最新發(fā)動機的發(fā)展技術(shù)

1、最新發(fā)動機的發(fā)展技術(shù)1. 柴油機新技術(shù)笨重、噪音大、噴黑煙，令許多人對柴油機的直觀印象不佳，加上柴油機的構(gòu)造比較復(fù)雜，不少人對柴油機缺乏了解，尤其對現(xiàn)代先進的柴油機缺乏了解，因此柴油機汽車在一些城市成了“被限制的對象”，受到種種歧視。其實經(jīng)過多年的研究和新技術(shù)應(yīng)用，現(xiàn)代柴油機的現(xiàn)狀已與往日不可同喻?，F(xiàn)代先進的汽車柴油機一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達到了汽油機的水平。目前國外輕型汽車用柴油機日益普遍，奔馳、大眾、寶馬、雷諾、沃爾沃等歐洲名牌車都有采用柴油發(fā)動機的車型。在電控噴射方面柴油機與汽油機的主要差別是，汽油機的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃

2、比（汽油與空氣的比例），柴油機的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出的大小，而柴油機噴油控制是由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置（油門拉桿位置）來決定的。因此，基本工作原理是計算機根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號，首先計算出基本噴油量，然后根據(jù)水溫、進氣溫度、進氣壓力等傳感器的信號進行修正，再與來自控制套位置傳感器的信號進行反饋修正，確定最佳噴油量的。電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU（計算機）和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進行電子控制，實現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運行工況的實時控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實時檢測的參數(shù)同步輸入計算機，與巳儲存的參數(shù)值進行比較，經(jīng)過處理

3、計算按照最佳值對噴油泵、廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機構(gòu)進行控制，驅(qū)動噴油系統(tǒng)，使柴油機運作狀態(tài)達到最佳。什么是共軌技術(shù),為什么要采用共軌技術(shù)呢?在汽車柴油機中，高速運轉(zhuǎn)使柴油噴射過程的時間只有千分之幾秒，實驗證明，在噴射過程中高壓油管各處的壓力是隨時間和位置的不同而變化的。由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動，使實際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達到令噴油器的針閥開啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象，由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳氫化合物（HC）的排放量，油耗增加。

4、此外，每次噴射循環(huán)后高壓油管內(nèi)的殘壓都會發(fā)生變化，隨之引起不穩(wěn)定的噴射，尤其在低轉(zhuǎn)速區(qū)域容易產(chǎn)生上述現(xiàn)象，嚴重時不僅噴油不均勻，而且會發(fā)生間歇性不噴射現(xiàn)象。為了解決柴油機這個燃油壓力變化的缺陷，現(xiàn)代柴油機采用了一種稱為“共軌”的技術(shù)。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓實現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴油機的缺陷。ECU控制噴油器的噴油量，噴油量大小取決于燃油軌（公共供油管

5、）壓力和電磁閥開啟時間的長短。柴油機的渦輪增壓器已作過介紹。至于增壓中冷技術(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。有效的中冷技術(shù)可使增壓溫度下降到502. 渦輪增壓器參加競賽的跑車或方程式賽車一般在發(fā)動機上裝有渦輪增壓器，以使汽車迸發(fā)出更大的功率。發(fā)動機是靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒作功來產(chǎn)生功率的，輸入的燃料量受到吸入氣缸內(nèi)空氣量的限制，所產(chǎn)生的功率也會受到限制，如果發(fā)動機的運行性能已處于最佳狀態(tài)，再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量，提高燃燒作功能力。在目前的技術(shù)條件下，渦輪增壓器是唯一能使發(fā)動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的

6、機械裝置。構(gòu)造 渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成的機器，渦輪室進氣口與排氣歧管相連，排氣口接在排氣管上；增壓器進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上。渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。原理 渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。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。

7、技術(shù) 渦輪增壓器安裝在發(fā)動機的進排氣歧管上，處在高溫，高壓和高速運轉(zhuǎn)的工作狀況下，其工作環(huán)境非常惡劣，工作要求又比較苛刻，因此對制造的材料和加工技術(shù)都要求很高。其中制造難度最高的是支承渦輪軸運轉(zhuǎn)的“浮式軸承”，它工作轉(zhuǎn)速可達10萬轉(zhuǎn)分以上，加上環(huán)境溫度可達六、七百度以上，決非一般軸承所能承受，由于軸承與機體內(nèi)壁間有油液做冷卻，又稱“全浮式軸承”。缺點 另外渦輪增壓器雖然有協(xié)助發(fā)動機增力的作用，但也有它的缺點，其中最明顯的是，“滯后響應(yīng)”，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩，即使經(jīng)過改良后的反應(yīng)時間也要1.7秒，使發(fā)動機延遲增加或減少輸出功率。這對于要突然加速或超車的汽車而言，瞬間會有點

8、提不上勁的感覺。改進 但是渦輪增壓器畢竟是無本生利的事情，它是利用發(fā)動機的廢氣工作的，這些廢氣的能量如果不加以利用也會白白地浪費掉。因此，自從渦輪增壓器面世以來，人們就經(jīng)常對它進行技術(shù)改造，例如提高加工精度，盡量減少渦輪與渦輪室內(nèi)壁的間隙，以便提高廢氣能量利用率；采用新型材料陶瓷，利用陶瓷的耐熱高，剛度強，重量輕的優(yōu)點，可以將渦輪增壓器做得更加緊湊，體積更少，而且能減少渦輪的“滯后響應(yīng)”時間。3. 增壓中冷技術(shù)    柴油機轎車在歐洲比較普遍。經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用，現(xiàn)代汽車柴油機通過采用電控噴射、共軌、增壓中冷等技術(shù)手段，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大成果，達

9、到了汽油機的水平。“渦輪增壓器”和“柴油機新技術(shù)”兩文已經(jīng)分別介紹了柴油機的渦輪增壓器、電控噴射和共軌技術(shù)，這里再介紹柴油機的增壓中冷的知識。    增壓可使柴油機在排量不變，重量增加不大的情況下達到增加輸出功率的目的。與相同功率的非增壓柴油機相比，增壓柴油機不僅體積小，重量輕，功率大，而且還降低了單位功率的成本。因此，增壓技術(shù)不僅廣泛應(yīng)用在柴油機上，而且還推廣到汽油機，是改善內(nèi)燃發(fā)動機的重要技術(shù)手段。但是事物總有矛盾性，空氣壓力的提高就是空氣密度的提高，空氣密度的提高必然會使空氣溫度也同時增高，這如同給輪胎打氣時泵會發(fā)熱一樣。發(fā)動機渦輪增壓器的出風口溫度也會隨著

10、壓力增大而升高，溫度提高反過來會限制空氣密度的提高，要進一步提高空氣密度就要降低增壓空氣的溫度。據(jù)實驗顯示，在相同的空燃比條件下，增壓空氣溫度每下降10攝氏度，柴油機功率能提高3%5%，還能降低排放中的氮氧化合物（NOx），改善發(fā)動機的低速性能。因此，也就產(chǎn)生了中間冷卻技術(shù)。    柴油機中間冷卻技術(shù)的類型分兩種，一種是利用柴油機的循環(huán)冷卻水對中冷器進行冷卻，另一種是利用散熱器冷卻，也就是用外界空氣冷卻。當利用冷卻水冷卻時，需要添置一個獨立循環(huán)水的輔助系統(tǒng)才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，汽車柴油機大都采用空氣冷卻式中冷器。 &

11、#160;  空氣冷卻式中冷器利用管道將壓縮空氣通到一個散熱器中，利用風扇提供的冷卻空氣強行冷卻。空氣冷卻式中冷器可以安裝在發(fā)動機水箱的前面、旁邊或者另外安裝在一個獨立的位置上，它的波形鋁制散熱片和管道與發(fā)動機水箱結(jié)構(gòu)相似，熱傳導效率高，可將增壓空氣的溫度冷卻到50至60攝氏度。    中間冷卻技術(shù)不是一項簡單的技術(shù)，過熱無效果白費工夫，過冷在進氣管中形成冷凝水會弄巧成拙。因此要將中冷器和渦輪增壓器進行精確的匹配，使得壓縮空氣達到要求的冷卻溫度。4. 關(guān)于渦輪增壓技術(shù)：奧迪三種發(fā)動機您選誰緣起：渦輪增壓發(fā)動機備受青睞最近，渦輪增壓這個原本多用于柴油發(fā)動機

12、的技術(shù)忽然在國產(chǎn)中高檔轎車中熱了起來。先是奧迪A61.8T熱銷，而后又傳出上海帕薩特B5也將采用1.8T渦輪增壓發(fā)動機的消息。 增壓技術(shù)就是一種提高發(fā)動機的進氣能力的方法。 從原理上講，增壓并無神秘之處。它就是采用專門的壓氣機將氣體在進入氣缸前預(yù)先進行壓縮，提高進入氣缸的氣體密度，減小氣體的體積，這樣，在單位體積里，氣體的質(zhì)量就大大增加了，進氣量即可滿足燃料的燃燒需要，從而達到提高發(fā)動機功率的目的。 增壓過程中采用的壓氣機又叫做增壓器。 廢氣渦輪增壓是進氣增壓的一種方式。 發(fā)動機的增壓方法根據(jù)驅(qū)動增壓器所用能量來源的不同，基本上可以分為三類：第一類是機械增壓系統(tǒng)，增壓器由發(fā)動機曲軸通過齒輪（或

13、鏈條等）直接驅(qū)動。第二類是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，增壓器是由發(fā)動機工作時排出的廢氣帶動的。第三類是復(fù)合增壓系統(tǒng)，即在發(fā)動機上，既采用廢氣渦輪增壓器，又同時應(yīng)用機械驅(qū)動式增壓器。此外還有慣性增壓、氣波增壓等其他增壓方式。 應(yīng)用在汽車發(fā)動機上的主要是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。奧迪A61.8T采用的就是這種系統(tǒng)，“T”即代表渦輪增壓（Turbocharged）。 辨析：渦輪增壓的優(yōu)缺點渦輪增壓的最大優(yōu)點是可提高發(fā)動機的功率和扭矩。 渦輪增壓的優(yōu)點是顯而易見的，它可在不增加發(fā)動機排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高功率和扭矩。一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器的相比，可增加大約40%甚至更多。這意味著一臺

14、尺寸和重量相同的發(fā)動機經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說，一臺小排量的發(fā)動機經(jīng)增壓后，可以產(chǎn)生較大排量發(fā)動機相同的功率。另外，發(fā)動機在采用了增壓技術(shù)后，還能提高燃油經(jīng)濟性和降低尾氣排放。 汽油機采用渦輪增壓技術(shù)有一定難度。 凡事有利就有弊，渦輪增壓也不例外。發(fā)動機在采用廢氣渦輪增壓技術(shù)后，工作中產(chǎn)生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度將大幅度提高，從而使發(fā)動機的機械性能、潤滑性能都會受到影響。 為了保證增壓發(fā)動機在較高的機械負荷和熱負荷條件下，能可靠耐久地工作，必須在發(fā)動機主要熱力參數(shù)的選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料、工藝等方面作必要的改變，而不是簡單地在發(fā)動機上裝一個增壓器就行了。由于這個改變過程在實行中難度頗大

15、，而且還要考慮增壓器與發(fā)動機的匹配問題，因此在一定程度上也限制了廢氣渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動機上的應(yīng)用。相對來說，廢氣渦輪增壓器與柴油機配合運行時，渦輪機允許工作的范圍較廣，高效率范圍也較寬，在配合運行中產(chǎn)生的問題較少，所以廢氣渦輪增壓技術(shù)在柴油機應(yīng)用的比較多。而對于汽油機在增壓后，提高了缸內(nèi)混合氣壓縮和燃燒氣體的溫度和壓力，提高了燃燒室受熱零件的熱負荷，很容易產(chǎn)生爆震。這也就是至今為止，增壓技術(shù)在汽油機上得不到廣泛應(yīng)用的主要原因。 奧迪A61.8T的發(fā)動機在其動力輸出上就充分體現(xiàn)了廢氣渦輪增壓技術(shù)的優(yōu)勢。由其功率扭矩曲線圖可以看出，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，其功率逐漸增大，在5700轉(zhuǎn)/分鐘時達到最大

16、值110千瓦。這與未裝增壓器的1.8升發(fā)動機相比，最大功率提高了大約20%。觀察其扭矩變化，在低轉(zhuǎn)速時（1750轉(zhuǎn)/分鐘以下）發(fā)動機具有良好的扭矩特性。在1750轉(zhuǎn)/分鐘時，發(fā)動機輸出最大扭矩210N.m，并在17505700轉(zhuǎn)/分鐘之間一直保持這個最大扭矩，這一點與未裝增壓器的發(fā)動機有所不同。與奧迪A61.8相比，安裝增壓器后，其最大扭矩增加了25%。 總之，渦輪增壓是一項很有前途的技術(shù)，其發(fā)展前景一片光明。5. 無觸點電子點火裝置汽車汽油發(fā)動機起動時以及整個工作過程中，為了持續(xù)運轉(zhuǎn)作功，必須將各個氣缸中被壓縮的可燃混合氣點燃，驅(qū)動汽車行駛。這種將發(fā)動機氣缸內(nèi)混合氣點燃的工作，稱為點火。傳統(tǒng)

17、的點火裝置主要由分電器，點火線圈，高壓線和火花塞等部件組成，其中分電器和點火線圈是產(chǎn)生1.5-3萬伏互感高壓電的關(guān)鍵部件。分電器通過本身的凸輪棱角來控制白金觸點的開閉，切斷或接通低壓電流使點火線圈鐵芯磁通量產(chǎn)生從零到飽和的突變，于是在點火線圈內(nèi)產(chǎn)生互感的高壓電，再加上電場能量的釋放，使電火花具有足夠的能量和高電壓，及時點燃缸內(nèi)混合氣?，F(xiàn)代轎車的汽油發(fā)動機每分鐘轉(zhuǎn)速最高可達6千多轉(zhuǎn)，瞬間點火時間極短，傳統(tǒng)點火裝置已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)動機的點火要求。因此，目前許多型號的轎車用無觸點電子點火裝置代替了傳統(tǒng)的白金觸點點火裝置。初期的無觸點電子點火裝置主要有晶體管無觸點點火和磁感應(yīng)無觸點點火兩種型式，前一

18、種以晶體管代替分電器白金觸點，后一種是以永磁式信號發(fā)生器代替分電器白金觸點。使用比較廣泛的是磁感應(yīng)無觸點點火裝置，這種裝置主要部件與傳統(tǒng)點火裝置基本一樣。磁感應(yīng)分電器內(nèi)無觸點，僅裝了一個點火信號發(fā)生器，通過發(fā)生器內(nèi)感應(yīng)線圈的磁通變化而產(chǎn)生交變電動勢，輸入電子控制器控制的點火線圈產(chǎn)生高壓電實現(xiàn)點火。使用上述無觸點電子點火裝置仍然要使用機械式的離心提前裝置和真空提前裝置，無法保證發(fā)動機在整個運行過程中始終處于最佳的點火提前角狀態(tài)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，一種由微處理機控制的點火裝置也就應(yīng)運而生了。微處理機控制的點火裝置主要由微電腦，各種傳感器和點火執(zhí)行器6. 缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機這是近幾年脫穎而出的新

19、型發(fā)動機，它的問世并引起行內(nèi)人士的高度重視。原理缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機與一般汽油發(fā)動機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置，目前一般汽油發(fā)動機上所用的汽油電控噴射系統(tǒng)，是將汽油噴入進氣歧管或進氣管道上，與空氣混合成混合氣后再通過進氣門進入氣缸燃燒室內(nèi)被點燃作功；而缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機顧名思義是在氣缸內(nèi)噴注汽油，它將噴油嘴安裝在燃燒室內(nèi)，將汽油直接噴注在氣缸燃燒室內(nèi)，空氣則通過進氣門進入燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃作功，這種形式與直噴式柴油機相似，因此有人認為缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機是將柴油機的形式移植到汽油機上的一種創(chuàng)舉。優(yōu)點缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機的優(yōu)點是油耗量低，升功率大?；旌媳冗_到40:1（一般汽油發(fā)動

20、機的混合比是15:1），也就是人們所說的“稀燃”。機內(nèi)的活塞頂部一半是球形，另一半是壁面，空氣從氣門沖進來后在活塞的壓縮下形成一股渦流運動，當壓縮行程行將結(jié)束時，在燃燒室頂部的噴油嘴開始噴油，汽油與空氣在渦流運動的作用下形成混合氣，這種急速旋轉(zhuǎn)的混合氣是分層次的，越接近火花塞越濃，易于點火作功。由于缸內(nèi)噴注壓縮比達到12，與同體積的一般發(fā)動機相比功率與扭矩都提高了10。歷史缸內(nèi)噴注式汽油發(fā)動機是由日本三菱汽車公司創(chuàng)制的，這種稱為1.8升頂置雙凸輪軸16氣門4G7. 催化式排氣凈化器汽車排放的廢氣主要由一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)和氮氧化合物(NOX)等組成，它們在空氣中積累到一定程度后

21、在太陽光線的作用下，氮氣化合物和碳氫化合物會起反應(yīng)，生成含有二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的光化學煙霧，這兩種物質(zhì)均難溶于水，被吸入人體會長驅(qū)直入到肺部，濃度大時可引起中毒性水腫，進入血液可形成變性血紅蛋白，使組織缺氧，對人們健康危害極大。1955年美國洛杉磯市曾被光化學煙霧籠罩幾天，幾千人受害，三百人死亡。另外，氫氧化合物進入大氣后會形成酸雨，危害生態(tài)環(huán)境。所以，隨著汽車數(shù)量不斷增加，世界各國日益重視汽車廢氣的排放問題。從70年代以來，歐美各國針對汽車排放問題相繼制定了法律條例，控制汽車廢氣排放。這種政府行為促進了汽車排氣凈化裝置的發(fā)展和應(yīng)用，一種比較簡便和有效的催化式排氣凈化器也就應(yīng)運而

22、生了。 催化式排氣凈化器的關(guān)鍵在于“催化”，也就是利用催化劑對汽車的廢氣進行凈化，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。早在70年代中期，美國已經(jīng)實行了這種方法，以后被各國汽車業(yè)廣泛使用，到目前為止仍是最有效的凈化方法。催化式排氣凈化器有氧化型、雙床型、三元型等多種型式，其中最常用的是三元型催化式凈化器。歐共體規(guī)定從1993年1月開始，在歐共體各國出售的汽油發(fā)動機新車一律要配置三元型催化式凈化器。三元型催化式凈化器的外形象一個排氣消聲器，實際上也起到消聲器的作用。殼體用耐高溫的不銹鋼制成，內(nèi)部的蜂巢式通道上涂有催化劑，催化劑的成份有鉑、鈀和銠等稀土金屬，當汽車廢氣通過凈化器的通道時，一氧化碳和碳氫

23、化合物就會在催化劑鉑與鈀的作用下，與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生無害的水和二氧化碳，而氮氧化合物則在催化劑銠的作用下被還原為無害的氧和氮。所謂三元型催化式凈化器是指汽車廢氣只要通過凈化器本身，就可同時將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的一種高效率凈化器。為了充分發(fā)揮三元催化劑的效率，必須要將汽車發(fā)動機的空燃比(充入氣缸的空氣量與進入氣缸燃油量的重量比值)要接近理論上的比值，其空燃比只能在很小的范圍內(nèi)變動，否則就不能同時對廢氣中的三種有害物質(zhì)進行凈化。所以，三元型催化式凈化器要與車上的電子計算機控制系統(tǒng)連在一起使用，用氧傳感器檢測排氣中的氧濃度，將信息反饋到計算機，再由計算機去控制空燃比。三元型

24、催化式排氣凈化器是安裝在汽車發(fā)動機的排氣裝置上，其凈化效率十分高，可以凈化90%以上的有害物質(zhì)，是現(xiàn)代轎車上一種新的裝置。當然，催化式排氣凈化器也不是全能的，它只能適用于無鉛汽油做燃料的汽車，因為使用含鉛汽油，廢氣中的鉛就會復(fù)蓋住催化劑，使凈化器停止工作而不起任何作用，俗稱“中毒”。因此，汽車使用三元型催化式排氣凈化器的前提條件有二個：一是要用無鉛汽油，二是發(fā)動機要使用電控燃油噴射裝置，這樣，三元型催化式排氣凈化器才能起到凈化效果。而且，三元型催化式排氣凈化器的技術(shù)較高，蜂巢式通道上的催化劑涂層如果展開的話，足有兩個足球場面積那么大，制造工藝相當嚴格，但由于有良好的廢氣轉(zhuǎn)化效果，因此得到廣泛的

25、應(yīng)用。最近，北京執(zhí)行了新的輕型汽車排放標準，上海及其它一些大城市也將會公布類此汽車排放標準，三元型催化式排氣凈化器在中國將會被大量使用。7汽油機上的渦輪增壓器以前渦輪增壓器大都用在柴油發(fā)動機上，現(xiàn)在一些汽油發(fā)動機也采用渦輪增壓器。因為汽油和柴油的燃燒方式不一樣，因此發(fā)動機采用渦輪增壓器的形式也有所區(qū)別?！皽u輪增壓器之二”一文已經(jīng)略提過，這里再闡述一下汽油機渦輪增壓器。汽油發(fā)動機不同于柴油發(fā)動機，它進入氣缸的不是空氣，而是汽油與空氣的混合氣，壓力過大容易爆燃。因此，安裝渦輪增壓器必須要解決爆燃問題，這里涉及兩個相關(guān)問題，一個是高溫控制，另一個是點火時間控制。因為強制增壓后，汽油機壓縮和燃燒時的溫

26、度和壓力都會增加，使爆燃傾向增大；另外，汽油機排氣溫度比柴油機高，而且不宜采用增大氣門重疊角（進、氣排門同時開啟的時間）的方式來加強排氣的降溫，降低壓縮比又會造成燃燒不充分；還有汽油機的轉(zhuǎn)速比柴油機高，空氣流量變化大，很容易造成渦輪增壓器反應(yīng)滯后。因此，針對汽油機使用渦輪增壓器可能出現(xiàn)的一系列問題要一一做改進，才能使汽油機也用上廢氣渦輪增壓器。中冷器的作用渦輪增壓器吸進的空氣經(jīng)壓縮溫度會增高，空氣在流動過程中與進氣管壁摩擦還會進一步升溫，這樣不僅影響充氣效率，還容易產(chǎn)生爆燃。因此要裝置降低進氣溫度的設(shè)備，這就是中間冷卻器。它安裝在渦輪增壓器出口與進氣管之間，對進入氣缸的空氣進行冷卻。中間冷卻器

27、就象散熱器，用風冷卻或者水冷卻，空氣的熱量通過它而逸散到大氣中去。據(jù)測試，性能良好的中間冷卻器不但可以使發(fā)動機壓縮比能保持一定比值而不會產(chǎn)生爆燃，同時降低了溫度也可提高進氣壓力，進一步提高發(fā)動機的有效功率。葉輪的作用由于汽油發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍寬，空氣流量變化大，因此渦輪增壓器的壓縮葉輪外形是復(fù)雜的三元曲面超薄壁葉輪片，一般有1230片葉，呈放射線狀曲線排列，葉片厚度只有0.5毫米以下，采用鋁材用特殊鑄造法制作。葉片形狀的優(yōu)劣直接影響到到渦輪增壓發(fā)動機的性能。因為葉輪形狀角度越合理，質(zhì)量越輕，葉輪的啟動就越靈敏，渦輪增壓器的天生缺陷“反應(yīng)滯后”也就越小。爆燃傳感器的作用除了降低溫度來減少爆燃的可能外

28、，還要采用爆燃傳感器，它的作用就是在產(chǎn)生爆燃之時，傳感器感到不正常的振動會立即將信息反饋至發(fā)動機ECU（電子控制單元）控制系統(tǒng)，將點火定時稍推遲一點，如果不產(chǎn)生爆燃再恢復(fù)正常點火定時?？偟膩碚f，由于轎車汽油機的轉(zhuǎn)速比柴油機高，空氣流速快而且變化范圍大，因此它的渦輪增壓器有更高的要求?，F(xiàn)代轎車發(fā)動機已普遍采用電子噴射系統(tǒng)，在電子控制技術(shù)及新材料的配合下，渦輪增壓器在汽油機上的應(yīng)用也會日益普遍。8現(xiàn)代柴油機柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機具有基本相同的結(jié)構(gòu)，都有氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門、曲柄、曲軸、凸輪軸、飛輪等。但前者用壓燃柴油作功，后者用點燃汽油作功，一個“壓燃”一個“點燃”，就是兩者的根本區(qū)別點。汽

29、油機的燃料是在進氣行程中與空氣混合后進入氣缸，然后被火花塞點燃作功；柴油機的燃料則是在壓縮行程接近終了時直接噴注入氣缸，在壓縮空氣中被壓燃作功。這個區(qū)別造成了柴油機在燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有其自己的特點。柴油機的燃料噴射系統(tǒng)是由噴油泵、噴油器、高壓油管及一些附屬輔助件組成。柴油機燃料輸送的簡單過程是：輸油泵將柴油送到濾清器，過濾后進入噴油泵（為了保證充足的燃料并保持一定的壓力，要求輸油泵的供油量比噴油泵的需要量要大得多，多余的柴油就經(jīng)低壓管回到油箱，其它部分柴油被噴油泵壓縮至高壓）經(jīng)過高壓油管進入噴油器直接噴入氣缸燃燒室中壓燃。（示意圖是柴油機燃料供給系統(tǒng)，紅色管路是高壓輸油管、褐色管路是低壓輸油

30、管、紫色是回油管） 為了柴油機能在怠速穩(wěn)定工作和限制柴油機超速，在噴油泵上還帶有調(diào)速器。噴油泵是柴油機燃料供給系統(tǒng)中最精密的部件，它的作用就是根據(jù)柴油機工況的變化調(diào)節(jié)柴油量，并提高柴油壓力，按規(guī)定的時間與規(guī)律將柴油供給噴油器。與汽油機比較，柴油機具有轉(zhuǎn)速慢，扭矩大，油耗低、負荷高及重量大，多用在大中型汽車上。1976年德國大眾汽車公司開發(fā)出第一臺高速小型化柴油機，使轎車應(yīng)用柴油機進入實用化，現(xiàn)在西歐約有30%的轎車和90%的商務(wù)車采用柴油機。目前轎車柴油機采用每缸4氣門,電控噴射系統(tǒng)，使柴油機排放達到歐洲號標準。這里要提一下的是，在柴油機上應(yīng)用電控技術(shù)比汽油機困難得多。因為柴油機是高壓噴射，對

31、于直噴式柴油機的高壓油管，其噴射壓力一般高達30100MPa，而汽油機上的噴射壓力只需0.3MPa，起碼相差100倍，因此汽油機噴射量的控制只需通過電磁閥就可以控制，而象柴油機這樣的高壓噴射狀態(tài)用電磁閥控制是難以辦到的，所以現(xiàn)有的柴油機電控燃油系統(tǒng)還要加裝一個電子控制的執(zhí)行器來達到控制的目的。(9高速發(fā)動機上的液力挺桿在技術(shù)漫談欄目“多氣門式”和“可變氣門驅(qū)動機構(gòu)”等文章中，都簡單介紹了發(fā)動機的氣門機構(gòu)。為了保證氣門關(guān)閉嚴密，在氣門桿端與氣門驅(qū)動件（搖臂、挺桿或凸輪）之間留有適當?shù)拈g隙，稱為氣門間隙。氣門間隙在熱車時比較小，在冷車時比較大，這是因為發(fā)動機運行時，氣門桿因溫度升高而膨脹伸長，導致

32、間隙縮小。若氣門間隙調(diào)整不當就會使發(fā)動機運行不正常，過大會影響氣門的開啟量，氣門升程減少引起進氣不足，排氣不徹底；過小會引起氣門關(guān)閉不嚴引起漏氣，造成動力下降。為了避免氣門間隙調(diào)整不當引起的麻煩，一般高速發(fā)動機上都使用可自行調(diào)整氣門間隙的液力挺桿。挺桿的一端與凸輪接觸，另一端與氣門接觸，它的作用是將凸輪的推力傳給氣門。舊式發(fā)動機上的挺桿一端裝有調(diào)整螺釘和鎖緊螺母，用于調(diào)整氣門間隙，而液力挺桿省略了調(diào)整螺釘和鎖緊螺母，用液力調(diào)節(jié)代替了這些剛性零件的作用。液力挺桿時刻與凸輪軸接觸，無間隙運行。挺桿內(nèi)部則運用液力來達到間隙調(diào)節(jié)的作用。液力挺桿主要由柱塞、單向閥和單向閥彈簧等組成，利用單向閥的作用儲存

33、或釋放機油，通過改變挺桿體腔內(nèi)的機油壓力就可以改變液力挺桿的工作長度，從而起到自動調(diào)整氣門間隙的作用。發(fā)動機工作時，當氣門關(guān)閉，機油經(jīng)挺桿體和柱塞的孔道進入柱塞腔，推開單向閥直入挺桿體腔，柱塞便在挺桿體腔的油壓及彈簧的作用下上升，壓緊氣門推桿。此時柱塞的上升力不足以克服氣門彈簧的張力，氣門不會被打開而僅是消除了整個氣門機構(gòu)中的間隙。此時挺桿體腔已充滿油，單向閥在油壓及彈簧的作用下關(guān)閉，切斷了油路。當凸輪轉(zhuǎn)到工作面時挺桿上升，氣門彈簧張力通過氣門推桿作用在柱塞上，但此時單向閥巳關(guān)閉使油液無法溢出，而油液具有的不可壓縮性使得挺桿象一個整體一樣推動著氣門開啟。在此過程中，由于挺桿體腔油壓很高，有少許

34、油液通過挺桿體與柱塞的間隙處泄漏出去而使挺桿工作長度“縮短”。當凸輪轉(zhuǎn)過工作面時挺桿下降，氣門關(guān)閉，挺桿體腔內(nèi)的油壓也隨之下降，于是主油道的機油又再次推開單向閥注入挺桿體腔內(nèi)，補充油液，重復(fù)循環(huán)以上動作。通過挺桿體腔內(nèi)的油液泄漏及補充，不斷自動調(diào)節(jié)挺桿的工作長度，從而保持氣門工作正常而整個機構(gòu)又沒有間隙存在，減少了零件之間的沖擊和噪聲，消除了舊款發(fā)動機氣門間隙的弊病。同時，采用液力挺桿可以將凸輪軸輪廓做得更徒一點，令氣門開啟與關(guān)閉得更快，更加符合現(xiàn)代高速發(fā)動機的要求。10氣門可變驅(qū)動機構(gòu)發(fā)動機的進氣門和排氣門的開啟開始與關(guān)閉終止的時刻，通常以曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位。由于發(fā)動機工作時的轉(zhuǎn)速

35、很高，四沖程發(fā)動機的一個工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時間往往會引起發(fā)動機進氣不足，排氣不凈，造成功率下降。因此，設(shè)計師為了解決這一個問題，一般發(fā)動機都采用延長進，排氣門的開啟時間，增大氣體的進出容量以改善進，排氣門的工作狀態(tài)，藉以提高發(fā)動機的性能。十分明顯，這種延長氣門開啟時間的做法，必然會出現(xiàn)一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“重疊階段”，可能會造成廢氣倒流。這種現(xiàn)象在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速僅1000轉(zhuǎn)以下的怠速時候最明顯（怠速工作下的“重疊階段”時間是中等速度工作條件下的7倍）。這容易造成怠速工作不暢順，振動過大，功率下降等現(xiàn)象。尤其是采用四氣門的發(fā)動機，由于“簾區(qū)”值大，“重疊

36、階段”更容易造成怠速運轉(zhuǎn)不暢順的現(xiàn)象。設(shè)計師為了消除這一缺陷，就以“變”對“變”，采用了“可變式”的氣門驅(qū)動機構(gòu)?？勺兪綒忾T驅(qū)動機構(gòu)就是在發(fā)動機急速工作時減少氣門行程，縮少“簾區(qū)值”，而在發(fā)動機高速工作時增大氣門行程，擴大“簾區(qū)值”，改變“重疊階段”的時間，使發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時能提供強大的馬力，在低轉(zhuǎn)速時又能產(chǎn)生足夠的扭力。從而改善了發(fā)動機的工作性能。現(xiàn)代轎車發(fā)動機上的氣門可變驅(qū)動機構(gòu)能根據(jù)轎車的運行狀況，隨時改變配氣相位，改變氣門升程和氣門開啟的持續(xù)時間，它們的凸輪軸，凸輪軸上的凸輪和氣門挺桿等元件是可以變動的。發(fā)動機上的氣門可變驅(qū)動機構(gòu)可以通過兩種形式實現(xiàn)，一種是凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)，就是通

37、過凸輪軸或者凸輪的變換來改變配氣相位和氣門升程；另一種是氣門挺桿可變系統(tǒng)，工作時凸輪軸和凸輪不變動，氣門挺桿，搖臂或拉桿靠機械力或者液壓力的作用而改變，從而改變配氣相位和氣門升程。氣缸、氣門、功率 發(fā)動機基本參數(shù)詳解 許多讀者朋友來信說，對有關(guān)發(fā)動機的參數(shù)有的不是很明白，在閱讀專業(yè)報刊或購車時，對這些專業(yè)術(shù)語更是茫然，在這里向大家簡要介紹一下：汽車發(fā)動機的基本參數(shù)包括發(fā)動機缸數(shù)，氣缸的排列形式，氣門，排量，最高輸出功率，最大扭矩。 缸數(shù)：汽車發(fā)動機常用缸數(shù)有3、4、5、6、8缸。排量1升以下的發(fā)動機常用3缸，12.5升一般為4缸發(fā)動機，3升左右的發(fā)動機一般為6缸，4升左右為8缸，5.5升以上用

38、12缸發(fā)動機。一般來說，在同等缸徑下，缸數(shù)越多，排量越大，功率越高；在同等排量下，缸數(shù)越多，缸徑越小，轉(zhuǎn)速可以提高，從而獲得較大的提升功率。 氣缸的排列形式：一般5缸以下的發(fā)動機的氣缸多采用直列方式排列，少數(shù)6缸發(fā)動機也有直列方式的。直列發(fā)動機的氣缸體成一字排開，缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用比較廣泛，缺點是功率較低。直列6缸的動平衡較好，振動相對較小。大多6到12缸發(fā)動機采用V形排列，V形即氣缸分四列錯開角度布置，形體緊湊，V形發(fā)動機長度和高度尺寸小，布置起來非常方便。V8發(fā)動機結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造成本很高，所以使用的較少，V12發(fā)動機過大過重

39、，只有極個別的高級轎車采用。 氣門數(shù)：國產(chǎn)發(fā)動機大多采用每缸2氣門，即一個進氣門，一個排氣門；國外轎車發(fā)動機普遍采用每缸4氣門結(jié)構(gòu)，即2個進氣門，2個排氣門，提高了進、排氣的效率；國外有的公司開始采用每缸5氣門結(jié)構(gòu)，即3個進氣門，2個排氣門，主要作用是加大進氣量，使燃燒更加徹底。氣門數(shù)量并不是越多越好，5氣門確實可以提高進氣效率，但是結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，加工困難，采用較少，國內(nèi)生產(chǎn)的新捷達王就采用五氣門發(fā)動機。 排氣量：氣缸工作容積是指活塞從上止點到下止點所掃過的氣體容積，又稱為單缸排量，它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動機排量是各缸工作容積的總和，一般用于(L)來表示。發(fā)動機排量是最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一，

40、它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動機的大小，發(fā)動機的許多指標都同排氣量密切相關(guān)。 最高輸出功率：最高輸出功率一般用馬(PS)或千瓦(KW)來表示。發(fā)動機的輸出功率同轉(zhuǎn)速關(guān)系很大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，發(fā)動機的功率也相應(yīng)提高，但是到了一定的轉(zhuǎn)速以后，功率反而呈下降趨勢。一般在汽車使用說明中最高輸出功率同時每分鐘轉(zhuǎn)速來表示(rmin)，如100PS5000rmin，即在每分鐘5000轉(zhuǎn)時最高輸出功率100馬力。 最大扭矩：發(fā)動機從曲軸端輸出的力矩，扭矩的表示方法是N.mrmin，最大扭矩一般出現(xiàn)在發(fā)動機的中、低轉(zhuǎn)速的范圍，隨著轉(zhuǎn)速的提高，扭矩反而會下降。當然，在選擇的同時要權(quán)衡一下怎樣合理使用、不浪費現(xiàn)有功能。比如，北京冬夏都有必要開空調(diào)，在選擇發(fā)動機功率時就要考慮到不