汽车发动机技术

汽车发动机技术 发动机分流派 解惑发动机先进技术真实功用2009年11月30日 四川在线-华西都市报 - 发动机，被誉为汽车的“心脏”而备受消费者关注。当“VVTi、CVVT、VTEC、MDS、FSI”等发动机技术名词开始频频出现在我们耳旁，尤其是听到销售人员口若悬河地为您介绍一辆车的发动机如何先进，使用了如何高科技的技术，动力如何强劲时，相信很多人已经开始犯迷糊了:到底哪些技术是最先进、最节能的发动机技术,“VVTi、CVVT、VTEC、MDS、FSI”的真实功用到底有哪些,今天我们就为您一一解惑。 VVT-i: (智能可变配气正时系统) 技术亮点:在所有速度范围内提高扭矩，改善燃油经济性 代表车型:卡罗拉、凯美瑞、锐志等先进程度:???? VVT-i是丰田独有的发动机技术，已十分成熟，近年国产的丰田轿车，包括新款的威驰等大都装配了VVT-i系统。与本田汽车的VTEC原理相似，该系统的最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴， 通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得最佳的配气正时，从而在所有速度范围内提高扭矩，并能改善燃油经济性，有效提高了汽车性能。 CVVT: (连续可变的气门正时系统) 技术亮点:随时控制气门的开闭，提升动力、降低油耗 代表车型:现代i30、悦动、劳恩斯先进程度:????? 韩国的汽车工业一向不以技术先进闻名，所以所用技术也多是借鉴了德、日等国的经验，而CVVT正是在VVT-i和i-VTEC的基础上研发而来。以现代汽车的CVVT引擎为例，它能根据发动机的实际工况随时控制气门的开闭，使燃料燃烧更充分，从而达到提升动力、降低油耗的目的。但是CVVT不会控制气门的升程，也就是说这种引擎只是改变了吸、排气的时间。 VTEC: 可变气门配气相位和气门升程电子控制系统) 技术亮点:改变进气量和排气量，增大功率、降低油耗 代表车型:飞度、雅阁、CRV、思博锐等 先进程度:????? 由本田汽车开发的VTEC是世界上第一款能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统，现在已演变成i-VTEC。i-VTEC发动机与普通发动机最大的不同是，中低速和高速会用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子系统自动转换。此外，发动机还可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗的目的。 FSI: (缸内直喷分层燃烧) 技术亮点:比同级引擎动力性显著提高，油耗却可降低15%左右 代表车型:新高尔夫、迈腾、斯柯达明锐等 先进程度:????? FSI是汽油发动机领域的一项全新技术，有 提供所需的压力，最后喷油嘴将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室。通过对燃烧室内部形状的，使火花塞周围会有较浓的混合气，而其他区域则是较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能地实现稀薄燃烧，这也是分层燃烧的精髓所在。FSI比同级引擎动力性显著提高，油耗却可降低15%左右。 MDS: (可变排量发动机) 技术亮点:根据需要，让一台发动机运行，另一台休息 代表车型:300C5.7L、指挥官5.7L、广本雅阁3.5L 先进程度:????? 克莱斯勒研发的HEMI发动机配备了MDS系统，这套系统可在4缸和8缸模式间自动转换。这种技术最适合多汽缸的发动机使用，在 不影响驾驶者追求大排量车型的加速刺激时，又有效降低了堵车时的燃油消耗。例如一台常规的8缸发动机，在采用了这种技术后，就等于装了两个独立的4缸发动机，可以根据驾驶的需要，让一台发动机运行，让另一台休息。目前，广州本田雅阁3.5L也采取了类似的技术。 记者黄明君综合报道 课外参考 发动机技术三大流派 对汽车引擎小有研究的人都知道，影响汽油发动机工作效率的两个重要原因一是配气、二是供油。抛开增压引擎、混合动力不说，如今主流汽车厂商大致分为三派: 一是以日韩车以及国产自主品牌为主导的VVT-i、VTEC、VVT等技术，只是叫法不同罢了，但基本原理都是通过改变进气量以及气门的升程来优化燃料的消耗与动力的输出。 二是以大众汽车为代表的德系车。 这两年则一直在推广FSI技术，他们将燃料按所需的浓度直接喷入汽缸，再经过分层燃烧，以达到引擎最佳的工作效率。 最后就是美国派。曾经以大排量、高油耗为荣的美国车，在能源日益紧张的今天也不得不做了些妥协，于是关闭部分汽缸成了他们的独门秘籍。以克莱斯勒的8缸引擎为例，平稳运转时电脑可以自动关闭4个汽缸以节省能耗，而急速超车时8个汽缸则共同工作提供更大动力。 福特EcoBoost新动力技术2009年12月30日 AI汽车制造业网 - EcoBoost结合了燃油直喷技术和利用尾气能量(图中红色部分)的涡轮增压技术，既拥有大 排量发动机的效能，又使燃油经济性提升了20%，并降低了15%的CO2排放 福特EcoBoost新动力技术广泛应用于汽油发动机上，它通过采用涡轮增压燃油直喷技术，提高燃油经济性并降低排放，还可以提供卓越的驾驶性能。 在本届德国法兰克福车展上，全新高效能、低排放福特EcoBoost 四缸汽油发动机家族的亮相吸引了不少参观者的目光 福特EcoBoost新动力技术是福特汽车公司近期可持续发展战略系统中的核心技术。首批配备福特EcoBoost 四缸发动机的产品将于2010年在欧洲上市，届时，量产车上的此技术将命名为SCTi(连续涡轮增压燃油直喷)。这一系列包括一款配备全新福特C-MAX的1.6L发动机和另一款用于大型轿车的2.0L发动机。另一款先进的小排量福特EcoBoost发动机将稍后面市，以扩充福特小型和中型车产品线的发动机选择。此外，福特已公布其新款2.0 L EcoBoost发动机将在全球上市，2010年起供应北美市场，并将从2011年起在澳大利亚首次配备在福特后驱车车型Falcon上。 福特欧洲总裁兼首席执行官约翰.弗莱明(John Fleming)先生表示，2.0L发动机将提供147kW或更高的动力输出，1.6L发动机则涵盖了110~132kW的动力输出范围，而小排量发动机将满足对110kW以下发动机的使用需求。福特将为所有欧洲的主流车型提供高效率低排放的EcoBoost发动机。 图1 采用燃油直喷技术可使喷射到发动机每个缸体内的燃油量少而精准。与传统的进气口喷射相比，直喷能取得更合理、更密集的喷射效果 “我们相信这些发动机将为消费者带来柴油动力和混合动力以外极富吸引力的选择，提供极具竞争力的燃油经济性和使用成本。这些发动机响应灵敏且能在更宽转速范围内输出峰值功率，使汽油发动机也能成为广受青睐的选择。” 弗莱明先生补充道。 三大关键技术 动力总成工程师为福特EcoBoost发动机打造了一套全新燃烧系统以优化经济性和排放，该系统融合了三大关键技术的优势:燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统。 每项技术自身都具有强劲的优势，三项技术的整合能显著提升发动机性能，在发动机的整个工作范围内实现更高效的燃烧过程。这一特性使福特EcoBoost技术不仅为消费者带来诸多最新柴油发动机才具备的优势，同时亦能保留汽油发动机所独有的驱动性能和成本优势。 福特EcoBoost发动机设计理念的主要优势包括: 1.优化的发动机效率——燃油经济性和CO2排放至多可优化两成。 2.更丰富的驾驶乐趣——低转速下的强劲扭矩和宽转速范围内的优异性能响应。 3.小型发动机的优势——获得大型发动机的驾驶性能，却享有小型发动机的尺寸、重量和燃油经济性。 福特EcoBoost发动机所采用的技术以现有汽油机技术为基础，相比于同等排量的混合动力或柴油机而言，EcoBoost 图2 与传统的燃油喷射系统相比，福特EcoBoost发动机的燃油直喷系统将燃油少量而精准地喷入燃烧室 优化的发动机效率 福特EcoBoost发动机之所以能提升燃油经济性、降低CO2排放，得益于其燃烧系统能以更高效、更清洁的模式充分燃烧。 其核心技术是一套高压燃油缸内直喷系统，它能以高达200×105Pa的压力将精确定量的少量燃油喷入每个汽缸内——油滴的大小一般小于0.02mm，相当于人类头发丝直径的1/5。 与传统的燃油喷射系统相比，直喷系统能实现温度更低，微粒更稠密的燃油喷射，从而改善燃油经济性和动力性能。和先进的柴油机一样，该系统还能实现每个燃烧循环的多重喷射，实现进一步优化经济性及排放表现。福特EcoBoost四缸发动机的进、排气凸轮轴都配备了独立的可变气门正时系统，该系统能在所有转速下优化缸内气流，尤其可在部分负荷下改善发动机效率和性能。 小型发动机的优势 福特EcoBoost发动机关键优势之一在于有效缩减发动机排量，从而在不牺牲任何动力输出的前提下以一台小型发动机来取代大排量的自然吸气式发动机。 涡轮增压器通常能增加50%的扭矩，因此在保持潜在性能优势的同时，应用该技术能显著降低发动机排量。 发动机小型化后可减小内部摩擦，降低泵气损失，削减总重，从而实现效率优化，暖车速度也更快。因此，福特EcoBoost发动机可在市 区道路和高速公路等各种行驶条件下有效施展低油耗优势。 图3 福特EcoBoost发动机，将涡轮增压后的进气(图中蓝色部分)和直喷燃油混合后，进入气缸内腔 先进的发动机设计 1.6L和2.0L福特EcoBoost发动机采用先进的轻量化、高效化发动机设计理念，这一设计专为福特最新四缸发动机家族所开发。 两款产品皆采用全铝结构，以及配备双独立可变凸轮正时机构的16气门双凸轮轴(DOHC)汽缸盖。改良后的发动机采用优化的润滑系统和低摩擦涂层，可获得最佳运行效率。 先进的燃烧系统设计让两款发动机得以满足全球最高标准的排放法规，其中包括美国加州的PZEV(准零排放车辆)和欧?排放标准。 更丰富的驾驶乐趣 为了使驾驶乐趣发挥至极致，福特EcoBoost发动机同样能带来在新型柴油机上颇受认可的低速高扭矩特性，并兼具发动机全转速下灵敏的性能响应。 这都得益于先进的涡轮增压技术，其内置的小型低惯量转子能以超过200000r/min的速度高速运转。涡轮机经过悉心甄选，确保发动机在1 500r/min或更低转速即获得最大扭矩，同时将涡轮迟滞控制在最低限度，帮助驾驶者在行 由燃油直喷技术带来的进气冷却效应同样有助于发动机在低转速下输出蓬勃动力。可变气门正时系统则进一步通过缸内“净化”效应巩固了这一优势，该效应可增加发动机气流量，从而优化低速扭矩。 涡轮经过精心匹配，确保福特EcoBoost发动机在转速超过5000r/min时仍能保持强劲动力和灵敏响应，因此EcoBoost的极限动力输出范围要比普通柴油机宽得多。 正名:柴油机技术也“前沿” 曾经被认为是低技术含量的柴油机，现在却成了内燃机领域的“技术 富矿”。 目前世界主流清洁型乘用柴油机大都搭载了博世电控高压共轨燃油喷射技术(CRDI)，轻松实现了对喷油压力、喷射量、喷油时机的精确控制，燃烧更加充分、过程更加柔和，从根本上提高了燃油的燃烧的质量，减少了碳烟的产生，克服了传统柴油机机工作粗暴产生的噪音和震动，并且通过更高效的燃烧带来更低的燃油消耗。 现代清洁型柴油机还广泛搭载了可变截面涡轮增压技术(VGT)，截面可变技术使发动机可以根据不同的工况连续改变增压器叶片夹角，解决了传统增压方式的涡轮迟滞问题，确保发动机即便是在低转速状态下也能顺畅增压，带来全工况范围内的强劲动力体验。 中冷废气再循环技术(EGR)也是现代清洁型柴油机搭载的又一项重要技术。通过将部分经过中冷器冷却的废气引入燃烧室，可以有效降低氮氧化物的排放，并且减少了爆震引起的振动和噪音。 欧意德:三项技术的集大成者 目前，上述提到的三项技术已经开始在中国柴油发动机企业中大范围 推广，并呈现出焦灼竞争的态势。以玉柴、潍柴为代表的传统柴油机企业，在坐稳大排量柴油机机市场的基础上，开始加速技术升级，进军乘用车用柴油机市场;而以欧意德为代表的新兴柴油动力总成企业，利用后发优势，一开始就搭载了CRDI、VGT、EGR等全部三项核心技术，是众多企业中技术配备最齐全的企业。凭借这三项前沿技术的综合运用，欧意德柴油发动机在国内率先将排放提升到欧?标准，将升功率提升到55KW/L的水平，在油耗方面，柴油发动机的高效优势在欧意德身上得到了充分体现，百公里油耗比同排量缸内直喷汽油机降低26%左右。 有业内专家认为，随着柴油机的技术优势和性能优势为更多的消费者认可，随着，柴油发动机在中国市场有望进入一个快速发展的新阶段，并成为中国汽车产业应对日益严重的能源和环境问题的一支重要力量。