上，并由凸轮轴驱动，同时它还带有点火提前角
21、调整装置和电容器等。点火器的断电臂用弹簧片使触点闭合，凸轮轴带动断电凸轮使触点开启，开启间隙约为 0.300.45 毫米。断电凸轮的凸起数与气缸数相同。当触点开启时，分电器的分电臂正好对准相应的侧电极，感应产生的高压电由次级线圈经过分电臂、侧电极、高压导线传至相应气缸的火花塞。缸盖安装在缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套，缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上
22、加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮轴。气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。气缸盖是燃烧室的组成部分，燃烧室的形状对发动机的工作影响很大，由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同，其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上，而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。缸线缸线是传统点火系中必不可少的一部分，是点火线圈把能量传给火花塞的介质。缸线大体上分为四部分。第一是导电材料，第二是绝缘胶皮，第三是点火线圈接头，第四是火花塞
23、接头（还有一些缸线外面再包裹一层隔热材料，防止缸线被烧坏）。缸线数目与发动机缸数相同。随着科技发展，现在很多车已经没有了缸线，缸线和点火线圈做到了一起，每缸一个点火线圈，体积大大减小，为每缸独立点火提供了更加便利的条件。活塞发动机好比是汽车的”心脏“，而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”，除了身处恶劣的工作环境外，它还是发动机中最忙碌的一个，不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动，吸气、压缩、做工、排气活塞的内部为掏空设计，更像是一个帽子，两端的圆孔连接活塞销，活塞销连接连杆小头，连杆大头则与曲轴相连，将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。每个活塞的裙体处都有三条皱纹，是为了
24、安装两道气环和一道油环，且气环在上。在装配时，两道气环的开口需要错开，起到密封的作用。油环的作用主要是刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油，并将润滑油刮布均匀。目前广泛应用的活塞环材料主要有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。此外，活塞环由于位置不同，它们采用的表面处理也有差别，其中第一道活塞环外圆面通常进行镀铬或喷钼处理，主要是为了改善润滑和提高活塞环的耐磨度。其他活塞环大都会采用镀锡或磷化处理，主要是为了改善耐磨性。由于每缸内活塞的工作环境略有不同，使得活塞的积碳程度有差异活塞顶部的积碳如果活塞环的安装不当或密封性不好，就会导致缸壁上的机油上窜至燃烧室与混合气一起燃烧，引起烧机油现象。若活塞环与缸壁
25、的配合间隙过小或活塞环因积碳被卡死在环槽内等情况，活塞做上下的往复运动时，很可能会将气缸壁刮伤，长时间后会在气缸壁上形成很深的沟纹，也就是常说的“拉缸”现象。气缸壁有了沟纹，密封性不良，同样会造成烧机油的情况。因此应定期检查活塞的工作状态，避免以上两种情况的发生，保证发动机的运行状况良好火花塞火花塞技术：通过电极之间的放电现象产生火花，汽油发动机是通过燃料和混合气体的适时燃烧使之产生动力，但是作为燃料的汽油即使处于高温环境下也很难自燃，要想使其适时燃烧有必要用“火”来点燃。这里说的火花点火便是“火花塞”的作用。发动机整体性能的好坏完全是取决于火花塞闪出火花的良否来决定的。我们往往把发动机比作为
26、“汽车的心脏”，但是更能把火花塞比作为“发动机的心脏”。 火花在火花塞的中心电极和接地电极之间施加由点火装置所产生的高电压，由此电极间的绝缘状态被破坏而产生电流，放电生成电火花。火花能量决定能否使压缩混合气体点火爆发。放电现象是在极短时间内（约千分之一秒）完成的，且极为复杂。火花塞所的作用就是必须在规定的时间内使电极之间切实产生强火花，成为混合气燃烧的始点。 着火由电火花所引起的点火是通过电极之间的火花放电而使燃烧粒子活性化，产生化学反应（酸性），并发生热效应，最终形成火焰核。该热能使其周围的混合气活性化，最终形成以自身燃烧为中心向周边扩大的火焰核。但是如果电极的消炎作用比火焰核的作用大，火焰
27、核会因此而消失导致熄火（指由于电极吸热使火焰消除的作用）。另外、如果火花隙较宽，火焰核会变大，消火作用也会变小，可保证确实点火。当火花隙过于宽时，则需要大的放电电压，从而超过了线圈的性能界限，反而不能放电。 火花塞必要的性能耐热性：可适应极热极冷的情况火花塞内部的受到的温度在混合气体燃烧时就达到了 2000、在吸入行程中使低温气体受冷，让冲程式发动机的急热急冷现象把发动机运转中的 回转变成一回转。与此耐热性相同，也要求具有达不到表面着火的起点的放热性。机械的强度：可以适应激烈的压力变化在吸入行程中达到气体压力以下，爆発行程中可达到 45 气压以上。唯一可以适应这种激烈压力变化的机械强度。绝缘性
28、：维持高电压的绝缘性在急剧的温度变化压力变化反复的情况下，对于约 1030kV 的高电压要求可以维持充分的绝缘性。气密性：在恶略环境下保持气密性在急剧的温度变化压力变化下，要求保持机械箱与绝缘体间的气密性。耐消耗性：把电极的消耗降到最小在恶略环境下，把电极的消耗降到最小，要求具有这种耐消耗性。耐污损性：把燃烧的污垢减到最少恶略环境下、抑制因混合气体燃烧而产生的电极的污垢。附着着的活性炭也会受热烧尽，从而达到自我清洁的要求。因此，即使是低速行驶，也可以迅速提升火花塞的温度，可达到（约 500）。 火花塞的构造 火花塞的散热火花塞将自身所受热量的散发量称为热值，将可大量散热称为高热值（冷型）、相对
29、散热量较小的称为低热值（燃烧型），然而热值的高低，取决于缸内混合气温度和火花塞的设计。 低热值和高热值低热值火花塞绝缘体项部较长，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积大。另外由于从绝缘体根部到外壳散热较长，所以散热少，容易造成中心电极温度的上升。针对这些，高热值火花塞的绝缘体项部相对较短，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积小。另外由于散热途径较短，散热多，不易造成中心电极温度的上升。火花塞温度与车速火花塞温度与车速，和热值的关系如图所示。在火花塞的上下限温度，受下限温度的自行清除温度和上限温度的过早点火温度所制约。只有当中心电极温度处在约 500950。C 之间时，才能完全发挥机能。 火花塞的寿命电极的
30、消耗电极通过火花放电从容易放电的地方消耗电量。尤其是中心电极达到更高的温度时，被酸化消耗掉。电极消耗量，是根据电极材质的融点，强度，硬度而变化的。为了减少该消耗量，在电极中使用镍合金或白金，铱等材质，即使是很细小的电极也可以延长寿命。另外，发动机种类，根据使用条件而定，使用普通火花塞的话，行车距离可达一万公里，约 0.10.15mm 的范围。要求电压的上升要求电压（间隙间的放电所需电压）随着行车距离的比例而升高。该电压的上升是中心电极的锐角部分到一定程度完全消耗期间（约 4000km）的电压上升幅度增大，其后，依靠电极消耗间隙的扩大作为主要原因，电压上升就会变小。 火花塞的推荐转矩与推荐回转角度
