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文檔簡介

1、目前應用于汽車的發動機主要有直列發動機,V型發動機、W型發動機、轉子發動機幾種類型。為了使讀者對各種發動機有一個更加深入的了解,我們在這里將常見的汽車汽油發動機類型與各種先進的汽油發動機技術特點歸納在一起,供大家分享。 直列發動機(Line Engine)直列發動機(Line Engine):它的所有汽缸均肩并肩排成一個平面,它的缸體和曲軸結構簡單,而且使用一個汽缸蓋,制造成本較低,穩定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應用比較廣泛。其缺點是功率較低。“直列”可用L代表,后面加上汽缸數就是發動機代號,現代汽車上主要有L3、L4、L5、L6型發動機。 L3(直列3缸發動機):一般用在1

2、升以下的微型車上。它結構簡單,維修方便,制造成本也低,重量輕,比較省油。如果一臺直列3臺機能達到一臺直列4缸機的動力性能,那當然是3缸機要好些。如早期的夏利車裝配的就是3缸發動機。L4(直列4缸發動機):直列4缸發動機儼然已成了現代汽車的一種標準選擇。它的適用范圍極廣,小到微型車,大到2升多的車型,均由四汽缸機為汽車提供動力。與6缸機相比,4缸機的體積小,結構簡單,重量輕,但它的動力性和平穩性與同排量6缸機的差別并不十分顯著;現代轎車大多為前置發動機前輪驅動方式,需要發動機橫放在車頭,要求發動機的體積不能太大,直列4缸機的體積尺寸正好,因而直列4缸機獲得了廣泛應用。L5(直列5缸發動機):由于

3、直列5缸機存在很難解決的平衡問題,容易引起振動,因此直列5缸發動機現已不多見。我國長春一汽曾生產過的奧迪100也是用直5發動機?,F在沃爾沃S60、S80還在用直5發動機。 L6(直列6缸發動機):直列6缸發動機現在主要用在前置發動機后驅方式的汽車上。從平衡角度來講,直6比直4、直5,甚至V6的平衡性都要好。出于此原因,當你的機蓋子下面的空間足夠大時,就可以考慮采用直6發動機,這也是寶馬、沃爾沃、凌志等中高級車仍固執地使用直6發動機的主要原因之一,現在寶馬的每個系列幾乎都有直6發動機。V型發動機V型發動機:將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定的夾角布置在一起,使兩組汽缸形成兩個有一個夾角的平面,

4、從側面看汽缸呈V字形,故稱V型發動機。常見V型發動機的夾角有60度、90度等。V型發動機特點:V型發動機的高度和長度尺寸小,在汽車上布置起來較為方便。尤其是現代汽車比較重視空氣動力學,要求汽車的迎風面越小越好,也就是要求發動機蓋越低越好。另外,如果將發動機的長度縮短,便能為駕乘艙留出更大的空間,從而提高舒適性。將汽缸分成兩排然后打斜”,便能縮小發動機的高度和長度,從而迎合車身設計的要求。V型發動機的缺點是必須使用兩個汽缸蓋,結構較為復雜。另外其寬度加大后,發動機兩側空間較小,不易再安排其它裝置。V型發動機的汽缸數一般為5、6、8、10、12、16。W型發動機W型發動機:大眾汽車公司在發動機技術

5、上不一定是世界第一,但在發動機的汽缸排列方式上絕對是最能出花樣的。除了V5、V7、V11等非對稱發動機外,還獨創一種W型發動機。許多人以為就像V型發動機的汽缸呈V形排列那樣,W型發動機的汽缸排列形式也一定是呈W形,其實不然,它只是近似W形排列,嚴格說來還應屬V型發動機,至少是V型發動機的一個變種。將V型發動機的每側汽缸再進行小角度的錯開(如帕薩特W8的小角度為15度),就成了W型發動機?;蛘叩W型發動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形。W型與V型發動機相比可以將發動機做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節省發動機所占的空間,同時重量也可輕些,但它的寬度更大,使得發動機室更滿。W型發動機

6、相對V型發動機最大的問題是發動機由一個整體被分割為兩個部分,在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題,大眾在W型發動機上設計了兩個反相轉動的平衡軸,讓兩個部分的振動在內部相互抵消。德國大眾汽車公司現有三種W型發動機W8、W12和W16。 水平對置發動機         水平對置發動機的英文名(BoxerEn-gine)意義就是“拳擊手發動機”,其汽缸呈水平對置排列,運行時像是拳擊手在搏斗,活塞就是拳擊手的拳頭在水平方向上相對運動。由于相鄰兩個汽缸水平對置,可以完全相互抵消振動,使發動機旋轉更平穩,噪聲更

7、小。同時由于活塞運動時不需要對重力進行抵抗,所以水平對置發動機的動力輸出性能相對其他發動機具有優勢。 水平對置發動機由于氣缸“平放”,而不是像V型或直列發動機那樣“斜放”或“立放”,因此降低了整車的重心,同時又能保障把車頭設計的更低一些,因此從抓地性和空氣動力學的角度看,水平對置發動機為汽車的安全性和穩定性提供了較好的保障。水平對置發動機特點發動機活塞平均分布在曲軸兩側,在水平方向上左右運動。使發動機的整體高度降低、長度縮短、整車的重心降低,車輛行駛更加平穩,發動機安裝在整車的中心線上,兩側活塞產生的力矩相互抵消,大大降低車輛在行駛中的振動,便發動機轉速得到很大提升,減少噪音。低重心:產生的橫

8、向震動容易被支架吸收、有效將全車較重的發動機重心降低,更容易達到整體平衡。低振動:活塞運動的平衡良好(180度左右抵消)。 相比直列式,在曲軸方面所需的平衡配重因素減少,有助轉速提升。它能保持650轉的低轉速,并保證發動機平穩的工作。同樣相比其它發動機行式油耗最低。水平對置發動機缺點:潤滑系統不太理想,技術要求很高,要不潤滑油沒辦法潤滑到活塞與缸壁,冷卻系統也要求很嚴格。制造成本比V型發動機更高。目前,對水平對置發動機技術掌握比較成熟的只有保時捷和斯巴魯。 轉子發動機轉子發動機又稱為米勒循環發動機。它采用三角轉子旋轉運動來控制壓縮和排放,與傳統的活塞往復式發動機的直線運動迥然不同。這

9、種發動機由德國人菲加士?汪克爾發明,在總結前人的研究成果的基礎上,解決了一些關鍵技術問題,研制成功第一臺轉子發動機。轉子發動機與往復式發動機不同,它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比,轉子發動機取消了無用的直線運動,取消了曲軸活塞等零件,因而同樣功率的轉子發動機尺寸較小,重量較輕,而且振動和噪聲較低,具有較大優勢。轉子發動機的運動特點是三角轉子的中心繞輸出軸中心公轉的同時,三角轉子本身又繞其中心自轉。在三角轉子轉動時,以三角轉子中心為中心的內齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,齒輪固定在缸體上不轉動,內齒圈與齒輪的齒數之比為3比2。上述運動關系使得三角轉子頂點的運動軌跡

10、(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉子把汽缸分成三個獨立空間,三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣,三角轉子自轉一周,發動機點火做功三次。由于以上運動關系,輸出軸的轉速是轉子自轉速度的3倍,這與往復運動式發動機的活塞與曲軸1:1的運動關系完全不同。轉子發動機的優缺點:         轉子引擎的轉子每旋轉一圈就作功一次,與一般的四沖程發動機每旋轉兩圈才作功一次相比,具有高馬力容積比(引擎容積較小就能輸出較多動力)的優點。另外,由于轉子引擎的軸向運轉特性,它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉轉速。整個發動

11、機只有兩個轉動部件,與一般的四沖程發動機具有進、排氣活門等二十多個活動部件相比結構大大簡化,故障的可能性也大大減小。除了以上的優點外,轉子引擎的優點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。相對地,由于轉子引擎的三個燃燒室并非完全隔離,因此在引擎使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題,大幅增加油耗與污染。其獨特的機械結構也造成這類引擎較難維修。         目前,馬自達旗下的RX-8搭載的就是轉子發動機??偨Y         盡

12、管各種發動機的氣缸排列方式不一樣,所應用的技術也不盡相同,但所追求的目標卻是一樣的,那就是如何提高發動機的性能,提高燃油經濟性,降低污染物的排放,節省下發動機倉的空間,使車子的穩定性和乘坐舒適性更加人性化。         在現代汽車中,直列發動機和V型發動機的應用要更加廣泛一些,W型發動機只是在一些高端產品及追求動力性的車型中應用較為多一些,水平對置發動機和轉子發動機的應用在現階段也比較少,一般在民用轎車中很少使用,但是隨著這些技術的不斷成熟,這些只有在高檔車中才能見到的發動機,在日常生活中將越來越常見,車子的乘

13、坐合適性將得到進一步提升直列發動機 奧迪V6 FSI發動機 大眾W12發動機水平對置發動機 轉子發動機下面我們再細化一下給大家介紹: 對汽車引擎小有研究的人都知道 ,影響汽油發動機工作效率的兩個重要原因一是配氣 、二是供油 。    拋開增壓引擎 、混合動力不說 ,如今主流汽車廠商大致分為三派:一是以日韓車為主導的VVT-i 、VTEC 、VVT等技術 ,只是叫法不同罷了 ,但基本原理都是通過改變進氣量以及氣門的升程

14、來優化燃料的消耗與動力的輸出;而以大眾汽車為代表的德系車這兩年則一直在推廣FSI技術 ,他們將燃料按所需的濃度直接噴入汽缸 ,再經過分層燃燒 ,以達到引擎最佳的工作效率;最后要說的就是美國派 ,曾經以大排量 、高油耗為榮的美國車在能源日益緊張的今天也不得不做了些妥協 ,于是關閉部分汽缸成了他們的獨門秘籍 。以克萊斯勒的8缸引擎為例 ,平穩運轉時電腦可以自動關閉4個汽缸以節省能耗 ,而急速超車時8個汽缸則共同工作提供更大動力 。      

15、;   下面就是幾種主流發動機的技術原理 。 CVVT:(連續可變的氣門正時系統)韓國的汽車工業一向不以技術先進聞名 ,所以所用技術也多是借鑒了德 、日等國的經驗 ,而CVVT正是在VVT-i和i-VTEC的基礎上研發而來 。以現代汽車的CVVT引擎為例 ,它能根據發動機的實際工況隨時控制氣門的開閉 ,使燃料燃燒更充分 ,從而達到提升動力 、降低油耗的目的 。但是CVVT不會控制氣門的升程 ,也就是說這種引擎只是改變了吸 、排氣的時間&

16、#160;。VVT-i:(智能可變配氣正時系統)VVT-i是豐田獨有的發動機技術 ,已十分成熟 ,近年國產的豐田轎車 ,包括新款的威馳等大都裝配了VVT-i系統 。與本田汽車的VTEC原理相似 ,該系統的最大特點是可根據發動機的狀態控制進氣凸輪軸 ,通過調整凸輪軸轉角對配氣時機進行優化 ,以獲得最佳的配氣正時 ,從而在所有速度范圍內提高扭矩 ,并能改善燃油經濟性 ,從而有效提高了汽車性能 。VTEC:(可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統)由本田汽車開發的VTEC是世界上第一款能同時

17、控制氣門開閉時間及升程兩種不同情況的氣門控制系統 ,現在已演變成i-VTEC 。i-VTEC發動機與普通發動機最大的不同是 ,中低速和高速會用兩組不同的氣門驅動凸輪 ,并可通過電子系統自動轉換 。此外 ,發動機還可以根據行駛工況自動改變氣門的開啟時間和提升程度 ,即改變進氣量和排氣量 ,從而達到增大功率 、降低油耗的目的 。FSI(缸內直噴分層燃燒引擎)FSI是汽油發動機領域的一項全新技術 ,有些類似于柴油發動機的高壓供油技術 。它配備了按需控制的燃油供給系統 ,然

18、后通過一個活塞泵提供所需的壓力 ,最后噴油嘴將燃料在最恰當的時間直接注入燃燒室 。通過對燃燒室內部形狀的設計 ,使火花塞周圍會有較濃的混合氣 ,而其他區域則是較稀的混合氣 ,保證了在順利點火的情況下盡可能地實現稀薄燃燒 ,這也是分層燃燒的精髓所在 。FSI比同級引擎動力性顯著提高 ,油耗卻可降低15%左右 。MDS:(可變排量發動機)克萊斯勒研發的HEMI發動機配備了MDS系統 ,這套系統可在4缸和8缸模式間自動轉換 。這種技術最適合多汽缸的發動機使用 ,在不影響駕駛者追求大

19、排量車型的加速刺激時 ,又有效降低了堵車時的燃油消耗 。例如一臺常規的8缸發動機在采用了這種技術后 ,就等于裝了兩個獨立的4缸發動機 ,可以根據駕駛的需要讓一臺發動機運行 ,而讓另一臺休息 ??催^了上面的技術解釋后 ,廠商發布的性能參數也是衡量一款發動機技術水平的最直接依據 。在性能參數表中我們會經常看到最大功率與最大扭矩的說法 ,這時一些人會認為功率越大 ,車的實際力氣也就越大 ,其實這樣理解有些片面 。再來舉例幾種常見的發動機技術:本田VTEC VTEC是本田開

20、發的先進發動機技術,也是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程兩種不同情況的氣門控制系統。VTEC(Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System)的意思“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統”。與普通發動機相比,VTEC發動機所不同的是凸輪與搖臂的數目及控制方法,它有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅動凸輪,并可通過電子控制系統的調節進行自動轉換。通過VTEC系統裝置,發動機可以根據行駛工況自動改變氣門的開啟時間和提升程度,即改變進氣

21、量和排氣量,從而達到增大功率、降低油耗及減少污染的目的。 目前本田車型都使用i-VTEC(智能可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統),i-VTEC技術作為本田公司VTEC技術的升級技術,其不僅完全保留了VTEC技術的優點,而且加入了當今世界流行的智能化控制理念。在理論上VTEC和VVT-i是同出一轍,都是氣門可變正時系統,但同時VTEC可以控制電子升程,而其他廠家產品只是氣門可變正時。本田以外的其他車 廠需完成可變氣門正時全部都采用頂置雙凸輪軸DOHC,而且VVT-i只能控制進氣氣門的正時,本田的VTEC可以同時控制進氣和排氣兩側的氣門正時與升程。 4樓而本田除了DOHC外還有SO

22、HC的VTEC引擎,SOHC VTEC雖然在動力上不如DOHC,但是他具有很好的燃油經濟性,這就是為什么廣州本田  等增壓怪獸的車型,也是唯一不采用TURBO或其他增壓引擎參賽的車廠。上一場日本超級房車賽JGTC賽事頭三位全部是NSX兵團。 VTEC是本田開發的先進發動機技術,也是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程兩種不同情況的氣門控制系統。VTEC(Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System)的意

23、思“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統”。與普通發動機相比,vtec發動機多不同的是凸輪與搖臂的數目及控制方法它有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅動凸輪,并可通過電子控制系統的調節進行自動轉換。通過VTEC系統裝置,發動機可以根據行駛工況自動改變氣門的開啟時間和提升程度,即改變進氣量和排氣量,從而達到增大功率、降低油耗及減少污染的目的。 整個VTEC系統由ECU控制,接收發動機傳感器(包括轉速、進氣壓力、車速、水溫等)的參數并進行處理,輸出相應的控制信號,從而使發動機在不同的轉速工況下由不同的凸輪控制,獲得所需的動力。豐田VVT-i VVT-i是豐田獨有的領先發動機技術

24、,VVT-i (Variable Valve Timing and Lift with intelligence)的意思是“智能可變配氣正時系統”。該系統的最大特點是可根據發動機的狀態控制進氣凸輪軸,通過調整凸輪軸轉角對配氣時機進行優化,以獲得最佳的配氣正時,從而在所有速度范圍內提高扭矩,并能大大改善燃油經濟性,有效提高汽車的功率與性能,減少油耗和廢氣排放。VVTi系統由傳感器、電控單元、液壓控制閥和控制器等部分組成,按控制器的安裝部位不同而分成兩種:一種是安裝在排氣凸輪軸上的,稱為葉片式VVTi,比如說豐田大霸王;另一種是

25、安裝在進氣凸輪軸上的,稱為螺旋槽式VVTi,凌志400、430等高級轎車就是采用的此種型式CVVT發動機 CVVT(連續可變氣門正時系統)的工作原理與VVTI并無差別,只有控制氣門正時沒有控制氣門升程的功能。因此引擎只會改變吸、排氣的時間差,無法改變進氣量。簡單來說它的工作原理就是當發動機由低速向高速轉換時,電子計算機就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪,這樣,在壓力的作用下,小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度,從而使凸輪軸在60度的范圍內向前或向后旋轉,從而改變進氣門開啟的時刻,達到連續調節氣門正時的目的。所以在上述結構的作用下,可以保證發動機按照不同的路況改變氣門開啟、關閉時間,在保證輸出足夠牽引力的同時提高燃油經濟性。進氣凸輪齒盤包含:由時規皮帶所帶動的外齒輪、連接進氣凸輪的內齒輪與一個能在內外齒輪間移動的控制活塞。當活塞移動時在活塞上的螺旋齒輪會改變外齒輪的位置,進而改變正時的效果。而活塞的移動量由油壓控制閥所決定的,油壓控制閥是一電子控制閥其機油壓力由油泵所控制,。當電腦(ECU)接受到輸入信號時,例如引擎轉速、進氣空氣量、節氣門位置、引擎溫度等以決定油壓控制閥的操作。電腦也會利用凸輪位置感應器及曲軸位置感應器,來決定實際的進氣

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