段昭，龙悦

(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海 201804)

0 引言

节能减排是当今汽车工业的重要任务，也是推动发动机技术进步和创新的重要动力，为了达到未来更加严格的排放标准要求。发动机小型化和轻量化是改善燃油经济性和减小对环境影响的有效方式，是节能减排的重要途径。同时，汽车造型频繁更新换代，整车配置不断升级，机舱内预留给发动机的布置空间有限。因此，对发动机整体布置提出了更高的要求，追求紧凑化、小外型是发动机概念和布置设计的新趋势[1]。

本文以某直列四缸横置汽油发动机作为研究对象，通过结构和原理分析，找出影响发动机长、宽、高三个方向尺寸的主要因素，提出了紧凑化设计优化方案。

1 发动机坐标定义

为便于研究分析，参照企业标准对发动机坐标系的定义。坐标原点为发动机曲轴中心线与第2和3缸之间中心平面(垂直于曲轴中心线)的交点。X轴为曲轴中心线，前端指向后端为正方向。Z轴为汽缸中心线方向，朝上为正方向。按照右手法则定义Y轴以及Y轴正方向，如图1所示。

图1 发动机坐标系定义

2 X轴向尺寸分析及优化方案

发动机X轴向作为动力输出方向，曲轴和凸轮轴等轴向有关联的零件是影响X轴向尺寸的主要因素。如图2所示，从发动机的结构分析，主要零件包括缸体、曲轴、链(或皮带)系统、附件轮系、凸轮轴、VVL(可变气门升程机构)、VVT(可变气门正时机构)、凸轮轴驱动的高压油泵和机械真空泵等。……