部分汽車發(fā)動機(jī)新技術(shù)解析(1)

1、序言 汽車開展的歷史實(shí)際上代表了人類工業(yè)開展的歷程，每一部汽車都能作為一個(gè)精致的工藝品，靜靜地向人們訴說機(jī)器時(shí)代的傳奇。 汽車技術(shù)的革新是人類向往速度與自由的不懈嘗試，是幾代機(jī)械工程師的努力方向，也是他們的榮耀?？柋敬?、戴姆勒、威廉邁巴赫等眾多的創(chuàng)造家將自己的精彩人生與歷史融合在一起，讓人類的思維更加開闊，思想更加自由，歷史才變得多姿多彩。 總言之，從卡爾本次那波瀾壯闊的創(chuàng)造家時(shí)代，到福特的流水線生產(chǎn)、菲加士汪克爾的轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，再到今日的可變技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)等，汽車的心臟一直在進(jìn)化，從未停止過一、可變技術(shù)1、VVT，可變氣門技術(shù) VVT其實(shí)是Variable Valve Timing的縮寫

2、，翻譯成中文就是可變氣門正時(shí)技術(shù)。 它是汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)開展的一個(gè)里程碑。其主要設(shè)計(jì)思想是發(fā)動機(jī)氣門升程和配氣相位定時(shí)可以根據(jù)發(fā)動機(jī)工況作實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)。而我們常見的CVVT，就是在這個(gè)原理上增加了連續(xù)性的概念，即Continue。 CVVT的主要設(shè)計(jì)原理是通過電子控制系統(tǒng)改變凸輪軸翻開進(jìn)氣門的時(shí)間早晚，從而控制所需的氣門重疊角。這項(xiàng)技術(shù)著重于第一個(gè)字母C(Continue連續(xù))，強(qiáng)調(diào)根據(jù)發(fā)動機(jī)的工作狀況連續(xù)變化，時(shí)時(shí)控制氣門重疊角的大小，從而改變氣缸進(jìn)氣量。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如怠速狀態(tài)，這時(shí)應(yīng)延遲進(jìn)氣門翻開時(shí)間，減小氣門重疊角，以穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如起步、加速、爬坡時(shí)

3、，應(yīng)使進(jìn)氣門翻開時(shí)間提前，增大氣門重疊角，以獲得更大的扭矩。當(dāng)發(fā)動機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如高速行駛時(shí)，也應(yīng)延遲進(jìn)氣門翻開時(shí)間，減小氣門重疊角，從而提高發(fā)動機(jī)工作效率。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于中等工況時(shí)，如中速勻速行駛時(shí)，CVVT也會相對延遲進(jìn)氣門翻開時(shí)間，減小氣門重疊角，此時(shí)的目的是減少燃油消耗，降低污染排放。 CVVT系統(tǒng)包含通常包括：油壓控制閥、進(jìn)氣凸輪齒盤、曲軸為止感應(yīng)器、凸輪位置感應(yīng)器、油泵、引擎電子控制單元(ECU)等。 對于這項(xiàng)技術(shù)，許多廠家都已經(jīng)掌握，只不過名稱和具體實(shí)施細(xì)節(jié)略有不同。例如：寶馬公司叫做Vanos，豐田叫做VVTI，本田叫做VTEC，三菱叫MIVEC，日產(chǎn)CVTC，馬自達(dá)S-V

4、T等等。 這里著重介紹一下豐田的雙VVT-i和本田的i-VTEC技術(shù)。 雙VVT-i是目前豐田發(fā)動機(jī)的當(dāng)家技術(shù)，也是目前最好的發(fā)動機(jī)技術(shù)之一。VVT-i中的i代表intelligence，翻譯成中文就是智能可變氣門正時(shí)技術(shù)的意思，而單VVT-i一般只針對進(jìn)氣門進(jìn)行正時(shí)變化，而雙VVT-i顧名思義就是不光對進(jìn)氣門正時(shí)，而且還對排氣門也進(jìn)行正時(shí)控制變化。其實(shí)發(fā)動機(jī)氣門的開合并不是我們想象的那樣，完全按照沖程的開始與結(jié)束進(jìn)行的，而是受到進(jìn)排氣流慣性的影響，為了利用這種慣性，進(jìn)氣門翻開比活塞到達(dá)上止點(diǎn)的時(shí)間開始稍早，排氣門的關(guān)閉比活塞到達(dá)上止點(diǎn)的時(shí)間稍晚，這樣一來，進(jìn)排氣門會出現(xiàn)同時(shí)翻開的情況，將它按

5、照活塞的夾角來計(jì)算，就稱之為氣門疊加角。不同轉(zhuǎn)速下發(fā)動機(jī)需要的氣門疊加角是不一樣的。沒有采用可變正時(shí)技術(shù)的發(fā)動機(jī)在氣門疊加角方面只好采用折中的方法，所以扭矩曲線會是馬鞍形，功率上也不是很高，它的低速和高速工作效率也受到影響，降低了經(jīng)濟(jì)性。有了VVT-i，這個(gè)疊加角就可以變，從而解決這一問題。雙VVT-i由于可以調(diào)整兩個(gè)凸輪軸，調(diào)整范圍更大，因此綜合性能會更好。而科魯茲上的DVVT和豐田的雙VVT-i結(jié)構(gòu)原理是類似的，只是因?yàn)檎{(diào)校方式的不同，科魯茲的升功率甚至比卡羅拉的升功率還要高。 本田的VTEC的英文全稱是Variable Valve Timing and Valve Life Electr

6、onic Control System，意思是“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)。那個(gè)i同樣表示智能的意思。 過去本田只有雙頂凸輪軸的發(fā)動機(jī)才標(biāo)i-VTEC，這個(gè)技術(shù)與豐田的雙VVT-i相比，可謂旗鼓相當(dāng)甚至還略占優(yōu)勢。不過從思域開始，越來越多的本田發(fā)動機(jī)開始在單頂置凸輪軸的機(jī)型上標(biāo)注i-VTEC，情況就大大不同了。 雖然VVT-i和i-VTEC兩種技術(shù)都旨在提高進(jìn)排氣的效率，但是兩者之間還是有本質(zhì)區(qū)別的。VVT-i改變的是氣門開合的時(shí)間，而i-VTEC改變的那么是氣門的行程。形象一點(diǎn)就好似是一扇門，為了控制好人流量，VVT-i改變的了門開關(guān)的時(shí)間，i-VTEC改變了門開合的大小。發(fā)動機(jī)

7、不同轉(zhuǎn)速下對氣門行程需求也是不同的，就好比人在正常情況下不用嘴呼吸，劇烈運(yùn)動時(shí)那么需要嘴的輔助一樣。常規(guī)發(fā)動機(jī)同樣只能折中，因此低速時(shí)進(jìn)氣負(fù)壓缺乏，高速時(shí)進(jìn)氣量又不夠大，不利于將發(fā)動機(jī)的潛能發(fā)揮出來。 i-VTEC在改變行程的時(shí)候，正時(shí)也可以隨之改變，理論上“功能比VVT-i多。不過鋒范和飛度上配的i-VTEC發(fā)動機(jī)只有一個(gè)凸輪軸，因此它的正時(shí)和行程都只能分段調(diào)節(jié)，與進(jìn)排氣正時(shí)連續(xù)可調(diào)的雙VVT-i相比就要略遜一籌了。2、可變進(jìn)氣技術(shù)在豐田汽車的ACIS系統(tǒng)中，主要包括進(jìn)氣控制閥、真空開關(guān)閥及真空罐。進(jìn)氣控制閥被置于進(jìn)氣室中，它可以執(zhí)行翻開和關(guān)閉的動作。通過它的翻開和關(guān)閉，可以將進(jìn)氣歧管分成兩

8、段，從而改變其有效長度。進(jìn)氣控制閥的動作指令是由發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)出的，發(fā)動機(jī)控制單元通過控制真空開關(guān)閥控制真空力，真空力是操作進(jìn)氣控制閥的執(zhí)行器的動力源。真空罐那么為該系統(tǒng)提供真空源的裝置，真空罐有一個(gè)內(nèi)裝式單向閥，它有貯備真空的作用，即使在低真空條件下，也能使執(zhí)行器完全關(guān)閉進(jìn)氣控制閥?？勺冞M(jìn)氣歧管的工作原理：當(dāng)進(jìn)氣控制閥關(guān)閉時(shí)，發(fā)動機(jī)控制單元指令真空開關(guān)閥翻開，使得進(jìn)氣歧管處于長路徑狀態(tài)。具體的控制過程是，真空力被作用于執(zhí)行器的膜片室，它關(guān)閉了進(jìn)氣控制閥，隨著進(jìn)氣控制閥的動作，延伸了進(jìn)氣歧管的有效長度，從而改變了進(jìn)氣脈動的效果，提高了發(fā)動機(jī)在低-中速范圍內(nèi)的動力性能。當(dāng)進(jìn)氣控制閥翻開時(shí)，發(fā)動

9、機(jī)控制單元指令關(guān)閉真空開關(guān)閥，此時(shí)大氣壓力作用于執(zhí)行器的膜片室，它翻開了進(jìn)氣控制閥。當(dāng)進(jìn)氣控制閥翻開時(shí)，使得進(jìn)氣歧管的有效長度縮短，到達(dá)了最大進(jìn)氣填充效果，從而增加了發(fā)動機(jī)高速范圍內(nèi)的動力性能。 今天可變進(jìn)氣歧管已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如2021款A(yù)CURA TL的3.5L發(fā)動機(jī)就采用了2段式雙級進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管與VTEC配合，可以在不犧牲高轉(zhuǎn)速動力的情況下改善低速扭矩。歧管分為兩個(gè)氣缸列，每列三個(gè)氣缸；歧管在兩個(gè)氣缸列之間安裝了兩個(gè)由動力系控制模塊PCM控制的蝶形閥。在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，閥門關(guān)閉，降低進(jìn)氣量，增加進(jìn)氣路徑的有效長度，這樣可以在低轉(zhuǎn)速時(shí)，使進(jìn)氣的諧振效果到達(dá)最大，放大歧管兩局部的壓

10、力波，顯著增強(qiáng)氣缸的進(jìn)氣量，從而使發(fā)動機(jī)在較低轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生更高的扭矩。進(jìn)氣歧管氣道的開口末端也像賽車發(fā)動機(jī)上的一樣，呈“喇叭狀張開，進(jìn)一步改善氣流。 在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)大于3950 rpm，蝶形閥翻開，將歧管兩局部連接起來，提高進(jìn)氣效率，增加充入進(jìn)氣通道的空氣量。空氣量增加后，進(jìn)氣慣性迫使更多的空氣進(jìn)入每個(gè)氣缸，增強(qiáng)了氣缸進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)在較高轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生的扭矩。VTEC系統(tǒng)使汽車可以采用不同的模式實(shí)現(xiàn)低速、高速行駛，歧管的這兩種模式，更加完善了這種功能。3、VCM：可變排量控制技術(shù) 下面介紹的發(fā)動機(jī)技術(shù)雖然不如上邊那幾個(gè)耳熟能詳，但他們的先進(jìn)程度和開展?fàn)顩r依然令人矚目。 雖然通用已經(jīng)通過破產(chǎn)保護(hù)正在

11、重組過程中，但事實(shí)就是的講通用在汽車技術(shù)上的奉獻(xiàn)絲毫不能令人小覷。早在上個(gè)世紀(jì)80年代，美國通用在第二代凱迪拉克Seville(賽威)，就采用了全新得鑄鋁缸蓋的HT-4100 V8引擎，這副引擎成為世界上第一副可變汽缸技術(shù)(VDE，Variable Displacement Engine)引擎，在不需要大功率的輸出時(shí)，可以控制關(guān)閉一半氣缸，以減少燃油的消耗。 但受限于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)技術(shù)落后，無法完成每秒200次的運(yùn)算，一些引擎甚至要采用機(jī)械的方式來控制，因此不僅節(jié)油效果不明顯，而且還存在可靠性差的問題。 隨著科學(xué)技術(shù)的開展，可變排量控制技術(shù)已經(jīng)成為可能。2005年上海通用推出全新的君越轎車，頂級

12、版就搭載了一副引擎，AFM(Active Fuel Management)譯為“智能燃油管理系統(tǒng)，這副引擎的亮點(diǎn)就是采用先進(jìn)的DOD(Displacement on Demand)可變排量控制技術(shù)。當(dāng)引擎負(fù)荷較小時(shí)，DOD會發(fā)出指令關(guān)閉其中的3個(gè)氣缸，以到達(dá)省油的目的。君越的DOD技術(shù)不僅可以節(jié)省最高達(dá)8%的油耗，而且氣缸切換時(shí)非常平順，完全沒有震動，駕駛者已經(jīng)感覺不到。 本田的VCM技術(shù)其指導(dǎo)思想與通用DOD相類似。 VCM，即Variable Cylinder Management。是本田公司研發(fā)的一種可變汽缸管理技術(shù)。傳統(tǒng)的可變氣缸技術(shù)只是應(yīng)用于V8、V12等多氣缸引擎，而且一般只能關(guān)閉

13、雙數(shù)的氣缸。但本田開發(fā)的VCM技術(shù)，可通過關(guān)閉個(gè)別氣缸的方法，使到3.5L V6引擎可在3、4、6缸之間變化，使得引擎排量也能在之間變化，從而大大節(jié)省燃油。 得益于本田經(jīng)營多年的i-VTEC技術(shù)，使得VCM技術(shù)更加成熟。只需在VTEC機(jī)械結(jié)構(gòu)中參加一些新設(shè)計(jì)，就可以方便地做到在關(guān)閉氣缸的同時(shí)，可以改變氣門的正時(shí)，不僅讓正在工作的氣缸進(jìn)排氣更有效率，而且更可以停止被關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣動作。廣州本田的第八代雅閣是首先應(yīng)用VCM技術(shù)的車型。 MDS8缸與4缸的完美轉(zhuǎn)換 MDS是英文Multi Displacement System的簡稱，翻譯成中文就是多段式排氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它作為奔馳特有的發(fā)動機(jī)技術(shù)

14、，隨著1998年戴姆勒奔馳與克萊斯勒的聯(lián)姻，也逐漸被克萊斯勒旗下眾多車型所采用，其中就包括升V型8缸HEMI發(fā)動機(jī)。 MDS系統(tǒng)的靈魂在于奔馳掌握了如何提高電控裝置反響速度以及用于控制系統(tǒng)的更加成熟的算法等先進(jìn)技術(shù)，但氣門挺柱卻是實(shí)現(xiàn)汽缸禁用最重要的機(jī)械設(shè)備。這種特殊的兩件式滾輪挺柱的內(nèi)部機(jī)構(gòu)和外部套筒并非硬性連接，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于8缸工作狀態(tài)的時(shí)候，它的內(nèi)外兩局部被兩個(gè)受到彈簧作用力的鏈接銷鎖死，這時(shí)挺柱的內(nèi)外局部都隨凸輪軸轉(zhuǎn)動從而可以推動頂桿正常的控制氣門開合。然而，當(dāng)機(jī)油溫度傳感器感知發(fā)動機(jī)處于輕負(fù)荷的情況時(shí)，管理電腦會接通電磁閥電源，電磁閥通電后把更高的機(jī)油壓力傳遞到與其相對應(yīng)的挺柱并將鏈

15、接銷推入，從而使挺柱內(nèi)部與套筒別離，此時(shí)外部的套筒隨著凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)，而內(nèi)部的推桿已經(jīng)失去了作用。最終的結(jié)果就是頂桿失去了推動力，從而氣門的彈簧機(jī)構(gòu)就可以保證氣門一直處于關(guān)閉狀態(tài)。氣門關(guān)閉后，汽缸內(nèi)部的火花塞放電以及燃料注入的工作也將停止，發(fā)動機(jī)最終處于4缸工作狀態(tài)。 MDS系統(tǒng)使發(fā)動機(jī)工作汽缸在8缸和4缸之間切換，它最大的好處就是提高了發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性?？巳R斯勒對其進(jìn)行的長期測試說明，在市區(qū)和高速公路行駛時(shí)MDS的使用率分別為17%和48%，總體平均使用率為40%，這樣在各種行駛條件下，估算的燃油經(jīng)濟(jì)性將提高20%，而預(yù)計(jì)燃油經(jīng)濟(jì)性總體將提高10%。 MDS系統(tǒng)的另外一個(gè)成功之處就是汽缸的切換

16、可以在秒內(nèi)安靜的完成，如此靈敏的切換速度使得MDS系統(tǒng)真正具有了實(shí)用價(jià)值。因?yàn)橹挥徐`敏的切換才能實(shí)實(shí)在在的到達(dá)節(jié)油的目的，才能讓駕駛員不會為了適應(yīng)它而去改變駕駛習(xí)慣，同時(shí)只有靈敏、安靜的切換才不會影響到乘坐的舒適性。 另外，本田是如何克服不工作缸的阻力？ VCM通過VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時(shí)，由動力傳動系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供應(yīng)。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。非工作缸的火花塞會繼續(xù)點(diǎn)火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時(shí)因不完全燃燒造成火花塞

17、油污。系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，該這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會推動同步活塞，實(shí)現(xiàn)搖臂的連接和斷開。 VCM系統(tǒng)對節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、自動變速箱檔位選擇及其它因素進(jìn)行監(jiān)測，以針對各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會確定發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力是否適合VCM進(jìn)行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時(shí)的過渡能夠平穩(wěn)進(jìn)行，系統(tǒng)會調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、線控節(jié)氣門的開度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸工作模式間的

18、過渡，會在駕駛員覺察不到的狀態(tài)下完成。 4、可變壓縮比技術(shù)發(fā)動機(jī)的可變氣門正時(shí)、可變氣門行程和可變進(jìn)氣歧管技術(shù)都不是什么新鮮的技術(shù)了，許多車型都已經(jīng)大量的采用了這些“可變技術(shù)。但是發(fā)動機(jī)還有一項(xiàng)“可變的技術(shù)，卻是目前量產(chǎn)車?yán)锩媸趾币姷模@種技術(shù)可謂是發(fā)動機(jī)控制在“可變方面的一場革命，這就是薩博的“SVC可變壓縮比技術(shù)。 我們知道，由于汽油的燃燒特性導(dǎo)致了汽油發(fā)動機(jī)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?yàn)閴嚎s而在點(diǎn)火之前被點(diǎn)燃，這種現(xiàn)象被稱為爆震，會對發(fā)動機(jī)帶來很大的傷害。這種問題在增壓發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)上顯得尤為突出。固定的壓縮比成為制約機(jī)械增壓和渦輪增壓發(fā)動機(jī)的一個(gè)很重要

19、的因素。我們知道，當(dāng)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(gè)值過高，爆震就不可防止。這會對發(fā)動機(jī)造出巨大傷害，同時(shí)也會影響動力輸出。所以，固定壓縮比的渦輪增壓和機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)只能把壓縮比設(shè)計(jì)得比普通自然吸氣發(fā)動機(jī)低很多。但是這種過低的壓縮比設(shè)計(jì)，又會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)在增壓器特別是渦輪增壓沒有完全介入時(shí)也就是說，發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)，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(jī)所產(chǎn)生的動力要少的多。這個(gè)矛盾是促使設(shè)計(jì)師開發(fā)可變壓縮比發(fā)動機(jī)的重要原因。 另外，這種技術(shù)可以讓發(fā)動機(jī)在燃油適應(yīng)性方面擁有巨大的優(yōu)勢?，F(xiàn)在新款的主流發(fā)動機(jī)的壓縮比普遍設(shè)計(jì)在10:1以上，以獲得更好的動力輸出和

20、燃油經(jīng)濟(jì)性。但是高壓縮比的發(fā)動機(jī)需要使用較高標(biāo)號的燃油，這種要求在興旺國家也許不算什么，但是在國內(nèi)，這種要求會降低汽車在偏遠(yuǎn)地方的適應(yīng)性，直接影響到車輛的銷售。目前國內(nèi)市場上的許多車型就是因?yàn)閴嚎s比偏高而影響了其在偏遠(yuǎn)地區(qū)的推廣。例如著名的polo1.4發(fā)動機(jī)，因?yàn)閴嚎s比太高，必須使用97號汽油，使得polo1.4在沒有97號汽油的偏遠(yuǎn)地方幾乎無法銷售。即便是在97號汽油充足的大都市，也會遇見買了這類車型不敢的現(xiàn)遠(yuǎn)足旅行的苦惱，因?yàn)樵谥袊刑嗟胤經(jīng)]有97號汽油了。但是，高壓縮比設(shè)計(jì)是現(xiàn)在汽油發(fā)動機(jī)的一個(gè)設(shè)計(jì)趨勢，太小的壓縮比會降低發(fā)動機(jī)的性能，如果將發(fā)動機(jī)的壓縮比設(shè)計(jì)的很低，又與發(fā)動機(jī)的主

21、流開展方向相違背。這種矛盾在中國及其他開展中國家顯得尤為明顯。這時(shí)候，可變壓縮比的發(fā)動機(jī)就顯得十分可貴了。 2000年的日內(nèi)瓦車展上，薩博展出了它的SVC可變壓縮比發(fā)動機(jī)，當(dāng)時(shí)這款發(fā)動機(jī)震驚了整個(gè)業(yè)內(nèi)。雖然在2年前就有人聽說過這款發(fā)動機(jī)，但大家了解的只是一個(gè)概念。而這次，薩博第一次向大家詳細(xì)的介紹了它這款發(fā)動機(jī)的性能，其優(yōu)越的特性讓所有的參觀者都感慨不已。 在很多年以前，制約可變壓縮比發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的原因是，工程師們無法改變活塞上止點(diǎn)的位置。當(dāng)時(shí)工程師設(shè)想，如果在渦輪增壓器介入之前，壓縮比就像自然吸氣發(fā)動機(jī)一樣能到達(dá)10:1，甚至更高，當(dāng)增壓器完全介入以后，壓縮比降到7:1以下，這樣的

22、增壓發(fā)動機(jī)將是非常完美的。但由于上述的技術(shù)障礙，這種想法在當(dāng)時(shí)僅僅是空想而已，沒有一個(gè)設(shè)計(jì)師能實(shí)現(xiàn)它。 直到10多年以后的今天，薩博終于解決了這一難題，最終設(shè)計(jì)出了可變壓縮比發(fā)動機(jī)。 我們下面就來看看薩博的精彩設(shè)計(jì)吧！ SVCSaab Variable Compression發(fā)動機(jī)為了實(shí)現(xiàn)其可變壓縮比功能，在其氣缸體和氣缸蓋的設(shè)計(jì)上完全打破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。 先看看下面這張圖： 左：高壓縮比情況下 右：低壓縮比情況下 SVC發(fā)動機(jī)的氣缸蓋和氣缸體是動態(tài)連接在一起的，氣缸蓋與氣缸體通過一組搖臂連接圖中的桔黃色局部，搖臂能在ECU的控制下改變一定的角度，從而改變了燃燒室的體積，也就是說，壓縮比也同

23、樣被改變了。 SVC比早期的可變壓縮比設(shè)計(jì)更靈敏，發(fā)動機(jī)沒有其他多余的運(yùn)動部件，只有氣缸蓋前后擺動，所以它的結(jié)構(gòu)簡單耐用。由于比普通發(fā)動機(jī)多出了一套搖臂裝置，所以它比普通發(fā)動機(jī)多需要一套冷卻系統(tǒng)，它通過氣缸蓋和氣缸套周圍的冷卻水散熱。由于氣缸蓋和氣缸體會發(fā)生移位，在氣缸蓋和氣缸體之間設(shè)計(jì)了一組橡膠套，起到密封作用。 這套可變壓縮比系統(tǒng)允許薩博發(fā)動機(jī)可以采用更高的增壓壓力2.8bar，這個(gè)值比保時(shí)捷911Turbo的1.94bar要增加很多，甚至比薩博9-3的Viggen發(fā)動機(jī)高出2倍。傳統(tǒng)的渦輪增壓器是無法提供如此高的增壓值的，如果要想獲得如此高的增壓值，只能采用機(jī)械增壓來替代但是機(jī)械增壓的缺

24、陷是顯而易見的。 SVC能根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、工作溫度、燃料使用狀況等進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)壓縮比，這一切，都在ECU的控制下進(jìn)行，所以動力和油耗能到達(dá)完美的平衡。 在日內(nèi)瓦車展上展出的這款SVC發(fā)動機(jī)已經(jīng)是第三代設(shè)計(jì)了，它是一臺直列5缸每缸4氣閥的發(fā)動機(jī)，排量為1598cc，但是其工作效率非常顯著，它的壓縮比能在8.1和14.gif/img1之間連續(xù)調(diào)節(jié)，它能產(chǎn)生225匹的最大功率和304牛米的最大扭力，動力與本田的3.2升V6發(fā)動機(jī)相似，而油耗卻非常低比普通相同功率發(fā)動機(jī)能減少超過30的燃油消耗。 這款SVC發(fā)動機(jī)升功率能到達(dá)150匹每升，這個(gè)指標(biāo)是目前轎車發(fā)動機(jī)上最高的。同時(shí)廢氣排放能到達(dá)歐四

25、標(biāo)準(zhǔn)。 這款發(fā)動機(jī)另外一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)， 發(fā)動機(jī)的ECU能通過傳感器傳出的信息來判斷汽油的標(biāo)號，并選擇最適合的壓縮比。這樣，它就能適應(yīng)不同標(biāo)號的汽油，特別是低標(biāo)號的汽油。如果國內(nèi)的汽車采用了這種技術(shù)的發(fā)動機(jī)，車主們就不用在選擇高性能還是高適應(yīng)性方面苦惱了。 薩博早在80年代末期就開始研發(fā)SVC技術(shù)了，并且在1990年獲得了專利。當(dāng)時(shí)的那款原型發(fā)動機(jī)是一臺2.0排量的發(fā)動機(jī)。到了第二代，開展成1.4升直列6缸發(fā)動機(jī)，但是6缸的設(shè)計(jì)使得布置十分困難。最終直列5缸成了最正確的選擇。 即便到目前，SVC發(fā)動機(jī)仍然出于試驗(yàn)室階段，如果要將其量產(chǎn)，還需要做很多的工作。 優(yōu)點(diǎn)：提高了增壓發(fā)動機(jī)的功作效率以

26、及動力輸出的平順性，發(fā)動機(jī)的體積小重量輕，能適應(yīng)各種不同標(biāo)號的燃油，環(huán)保性好。 缺點(diǎn)：氣缸蓋異常復(fù)雜。PSA與寶馬合作開展出的進(jìn)化版本智能可變壓縮比技術(shù)VCR1 在2021年3月的日內(nèi)瓦國際汽車展上，裝備此款1.5L MCE5 VCRi發(fā)動機(jī)的標(biāo)致407也將亮相，其所使用的可變壓縮比技術(shù)可將壓縮比可以控制在7.1至20.1之間，油耗僅為百公里6.7升，二氧化碳的排放量為每公里158克而搭載這款新型發(fā)動的407也將在日內(nèi)瓦車展正式亮相。此款發(fā)動機(jī)的排量為1.5L，其最大功率為220HP(162KW/rpm),最大扭矩為420Nm。這款標(biāo)致1.5L MCE5 VCRi 發(fā)動機(jī)所提供的最大功率輸出相

27、當(dāng)于標(biāo)致3.0升V6發(fā)動機(jī)155KW/rpm所提供的動力,而其扭矩那么到達(dá)了一些V8發(fā)動機(jī)陸巡LC200 4.7L V8最大扭矩410Nm；奔馳G500，5L V8最大扭矩460Nm；陸虎發(fā)現(xiàn)3 4.4L V8發(fā)動機(jī)最大扭矩425Nm；奧迪Q7 4.2L最大扭矩440Nm所提供的扭矩性能。 二、缸內(nèi)直噴技術(shù) 在近來各廠采用的發(fā)動機(jī)科技中，最炙手可熱的技術(shù)非缸內(nèi)直噴莫屬。這套由柴油發(fā)動機(jī)衍生而來的科技目前已經(jīng)大量使用在包含群眾含奧迪、寶馬、梅賽德斯-奔馳、通用以及豐田車系上。 群眾：FSI 奧迪：FSI 梅賽德斯-奔馳：CGI 寶馬：GDI 通用：SID1、FSI，燃油分層直噴技術(shù) 關(guān)鍵詞：FS

28、I/TSI/國產(chǎn)TSI/TFSI/SIDI/CGI/GDI FSI是Fuel Stratified Injection的詞頭縮寫，意指燃油分層直噴技術(shù)。該技術(shù)利用一個(gè)高壓泵，使汽油通過一個(gè)分流軌道(共軌)到達(dá)電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點(diǎn)是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最正確的渦流形態(tài)進(jìn)入燃燒室內(nèi)，以分層填充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比到達(dá)25：1以上，按照常規(guī)是無法點(diǎn)燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運(yùn)動在火花塞周圍形成易于點(diǎn)火的濃混合氣，混合比到達(dá)12：1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點(diǎn)燃后，燃燒迅速涉及外層。

29、 FSI發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比擁有更低的油耗、更好的環(huán)保和更大的輸出功率和扭力。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種，可以讓每一滴燃油都能更加充分的燃燒，從而節(jié)省汽車的燃油消耗量。2、SIDI來自通用的技術(shù) 對于缸內(nèi)分層燃燒的技術(shù)并不只有群眾擁有，美國通用公司也有類似的技術(shù)，那就是安裝在凱迪拉克CTS上SIDI發(fā)動機(jī)。它采用了雙模的設(shè)計(jì)理念，配合D-VVT雙可變氣門正時(shí)技術(shù)。所謂雙模就是指發(fā)動機(jī)在不同運(yùn)行情況下，采用分層稀薄燃燒模式和均質(zhì)燃燒模式，以到達(dá)提高發(fā)動機(jī)動力和降低油耗的目的。 SIDI的優(yōu)勢在于其使用的并不是超高壓縮比技術(shù)，所以對燃油辛烷值的要求并沒有FSI和發(fā)動機(jī)這么高，也不會因

30、為壓縮比不夠而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)無法運(yùn)行。 3、CGI分層汽油直噴 順便再提一下奔馳CGI發(fā)動機(jī)。奔馳在幾年前就發(fā)布了CGI直噴汽油機(jī)產(chǎn)品，將直噴汽油機(jī)技術(shù)又向前推進(jìn)了一步。這款發(fā)動機(jī)與群眾TSI的工作原理根本相同。不同點(diǎn)有二：一是奔馳現(xiàn)有的CGI發(fā)動機(jī)上都沒有采用增壓技術(shù)；二是奔馳不再利用進(jìn)氣流作為混合氣分層填充的動力，而是通過噴嘴來實(shí)現(xiàn)這一效果。盡管奔馳CGI(即：Stratified-Charged Gasoline Injection，分層汽油直噴)發(fā)動機(jī)在很多方面都有突破，但和其他直噴發(fā)動機(jī)一樣，它也面臨難以解決的問題，那就是因高壓縮比帶來的高溫副作用，產(chǎn)生過多的氮氧化合物的排放。奔馳用了專門的氮氧化合物凈化器以及傳感器來凈化，但該裝置是比三元催化器貴得多的器件。4、小結(jié) 缸內(nèi)直噴 將量變轉(zhuǎn)為質(zhì)變 近兩年，當(dāng)工程師們發(fā)現(xiàn)即便將發(fā)動機(jī)的氣門數(shù)提升至五個(gè)或者改用可變氣門，其對于V8發(fā)動機(jī)的動力抬升也未必有明顯幫助。為此缸內(nèi)直噴技術(shù)成為了各大廠商的主攻方向。雖然研發(fā)是痛苦的，但大家都清楚，成果將是令人滿意的。與多點(diǎn)噴射系統(tǒng)相較，缸內(nèi)直噴擁有不受限于傳統(tǒng)機(jī)