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jianinghai

带你读懂——发动机技术篇

　　涡轮增压和机械增压
　　它们是目前最广为人知的两种技术，而“增压”的作用就是为了能够在单位时间内进入汽缸内的空气足够多，进而由喷油嘴喷入适量的汽油进行混合。但两者达到相同目的的方法不同，使用、保养以及最终的结果也有所不同。

　　涡轮增压
　　关于涡轮增压的工作原理的文章在各种媒体上的介绍是非常的多，这里就不再讲的过于详细了。归根结底一句话就是，它是通过发动机所排出的废气压力来推动轮叶，然后带动另一段的叶片来压缩进入的新鲜空气。经过压缩后的空气是高温高压的，所以在一些压力设定值较高的车上会采取散热器来进行降温，这就是我们平时所说中冷器的作用。为什么要降温呢？很简单，温度低的空气含氧量要高。你有没有感觉你的车冬天有劲，夏天就差点呢？不妨好好回忆一下。

　　由于涡轮增压器在工作时的转速瞬间能够达到二十万转/分钟。所以在使用方面要注意以下两点：一、冬天冷启动和高速奔跑过后，都应让发动机怠速运转2分钟以上。二、润滑油的选择应在SL级别以上。




　　『大众1.8T发动机所使用的涡轮增压器』




　　『涡轮增压工作原理』

　　需要注意的是，尽管有些厂家的涡轮带有水冷技术，但上述两点事项仍是很有必要的。

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　机械增压
　　就像是空调泵和发电机一样。机械增压的原理是通过发动机运转所提供的动力来带动压缩机进行工作。与涡轮增压相比，几乎没有动力迟滞。实际驾驶感受与一般的自然吸气车型没有明显差别。

　　不过，就运动性而言，由于受制于发动机转速等因素，机械增压的实际动力效果没有涡轮增压来的迅猛和强大。而且增压器与发动机之间的相互制约性的现实也是它逐渐所被淘汰的原因。







　　『机械增压工作原理』

　　需要强调的是，带有增压技术的发动机相应的都会将压缩比调低，以适应增压后的压力。这种无奈之举的最直接后果就是在增压启动之前的动力性会大打折扣。

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汽油机的可变配气相位


　　为了这个小标题我动了不少脑筋，因为寥寥半句话需要囊括时下流行的诸多先进技术，VTEC、VVT-i、CVVT、Valvetronic、可变进气歧管长度(以及横截面)等。它们虽然叫法不同，达到目的的方法不同，但归根结底的作用是相同。

　　曾经有一个朋友问过我如下问题：当两款发动机排量完全一样时，单位转速内的进气量是否也是一样。我的回答是：理论上的确如此。但有一点，如果它们两者所采取的进气技术和节气门横截面有所不同的话，那么很显然，结果也会不尽相同。而进气量的差异也间接影响到最终的动力输出。

　　这一部分技术相对来说理解起来并不是很难，但需要对发动机内部构造有相当的了解。简单的来说就是，所谓“可变”无论是气门还是进排气歧管，也无论是升程还是正时，几乎都是为了迎合发动机转速的快慢变化而产生的动作。

　　发动机转速低时，需要的是足够强大的扭矩输出。为了达到这一目的，就要求其进气门的开启幅度小。此时的原理就像是被捏瘪的水管一样，尽管涌出的水一样的多，但却更有力道。在发动机里，这样做的目的就是能够让混合气的雾化更加的充分，燃烧也更完全。

　　当发动机高转时，需要大量的空气来进行参与燃烧。这时，就要求气门的升程变得更大，以求得单位时间内进入更多的空气。此时，在进气门打开的时机上，也相应的变得更加的提前。原因很简单，空气是有惯性的，这样能给它的进入留出提前量。

　　发动机启动之前，进气歧管里的空气是静止的，而当其运转、进气门不断重复打开和关闭的过程中，进气歧管里的空气就开始了一个来回游荡的过程。这时，如果空气在进气门打开时恰好处在向缸内涌动的过程中，那么在惯性的作用下，空气进入的量也就是最佳的。而这，也是可变进气歧管涡流技术的意义所在。




　　此外，我发现在日常工作和与车迷的交流中，大家普遍对丰田发动机系列技术的认识有所颠倒。所以，借此机会贴出一些目前常见的发动机相关资料，希望能给您带来帮助。

　　缸内直喷
　　从化油器式到机械式燃油喷射，再从单点电喷到多点电喷。关于如何将汽油更好的传递到缸体内参与燃烧的技术从来都没有停止过研究。就目前来说，最为先进并广为量产的技术应当是早已进入到我们视野内的缸内直喷。

　　在电喷发动机控油技术里，决定喷油量的是电脑，但喷油终端却是喷嘴。它越接近燃烧室，喷射的量和时机也就越准确，同时也就越环保了。缸内直喷技术就是将喷油嘴直接安装到燃烧室靠近火花塞的位置。当然，这技术想想不难，但致使汽车发展100多年之后才广泛应用的瓶颈就是汽油的含硫量和喷嘴的压力。现在，两个问题相继解决，我们也享受到低油耗低排放的好处了。

　　另外，在这里需要明确的一点是。所谓的稀薄燃烧并非一定要在缸内直喷的基础之上才能完成。以日本三菱公司tumble技术为例，其通过在两跟进气歧管中的其中一只安装喷油嘴，当气流沿缸壁竖直向下，遇活塞而翻滚向上，在压缩后期形成无数个小漩涡。由于两个进气道中只有一个喷油而另一个不喷，所以形成了浓和稀的两股气流，从而实现分层充气。当然，这种技术是很难随着工况的变化而进行改变的。




　　『燃油直喷工作原理』

　　此外，稀薄燃烧技术也绝非大家所想像的那样具有跨时代的意义，因为在启动、怠速、加速和全负荷的状态下，它都是无法实现的。

　　在本篇文章中，我们为您介绍了一些为了提高发动机燃烧效率而出现的主流技术。目前，它们已经广泛的应用到众多先进的车型当中。在下一篇中，我们的目光将转向动力输出的下一站—离合器及变速箱，看看它们是如何被传递和放大的。

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机械增压又回来了！这项早在上世纪20年代的赛车上就开始使用的技术如今再次被奥迪公司运用在新一代奥迪A6车型上。改良后的机械增压在克服了噪音大、体积笨重、发动机转速有限等瓶颈后，重出江湖。


　　而与现有涡轮增压技术相比，机械增压能够提供的不间断扭力输出更适合城市走走停停的道路状况，带来更高的燃油经济性，而对于厂商而言，机械增压制造成本也要低于涡轮增压。


　　新机械增压适合城市路况


　　在日前亮相的新奥迪A6L上，3.0T的机械增压发动机悄悄取代了3.2L和4.2L汽油直喷发动机。上世纪曾经风光一时的机械增压技术卷土重来，引起业界的普遍关注。


　　“这（新机械增压）是特别适合中国市场的一种技术。”奥迪集团A6车型全球市场经理贺诗德在接受本报记者采访时对这一革新技术做出一番详细阐释，“我们不仅有机械增压技术，也有涡轮增压、自然进气等技术，我们甚至还有机械、涡轮双增压技术。奥迪在发动机制造技术方面一直是非常领先的。而我们之所以要在新A6上采用机械增压，是我们经过大量的试验发现，机械增压的潜力很大，我们现在推出的3.0T机械增压与原有的3.2L汽油直喷发动机相比，排量降低了，但是扭矩却提高了，特别是在车子低速前进的时候，能达到很高的扭矩，这特别适合大城市中停停走走的情况。而机械增压另一个重大的优点，即起步时油门反应非常灵敏，车子起步速度很快，比双涡轮增压还要提前一个身位”，“事实上，当初我们在研发新3.0T发动机时有两个方案，一是双增压，机械增压和涡轮增压同时使用。另一种是只使用机械增压。最后我们选择了后者，原因是它更高效，更省油。”


　　奥迪新3.0TFSI机械增压汽油直喷V6发动机，在汽车以90公里/小时行进时，百公里油耗仅7.9升，而据记者道路实测，其最高油耗都不超过10升/百公里。新奥迪A6L从静止加速至100公里/小时则仅需6.6秒的时间。同时，该发动机尾气排放则已经达到了欧盟尚未实施的欧5标准。


　　机械增压成本更低更省油


　　在采访中，贺诗德同时还提到，与目前奔驰的机械增压技术相比，奥迪是将全部的增压部件都嵌入了发动机内部。而符合FSI原理的奥迪汽油直喷技术是实现业界领先燃油效率的首要前提。与传统的理念不同，FSI技术的使用允许将机械增压器布置在节流阀之后。这样在低负荷或循环状态下通过增压器的空气密度很低，转子几乎是自由转动，这样所需的驱动力微乎其微。


　　而正是由于其强大的驱动性，奥迪将新机械增压技术运用到了车身较重的A6及跑车之上，而对于新款A4，奥迪仍将采用原有1.8T及2.0T汽油直喷发动机，“这是一个匹配的问题，根据测试结果，3.0升的发动机与机械增压更协调。”贺诗德表示，在驱动较重的车型时，机械增压能令车以更少的油更快的速度跑起来，更适合城市占道抢道等驾驶需要。而对于奥迪而言，则是使用比涡轮增压更低的制造成本，实现了比后者更高效的动力与更经济的油耗。


　　20世纪70年代末以后，奥迪开始重点研发涡轮增压器技术，该项技术帮助奥迪雄霸世界赛车运动。也就是从那时起，奥迪涡轮增压发动机开始在市场上取得成功，引起巨大轰动。而如今机械增压器卷土重来，从此，字母“T”在奥迪发动机系列中已不再仅仅代表涡轮增压，同时更代表着发动机强制进气的机械增压。


　　■汽车编年史


　　发动机进化论


　　一台汽车最核心的部分就是发动机。目前市场上，最主流的发动机技术根据其排气形式不同，共分三大类———机械增压，涡轮增压及直燃技术。


　　上世纪60年代以前，发动机的主流增压技术是机械增压，机械增压发动机在任何时候都可以源源不断地输出扭力，但是由于高转速时会产生大量的摩擦，从而影响转速的提高，因而渐渐为后来居上的涡轮增压技术所替代，然而以奔驰、路虎为代表的厂商，时至今日仍始终坚持这一技术，并在不断的改良中推出了如奔驰E200K、路虎运动版等机械增压经典车型。


　　60年代以后，涡轮增压作为汽车向飞机学到的先进技术渐渐兴起，其优点在于能够在不增加发动机排量的基础上，大幅提高功率与扭矩，其输出的最大功率可增加40%左右，例如1.8T涡轮增压与普通2.3L排量车的动力相当。但涡轮增压也有局限性，即涡轮工作有迟滞现象，在城市中走走停停的时候比较多，每一次驱动都会带来较高的油耗。其代表性车型则有大众宝来1.8T、速腾1.8T、帕萨特1.8T及老款奥迪A61.8T.


　　以丰田、本田为代表的日本厂商则更偏爱直燃技术，即VVT（可变正时气门技术），该技术能使汽油更充分地燃烧，从而实现经济节油的效果，但其客观缺点是，由于无法连续改变气门开启的时间，其油门灵敏性打一定折扣，以其为代表的车型有丰田凯美瑞、本田雅阁、CR-V、丰田花冠、马自达6及宝马3系车型。

central74

这格式好用，好过PDF

akun406

谢谢，下下来看看怎么样。

liz_jmc

好资料！谢谢分享！

maswywjh

很有帮助啊

泰一自己

下载了！准备攻坚！

songjincang

太实用了 收下

laniver

挺好的 不过最好要跟实物对照学习啊

gukh0807

非常的全面

lxh2004

Thank you!

WilsonK

多谢楼主！学学

sherafang88

谢谢斑竹了，不错