第一章 汽車新技術(shù)- 發(fā)動機新技術(shù)

1、 1.3 1.3 缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機v重點掌握：v缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機的結(jié)構(gòu)；v缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機的工作原理；v缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機的應(yīng)用 1 1、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)概述缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)概述v傳統(tǒng)汽油發(fā)動機供給燃料方式通過化油器供油，或傳統(tǒng)汽油發(fā)動機供給燃料方式通過化油器供油，或者通過機械或電控噴射閥將燃油噴射入進氣道中，者通過機械或電控噴射閥將燃油噴射入進氣道中，之后進入汽缸。直噴發(fā)動機，顧名思義，就是把汽之后進入汽缸。直噴發(fā)動機，顧名思義，就是把汽油直接噴射到汽缸內(nèi)，當然，這樣做的好處，就是油直接噴射到汽缸內(nèi)，當然，這樣做的好處，就是可以精確控制噴油量，使得發(fā)動機在性能、油耗、

2、可以精確控制噴油量，使得發(fā)動機在性能、油耗、排放等各方面都最佳化。排放等各方面都最佳化。v缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機的概念最早有三菱公司提出，即有名的GDI，也稱為Wall-guided（壁面引導(dǎo)）汽油直噴發(fā)動機。v目前，缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機一般簡稱FSI（字面意思是燃油分層噴射），世界各生產(chǎn)廠都逐漸的采用缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機。優(yōu)點：動力性顯著提高并可減低燃油消耗15%左右。燃油缸內(nèi)噴射示意圖燃油缸內(nèi)噴射示意圖2 2、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理v構(gòu)造：v 設(shè)計上，F(xiàn)SI發(fā)動機配備有按需分配的燃油控制系統(tǒng)，每缸4氣門，可變進氣歧管（可變進氣道系統(tǒng)）及進排氣凸輪軸連續(xù)可

3、調(diào)裝置（可變氣門正時系統(tǒng)）。v工作原理：v 理論上，F(xiàn)SI發(fā)動機有至少兩種燃燒模式：分層發(fā)動機有至少兩種燃燒模式：分層燃燒和均質(zhì)燃燒燃燒和均質(zhì)燃燒，有人還把均質(zhì)燃燒模式細分為均質(zhì)稀燃模式和均質(zhì)燃燒模式。v 分層燃燒模式：v 當FSI發(fā)動機采用分層燃燒模式時，發(fā)動機采用類似于柴油發(fā)動機的供油技術(shù)，通過一個活塞泵提供所需的油壓，將燃油輸送到位于汽缸內(nèi)的電磁噴油器。噴油器將噴油時間控制在1ms內(nèi)，將燃油在最合適的時刻噴入汽缸，通過燃燒室的特殊形狀，使氣體產(chǎn)生較強的渦流，在火花塞周圍的混合氣較濃，其他區(qū)域混合氣相對較稀，保證了可靠點火情況下實現(xiàn)混合氣的稀薄燃燒。v 分層燃燒的好處在于熱效率高、節(jié)流損失

4、少、有限的燃料盡可能多地轉(zhuǎn)化成工作能量。 分層燃燒模式下節(jié)氣門不完全打開，保證進氣管內(nèi)有一定真空 v度（可以控制廢氣再循環(huán)）。這時，發(fā)動機的扭矩發(fā)動機的扭矩大小取決于噴油量，與進氣量和點火提前角關(guān)系不大小取決于噴油量，與進氣量和點火提前角關(guān)系不大。（經(jīng)濟性好）大。（經(jīng)濟性好）v 均質(zhì)燃燒模式：v 均質(zhì)稀燃與分層燃燒的進氣過程相同，但其油氣混合時間加長，形成均質(zhì)混合氣。燃燒發(fā)生在整個燃燒室內(nèi)，對點火時間的要求沒分層燃燒那么嚴格。均質(zhì)燃燒則能充分發(fā)揮動態(tài)響應(yīng)好，扭矩和功率高的特點。均質(zhì)燃燒進氣過程中節(jié)氣門位置由油門踏板決定，進氣歧管中的翻版位置視不同情況而定。當中等負荷時，翻版依然是關(guān)閉的，有利于

5、形成強烈的進氣旋流，利于混合氣的形成與霧化。v當高速大負荷時，翻版打開，增大進氣量，讓更多的空氣參與燃燒。（提供較大的動力）。3.3.缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的應(yīng)用缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的應(yīng)用v v 奧迪A6L 3.2FSI 和4.2FSI發(fā)動機，凱迪拉克CTS3.6L V6 FSI發(fā)動機，大眾高爾夫Variant 1.6FSI發(fā)動機等4、TSI與與FSI的的比較比較v TSI發(fā)動機和FSI都是屬于缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機，其工作原理也相同，只是結(jié)構(gòu)上TSI比FSI多了一個渦輪增加器。采用了渦輪增加技術(shù)，所以TSI比FSI更為先進，屬于大功率、低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩發(fā)動機。v TSI發(fā)動機在結(jié)構(gòu)上同F(xiàn)SI一樣配備了按需分

6、配的燃油控制系統(tǒng)，每缸4氣門，可變進氣歧管及進排氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)裝置。v 直噴發(fā)動機的一個好處在于隔絕了已燃混合氣向氣缸壁和氣缸蓋的散熱，從而降低了發(fā)動機的熱損耗。從表面來看，TSI發(fā)動機與FSI相比減少了一個字母“F”，但名字的改變沒有令其本質(zhì)發(fā)生變化，加入增壓器后與普通直噴技術(shù)相比，TSI發(fā)動機擁有更小的體積和更出色的動力表現(xiàn)和節(jié)油優(yōu)勢。 vTSI燃油直噴技術(shù)是當今汽車工業(yè)發(fā)動機技術(shù)中最為成熟、最先進的燃油直噴技術(shù)，并引領(lǐng)了汽油發(fā)動機的發(fā)展趨勢。 5 5、雙噴射系統(tǒng)發(fā)動機、雙噴射系統(tǒng)發(fā)動機v 豐田雷克薩LS460 4.6L V8發(fā)動機的雙噴射系統(tǒng)分為汽缸內(nèi)直接燃油噴射和進氣口的燃油噴射系統(tǒng)

7、。在普通低負荷運行狀態(tài)，發(fā)動機直噴系統(tǒng)和進氣口噴油系統(tǒng)同時工作，實現(xiàn)最佳的油氣混合比，這樣可以達到最佳的燃油經(jīng)濟性。在高速或重載運行狀態(tài)下，則完全使用直噴技術(shù)，將動力輸出發(fā)揮至最大化。一、概念一、概念v首先我們來弄明白什么是渦輪增壓。渦輪增壓的英文名字為Turbo，一般來說，如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型，譬如奧迪A6的1.8T，帕薩特1.8T，寶來1.8T等等。小知識：渦輪增壓小知識：渦輪增壓 二、增壓目的二、增壓目的v渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動機進氣量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發(fā)

8、動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺的發(fā)動機在經(jīng)過增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發(fā)動機來說，經(jīng)過增壓之后，動力可以達到2.4L發(fā)動機的水平，但是耗油量卻比1.8發(fā)動機并不高多少，在另外一個層面上來說就是提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放。 v三、負面影響三、負面影響v不過在經(jīng)過了增壓之后，發(fā)動機在工作時候的壓力和溫度都大大升高，因此發(fā)動機壽命會比同樣排量沒有經(jīng)過增壓的發(fā)動機要短，而且機械性能、潤滑性能都會受到影響，這樣也在一定程度上限制了渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動機上的應(yīng)用。 v四、增壓原理四、增壓原理v 渦輪增壓

9、都是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。 6 6、奔馳壓電直噴發(fā)動機、奔馳壓電直噴發(fā)動機CGIv FSI發(fā)動機，它的特點是在進氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進氣流形成最佳的渦流形態(tài)，然后進入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，令濃混合氣體集中在燃燒室中央的火花塞周圍。實現(xiàn)稀薄燃燒。v CGI不再利用進氣流作為混合氣分層填充的動

10、力，而是通過噴嘴來實現(xiàn)這一效果。CGI上使用的高壓壓電噴嘴，是整個系統(tǒng)的精髓，壓電閥噴嘴末端的噴孔，是一個幾微米寬錐狀環(huán)形噴孔，在施加脈沖電流后，其噴油形狀會在1秒內(nèi)發(fā)生變化，這種結(jié)構(gòu)可以塑造一個穩(wěn)定的、非常理想的從濃到稀的噴霧效果。 v和噴射閥不至于長時間在過高的溫度下工作v 與進氣口燃油噴射相比，CGI發(fā)動機的壓縮比從10.7提高到了12.2。燃油消耗在混合模式下達到了11km/L，最大輸出轉(zhuǎn)矩為365N.m與老款進氣口噴射SLS350發(fā)動機相比，每升汽油多行駛1.6km,從靜止到加速100km/h的時間縮短到6.7s1.4 1.4 復(fù)合火花點火發(fā)動機復(fù)合火花點火發(fā)動機v重點掌握：v 復(fù)合

11、火花點火發(fā)動機的概念；v 復(fù)合火花點火發(fā)動機的應(yīng)用 1、復(fù)合火花點火發(fā)動機概念v概念：v 復(fù)合火花點火發(fā)動機一般指發(fā)動機每個汽復(fù)合火花點火發(fā)動機一般指發(fā)動機每個汽缸采用缸采用2個或個或2個以上火花塞，一般常見的是個以上火花塞，一般常見的是每缸采用兩個火花塞。每缸采用兩個火花塞。v 雙火花塞一般采用對角布置，以實現(xiàn)順序相位點火控制。采用雙火花塞的設(shè)計使點火的效率更高，同時提高了發(fā)動機的壓縮比，使燃料效率得到了提升，加快缸內(nèi)混合氣的燃燒速率，以改善發(fā)動機的性能。v 目前采用雙火花塞技術(shù)的車型有本田飛度 1.3L、克萊斯勒300C、奔馳AMG G500等。v2、本田飛度1.3L I-DSI發(fā)動機v

12、本田飛度發(fā)動機是i-dsi直列四缸8氣門型式發(fā)動機，由于采用了頂置凸輪軸設(shè)計，致使氣門搖臂處于汽缸正上方，因此決定了火花塞的位置不能放在汽缸的正中央，為防止降低點火效率，所以采用了i-dsi智能雙火花塞順序點火系統(tǒng)，每汽缸設(shè)有兩個火花塞并成對角布置。采用了雙火花塞設(shè)計，在提采用了雙火花塞設(shè)計，在提升點火效率的同時、使燃燒更充分，理論油耗為升點火效率的同時、使燃燒更充分，理論油耗為4.4升升/百公里，最大功率百公里，最大功率73千瓦，最大扭矩千瓦，最大扭矩127牛牛.米。米。 v 本田飛度1.3L I-DSI雙火花塞發(fā)動機v I-DSI發(fā)動機雙火花塞點火控制系統(tǒng)v 在低轉(zhuǎn)速下：兩個火花塞的點火時

13、間存在一定的在低轉(zhuǎn)速下：兩個火花塞的點火時間存在一定的間隔，（進氣側(cè)火花塞先點火，排氣側(cè)火花塞后點間隔，（進氣側(cè)火花塞先點火，排氣側(cè)火花塞后點火）保證燃燒充分，實現(xiàn)了低速時就具備充分轉(zhuǎn)矩火）保證燃燒充分，實現(xiàn)了低速時就具備充分轉(zhuǎn)矩的特性。的特性。v 在高轉(zhuǎn)速下：在高轉(zhuǎn)速下：兩個火花塞兩個火花塞點火時間趨于一致，更點火時間趨于一致，更加有利于實現(xiàn)充分燃燒，提高燃油經(jīng)濟性。加有利于實現(xiàn)充分燃燒，提高燃油經(jīng)濟性。v工作動畫：vhttp:/ 3、克萊斯勒、克萊斯勒300C 5.7L HEMI發(fā)動機發(fā)動機v 克萊斯勒300C 5.7L HEMI發(fā)動機 采用雙火花塞點火系統(tǒng)主要是因為，發(fā)動機采用了獨特的H

14、EML半球汽缸蓋結(jié)構(gòu)，兩個大尺寸的進、排氣門布置在汽缸蓋兩端，中間位置放置兩個火花塞。兩個火花塞可以根據(jù)發(fā)動機的不同工況，采取分別點火或同時點火。采用雙火花塞的克萊斯勒300C 5.7L HEMI發(fā)動機使汽缸內(nèi)的燃燒距離變短，燃燒速度加快，因此熱效率提升，因此使發(fā)動機的動力和燃油經(jīng)濟性都會得到相應(yīng)的改善。4、奔馳AMG G500 5.0L V8發(fā)動機v奔馳AMG G500 5.0L V8發(fā)動機，在傳統(tǒng)的3氣門汽缸上采用了雙火花塞點火系統(tǒng)，從而使發(fā)動機最大功率達到了296kW，最大轉(zhuǎn)矩達到456N.m。 1.5 稀燃發(fā)動機v重點掌握：v發(fā)動機稀燃系統(tǒng)的特點；v發(fā)動機稀燃系統(tǒng)的控制特點；v汽油機實

15、現(xiàn)稀燃的關(guān)鍵技術(shù) 1、稀燃的概念v概念：v 當發(fā)動機混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之汽油與空氣之比可達比可達1：25以上稱之為稀燃。以上稱之為稀燃。v 要了解稀薄燃燒，就先要了解發(fā)動機的空燃比。所謂空燃比空燃比是指在發(fā)動機進氣沖程中吸入氣缸的空氣與燃油（汽油）重量之比，也就是說，混合氣中的空氣與燃油的比例稱為空燃比。汽油與空氣混合燃燒時，空氣量過多或者過少都不能有效進行燃燒。汽油完全燃燒所必需的空氣比例，可以根據(jù)理論計算得到，并稱之為理論空燃比。具體地講， v經(jīng)過試驗汽油的理論空燃比為14.7。而現(xiàn)實當中的空燃比是跟隨發(fā)動機的工況改變而變動。發(fā)動機調(diào)整到理論空燃比的難度較大。一般發(fā)動機以較稀

16、薄的混合氣，即空燃比在1516 1范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，但在稀薄燃燒發(fā)動機中，將以更為稀薄的混合氣，即空燃比大于18。v 稀薄燃燒技術(shù)的最大特點就是燃燒效率高，經(jīng)稀薄燃燒技術(shù)的最大特點就是燃燒效率高，經(jīng)濟、環(huán)保，同時還可以提升發(fā)動機的功率輸出濟、環(huán)保，同時還可以提升發(fā)動機的功率輸出。因為在稀薄燃燒的條件下，由于混合氣點火比理論空燃比條件下困難，暴燃也就更不容易發(fā)生，因此可以采用較高的壓縮比設(shè)計提高熱能轉(zhuǎn)換效率，再加上汽油能在過量的空氣里充分燃燒，所以在這些條件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。 2、發(fā)動機稀燃系統(tǒng)的特點v v發(fā)動機稀燃技術(shù)考慮的2個矛盾：v 汽車排放的HC、CO和NOX之間的矛盾；v 燃

17、油消耗和發(fā)動機動力性之間的矛盾v發(fā)動機稀燃系統(tǒng)的特點：v （1）合理匹配噴油正時v （2）合理匹配點火正時3、實現(xiàn)發(fā)動機稀燃的關(guān)鍵技術(shù) （1）提高壓縮比v （2）分層燃燒技術(shù)v （3）高能點火 4、發(fā)動機稀燃系統(tǒng)的控制 （1）空燃比的閉環(huán)控制（反饋控制） （2）噴油時刻的控制 （3）點火正時的控制1.6 可變壓縮比技術(shù)v重點掌握：v 可變壓縮比發(fā)動機的應(yīng)用；v 可變壓縮比發(fā)動機的優(yōu)點1、壓縮比概念v v 壓縮比指汽缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比壓縮比指汽缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比壓縮比一般用壓縮比一般用表示。表示。壓縮比表示活塞從下止點運動到上至點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。轎車的汽油發(fā)動機壓縮比是轎

18、車的汽油發(fā)動機壓縮比是9-11，柴油，柴油發(fā)動機是發(fā)動機是18-23。 2、可變壓縮比技術(shù)v 一般發(fā)動機的壓縮比是不可變動的，因為燃燒室的容積及汽缸工作容積及汽缸工作容積都是固定參數(shù)，在設(shè)計都是已經(jīng)定好了。如果發(fā)動機的壓縮比能在不同的工況發(fā)生變化，例如在小負荷時可以采用高壓縮比，可以節(jié)約燃油；在發(fā)動機大負荷時采用低壓縮比，并輔助機械增壓技術(shù)可以實現(xiàn)大功率，高轉(zhuǎn)矩輸出。這樣能更好的發(fā)揮發(fā)動機的效率。3、設(shè)計可變壓縮比技術(shù)的主要原因v 我們知道，由于汽油的燃燒特性導(dǎo)致了汽油發(fā)動機的混和氣壓力不能太高。如果氣缸內(nèi)的壓力超過了臨界值，汽油就會因為壓縮而在點火之前被點燃，這種現(xiàn)象被稱為爆震，會對發(fā)動機帶

19、來很大的傷害。 這種問題在增壓發(fā)動機的設(shè)計上顯得尤為突出。固定的壓縮比成為制約機械增壓和渦輪增壓發(fā)動機的一個很重要的因素。我們知道，當渦輪增壓介入以后，燃燒室的溫度和壓力會大幅度升高，如果這個值過高，爆震就不可避免。所以，固定壓縮比的渦輪增壓和機械增壓發(fā)動機只能把壓縮比設(shè)計得比普 v通自然吸氣發(fā)動機低很多。但是這種過低的壓縮比設(shè)計，又會導(dǎo)致發(fā)動機在增壓器（特別是渦輪增壓）沒有完全介入時（也就是說，發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時），燃燒效率非常低，能產(chǎn)生的動力要比普通自然吸氣發(fā)動機所產(chǎn)生的動力要少的多。這個矛盾是促使設(shè)計師開發(fā)可變壓縮比發(fā)動機的重要原因。但是由于涉及到壓縮比的變化必然要涉及到整個發(fā)動機結(jié)構(gòu)的改

20、變，難度很大，所以在可變壓縮比技術(shù)上長期沒有進展，現(xiàn)在這一難題已被瑞典的薩博工程師攻克。4、薩博SVC發(fā)動機v 薩博SVC發(fā)動機核心技術(shù)：v SVC發(fā)動機的氣缸蓋和氣缸體是動態(tài)連接在一起的，氣缸蓋與氣缸體之間安裝楔型滑塊，搖臂能在ECU的控制下將缸體沿滑塊斜面運動，使得燃燒室與活塞頂面相對位置發(fā)生變化。從而改變了燃燒室的體積，也就是說，壓縮比也同樣被改變了。v 薩博SVC發(fā)動機與傳統(tǒng)發(fā)動機的區(qū)別v SVC發(fā)動機跟傳統(tǒng)發(fā)動機的主要差別在于，它分發(fā)動機跟傳統(tǒng)發(fā)動機的主要差別在于，它分割成了上、下兩部分?？梢酝ㄟ^液壓調(diào)節(jié)裝置使上割成了上、下兩部分?？梢酝ㄟ^液壓調(diào)節(jié)裝置使上部相對于下部轉(zhuǎn)過一個角度，從

21、而調(diào)節(jié)壓縮比。部相對于下部轉(zhuǎn)過一個角度，從而調(diào)節(jié)壓縮比。上部叫做整體氣缸蓋，包含著氣缸蓋和做成一體的氣v缸筒，下部就是曲軸箱，由機體、曲軸、連桿和活塞組成。上、下兩部分之間通過橡膠密封件跟曲軸箱隔開，所以不會有機油噴出。跟標準發(fā)動機相比，上、下兩部分之間的分割面降低了大約20cm。 左邊為高壓縮比情況，右邊為低壓縮比情況v薩博SVC發(fā)動機基本數(shù)據(jù)：v 薩博SVC發(fā)動機采用1.6L 5缸發(fā)動機，每缸缸徑68mm，活塞行程88mm，最大功率166kW，最大轉(zhuǎn)矩305N.m,發(fā)動機壓縮比范圍可從8：1至14：1之間變化,在發(fā)動機小負荷時采用高壓縮比以節(jié)約燃油；在發(fā)動機大負荷時采用低壓縮比，并輔助以機

22、械增壓器以實現(xiàn)大功率和高轉(zhuǎn)矩輸出。，與常規(guī)發(fā)動機相比綜合燃油消耗降低了30%。滿足歐排放標準。v薩博SVC發(fā)動機的優(yōu)點：v SVC發(fā)動機最大的優(yōu)點就是不必對已經(jīng)經(jīng)過實踐考驗的四氣門技術(shù)的燃燒室進行改造，就能實現(xiàn)可變壓縮比技術(shù)，在開發(fā)SVC發(fā)動機的過程中從傳統(tǒng)的動力總成中繼承了盡可能多的基本零部件，從而達到技術(shù)兼容，這一點對生產(chǎn)企業(yè)十分重要。5、可變壓縮比帶來的好處v（1）適合于多元燃料v（2）有利于降低排放v（3）提高運行穩(wěn)定性1.7 轉(zhuǎn)子發(fā)動機v重點掌握：v 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理；v 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)缺點1.7.1 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的發(fā)展歷史及背景v 轉(zhuǎn)子發(fā)動機（Wankel Engine、R

23、otary Engine）又稱為米勒循環(huán)發(fā)動機（Miller Cycle Engine）。它采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動來控制壓縮和排放，與傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動機的直線運動迥然不同。這種發(fā)動機由德國人菲加士汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）發(fā)明的。v馬自達RX-8雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機v v 由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機是一項高新技術(shù)，從生產(chǎn)裝配到維護修理，轉(zhuǎn)子發(fā)動機與傳統(tǒng)發(fā)動機都不太一樣，開發(fā)成本大，并且燃油消耗大。再加上往復(fù)式活塞發(fā)動機在功率、重量、排放、能耗上都比以前有顯著提高，而轉(zhuǎn)子發(fā)動機又沒有明顯的優(yōu)勢，所以目前各大汽車公司都沒有積極去開發(fā)，唯有馬自達一家苦苦支撐。v 在世界環(huán)保意識日益強化，石

24、油資源日漸沽竭的今天，以氫氣做動力源的研究已成為一大課題。當年馬自達堅持下來的轉(zhuǎn)子發(fā)動機從結(jié)構(gòu)上講是最適合燃燒氫氣，而且最“干凈”，因為氫燃燒完后排出的是水蒸汽，對環(huán)境沒有任何污染。馬自達公司改制了RX-7型跑車的轉(zhuǎn)子發(fā)動機，使它可以用氫做燃料。這種發(fā)動機裝配在馬自達 HR-X汽車上，1立方米的燃料箱吸儲了相當43立方米的壓縮氫氣，以每小時60公里的車速可行駛230公里，引起了各界人士的關(guān)注。1.7.2 轉(zhuǎn)子發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)： 一般發(fā)動機是往復(fù)運動式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動，為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，它直接將可燃氣的

25、燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動，因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢。 往復(fù)式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子發(fā)動機都依靠空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力以獲得轉(zhuǎn)動力。兩種發(fā)動機的機構(gòu)差異在于使用膨脹壓力的方式。在往復(fù)式發(fā)動機中，產(chǎn)生在活塞頂部表面的膨脹壓力向下推動活塞，機械力被傳給連桿，帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機，膨脹壓力作用在轉(zhuǎn)子的側(cè)面。從而將三角形轉(zhuǎn)子的三個面之一推向偏心軸的中心。 v轉(zhuǎn)子發(fā)動機的運動特點：v 三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與

26、以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3: :2。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間，三個空三角轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周，發(fā)動機點火做功三次。周，發(fā)動機點火做功三次。v 由于以上運動關(guān)系，輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍，這與往復(fù)運動式發(fā)動機的活塞與曲軸1: :1的運動關(guān)系完全不同。v v工作原理 ：v 1.7.3轉(zhuǎn)子發(fā)動機與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動機的比較v1、轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)缺點v

27、優(yōu)點：v 體積小重量輕v 結(jié)構(gòu)簡單v 理想的轉(zhuǎn)矩輸出特性v 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小v 可靠性和耐久性高v缺點：v （1） 燃油消耗大v （2） 制造工藝復(fù)雜v （3） 成本較高v2、轉(zhuǎn)子發(fā)動機與往復(fù)活塞發(fā)動機的比較v （1）燃油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能的途徑不一樣v （2）發(fā)動機的四個工作行程位置不同v （3）排量計算不同1.8 1.8 柴油機共軌直噴技術(shù)柴油機共軌直噴技術(shù)v重點掌握：v 柴油機電控燃油系統(tǒng)的發(fā)展歷史；v 共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.8.1柴油機電控燃油系統(tǒng)概念v 研究背景： 傳統(tǒng)柴油機由于揮發(fā)性差，不能通過進氣負壓被動吸人汽缸，因此柴油發(fā)動機必須靠油泵將燃油泵入汽缸內(nèi)。在民用車柴

28、油發(fā)動機以前，幾乎所有的柴油發(fā)動機都是采用機械泵噴射的，它分為總泵和分泵兩部分，目的也是為了獲得足夠的泵油壓力。這種活塞往復(fù)式的機械泵是靠凸輪來驅(qū)動的，凸輪的能量則源自曲軸。每個汽缸會有一個噴油器，每個噴油器又必須匹配一個油泵，這使得整臺發(fā)動機的油泵數(shù)量很多。 機械油泵不僅供油壓力有限，而且它們都是純機械式的，在往復(fù)運動以及與凸輪發(fā)生作用的時候，會產(chǎn)生巨大的噪音，這是傳統(tǒng)柴油發(fā)動機噪音大的原因之一。 對于柴油發(fā)動機而言，它的點火依靠爆震，但作為設(shè)計師而言則希望這個爆震控制在能夠點火的臨界點即可。多余的爆震會增加震動和噪音，乃至影響工作效率。傳統(tǒng)柴油機純機械式的泵油方式，很難做到精準控制，這使得

29、爆震也難以精準控制，所以這類發(fā)動機的震動和噪音都異常強烈。同時，難以精準控制的噴油量，使得空燃比實現(xiàn)精準控制也變得不可能，因此傳統(tǒng)柴油發(fā)動機很難做到精確燃燒，排放加劇以及燃燒效率下降也就很自然了。v 前面說過，柴油發(fā)動機震動噪音大，主要是因為爆震和機械式油泵，前者與精準控制噴油量有關(guān)，后者則直接與油泵本身有關(guān)，于是用電子泵取代機械泵便成為一種必然。v 普通的柴油發(fā)動機每個噴油器要對應(yīng)一個油泵，這也是產(chǎn)生噪音的根源之一。而采用共軌技術(shù)的發(fā)動機，達到只用采用共軌技術(shù)的發(fā)動機，達到只用一個油泵就可以實現(xiàn)整個發(fā)動機的供油一個油泵就可以實現(xiàn)整個發(fā)動機的供油。共軌技術(shù)與汽油發(fā)動機上的多點電噴類似，在一根“

30、共軌”上安裝四個(對應(yīng)四缸發(fā)動機)噴油器，然后有一個油泵向“共軌”中供油。而噴油器的開啟和關(guān)閉，則是靠電腦來控制的，這個原理與電噴汽油發(fā)動機類似。這樣一來，由于機械泵產(chǎn)生的噪音就杜絕掉了。 v 傳統(tǒng)柴油發(fā)動機的噴油器是被動工作的，也就是油泵在有壓力的時候，就會因壓力而將柴油噴入汽缸。這種方式從某種程度上說，和采用化油器的汽油發(fā)動機類似，因為它們都無法實現(xiàn)對于噴油量的精確控制。v 共軌直噴技術(shù)采用的噴油器是靠電磁閥控制的，噴油正時和噴油量，都可以由電磁閥根據(jù)ECU發(fā)出的指令來精確控制，這就好比汽油發(fā)動機的電噴技術(shù)一般。氧傳感器等傳感部件將尾氣情況反饋給ECU，從而可以根據(jù)尾氣判斷燃燒狀況，進而進

31、一步調(diào)整供油濃度，實現(xiàn)混合氣的充分燃燒。v 這種精準的供油控制，再加上電子泵產(chǎn)生高壓下的噴油壓力，使得發(fā)動機缸內(nèi)產(chǎn)生的強大渦流可以使霧狀柴油與空氣充分混合，這樣一來可以最大程度地減小爆燃的幾率。這種綜合技術(shù)的采用，從根本上大大降低了柴油發(fā)動機的震動和噪音。v 采用電子控制技術(shù)是當前柴油機技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。柴油機電子控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展是一個必然的趨勢，原因有以下兩點：v （1）石油能源危機及嚴重的環(huán)境污染，對柴油機的經(jīng)濟性和排放指標提出了苛刻的要求。（2）單片機的出現(xiàn)進一步促進柴油機電子控制技術(shù)代替機械控制系統(tǒng)v1、柴油機電控燃油系統(tǒng)的分類 （1）位置控制器 （2）時間控制器 （3）時間

32、壓力控制器（電控共軌噴油系統(tǒng)）v 共軌噴油系統(tǒng)分類：v 1）高壓共軌噴油系統(tǒng)v 2）中壓共軌噴油系統(tǒng)v 共軌噴油的優(yōu)點：v 1）實現(xiàn)高壓噴油；v 2）可使噴油壓力獨立于發(fā)動機轉(zhuǎn)速；v 3）可實現(xiàn)預(yù)噴油，調(diào)節(jié)噴油速率形狀；v 4）噴油定時和噴油量可以自由選定；v 5）具有良好的噴油特性，可優(yōu)化燃燒過程；v 6）結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，適應(yīng)性強。v2、目前開發(fā)的共軌噴油系統(tǒng) 美國BKM公司的Servojet系統(tǒng)；美國卡特彼勒公司的HEUI系統(tǒng)；日本電裝公司的ECU-U2系統(tǒng)；德國博世公司的高壓共軌式噴油系統(tǒng)。v3、柴油機電控燃油系統(tǒng)的特點 （1）柴油機的排放降低，經(jīng)濟性提高； （2）發(fā)動機的工作可靠性

33、提高； （3）相應(yīng)快，控制精準； （4）控制策略靈活多樣1.8.2 電控共軌系統(tǒng)的組成 高壓共軌系統(tǒng)由五個部分組成：高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器。 1.8.3 1.8.3 典型電控共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理典型電控共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理v1、供油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)：驅(qū)動軸、柱塞、進油閥、出油閥、電磁斷油閥、壓力調(diào)節(jié)閥、機體 （1）壓力調(diào)節(jié)閥 （2）電磁斷油閥v2.噴油器結(jié)構(gòu)與工作原理 結(jié)構(gòu)：噴油器、頂針、電磁閥、控制活塞、球閥 工作原理：通過電磁閥控制兩個油腔內(nèi)的壓力差，來控制噴油量。v3.共軌組件v 共軌組件是接受從供油泵送來的高壓燃油，并按照 EC

34、U的指令向各個汽缸分配燃油，并同時根據(jù)壓力限制器、流動緩沖器和壓力傳感器等來隨時監(jiān)測有無過剩燃油流出、噴射、監(jiān)測壓力是否正常并進行控制。v1.8.4 1.8.4 電控共軌系統(tǒng)應(yīng)用舉例電控共軌系統(tǒng)應(yīng)用舉例v 華泰現(xiàn)代2.9L特拉卡CRDI，采用高壓共軌柴油直噴技術(shù)，降低了柴油發(fā)動機車型的震動和噪音，同時將油耗進一步降低，使排放更加清潔。v 哈弗TC柴油車。國內(nèi)第一款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、采用國際最先進電控高壓共軌技術(shù)的柴油發(fā)動機。 1.9 發(fā)動機增壓技術(shù)重點掌握：v 發(fā)動機增壓系統(tǒng)的種類v 機械增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理v 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.9.1 發(fā)動機增壓系統(tǒng)的特性和種類增壓發(fā)動機的種類

35、：v 機械增壓、渦輪增壓、復(fù)合式增壓、慣性增壓、氣波式增壓、沖壓式增壓v （1）機械增壓器v 機械增壓器通過壓氣機轉(zhuǎn)子由發(fā)動機曲軸通過齒輪、轉(zhuǎn)動帶或鏈條等傳動裝置來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而將空氣壓縮并送入發(fā)動機汽缸，達到壓縮目的。v 根據(jù)構(gòu)造不同，機械增壓曾經(jīng)出現(xiàn)過許多種類，包括葉片式魯茲式等。不過，現(xiàn)在較為常見的為前兩種。 v 優(yōu)點：v 低速時就有增壓作用，加速性能優(yōu)越。v 缺點：v 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、并消耗發(fā)動機的有效功率v（2）廢氣渦輪增壓v 渦輪增壓的英文名字為Turbo，一般來說，如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機了。v 渦輪增壓器與發(fā)動機無任何機械

36、聯(lián)系，實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。v v 原理：它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩要增大20%30%。 v 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；增壓器轉(zhuǎn)速較高；與發(fā)動機無任何機械傳動連接v 缺點：動力輸出反應(yīng)滯后 ；在低速為增壓前動力輸出比同排量的自然吸氣的發(fā)動機差v（3）復(fù)合式增壓器v

37、把機械增壓器與廢氣渦輪增壓器聯(lián)合起來工作的增壓裝置，以保證發(fā)動機啟動和低速小負荷時有必要的掃氣壓力。v 缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積過大v（4）慣性增壓器v 利用空氣在進氣歧管中的慣性效應(yīng)、脈沖波動效應(yīng)及其綜合效應(yīng)來提高發(fā)動機汽缸充氣效率的方法。v （5）氣波式增壓器v 通過特殊的轉(zhuǎn)子使廢氣與空氣接觸，利用高壓廢氣對低壓廢氣產(chǎn)生的壓力波，迫使空氣壓縮。v（6）沖壓式增壓器v 利用儲氣筒內(nèi)的高壓誘導(dǎo)空氣，通過噴管將周圍的空氣引射入噴射器中，并在噴射器內(nèi)混合，然后通過擴壓管，把空氣壓縮到所需的壓力進入氣管。1.9.3 機械增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理v 機械增壓器是一種強制性容積置換泵，也稱容積泵。其工作時，可

38、以增加進氣管內(nèi)的空氣壓力和密度，往發(fā)動機內(nèi)壓入更多的空氣，使發(fā)動機每個循環(huán)可以燃燒更多的燃油，從而提高發(fā)動機的升功率和平均有效壓力，使汽車動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性都得到改善。v 工作過程中，機械增壓器的轉(zhuǎn)子由發(fā)動機曲軸通過傳動帶驅(qū)動，與廢氣系統(tǒng)不相干。機械增壓器跟曲軸之間存在固定的傳動比。這兩個相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子各有若干個突齒，在工作時相互嚙合。扭曲的轉(zhuǎn)子跟特殊設(shè)計的進口和出口幾何形狀相結(jié)合，有助減少壓力波動，使空氣流動平穩(wěn)，工作時噪聲較低。這種帶有螺旋式轉(zhuǎn)子和軸向進口的機械增壓器可達到14000r/min的轉(zhuǎn)速，從而縮小了體積。v（1）魯茲式機械增壓器 v 機械增壓器常見的是魯茲式，魯茲增壓器

39、有雙葉、三葉轉(zhuǎn)子兩種型式，目前以雙葉轉(zhuǎn)子較普遍，其構(gòu)造是在橢圓形的殼體中裝兩個繭形的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間保有極小的間隙而不直接接觸。兩轉(zhuǎn)子借由螺旋齒輪連動，其中一個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動的皮帶輪連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的皮帶輪上裝有電磁離合器，在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓。離合器的開合則由計算機控制以達到省油的目的。 v（2）雙螺旋式機械增壓器 v 雙螺旋式機械增壓器通過兩根類似于一組渦輪傳動的嚙合凸緣吸入空氣。 與魯式機械增壓器一樣，雙螺旋式增加器中的空氣也是通過轉(zhuǎn)子凸緣集中起來吸入的。 但雙螺旋式機械增壓器會壓縮轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)的空氣。 其原因在于這些轉(zhuǎn)子具有錐度，這意味著隨著空氣從進氣口流向排氣口，氣穴會變

40、小。 隨著氣穴的收縮，空氣便被壓入到更小的空間。v 這使雙螺旋式機械增壓器的效率更高，但需要在制造過程中精密加工螺旋型轉(zhuǎn)子，從而增加了成本。 有些雙螺旋式機械增壓器與魯式機械增壓器一樣，也放在發(fā)動機的上方。它們也會發(fā)出很大的噪 v音。 從排氣口排出的壓縮空氣會發(fā)出轟鳴聲，因此必須使用降噪技術(shù)消除這些聲音。 1.9.4 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理v 渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)。這樣

41、一個整體的渦輪增壓裝置就做好，你的發(fā)動機就好像電腦CPU一樣被“超頻”了。 v 當發(fā)動機工作時，只要符合增壓的條件，發(fā)動機排出的廢氣驅(qū)動廢氣渦輪高速旋轉(zhuǎn)，廢氣渦輪再帶動進氣渦輪以同樣的速度旋轉(zhuǎn)，進氣渦輪將空氣壓縮到汽缸內(nèi)燃燒。這種情況下產(chǎn)生的進氣壓力，要遠高于大氣壓力；因此，通過渦輪增壓器產(chǎn)生的進氣量，遠遠超過了自然吸氣產(chǎn)生的進氣量。1.9.5 發(fā)動機雙增壓技術(shù)概念： 一臺發(fā)動機采用了兩個渦輪增壓器，或同時一臺發(fā)動機采用了兩個渦輪增壓器，或同時采用渦輪增壓器和機械增壓器。采用渦輪增壓器和機械增壓器。v（1）雙渦輪增壓器v 雙渦輪增壓器通常是將一個較大的渦輪增壓器被兩個小的渦輪增壓器所取代，雙渦

42、輪增壓有效的減少了進氣管的數(shù)量，同時由于小直徑的渦輪增壓器擁有更輕的重量和更小的慣性，因此能有效的減少渦輪增壓遲滯。 v雙渦輪增壓器的種類：雙渦輪增壓器的種類：v 1 1）并聯(lián)式雙渦輪）并聯(lián)式雙渦輪v 2 2）串聯(lián)式雙渦輪）串聯(lián)式雙渦輪（2）綜合運用機械增壓和廢氣渦輪增壓 由于機械增壓器有助于低轉(zhuǎn)速時扭力輸出，但是高轉(zhuǎn)速時功率輸出有限，而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時擁有強大的功率輸出，但是在低轉(zhuǎn)速時則力不從心。因此同時采用渦輪增壓器和機械增壓器，將其結(jié)合一起，來解決兩種技術(shù)各自的不足，同時解決了低速轉(zhuǎn)矩輸出的問題和高速功率輸出的問題。v工作原理：v 低轉(zhuǎn)速時：機械增壓器提供大部分增壓壓力，這些壓力并

43、同時用來驅(qū)動渦輪增壓器，使渦輪增壓器運行的更平順，響應(yīng)速度更快。v 1500r/min時：兩個增壓器同時工作，其總增壓值達到0.25Mpav 大于1500r/min，小于3500r/min時：渦輪增壓器的增壓壓力進一步提高，同時機械增壓器壓力逐步減小。v 超過3500r/min時：渦輪增壓器提供所有增壓壓力，機械增壓器完全與發(fā)動機分離，停止供壓。1.9.6 增壓中冷技術(shù)v 增壓中冷技術(shù)就是當渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段增壓中冷技術(shù)就是當渦輪增壓器將新鮮空氣壓縮經(jīng)中段冷卻器冷卻，然后經(jīng)進氣歧管、進氣門流至汽缸燃燒室。中冷卻器冷卻，然后經(jīng)進氣歧管、進氣門流至汽缸燃燒室。中冷技術(shù)可使增壓空氣溫度下

44、降到冷技術(shù)可使增壓空氣溫度下降到5050以下，來提高空氣密度以下，來提高空氣密度。有助于減少廢氣的排放和提高發(fā)動機功率。有助于減少廢氣的排放和提高發(fā)動機功率。v 試驗表明，依靠中冷器，在壓力保持不變的情況下，增壓空氣溫度每下降10度，它的密度就增大3%，發(fā)動機功率能提高3%，并大幅度的降低廢氣中的氮氧化物含量。而且還可降低發(fā)動機在相同額定功率下的熱負荷和排氣溫度并提高發(fā)動機功率。v 發(fā)動機的中冷器采用水冷和風(fēng)冷的工作方式，水冷的工作效果不佳，若采用一個獨立循環(huán)水的輔助系統(tǒng)才可能達到較好的冷卻效果，這種方式成本較高而且機構(gòu)復(fù)雜。因此，汽車發(fā)動機大都采用空氣冷卻式中冷器。依靠風(fēng)冷方式，可以有效地把

45、發(fā)動機進氣溫度降至60度左右。1.9.7 TDI與SDI技術(shù)v概念：v TDITDI：渦輪增壓直接噴射柴油發(fā)動機：渦輪增壓直接噴射柴油發(fā)動機v SDISDI：自然吸氣直接噴射柴油發(fā)動機：自然吸氣直接噴射柴油發(fā)動機v 在汽車工業(yè)界汽車進氣類型大致分為兩類，即NA車和Turbo車。NA車即是 Natural Aspirator 自然進氣汽車，Turbo車是使用渦輪增壓進氣的車型。v SDI是自然吸氣直接噴射（柴油發(fā)動機），與汽油發(fā)動機相比 柴油機的熱損耗和廢氣損耗都大大降低，熱轉(zhuǎn)化效率高出汽油發(fā)動機15%，百公里油耗比汽油機低30%以上，并且使用壽命上比汽油機高20%左右，同時NOX也比汽油機低5

46、%-32%。vTDI是英文Turbo Direct Injection的縮寫，意為渦輪增壓直接噴射（柴油發(fā)動機）。 為了解決SDI的先天不足，人們在柴油機上加裝了渦輪增壓裝置，使得進氣壓力大大增加，壓縮比一般都到10以上，這樣就可以在轉(zhuǎn)速很低的情況下達到很大的扭矩，而且由于燃燒更加充分，排放物中的有害顆粒含量也大大降低。v 寶來TDI直噴式渦輪增壓發(fā)動機采用了泵噴油系統(tǒng)和可調(diào)葉片式渦輪增壓器。v 寶來泵噴油系統(tǒng)的噴射壓力高達192Mpa，寶來TDI發(fā)動機每缸一個泵噴嘴。每個氣缸做功行程所需的柴油量被分成預(yù)噴油和主噴油兩部分，主噴油在預(yù)噴油開始之后曲軸轉(zhuǎn)過幾度之后才進行，它們之間的間隔由一個液壓

47、機構(gòu)控制。噴油時刻、噴油量以及停噴時刻都由一個電磁閥控制。從而使柴油發(fā)動機達到平穩(wěn)、高效燃燒的理想狀態(tài)，并且降低了燃燒的噪音、降低了尾氣的NOX含量。v1.9.8 發(fā)動機增壓技術(shù)在車上的應(yīng)用v渦輪增壓器的應(yīng)用：v 奧迪1.9TDI L4、2.5TDI V6；寶馬2.0 L4、3.0 L6；奔馳2.2CDI L4v 機械增壓器的應(yīng)用：v 通用3.8 V6發(fā)動機；捷豹4.0 V8發(fā)動機；馬自達v Miller ycle V6發(fā)動機v機械增壓+渦輪增壓的應(yīng)用：v 大眾高爾夫GT1.4TSI發(fā)動機1.10 對置式發(fā)動機v重點掌握：v 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式；v 對置式發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和工作原理1.10.1 發(fā)動

48、機結(jié)構(gòu)形式概述v1、直列發(fā)動機v2、V型發(fā)動機v3、W型發(fā)動機v4、水平對置發(fā)動機v5、轉(zhuǎn)子發(fā)動機1.10.2 典型對置式發(fā)動機結(jié)構(gòu)和工作原理v 水平對置發(fā)動機通常被稱為BOXER，是因為BOXER原意是拳擊手，這種引擎汽缸分成左右兩邊，每邊2或3個汽缸，左右兩邊的活塞作180度的對向運動，猶如拳擊手出拳對打，因而得此稱呼。 發(fā)動機活塞平均分布在曲軸兩側(cè)，在水平方向上左右運動。使發(fā)動機的整體高度降低、長度縮短使發(fā)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(wěn)、整車的重心降低，車輛行駛更加平穩(wěn), ,發(fā)動機安發(fā)動機安裝在整車的中心線上，兩側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵裝在整車的中心線上，兩

49、側(cè)活塞產(chǎn)生的力矩相互抵消，大大降低車輛在行駛中的振動，便發(fā)動機轉(zhuǎn)速消，大大降低車輛在行駛中的振動，便發(fā)動機轉(zhuǎn)速得到很大提升，減少噪音。得到很大提升，減少噪音。 v 低重心：產(chǎn)生的橫向震動容易被支架吸收、有效將全車較重的發(fā)動機重心降低，更容易達到整體平衡。v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(zhuǎn)速提升。它能保持650轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速，并保證發(fā)動機平穩(wěn)的工作。同樣相比其它發(fā)動機行式油耗最低。 對置式發(fā)動機應(yīng)用舉例：v （1）保時捷Cayman Sv （2）斯巴魯2.5 L 水平對置雙頂置凸輪軸渦輪增壓發(fā)動機1.11 W12發(fā)動機v重點掌握：

50、v W12發(fā)動機的控制；v W12發(fā)動機的特點1、W12 發(fā)動機與傳統(tǒng)V型發(fā)動機對比v W12發(fā)動機采用獨特的“W”排列，而非傳統(tǒng)“V”形,其最大馬力達到450匹，相當于3.5個寶來1.8升發(fā)動機的功率之和。但W12與V12相比，瞬間興奮程度不夠，W12發(fā)動機強在它的綿力,但弱在爆發(fā)力。換句話說，W12在公路上的長處不是短距離發(fā)力超車，而是在超車以后絕塵而去。它是一個長跑選手,勝在肺活量上，但在極限的情況下V12發(fā)動機的噪音要小于W12。 2、發(fā)動機控制系統(tǒng)v 大眾輝騰W12型發(fā)動機采用Motronic ME7.1.1管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能讓發(fā)動機適應(yīng)所有工況，從而用較低的燃油消耗獲得較高的功率輸

51、出。與W8型發(fā)動機不同的是，W12型發(fā)動機中采用了完全相同的雙控制單元設(shè)計。v 由于采用了雙控制單元設(shè)計，W12型發(fā)動機增加了用于發(fā)動機管理系統(tǒng)的內(nèi)部CAN總線。內(nèi)部CAN總線只用于交換這兩個發(fā)動機控制單元之間的信息，數(shù)據(jù)在動力傳動系統(tǒng)CAN總線上進行交換。各個單獨的控制單元通過總線 連接成一個整體系統(tǒng)。 3、W12發(fā)動機的特點v v（1）結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕v（2）發(fā)動機的高度顯著降低v（3）采用干式潤滑系統(tǒng)59.80萬-252.98萬 行情價：行情價：55.88萬萬-280.00萬萬 排量：排量：3.0L3.6L4.2L6.0L 1.13 發(fā)動機管理系統(tǒng)v重點掌握：v國內(nèi)外發(fā)動機管理系統(tǒng) 生產(chǎn)

52、情況v 雪鐵龍C3無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作原理1.13.1 發(fā)動機管理系統(tǒng)概述v 概念： v 汽車發(fā)動機管理系統(tǒng)，簡稱汽車發(fā)動機管理系統(tǒng)，簡稱EMS，是保證電噴，是保證電噴汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放指標、駕駛性的關(guān)鍵汽車的動力性、經(jīng)濟性、排放指標、駕駛性的關(guān)鍵部件，它由汽車發(fā)動機燃油噴射電子控制單元（部件，它由汽車發(fā)動機燃油噴射電子控制單元（ECU）、傳感器和執(zhí)行器組成。）、傳感器和執(zhí)行器組成。v 該系統(tǒng)用來調(diào)節(jié)影響發(fā)動機性能的各種參數(shù)，如控制不同載荷、不同轉(zhuǎn)速下的進氣量、進氣渦流、燃油噴射量和噴油時間噴油壓力已獲得最佳空燃比調(diào)節(jié)點火時刻和適量的廢氣再循環(huán)量、抑制NOX的生產(chǎn)量，在滿足使用條件下，獲得

53、最佳動力性、燃油經(jīng)濟性、排放性。發(fā)動機管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對v發(fā)動機各系統(tǒng)的精確控制和靈活控制是改善發(fā)動機各項性能指標和排放的主要手段。v1.國外發(fā)動機管理管理系統(tǒng)制造商v （1）德國博世有限公司v （2）西門子威迪歐公司v （3）德爾福公司v （4）摩托羅拉公司v （5）日本電裝株式會社v 2.國內(nèi)發(fā)動機管理系統(tǒng)制造商v 上海聯(lián)合汽車電子有限公司；北京德爾福萬源發(fā)動機管理有限公司；西門子威迪歐汽車電子有限公司等。v1.13.2 常見發(fā)動機集中控制系統(tǒng)v 早些時候在汽車上應(yīng)用的電子系統(tǒng)，包括電子控制汽油噴射、電子點火等都是單項系統(tǒng)，即該系統(tǒng)只能執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)一種控制環(huán)境，而目前應(yīng)用較多目前應(yīng)用較多的還

54、是把發(fā)動機汽油噴射，點火，怠速以及排氣等的還是把發(fā)動機汽油噴射，點火，怠速以及排氣等具有多種控制功能的電路集中在一個具有多種控制功能的電路集中在一個ECU上，即把上，即把執(zhí)行各種單項功能的系統(tǒng)集中起來合并為一個系統(tǒng)執(zhí)行各種單項功能的系統(tǒng)集中起來合并為一個系統(tǒng)，從而構(gòu)成集中控制的電子系統(tǒng)，稱為發(fā)動機集中，從而構(gòu)成集中控制的電子系統(tǒng)，稱為發(fā)動機集中電子控制系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)。v 1、通用汽車公司發(fā)動機控制系統(tǒng)v 2、豐田電控系統(tǒng)TCCSv1.13.3 雪鐵龍C3的無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)v無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)：v所謂的無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)，就是在汽車駐車等待時自動關(guān)無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)，就是在汽車駐車等待時自動關(guān)閉發(fā)動機，從而達到節(jié)省燃油和

55、降低排放的目的。閉發(fā)動機，從而達到節(jié)省燃油和降低排放的目的。v 關(guān)鍵技術(shù)：v 1）一套能夠自動控制發(fā)動機的關(guān)閉和啟動的軟件程序。v 2）一套能夠極短時間迅速和平穩(wěn)啟動的硬件裝置v 雪鐵龍C3停車起步裝置：v 雪鐵龍C3停車起步裝置；其實就是一款非全時的無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)，它依靠儀表盤上的一個ECO鍵來啟動或關(guān)閉系統(tǒng)，當系統(tǒng)工作時，當汽車處于停車等待時刻，踩下制動踏板時間超過3s后，發(fā)動機就會自動熄火；當汽車需要啟動時，抬起制動踏板，發(fā)動機便會迅速自動啟動。v 雪鐵龍C3停車起步裝置，可以將市區(qū)油耗和綜合油耗分別降低10%和6%，堵車可以降低15%。同時也可以使CO2降低4%。1.14 柴汽混燃發(fā)動機技術(shù)v1.14.1 奔馳均質(zhì)混合氣壓燃發(fā)動機 汽車常用的往復(fù)式內(nèi)燃機，主要燃料有汽油和柴油兩種(生物燃料和氫氣暫不討論)，汽油采用的是火花塞點燃的方式，柴油用的是活塞壓燃的方式，所以柴油機的壓縮比比汽油機要高出不少，柴油機壓縮比高，扭矩大，燃油效率高，汽油機壓縮比低