提高內(nèi)燃機的動力性和經(jīng)濟(jì)性的途徑

1、提高內(nèi)燃機的動動力性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性的途徑作者 任川 22010-55-19【摘 要】 即使在全球球金融危機的的大背景下，中中國汽車產(chǎn)業(yè)業(yè)仍然一枝獨獨秀，而汽車車的心臟則是是發(fā)動機，一一輛車的動力力性和經(jīng)濟(jì)性性主要在于發(fā)發(fā)動機，在這這里介紹了現(xiàn)現(xiàn)在的頂尖技技術(shù)以此來提提高發(fā)動機的的綜合性能，比比如渦輪增壓壓燃油直噴共軌燃燒分層燃燒可變氣門正正時雙離合變速速器等盡管各種技術(shù)的的出現(xiàn)，在未未來20年內(nèi)內(nèi)，內(nèi)燃機將將仍然是主導(dǎo)導(dǎo)技術(shù)，因此此新的燃燒過過程和高精密密噴射技術(shù)的的優(yōu)化、渦輪輪增壓、發(fā)動動機的小型化化、怠速起停停系統(tǒng)等技術(shù)術(shù)將是日后重重要的研發(fā)方方向。其實衡量一輛車車性能的好壞壞不能單一的的看其

2、動力性性后者經(jīng)濟(jì)性性，如果說只只看動力性的的話那么大家家所熟知的悍悍馬動力性絕絕對的好，但但是為什么不不普及呢？對對，就是因為為它的經(jīng)濟(jì)性性不夠好，別別說買的時候候貴，就是耗耗油一般人都都燒不起。如如果說只看經(jīng)經(jīng)濟(jì)性的話你你可以去買11.0一下的的小車，比如如QQ，但很很多人又對其其動力性不滿滿足。所以說說二者是相輔輔相成的，必必須兼顧。那么就針對提高高發(fā)動機的動動力性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性的種種方方法仔細(xì)談?wù)務(wù)?。渦輪增壓技術(shù) 其實簡單的的來說就是其其利用發(fā)動機機排放的尾氣氣來驅(qū)動空氣氣壓縮機，以以此增大氣缸缸單位時間的的進(jìn)氣流量，從從而提高發(fā)動動機的功率和和扭矩。一臺臺發(fā)動機裝上上渦輪增壓器器后，其最大

3、大功率與未裝裝增壓器的時時候相比可以以增加40%甚至更高。這這樣也就意味味著同樣一臺臺的發(fā)動機在在經(jīng)過增壓之之后能夠產(chǎn)生生更大的功率率。就拿我們們最常見的11.8T渦輪輪增壓發(fā)動機機來說，經(jīng)過過增壓之后，動動力可以達(dá)到到2.4L發(fā)動動機的水平，但但是耗油量卻卻比1.8發(fā)發(fā)動機并不高高多少，在另另外一個層面面上來說就是是提高燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性和降低低尾氣排放。 不過也有它它的缺點，其其中最大的就就是動力輸出出的滯后性，現(xiàn)現(xiàn)在全世界很很多國家的汽汽車制造商都都熱衷于這項項技術(shù)，并在在不斷研發(fā)與與改進(jìn)，以前前在中國幾乎乎這就是一個個盲區(qū)，隨著著近幾年自主主品牌的快速速發(fā)展，像奇奇瑞和吉利等等的這種技術(shù)術(shù)也

4、很快就會會出現(xiàn)在量產(chǎn)產(chǎn)的車型當(dāng)中中。燃油直噴技術(shù) 就像是從化化油器到電噴噴一樣，直噴噴技術(shù)又是發(fā)發(fā)動機供油系系統(tǒng)的一大改改革，N多年年后一樣會像像電噴代替化化油器那樣取取代了電噴普普及在所有的的汽油發(fā)動機機上。 在構(gòu)造上，傳傳統(tǒng)多點噴射射系統(tǒng)的噴油油嘴是位于進(jìn)進(jìn)氣歧管前方方，在引擎需需要供油時，由由計算機計算算出最佳的供供油量并與進(jìn)進(jìn)入引擎的空空氣混合后，經(jīng)經(jīng)由進(jìn)氣閥門門到達(dá)汽缸內(nèi)內(nèi)部，并進(jìn)行行壓縮、爆炸炸等動作。至至于缸內(nèi)直噴噴系統(tǒng)，則是是將噴油嘴置置于汽缸內(nèi)部部，其特色在在于引擎燃油油的取得不需需要經(jīng)過氣門門的開啟，而而能夠藉由計計算機主動控控制噴油時間間、壓力與噴噴射量。與傳傳統(tǒng)噴射系統(tǒng)

5、統(tǒng)相較，缸內(nèi)內(nèi)直噴不受限限于傳統(tǒng)機械械構(gòu)造的進(jìn)氣氣方式，而且且能夠依照引引擎所需隨時時調(diào)整空燃比比例等特點，均均使其表現(xiàn)擁擁有無限的想想象空間。 圖為燃油直噴系系統(tǒng)眾所皆知，內(nèi)燃燃機在一般工工作狀態(tài)中所所需的理想油油氣比例為11：14.77，這種調(diào)配配是傳統(tǒng)化油油器的專長，不不論天候、溫溫度，永遠(yuǎn)進(jìn)進(jìn)行著一成不不變的工作。然然而在少數(shù)狀狀態(tài)下如冷車車啟動、怠速速運轉(zhuǎn)、急加加速或低氣壓壓環(huán)境等，這這樣固定的供供油方式實際際上并無法全全面滿足引擎擎的運轉(zhuǎn)需求求，甚至可能能因而產(chǎn)生黑黑煙、燃燒不不全與馬力不不足等狀況。至至于噴射供油油系統(tǒng)，則相相對顯得智能能許多，其中中樞系統(tǒng)會隨隨時偵測引擎擎溫度、

6、進(jìn)氣氣流量、轉(zhuǎn)速速變化、震動動狀況，并依依照實際需求求調(diào)整供油量量與點火時間間，因此在動動力輸出、燃燃油經(jīng)濟(jì)與排排污表現(xiàn)上可可以取得相當(dāng)當(dāng)不錯的平衡衡。但是由于引引擎構(gòu)造的先先天限制，噴噴射引擎所吸吸進(jìn)油氣的時時間只有在氣氣門開啟狀態(tài)態(tài)下才能進(jìn)行行，故行車計計算機所能控控制的因子其其實也相當(dāng)有有限。直到缸缸內(nèi)直噴系統(tǒng)統(tǒng)問世后將噴噴油嘴內(nèi)移到到汽缸內(nèi)部后后，才開啟了了全新的視野野，其能直接接由計算機主主動決定噴油油時機與份量量，至于氣門門則僅看管“純空氣”的進(jìn)入時程程，兩者則是是在進(jìn)入到汽汽缸內(nèi)才進(jìn)行行混合的動作作。也由于油、氣氣的混合空間間、時間都相相當(dāng)短暫，故故缸內(nèi)直噴系系統(tǒng)的噴油嘴嘴必須輔

7、以高高增壓系統(tǒng)，以以大幅提高燃燃油的噴射壓壓力與效率，并并達(dá)到高度霧霧化的效果，期期有更佳的混混合表現(xiàn)。此此外，缸內(nèi)直直噴系統(tǒng)的燃燃燒室、活塞塞也大多具有有特殊的導(dǎo)流流槽，以供油油氣在進(jìn)入燃燃燒室后能夠夠產(chǎn)生氣旋渦渦流，藉以提提高混合油氣氣的霧化效果果與燃燒效率率。在構(gòu)造改變之后后，供油動作作已完全獨立立于進(jìn)門與活活塞系統(tǒng)之外外，中央計算算機也因而擁擁有更多的主主導(dǎo)權(quán)。于是是乎，超乎傳傳統(tǒng)噴射理論論的稀薄燃燒燒與更多元的的混合比便得得以發(fā)生。在穩(wěn)定行進(jìn)進(jìn)或低負(fù)載狀狀態(tài)下，采用用缸內(nèi)直噴設(shè)設(shè)計的引擎得得以進(jìn)入Ulltra llean(精精實)模式。在在此設(shè)定下，引引擎于進(jìn)氣行行程時只能吸吸進(jìn)空氣

8、，至至于噴油嘴則則在壓縮行程程才供給燃料料，以達(dá)到節(jié)節(jié)約效果。根根據(jù)實際測試試，其最高能能達(dá)到1：665的油、氣氣比例，除了了節(jié)能表現(xiàn)相相當(dāng)驚人，整整體動力曲線線也能夠維持持在相當(dāng)高的的平順程度。然然而本模式由由于會產(chǎn)生相相當(dāng)大量的NNOx(硫化化物)與高溫溫氣體，所幸幸在近期由于于技術(shù)與材料料科學(xué)的突破破，故也已得得到相當(dāng)程度度的解決。 3.2升的的奧迪A6L的百公里油油耗僅為111升。這要歸歸功于FSII發(fā)動機的缸缸內(nèi)直噴技術(shù)術(shù)。FSI發(fā)發(fā)動機與傳統(tǒng)統(tǒng)發(fā)動機相比比，最大的亮亮點在于發(fā)動動機的經(jīng)濟(jì)性性提高了155%。奧迪FFSI增加了了火花塞點燃燃式發(fā)動機的的扭矩和輸出出，與常規(guī)的的點燃式發(fā)

9、動動機相比，F(xiàn)FSI可將燃燃油直接噴入入燃燒室，從從而增大了輸輸出功率并降降低了燃油消消耗。分層燃燒技術(shù) 在這里舉例例大眾的FSSI發(fā)動機 大眾眾FSI發(fā)動動機利用一個個高壓泵，使使汽油通過一一個分流軌道道（共軌）到到達(dá)電磁控制制的高壓噴射射氣門。它的的特點是在進(jìn)進(jìn)氣道中已經(jīng)經(jīng)產(chǎn)生可變渦渦流，使進(jìn)氣氣流形成最佳佳的渦流形態(tài)態(tài)進(jìn)入燃燒室室內(nèi)，以分層層填充的方式式推動，使混混合氣體集中中在位于燃燒燒室中央的火火花塞周圍。如如果稀燃技術(shù)術(shù)的混合比達(dá)達(dá)到25：11以上，按照照常規(guī)是無法法點燃的，因因此必須采用用由濃至稀的的分層燃燒方方式。通過缸缸內(nèi)空氣的運運動在火花塞塞周圍形成易易于點火的濃濃混合氣，

10、混混合比達(dá)到112：1左右右，外層逐漸漸稀薄。濃混混合氣點燃后后，燃燒迅速速波及外層。 FSI特點點是：能夠降降低泵吸損失失，在低負(fù)荷荷時確保低油油耗，但需要要增加特殊催催化轉(zhuǎn)換器以以有效凈化處處理排放氣體體。 現(xiàn)在集結(jié)了了上述技術(shù)的的發(fā)動機很少少，但值得一一提的就是大大眾的TSII發(fā)動機，不不光擁有上述述技術(shù)還有機機械增壓，其其實就是雙增增壓了，使發(fā)發(fā)動機動力更更加強勁，可可謂是非常先先進(jìn)的發(fā)動機機了。 要想提高汽汽車的動力性性和經(jīng)濟(jì)性不不光只對發(fā)動動機進(jìn)行改進(jìn)進(jìn)，也有其他他途徑，想想想除了發(fā)動機機外另一個主主要部件就是是變速器了。雙離合變速器 最早這項技技術(shù)應(yīng)用在賽賽車上，知道道上世紀(jì)90

11、0年代后期，大大眾公司和博博格華納才攜攜手合作生產(chǎn)產(chǎn)出了第一個個適用于大批批量生產(chǎn)和應(yīng)應(yīng)用于主流車車型的DuaalTronnic(R)技術(shù)雙離合合變速器，稱稱之為DSGG。 雙離合變速速器有別于一一般的自動變變速器系統(tǒng)，它它基于手動變變速器而又不不是自動變速速器，除了擁擁有手動變速速器的靈活性性及自動變速速器的舒適性性DCT內(nèi)含兩臺臺自動控制的的離合器，由由電子控制及及液壓推動，能能同時控制兩兩臺離合器的的運作。當(dāng)變變速器運作時時，一組齒輪輪被嚙合，而而接近換擋時時，下一組擋擋段的齒輪已已被預(yù)選，但但離合器仍處處于分離狀態(tài)態(tài)；當(dāng)換擋時時，一臺離合合器將使用中中的齒輪分離離，同時另一一臺離合器嚙

12、嚙合已被預(yù)選選，在整個換換擋期間能確確保最少有一一組齒輪在輸輸出動力，從從而不會出現(xiàn)現(xiàn)動力中斷的的狀況。為配配合以上運作作，DCT的的傳動軸運動動時被分為兩兩部分，一為為實心的傳動動軸，另一為為空心的傳動動軸。實心的的傳動軸連接接了1、3、55及倒擋，而而空心的傳動動軸則連接22、4及6擋擋，兩臺離合合器各自負(fù)責(zé)責(zé)一根傳動軸軸的嚙合動作作，引擎動力力便會由其中中一根傳動軸軸做出無間斷斷的傳送。代表當(dāng)今世界汽汽車發(fā)動機技技術(shù)頂尖水平平的TSI渦渦輪增壓缸內(nèi)內(nèi)直噴發(fā)動機機與最具革命命性的DSGG雙離合自動動變速器的完完美組合不僅僅使車輛的油油耗和排放都都降低20%以上，更將將動力總成發(fā)發(fā)揮至效能之

13、之巔。 并不是所以以廠家都熱衷衷于渦輪增壓壓和直噴技術(shù)術(shù)，他們會在在氣門上下功功夫，典型的的就是日本的的本田和豐田田等連續(xù)可變氣門正正時機構(gòu) 就拿已經(jīng)相相當(dāng)成熟的本本田的VTEEC技術(shù)為例例吧，VTEEC是本田開開發(fā)的先進(jìn)發(fā)發(fā)動機技術(shù)，也也是世界上第第一個能同時時控制氣門開開閉時間及升升程兩種不同同情況的氣門門控制系統(tǒng)。VVTEC（VVariabble Vaalve TTimingg and Valvee Lifee Elecctroniic Conntrol Systeem）的意思思“可變氣門配配氣相位和氣氣門升程電子子控制系統(tǒng)”。與普通發(fā)發(fā)動機相比，VVTEC發(fā)動動機所不同的的是凸輪與搖搖臂的數(shù)目及及控制方法，它它有中低速用用和高速用兩兩組不同的氣氣門驅(qū)動凸輪輪，并可通過過電子控制系系統(tǒng)的調(diào)節(jié)進(jìn)進(jìn)行自動轉(zhuǎn)換換。通過VTTEC系統(tǒng)裝裝置，發(fā)動機機可以根據(jù)行行駛工況自動動改變氣門的的開啟時間和和提升程度，即即改變進(jìn)氣量量和排氣量，從從而達(dá)到增大大功率、降低低油耗及減少少污染的目的的。 目前本田車型都都使用i-VVTEC(智智能可變氣門門配氣相位和和氣門升程電電子控制系統(tǒng)統(tǒng))，i-VVTEC技術(shù)術(shù)作為本田公公司VTECC