汽车发动机新技术

2 电子节气门
2.1 电子节气门的结构

电子节气门一般由节气门位置传感器、节气门执行器、节气门 控制ECU、加速踏板位置传感器等组成。
节气门执行器
节气门控制ECU 节气门位置传感器 加速踏板位置传感器 转速传感器 节气门 车速传感器
发动机
2.2 电子节气门的工作原理

加速踏板位置传感器将驾驶员需要加速或减速的信息传递给节 气门控制ECU，ECU 根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门位 置，发出控制信号给节气门执行器，由节气门执行器将节气门开度 控制在计算出的最佳节气门位置。ECU 通过与其它电子控制单元进 行通讯，并根据得到的节气门位置传感器、发动机转速传感器、车 速传感器等送来的信号对节气门的最佳位置进行不断的修正，使节 气门的开度达到理想的位置。
可变进气系统的分类：
（1）多气门分别投入工作； 方案： 第一，通过凸轮或摇臂控制气门在设定的工况下开或关； 第二，在进气道上设置旋转阀门，根据设定工况打开或关闭该气门 的进气通道，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。 （2）可变进气道系统； ① 双脉冲进气系统。
②四气门二阶段进气系统。
③三阶段进气系统。
W型发动机：（德国大众专属发动机技术）
1. 定义：将 V 型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开 （如帕萨特 W8的小角度为 15度），就成了W 型发动机。或 者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大 V形。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。 2. W 型发动机分类： W16和W18。 现有四种 W 型发动机： W8 、 W12 、
水平对置发动机：
1.定义：将V型发动机的夹角继续扩大到 180度，让相邻气 缸相互对立设置，即为水平对置发动机。
2.代表符号：水平对置发动机可简称为B型发动机或H型发 动机，如B6、B4，分别代表水平对置6缸和4缸发动机。
3.优、缺点：
优点：①低重心产生的横向震动容易被支架吸收、有 效将全车较重的发动机重心降低，更容易达到整体平衡。 ②低振动：活塞运动的平衡良好（ 180 度左右抵消）。相 比直列式，在曲轴方面所需的平衡配重因素减少，有助转 速提升。它能保持 650 转的低转速，并保证发动机平稳的 工作。同样相比其它发动机型式油耗最低。发动机的运转 平顺性比 V 型发动机更好，运行时的功率损耗也是最小。 增强汽车的行驶稳定性：由于相邻两个气缸水平对置，水 平对置发动机可以很简单地相互抵消振动，使发动机运转 更平稳。
VTEC工作原理
当发动机在中低速工作时， 控制系统使主、副摇臂与中间摇 臂分离，利用两侧的低速凸轮A、 B 驱动主、副摇臂，压动气门开 启。中间摇臂在弹簧的作用下与 中间凸轮（高速凸轮）一起转动， 但此时由于没有油压作用于同步 活塞，所以中间摇臂与气门的开 闭无关。 当发动机高速运转时，控制 系统使摇臂内部的液压活塞沿箭 头方向移动。此时主、副及中间 摇臂在同步活塞的作用下连成一 体，均由中间凸轮（高速凸轮C） 来驱动，从而获得高功率所需的 配气正时和气门升程。

转子发动机的排量通常用单位工作室容积（工作室最大 容积和最小容积之间的差值）和转子的数量来表示。
4 转子发动机的应用

马自达RX8跑车


直列发动机（L）：
1. 定义：将所有气缸排成一排，称为直列发动机。 2．代表符号：“直列”可用L代表，后面加上汽缸数就 是发动机代号，现代汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发 动机。

根据发动机 ECU 的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图（a ）所 示时，机油压力施加在活塞的左侧，使得活塞向右移动。由于活塞 上的旋转花键的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一 角度。 当凸轮轴正时控制阀位于图（ b）位置时，活塞向左移动，并 向延迟的方向旋转。进而，凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞 两侧的压力平衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。

FSI发动机的工作原理基于分层进气原理。FSI发动机采用类 似于柴油机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的油压，将 汽油输送到位于气缸内的电磁喷油器。喷油器将喷射时间控制 在千分之一秒内，将燃料在最合适的时刻喷入气缸，通过燃烧 室的特殊形状，使气体产生较强的涡流，在火花塞周围的混合 气较浓，其它区域混合气相对较稀，保证了可靠点火的情况下 实现混合气的稀薄燃烧。
汽车发动机的新技术
主要内容

1可变配气相位与气门升程 2 电子节气门 3 缸内汽油直喷发动机 4 复合火花点火发动机



1. 可变配气相位与气门升程
1.1 可变进气系统作用 ：
①能兼顾高速及低速不同工 况，提高发动机的动力输出 和降低燃油消耗； ②降低发动机的排放污染；
③改善发动机怠速及低速时 的性能及稳定性。
3.2 缸内汽油直喷系统的构造和工作原理

EA888发动机燃油供给系统
3.3 缸内汽油直喷系统在车上的应用

奥迪A6L 3.2FSI和4.2FSI发动机，凯迪拉克CTS 3.6L V6 FSI发动 机，大众高尔夫Golf Variant 1.6FSI和2.0FSI发动机，一汽大众迈腾， 保时捷卡宴Cayenne，斯柯达明锐Octavia 1.8T FSI发动机，林肯MKR 概念车，奥迪 A5 3.2FSI 和奥迪 S5 V8 FSI 发动机，西亚特 Freetrack Prototype 2.0T FSI发动机，标致207Gti 1.6涡轮增压FSI发动机等。





V型发动机：（气缸数：5、6、8、10、12、16）
1. 定义：
将所有气缸分成两组，把相邻的气缸以一定的夹角布置 在一起（一般为90度），从侧面看气缸呈V字型，称为V型发 动机。 2. 分类：V5、V6、V8、V10、V12、V16

3. 优、缺点：
优点：V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置 起来较为方便。它便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功 率并且适合于较高的汽缸数。现代汽车比较重视空气动力 学，要求汽车的迎风面越小越好，也就是要求发动机盖越 低越好。另外，将发动机的长度缩短，便能为驾乘室留出 更大的空间，从而提高舒适性。V型发动机的气缸成一角度 对向布置，还可以抵消一部分振动。V型发动机的汽缸数一 般为5、6、8、10、12、16。 缺点：（ 1 ）必须使用两个气缸盖，结构较为复杂。 （2）宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其他 装置。
由于活塞水平放置和其自身重力的作用，其水平往返 运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样，这会使 得缸套的上下两个内面出现不同的磨损，底部会磨损的要 多一些。
水平对置能够抵消横向的振动，只是一种理想状况， 如果由于积碳等原因导致气门不能完全闭合，也会造成缸 压不等，这就会造成横向力不等，这种情况下同样会造成 左右抖动。
五 可变压缩比技术

1. 绅宝SVC发动机。 SAAB 公司的可变压缩比技术称为 SVC （ saab variable compression ）。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间 安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧 室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积， 从而改变压缩比。其压缩比范围可从 8:1 至 14:1 之间变 化。 适合于多元燃料。 有利于降低排放。 提高运行稳定性。

3 ．优、缺点：直列发动机的所有汽缸均肩并肩排成 一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽 缸盖。
优点：制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好， 燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。 缺点 : 功率较低。直列布局是如今使用最为广泛的， 尤其是在2.5L以下排量的发动机上。这种布局的发动机 的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面，并且只使 用了一个气缸盖，同时其缸体和曲轴的结构也要相对简 单，好比气缸们站成了一列纵队。
（1）转子发动机的优缺点

体积小重量轻。 结构简单。
理想的扭矩输出特性。
运转平稳，噪声小。 可靠性和耐久性提高。 油耗大。
（2）转子发动机与传统活塞往复式发动机的比较

燃料燃烧产生的热能转化为机械能的途径不一样。 活塞往复式发动机的四个工作行程（进气、压缩、作功、 排气）都是在一个气缸内进行，而对于转子发动机来说， 在转子的转动过程中，转子与缸壁形成的三个工作室的 容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、 作功和排气四个行程。每个过程都是在摆线形缸体中的 不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。
（1）W8发动机： 现在只有帕萨特 W8 使用 W8 型发动机，排量为 4升，最 大功率为270马力/6000rpm。由于W8的长度较短，因此它 可以纵置在并不太大的发动机室，为驾乘舱留出更大空间。
（2）W12发动机：
3. 优、缺点： 优点：发动机更短、更轻，节省发动机所占空间。 缺点：宽度更大，辅助装置不易布置发动机由一个整体被 分为两个部分，运作时振动变大，结构更复杂，为解决振 动问题，需增加平衡轴等辅助装置，成本更高。
（3）i-VTEC发动机
i-VTEC 系统是在 VTEC 系统的基础上，增加了一个称为 VTC （Variable timing control可变正时控制）的装置——一组进气门凸轮 轴正时可变控制机构，即i-VTEC=VTEC+VTC。
2. 宝马汽车公司VANOS系统。
宝马汽车公司VANOS（Variable camshaft control），称为可变 凸轮轴控制系统，属于气门正时连续可变，但一般只是进气气门正 时可变。如果进排气气门正时都可变，则采用双可变凸轮轴控制 （Double VANOS）。

3.4 TSI发动机与FSI发动机比较
4 复合火花点火发动机

1. 本田飞度1.3L I-DSI发动机。


2. 克莱斯勒300C
5.7L HEMI发动机。
3. 奔驰AMG G500 5.0L V8发动机。