眾所周知,一臺汽車最核心的部分就是發(fā)動機!
發(fā)動機決定了汽車的性能,是汽車科技含量最集中的表現(xiàn)。
這就意味著它的理論比較艱深晦澀,對我們了解汽車造成了一定影響。在這里,我就從簡要的角度,談談現(xiàn)代汽車發(fā)動機技術的發(fā)展狀況,希望對大家了解汽車知識有所幫助。
回顧發(fā)動機產生和發(fā)展的歷史,它經歷了外燃機和內燃機兩個發(fā)展階段。外燃機就是指燃料在發(fā)動機的外部燃燒,與之相應的,內燃機的燃料在內部燃燒,我們常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機,本文中,我們講述的是汽油機。
發(fā)動機發(fā)展到現(xiàn)代,其中蘊涵的技術內容已經非常豐富了。其分類方法也較多,在這里我們主要是按照排氣方式分類方法講述,因為在發(fā)動機排量一定的情況下,若想提高發(fā)動機的輸出功率,除了多提供燃料燃燒,就是提供更多的空氣。因此怎么解決排氣的問題,變成了發(fā)動機技術的一大要務。下面我就按排氣形式的不同和出現(xiàn)時間的順序,列舉幾種常見的發(fā)動機形式:
1.機械增壓
增壓技術是通過采用專門的壓氣機預先對進入氣缸的氣體進行壓縮,提高進入氣缸的氣體密度,增大進氣量,更好地滿足燃料的燃燒需要,從而達到提高發(fā)動機功率的目的。上世紀60年代以前,當時發(fā)動機的主流增加技術是機械增壓,早在20年代的賽車上就使用了該項技術來提高動力輸出。傳統(tǒng)機械增壓的特點是中低轉速時對發(fā)動機的動力輸出有明顯改善,響應性好(完全沒有遲滯)。但是它本身需要消耗一部分能量,因此不能產生特別強大的動力,尤其是在高轉速時--它會產生大量的摩擦,損失能量,從而影響到發(fā)動機轉速的提高。
這種發(fā)動機可以在任何時候輸出源源不斷的扭力,大大減小換檔頻率。所以,機械增壓發(fā)動機非常適合匹配在又大又重的豪華房車上,而講求高速性能的跑車就很不適合了。因為在摩擦的作用下,機械增壓容易產生一種特有的噪音。追求舒適的豪華房車要想采用它,就必須采用各種手段來減少這種噪音。
簡而言之,機械增壓發(fā)動機的優(yōu)缺點歸納如下:
缺點:高轉速時會產生大量的摩擦,從而影響到轉速的提高,并且噪音大。
優(yōu)點:可以在任何時候都能輸出源源不斷的扭力。
2. 渦輪增壓
上世紀60年代以后,機械增壓準漸被廢氣渦輪增壓(簡稱渦輪增壓)技術所替代。
渦輪增壓的優(yōu)點是顯而易見的,在不增加發(fā)動機排量的基礎上,可大幅度提高功率和扭矩,其輸出的最大功率大約可增加40%,如1.8T車大約與2.3升排量的車動力相當,另外還能提高燃油經濟性和降低尾氣排放。
不過,發(fā)動機在采用廢氣渦輪增壓技術后,工作中產生的最高爆發(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。這是渦輪增壓發(fā)動機一個較大的局限性。
優(yōu)點:在不增加發(fā)動機排量的基礎上,可大幅度提高功率和扭矩。
缺點:渦輪工作有遲滯現(xiàn)象,并且維修保養(yǎng)費用非常高。
代表車型:寶來1.8T 速騰 1.8T 途安1.8T 帕薩特1.8T 奧迪A6 1.8T
3.汽油直噴
FSI(Fuel Stratified Injection)意指汽油分層噴射,是目前比較流行的,繼渦輪增壓技術后又一新發(fā)展方向。
FSI發(fā)動機利用一個高壓泵,使汽油通過一個分流軌道(共軌)到達電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點是在進氣道中已經產生可變渦流,使進氣流形成最佳的渦流形態(tài)進入燃燒室內,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。如果稀燃技術的混合比達到25:1以上,按照常規(guī)是無法點燃的,因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內空氣的運動在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣,混合比達到12:1左右,外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃后,燃燒迅速波及外層。
FSI特點是:能夠降低泵吸損失,在低負荷時確保低油耗,但需要增加特殊催化轉換器以有效凈化處理排放氣體。
優(yōu)點:在大幅提高了燃油的經濟效率的同時增加發(fā)動機的功率。
缺點:對油品的要求十分苛刻。
代表車型:奧迪A4 1.8T/2.0T 、A6 2.0T
4. VVT(可變正時氣門技術)
發(fā)動機可變氣門正時技術( Variable Valve Timing,縮寫為VVT)也是當下熱門的發(fā)動機技術之一,它通過對氣門的控制進行進排氣的配氣,近些年被越來越多地應用于現(xiàn)代轎車上。
氣門是由引擎的曲軸通過凸輪軸帶動的,氣門的配氣正時取決于凸輪軸的轉角。在普通的引擎上,進氣門和但是氣門的開閉時間是固定不變的,這種不變的正時很難兼顧到引擎不同轉速的工作需求,VVT 就能解決這一矛盾。簡單地說,就是改變進氣門或排氣門的打開與關閉的時間,可以提高進氣充量,使充量系數(shù)增加,發(fā)動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。
目前的氣門可變正時系統(tǒng)調節(jié)方式有兩種:一種是通過調節(jié)氣門的開閉時間從而達到調整"呼吸"量的效果;另一種是通過調整氣門行程改變單位時間的進氣流量。前者以豐田VVT-i發(fā)動機為代表,后者以本田i-VTEC發(fā)動機為代表。但是由于多搖臂和凸輪組機構的介入使得i-VTEC發(fā)動機的配氣系統(tǒng)相對復雜,運轉噪音大,維修使用的成本也大幅增加。
優(yōu)點:經濟節(jié)油
缺點:不能連續(xù)改變氣門開啟的時間,構造復雜、使用和維修成本偏高
代表車型:豐田凱美瑞 本田雅閣 本田CR-V 豐田花冠 馬自達6 新歐藍德 寶馬325
5. D-VVT(進排氣雙連續(xù)可變氣門正時)
D-VVT發(fā)動機是VVT的延續(xù)和發(fā)展,它解決了VVT發(fā)動機未能克服的技術難題。
DYYT即進排氣雙連續(xù)可變氣門正時(Dual Variable Valve Timing),它可以說是目前氣門可變正時系統(tǒng)技術中最高級的形式。
D-VVT發(fā)動機采用的是與VVT發(fā)動機類似的原理,利用一套相對簡單的液壓凸輪系統(tǒng)實現(xiàn)功能。不同的是,VVT的發(fā)動機只能對進氣門進行調節(jié),而D-VVT發(fā)動機可實現(xiàn)對進排氣門同時調節(jié),具有低轉數(shù)大扭矩、高轉數(shù)高功率的優(yōu)異特性,技術上處于領先地位。通俗點講,就像人的呼吸,能夠根據(jù)需要有節(jié)奏地控制"呼"和"吸",當然比僅僅能控制"吸"擁有更高的性能。
例如君越的Ecotec?D-VVT2.4L發(fā)動機的最大輸出功率為125kw(168馬力)/6400rpm;最大輸出扭矩為225Nm/4800rpm ,在2400rpm的低轉數(shù)區(qū)域即可擁有90%的峰值扭矩,大大改進了日常行駛的動力表現(xiàn),增強了引擎響應性,節(jié)省了燃油。數(shù)據(jù)表明,2.4L君越的百公里綜合油耗僅為9.6,在高動力、低油耗和低排放之間達到了一個理想的平衡。怪不得令君越Ecotec?D-VVT2.4L發(fā)動機在06年榮膺國際"雙十佳"發(fā)動機稱號?梢奃VVT發(fā)動機的卓越表現(xiàn)。
缺點:動力輸出表現(xiàn)不夠突出。
優(yōu)點:出色的靜音科技、高動力性、省油節(jié)能,堪稱同級車中最具競爭力的發(fā)動機。
代表車型:上海通用別克君越
好了,這次我先談這么多,希望大家在看了之后,能夠對目前市場上常見的汽車發(fā)動機稍微有些概念,在購車的時候做到能各取所需,相中最適合自己的汽車!
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