发动机的类型和结构是影响发动机性能的根本原因。

1.发动机类型

目前，汽油机和柴油机仍是在汽车上使用最普遍的动力装置。由于燃烧所用燃料、混合气形成及燃烧方式不同，特别是由于柴油机的压缩比较大，因而柴油机的有效燃油消耗率g_e明显高于汽油机，其运转噪声和排放污染物成分也存在较大差异（见第九章）。

2.压缩比

压缩比大小对燃油消耗率的影响非常大。压缩比越高，压缩过程终了缸内的温度、压力越大，因而燃烧越快，热功转换效率越高，其燃油消耗率就越低。汽油机的压缩比一般在7.5～11。实验表明，当汽油机的压缩比由8提高到13时，发动机的平均油耗可降低8%。

压缩比过高，将导致爆燃和表面点火等不正常燃烧的发生，还会使燃烧压力剧增，从而影响发动机的正常使用和使用可靠性。同时，提高压缩比还会引起汽车排放物中有害成分的变化。

提高柴油机压缩比可以提高缸内温度，有利于燃料自燃，因而有利于发动机的冷起动和缩短着火延迟期，从而降低燃烧噪声。但是，压缩比过高，会使燃烧最高压力过高，零件的机械负荷过重，从而使摩擦损失增大，影响柴油机的寿命。

3.燃烧室结构

汽油机燃烧室的结构对火焰传播距离、传播速度、抗爆燃能力、散热损失以及充气效率等均有较大的影响。为使其动力性高、经济性好、工作柔和平顺、燃烧正常、排放污染小，燃烧室应结构紧凑，容积分布合理，并能形成足够强度的气体扰流。同时，应便于安排较大的进气通道面积；火花塞的位置要适当；火焰传播的末端要有足够冷却强度，以减轻爆燃倾向。

柴油机燃烧室的结构对混合气形成和燃烧有直接影响，进而影响柴油机的性能。其结构应与燃料的喷射方式相适应，以有利于燃料蒸发、混合气形成和燃烧，提高柴油机性能。

4.气缸盖和活塞材料

发动机气缸盖和活塞的常用材料为铸铁和铝合金，铝合金比铸铁的导热性好。汽油机气缸盖采用铝合金材料，可使燃烧室表面温度降低，从而减小了爆燃倾向；而柴油机采用铸铁材料，可使燃烧室内温度更高，因而可以缩短着火延迟期，使发动机工作更柔和。

5.气缸直径

气缸直径大，火焰传播距离和时间增长，而燃烧室的冷却面积相对减小，从而使燃烧室内混合气因温度高而易自燃，爆燃倾向增大。所以，一般汽油机气缸直径最大值在100mm左右。

6.混合气形成方式

汽油机是靠火花塞点燃混合气，所以在点火之前汽油蒸气就应与空气混合好。现代汽油机广泛采用电子控制燃油喷射系统实现混合气的形成。与化油器混合气形成方式相比，采用汽油喷射可实现精确的燃油供给，更易于解决各缸燃料均匀分配，从而改善燃料雾化质量，使混合气体积分数最佳，因而可以避免不完全燃烧，有利于提高压缩比、节省燃油、提高动力性和低温起动性。采用电控汽油喷射系统，可使发动机的动力性提高5%～10%，燃料消耗下降5%～10%，排放污染物减少90%以上。

另外，采用汽油机缸内直接喷射，运用稀薄燃烧技术和混合气分层燃烧技术，能够降低油耗，降低爆燃倾向，减少排放等。

7.汽油机点火能量

点火能量对汽油机的点火控制和燃烧以及汽油机的性能有着重要的影响。

采用高能电子点火装置，能够提高点火电压和能量，保证发动机在各种使用工况下正常点火，使混合气充分燃烧，保持较佳的工作状态，获得较好的经济性。因此，高能电子点火装置在汽车上的应用日益广泛。

8.柴油机喷油规律

喷油规律是指单位时间（或曲轴转角）的喷油量随时间（或曲轴转角）而变化的关系，反映了喷射过程中各参数之间的关系。合理的喷油规律必须与燃烧室合理配合。喷油规律对燃烧过程的影响很大，直接影响到气缸内的压力升高率，所以对经济性、燃烧噪声和排放等都有影响。(www.daowen.com)

减小着火延迟期内的喷油速率可减轻燃烧粗暴；而喷射中、后期加大喷油速率，可保证燃烧效率。喷油规律取决于喷油泵的凸轮外形、柱塞直径、喷油器结构形式及调整等。

9.进气系统阻力

进气系统的阻力直接关系到发动机的循环进气量，因而影响发动机的输出功率和转矩。减少进气系统阻力的主要措施是：改善进气管道拐弯处的圆角过渡，提高管道内壁表面的光滑度；改善气门座和气门头部到杆部的过渡形状，并增加进气门数；利用可变进气管、可变配气定时、可变气门升程和可变进气涡流等可变技术；改进空气滤清器结构并避免积垢过多而堵塞气道等。

10.配气定时

目前汽车大多还是采用固定的配气定时形式。配气定时包括排气提前角、排气迟闭角、进气提前角、进气迟闭角以及进排气同时开启的气门叠开角。

对进气影响最大的是进气迟闭角。进气门迟闭可以利用气流惯性，继续充气。由于气流流速和惯性与发动机转速有关，发动机转速越高，则进气流速和惯性越大。因而，进气迟闭角为定值的发动机，只在某一转速下最佳，其循环充气量最大。为改善发动机性能，越来越多的发动机已采用液压式变配气相位结构，以使发动机在较大转速范围内均获得最大的转矩和功率输出。

排气提前角的选择，应当在保证排气损失最小的前提下，尽量晚开排气门，以加大膨胀比，提高热效率。

适当的气门叠开角，可以增加循环充气量，降低高温零件的热负荷。

11.进气温度和压力

进气过程中，新鲜气体在进气系统内加热，而汽油则在进气管中吸热蒸发并与空气均匀混合。进气温度升高后，密度下降，会使循环充气量减少。为了使汽油在进气管中蒸发，通常将进、排气管铸为一体，以利用排气管对进气管加热，从而提高混合气的形成质量，但会引起循环充气量降低。

为协调进气温度与汽油蒸发的关系，许多汽油机采用了预热调节装置。即在排气管内装有阀门，可根据季节不同改变阀门开度，以调节排气管中废气热量对混合气的预热程度。

为避免进气预热而影响循环进气量，柴油机进、排气管通常分置于气缸两侧。

发动机进气压力也影响循环进气量。因此，发动机采用进气增压装置，可改善发动机的动力性和经济性。

12.废气涡轮增压

废气涡轮增压就是靠高压废气驱动涡轮并带动与其同轴的离心压气机，使空气在压气机压缩，提高进气压力。

广泛采用废气涡轮增压是提高柴油机性能的一个最有效、最普遍的措施。

汽油机增压受到爆燃的限制。随着电子燃油喷射技术在汽油机上的广泛应用，废气涡轮增压在汽油机上的应用也将得到迅速发展。

13.风扇离合器

发动机风扇通常是按发动机最大热负荷时的冷却能力设计的，其最大冷却状态时所消耗的功率为发动机标定功率的5%～10%。而发动机绝大部分时间是在远低于发动机最大热负荷工况下工作的，当汽车在良好道路条件下运行时，需要风扇冷却的时间只占发动机运转时间的3%～5%。传统的无离合器冷却风扇，是汽车发动机消耗功率较大的附件。

安装风扇离合器后，节油率可达5%以上，提高了发动机动力，缩短了发动机冷起动的预热时间，减少了发动机在冷态下的磨损，延长了风扇的寿命和可靠性。采用电动风扇的现代轿车，可以根据冷却需要开关冷却风扇，提高发动机有效动力、减少油耗。