汽車新技術(shù)第一章

第一章發(fā)動機(jī)新技術(shù)§1-1可變配氣相位與氣門升程§1-1-1可變進(jìn)氣系統(tǒng)

汽車動力性是汽車性能指標(biāo)中非常重要的一項指標(biāo)，要提高汽車動力性就必須提高充氣系數(shù)。提高充氣系數(shù)的措施有：1、采用發(fā)動機(jī)增壓2、采用可變配氣相位（正時）與氣門升程3、采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)可變進(jìn)氣系統(tǒng)和可變配氣相位改善發(fā)動機(jī)的性能主要體現(xiàn)在：1、能兼顧高速和低速不同工況，提高發(fā)動機(jī)的動力輸出和降低燃油消耗。

2、降低發(fā)動機(jī)的排放污染。

3、改善發(fā)動機(jī)怠速及低速是的性能及穩(wěn)定性可變進(jìn)氣系統(tǒng)的分類：1、多氣門分別投入2、可變進(jìn)氣系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)氣控制閥可變進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示1、多氣門分別投入工作多氣門分別投入工作的方式有以下兩種：

1）通過凸輪或搖臂控制氣門按時開或關(guān)

2）在氣道中設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門，按需要打開或關(guān)閉該氣門的進(jìn)氣通道；2、可變進(jìn)氣道系統(tǒng)可變進(jìn)氣道系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況，采用不同度及容積的進(jìn)氣管向氣缸內(nèi)充氣，以便能形成慣性充氣效應(yīng)及諧振脈沖波效應(yīng)，從而提高充氣效率及發(fā)動機(jī)動力性能。三種工作形式：1）雙脈沖進(jìn)氣系統(tǒng)2）四氣門二段進(jìn)氣系統(tǒng)3）三段進(jìn)氣系統(tǒng)⑴雙脈沖進(jìn)氣系統(tǒng)雙脈沖進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣室及兩根脈沖進(jìn)氣管組成，空氣室的入口處設(shè)置節(jié)氣門，與兩根直徑較大的進(jìn)氣管相連接，作用是在于防止兩組（每三缸一組）進(jìn)氣管中諧振空氣柱的相互干擾。每根脈沖管子成為形成諧振空氣波的通道，分別連接兩組氣缸。將六缸機(jī)的進(jìn)氣道分成前后兩組，這就相當(dāng)于兩個三缸機(jī)的進(jìn)氣管，每個氣缸有240°的進(jìn)氣沖程，各氣缸之間不會產(chǎn)生進(jìn)氣脈沖波的相互干擾。該系統(tǒng)能夠使每個氣缸都會產(chǎn)生空氣諧振波的動力效應(yīng)，而直徑較大的空氣室、中間產(chǎn)生諧振空氣波的通道與歧管一起，形成脈沖波諧振循環(huán)系統(tǒng)。它的工作分為兩段：即低速段（轉(zhuǎn)速<4400r/min）和高速段（轉(zhuǎn)速>4400r/min）。⑵四氣門二階段進(jìn)氣系統(tǒng)二階段即低中速段（轉(zhuǎn)速<3800r/min）和高速段（轉(zhuǎn)速>3800r/min）①在發(fā)動機(jī)低、中速工況時，由彎曲的長進(jìn)氣管向發(fā)動機(jī)供氣；②在發(fā)動機(jī)高速工況時，彎曲的長進(jìn)氣管與直的短進(jìn)氣管同時向發(fā)動機(jī)供氣可變進(jìn)氣管長度技術(shù)可變進(jìn)氣管長度技術(shù)日產(chǎn)汽車可變進(jìn)氣系統(tǒng)大眾——進(jìn)氣管截面積可變技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)打開狀態(tài)⑶三段進(jìn)氣系統(tǒng)三段即低速段（轉(zhuǎn)速<4000r/min）、中速段（轉(zhuǎn)速>4000r/min）和高速段（轉(zhuǎn)速>5000r/min）；①在發(fā)動機(jī)低速工況時，兩根空氣室管之間的閥及高速工況閥關(guān)閉；②在發(fā)動機(jī)中速工況時，連接兩根空氣室管之間的閥門打開；③在發(fā)動機(jī)高速工況時，直的短進(jìn)氣道中蝶閥打開三階段的可變進(jìn)氣系統(tǒng)在三段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都能形成一個高的轉(zhuǎn)矩峰值，使轉(zhuǎn)矩特性更平穩(wěn)，數(shù)值更高§1-1-2可變氣門正時和升程控制系統(tǒng)本田VTEC（VariableValveTiming&ElectronicControlSystem），稱為可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)，當(dāng)改變氣門升程時，氣門正時和氣門重疊角隨之改變?？勺儦忾T正時和升程電子控制系統(tǒng)采用在一根凸輪輪軸上布置高速、低速兩種不同夾角和升程的凸輪，控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速利用油壓自動地使氣門切換到不同凸輪以改變氣門的升程，因此，VTEC機(jī)構(gòu)又稱為雙可變配氣相位機(jī)構(gòu)1、本田汽車公司VTEC技術(shù)1、VTEC機(jī)構(gòu)

VTEC配氣機(jī)構(gòu)采用搖臂驅(qū)動四個氣門。一般采用三個搖臂，中間搖臂、主搖臂、副搖臂。中間搖臂上裝有可左右移動的液壓活塞、凸輪軸上設(shè)有三種不同的凸輪，分別為主凸輪、中間凸輪、副凸輪。中間搖臂在高速時使用，主、副在低速時使用。2、VTEC工作原理

當(dāng)發(fā)動機(jī)低速工作時，控制系統(tǒng)使主、副搖臂與中間搖臂分離，利用兩側(cè)的低速凸輪驅(qū)動主、副搖臂；當(dāng)發(fā)動機(jī)高速工作時，控制系統(tǒng)使搖臂內(nèi)部的液壓活塞沿相應(yīng)方向移動，此時主、副搖臂在同步活塞作用下連成一體，均由中間凸輪來驅(qū)動。高低速凸輪的切換是發(fā)動機(jī)ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、冷卻液溫度及車速傳感器等信號，經(jīng)過計算、處理后，將信號輸出到電磁閥來控制油壓，從而實現(xiàn)搖臂在高、低速凸輪之間切換。3、i-VTEC發(fā)動機(jī)

由于VTEC系統(tǒng)對配氣相位的改變是階段性的，也就是說要改變配氣相位只能在某一轉(zhuǎn)速下跳躍，而不是在一段轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)可變。為了改善VTEC系統(tǒng)性能，本田推出了i-VTEC系統(tǒng)。

i-VTEC系統(tǒng)是在VTEC的基礎(chǔ)上，增加一個VTC(VariabletimingControl可變正時裝置)—一組進(jìn)氣門凸輪軸正時可變控制機(jī)構(gòu)，即i-VTEC=VTEC+VTC。由于i-VTEC系統(tǒng)中VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入，使得發(fā)動機(jī)的配氣相位能夠柔性地與發(fā)動機(jī)的負(fù)荷相匹配，發(fā)動機(jī)的任何工況下都能找到最佳的配氣相位。2、寶馬汽車公司的VANOS寶馬汽車公司的VANOS（VariableCamshaftControl）稱為凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)，屬于氣門正時連續(xù)可變，但一般只是進(jìn)氣門正時可變，如果進(jìn)排氣門都可變則采用雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)（double-VANOS）.為了解決VANOS不能能夠改變氣門升程的問題，寶馬公司開發(fā)了Valvetronic可變氣門正時和升程控制系統(tǒng)。寶馬Valvetronic氣門升程調(diào)節(jié)Valvetronic工作原理凸輪軸及Valvetronic軸根據(jù)凸頂形狀與回位彈簧推動搖臂動作，Valvetronic軸轉(zhuǎn)動改變搖臂位置，推動進(jìn)氣門工作至最大。3、豐田汽車公司的VVT-I技術(shù)VVT-I(VatiableValveTimingintelligent)系統(tǒng)用于控制進(jìn)氣門凸輪軸在50范圍調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角一、結(jié)構(gòu)組成：VVT-I控制器、凸輪軸正時控制閥、各種傳感器VVT-i控制器（OCV）結(jié)構(gòu)組成：正時帶驅(qū)動的外齒輪、與進(jìn)氣凸輪軸剛性連接的內(nèi)齒輪、內(nèi)外齒輪之間的可動活塞?？蓜踊钊麅?nèi)、外表面上有螺旋花鍵?；钊妮S向移動會改變內(nèi)外齒圈的相對位置，從而產(chǎn)生配氣相位的連續(xù)可變工作過程——提前當(dāng)凸輪軸正時控制閥位于圖（a）所示時，機(jī)油壓力施加在活塞的左側(cè)，使得活塞向右移動。由于活塞上的旋轉(zhuǎn)花鍵的作用，進(jìn)氣凸輪軸相對于凸輪軸正時帶輪提前某一角度。工作過程——滯后當(dāng)凸輪軸正時控制閥位于圖（b）位置時，活塞向左移動，并向延遲的方向旋轉(zhuǎn)。

VVT-i控制原理4、馬自達(dá)馬自達(dá)6可變配氣定時機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)組成：可變配氣定時器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、機(jī)油控制閥及動力控制模塊（PCM）1、可變配氣定時器2、進(jìn)氣凸輪軸3、凸輪軸位置傳感器4、排氣凸輪軸5、機(jī)油控制閥6、動力控制模塊（PCM）7、曲軸位置傳感器葉片式可變配氣定時器凸輪軸正時機(jī)油控制閥

可變配氣相位裝置提前1、PCM2、機(jī)油控制閥3、電磁閥4、機(jī)油泵5、可變配氣定時器6、凸輪軸7、配氣定時提前室8、轉(zhuǎn)子9、殼體10、配器定時遲后油道11、配器定時提前油道滯后1、PCM2、機(jī)油控制閥3、電磁閥4、機(jī)油泵5、可變配氣定時器6、凸輪軸7、轉(zhuǎn)子8、配氣定時遲后室9、殼體10、配器定時遲后油道11、配器定時提前油道§1-2電子節(jié)氣門1、電子節(jié)氣門的組成電子節(jié)氣門一般由節(jié)氣門控制ECU、節(jié)氣門執(zhí)行器、節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、加速踏板位置傳感器、車速傳感器等組成。其中節(jié)氣門執(zhí)行器時一個步進(jìn)電機(jī)；節(jié)氣門控制ECU一般和發(fā)動機(jī)ECU是一體的。1—發(fā)動機(jī)；2—曲柄轉(zhuǎn)角傳感器；3—節(jié)氣門位置傳感器；4—節(jié)氣門執(zhí)行器；5—節(jié)氣門；6—加速踏板位置傳感器；7—車速傳感器；8—變速器2、電子節(jié)氣門的工作原理加速踏板位置傳感器將駕駛員要加速或減速的信息傳遞給節(jié)氣門控制ECU，計算出相應(yīng)的最佳節(jié)氣門位置，發(fā)出控制信號給節(jié)氣門執(zhí)行器，由執(zhí)行器將機(jī)氣門開度控制在計算出的最佳節(jié)氣門位置。3、電子節(jié)氣門的應(yīng)用如圖所示為寶馬valvetronic電子氣門節(jié)氣門控制器（節(jié)流閥體）§1-3缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機(jī)1、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)概述缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機(jī)最早由日本三菱汽車公司提出，即有名的GDI（GasolineDirectInjection）汽油直接噴射發(fā)動機(jī)缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動機(jī)簡稱FSI發(fā)動機(jī)。FSI(FuelstratifiedInjection)字面意思為燃油分層噴射。將燃油直接噴入氣缸的FSI發(fā)動機(jī)相比燃油直噴到進(jìn)氣管的發(fā)動機(jī)，其優(yōu)點有：動力提高同時燃油消耗降低15%。2、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的構(gòu)造與工作原理1）組成：FSI發(fā)動機(jī)配備了按需控制的燃油系統(tǒng)、每缸4氣門、可變進(jìn)氣歧管、進(jìn)排氣凸輪軸連續(xù)可調(diào)裝置2）工作原理：分層進(jìn)氣原理。FSI發(fā)動機(jī)采用類似柴油機(jī)的供油技術(shù)，利用電磁噴油器在最合適的時刻將燃油噴入氣缸，通過燃燒室的特殊形狀，使氣體產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流，在火花塞周圍的混合氣教濃，其他區(qū)域較稀，實現(xiàn)混合氣的稀薄燃燒。3）特點：采用兩種不同的噴油模式①分層噴油②均勻噴油

分層噴油與均勻噴油A6LFSI3.2LV6發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)組成蓄壓管3、缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的應(yīng)用目前采用缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的車型及發(fā)動機(jī)有：奧迪A6L3.2LFSI和4.2LFSI發(fā)動機(jī)卡迪拉克CTS3.6LV6FSI發(fā)動機(jī)大眾高爾夫Variant1.6FSI和2.0FSI發(fā)動機(jī)一汽大眾邁騰等4、FSI發(fā)動機(jī)與TSI發(fā)動機(jī)比較1、FSI發(fā)動機(jī)與TSI(TSI是Turbo-charging（渦輪增壓）、Super-charging（機(jī)械增壓）和Injection（燃油直噴)三個關(guān)鍵特色的首字母縮寫)發(fā)動機(jī)都是直噴發(fā)動機(jī)2、TSI發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)上多了一個渦輪增壓器5、雙噴射發(fā)動機(jī)雙噴射發(fā)動機(jī)采用直接燃油噴射和進(jìn)氣口燃油噴射兩個系統(tǒng)6、奔馳壓電直噴發(fā)動機(jī)CDICDI（CondenserDiodeIgnite的縮寫,是電容二極管點火的意思）相比柴油機(jī)，汽油中壓電控制模塊直接控制針閥，因此針閥的動作更加精確缸內(nèi)直噴技術(shù)1、發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)1）改進(jìn)進(jìn)氣道：可以采用切向進(jìn)氣道或螺旋進(jìn)氣道，從而產(chǎn)生進(jìn)氣渦流2）設(shè)計特殊燃燒室，進(jìn)而可以產(chǎn)生擠氣渦流3）提高噴射壓力，讓柴油霧化更好2、發(fā)動機(jī)電控技術(shù)：精確控制燃油噴射正時及噴射壓力、噴射量及噴射率半開式燃燒室中的空氣運動——擠氣渦流半開式燃燒室中的空氣運動——進(jìn)氣渦流§1-4復(fù)合火花點火發(fā)動機(jī)復(fù)合火花點火發(fā)動一般指發(fā)動機(jī)每個氣缸采用兩個或兩個以上火花塞，一般常見的每缸采用兩個火花塞1、本田飛度1.3LI-DSI發(fā)動機(jī)1）i-DSI（intelligent-Dual-Sequential-Ignition的縮寫)為智能化雙火花塞順序點火系統(tǒng)：在一個氣缸上裝兩個火花塞，分別裝入進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)。該系統(tǒng)引用了相位差燃燒概念，從易發(fā)生爆振的方向開始逐個點火，降低了爆震傾向2）作用：i-DSI系統(tǒng)的引入，縮短了燃燒室火焰?zhèn)鞑サ臅r間，實現(xiàn)了全域范圍內(nèi)的急速燃燒，同時降低了爆燃傾向，使得大幅度提高壓縮比成為可能，實現(xiàn)了高輸出功率、高輸出轉(zhuǎn)矩及低油耗。結(jié)構(gòu)進(jìn)氣門排氣門工作原理—節(jié)氣門半開時低、中轉(zhuǎn)速：F（前側(cè)）火花塞先點火，R（后側(cè)）火花塞后點火中、高轉(zhuǎn)速：F、R火花塞同時點火工作原理—節(jié)氣門全開時低轉(zhuǎn)速：F火花塞先點火,且點火提前；R火花塞后點火，且點火滯后，扭矩增大，防止爆燃中轉(zhuǎn)速:F火花塞先點火，R火花塞后點火，防止膨脹壓力下降中、高轉(zhuǎn)速：F、R火花塞同時點火，膨脹壓力高，輸出扭矩大2、克萊斯勒300C5.7LHEMI發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)：HEMI（Hemi-sphere）的真正意思是代表半球狀燃燒室結(jié)構(gòu)，兩個大尺寸進(jìn)排氣門布置在汽缸蓋兩端，兩個火花塞布置在中間，兩個火花塞可以同時點火，也可以分別點火。功能：可以使燃燒距離縮短，燃燒速度加快，因此熱效率提升，發(fā)動機(jī)的動力和燃油經(jīng)濟(jì)性也得到改善。3、奔馳AMGG5005.0LV8發(fā)動機(jī)

奔馳AMGG5005.0LV8發(fā)動機(jī)保留傳統(tǒng)的3氣門技術(shù)但用上了較為先進(jìn)的雙火花塞點火系統(tǒng)?！?-5稀燃發(fā)動機(jī)1)稀燃指發(fā)動機(jī)的可燃混合氣的空燃比A/F大于16或過量空氣系數(shù)大于1.22。特點主要有：①噴油正時對稀燃系統(tǒng)的燃燒速度和燃燒穩(wěn)定性具有一定的影響。一般來說，延遲噴油可以使燃燒穩(wěn)定性提高，但相應(yīng)造成較高的NOX排放②點火正時需合理匹配。由于混合氣較稀，相應(yīng)著火延遲期都將延長，因此點火提前角應(yīng)該增大。1、稀燃發(fā)動機(jī)的特點2)汽油機(jī)實現(xiàn)稀燃的關(guān)鍵技術(shù)1）提高壓縮比2）分層燃燒①分層燃燒②次分層燃燒③均勻燃燒3）高能點火2、發(fā)動機(jī)稀燃系統(tǒng)的控制1）空燃比的閉環(huán)控制2）噴油時刻的控制3）點火正時的控制稀燃系統(tǒng)空燃比控制原理稀燃系統(tǒng)空燃比控制原理分層燃燒在城市道路運行條件下。進(jìn)入空氣后活塞上行，在壓縮沖程末期噴入汽油。通過活塞頂部形狀形成翻轉(zhuǎn)流或渦流，并在火花塞周圍形成濃混合氣，在周圍形成稀混合氣次分層燃燒汽油是分兩次噴射的，一次在進(jìn)氣沖程，一次在壓縮沖程。這樣就可以在火花塞附近形成濃混合氣，在周圍形成稀混合氣均勻燃燒在加速、高速等高負(fù)荷運行條件下，在進(jìn)氣沖程噴入汽油，汽油揮發(fā)吸收熱量，混合氣溫度降低。進(jìn)氣吸熱，使氣缸溫度降低，從而抑制了爆燃的發(fā)生，因此可以提高發(fā)動機(jī)的壓縮比，翻轉(zhuǎn)流可以使空氣和汽油均勻地混合1-6可變壓縮比技術(shù)壓縮比指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。1、薩博SVC（SaabVariableCompression）發(fā)動機(jī)薩博公司的可變壓縮比技術(shù)稱為SVC.它的核心技術(shù)就是在缸體與缸蓋之間安裝楔形滑塊，缸體可以沿滑塊的斜面運動，使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發(fā)生變化，改變?nèi)紵胰莘e，從而改變壓縮比。2、可變壓縮比帶來的好處1）適合于多元燃料2）有利于降低排放3）提高運行穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)左：高壓縮比右：低壓縮比工作過程§1-7轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)1、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1）組成：機(jī)體組、配氣機(jī)構(gòu)、供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)工作過程工作過程2）運動特點：三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時，三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合，齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡（即汽缸壁的形狀）似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周，發(fā)動機(jī)點火做功三次。由于以上運動關(guān)系，輸出軸的轉(zhuǎn)速是轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)速度的3倍，這與往復(fù)運動式發(fā)動機(jī)的活塞與曲軸1:1的運動關(guān)系完全不同。2、轉(zhuǎn)自發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的比較1)轉(zhuǎn)自發(fā)動機(jī)的優(yōu)點

①體積小、重量輕，便于降低車輛重心。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所以大大減小了發(fā)動機(jī)高度，同時降低了車輛重心。

②結(jié)構(gòu)簡單。相比較于往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)減少了曲柄連桿機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)機(jī)構(gòu)大為簡化，零件減少。

③均勻的扭矩特性。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)一個氣缸同時有三個工作腔處于工作狀態(tài)，所以扭矩輸出比較于往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)更加均勻。

④利于發(fā)展高速發(fā)動機(jī)，由于活塞轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，故不需很高的活塞轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的高轉(zhuǎn)速。

2)轉(zhuǎn)自發(fā)動機(jī)的缺點①油耗高

②發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致只能采取點燃式而不能采用壓燃式，即只能用汽油作為燃料而不能用柴油。③由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)采用偏心軸，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)振動較大。④功率輸出軸（主軸）位置高，不利于整車布置。⑤轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的加工制造技術(shù)高，成本比較高。3）轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)與往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的比較①燃油燃燒轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的途徑不同。往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)必須通過活塞連桿組進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而轉(zhuǎn)子式直接由三角轉(zhuǎn)子推動偏心軸旋轉(zhuǎn)②往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的四個行程都是在一個氣缸內(nèi)進(jìn)行，而對于轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)來說，轉(zhuǎn)子與缸壁的三個工作室容積不停地變動，在擺線型缸內(nèi)相繼完成進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個行程③轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的排量通常用單位工作容積（最大與最小容積的差值）和轉(zhuǎn)子數(shù)量表示。3、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的應(yīng)用轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)主要用在馬自達(dá)RX-8跑車上§1-8柴油機(jī)共軌直噴技術(shù)

電子控制技術(shù)是當(dāng)前柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。柴油機(jī)電子控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展是一個必然趨勢，究其原因主要有：1）由于石油能源危機(jī)及嚴(yán)重的環(huán)境污染2）無論是柴油機(jī)的循環(huán)供油量還是噴油提前角，實際上均受很多因素的制約，其每一瞬間的最佳值均不同，要想實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的最優(yōu)運行，必須實現(xiàn)多參量的實時監(jiān)測與控制，顯然，這是機(jī)械式控制無能為力的§1-8-1柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)概述3）要降低柴油機(jī)NOx排放，就要降低柴油機(jī)內(nèi)的最高壓力和最高溫度，不使N2與O2在高溫下生成NOx。這就要求噴油正時滯后。噴油正時滯后會引起煙度排放上升，經(jīng)濟(jì)性和動力性下降，矛盾的統(tǒng)一，除提噴油高壓力和速率，縮短噴油時間外，主要是通過電子控制方式尋求最優(yōu)化的噴油定時。廢氣再循環(huán)對降低NOx大有好處，但會引起顆粒排放量增加，這也需要用電子控制技術(shù)來尋求最佳的廢氣再循環(huán)時刻和排量4）單片機(jī)的出現(xiàn)，大大地促進(jìn)了柴油機(jī)控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，使柴油機(jī)電子控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展成為必然趨勢。1、柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)的分類

柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)的開發(fā)研究從20世紀(jì)70年代開始，已經(jīng)經(jīng)歷了三代。1）位置控制式位置控制系統(tǒng)不僅保留了傳統(tǒng)的噴油器-高壓油管-噴油器系統(tǒng)，而且保留了噴油泵中齒條、齒圈、滑套、柱塞上控油螺旋槽等控制油量的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，只是對齒條或滑套的運動位置，由原來的機(jī)械調(diào)速器控制改為電子控制，使控制精度和響應(yīng)速度得以提高。位置控制式主要是在直列泵和分配泵上進(jìn)行改造。2）時間控制式所謂時間控制，就是高速電磁閥直接控制高壓燃油的適時噴射，這種系統(tǒng)可以保留原來的噴油泵-高壓油管-噴油器系統(tǒng)，也可以采用新型

產(chǎn)生高壓的燃油系統(tǒng)，用高速電磁閥直接控制高壓燃油的噴射，一般情況下，電磁閥關(guān)閉，執(zhí)行噴油；電磁閥打開，噴油結(jié)束。噴油始點取決于電磁閥關(guān)閉時刻，噴油量則取決于電磁閥關(guān)閉時間的長短。3）時間壓力控制式即電控共軌式噴油系統(tǒng)，它摒棄了以往傳統(tǒng)使用的泵-管-嘴脈動供油形式，代之用一個高壓油泵在柴油機(jī)的驅(qū)動下，以一定的速比將高壓燃油輸送到共軌（即公共容器），高壓燃油再由共軌送入各缸噴油器。在這里，高壓油泵并不直接控制噴油。而僅僅是向共軌供油以維持所需的共軌壓力，并通過連續(xù)調(diào)節(jié)共軌壓力來控制噴油壓力。噴油壓力、噴油量、噴油定時由電控單元（ECU）靈活控制這種系統(tǒng)具有下述優(yōu)點：1）可實現(xiàn)高壓噴油，噴油壓力比一般直列泵系統(tǒng)高出一倍，最高已達(dá)200MPa2)噴油獨立于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,可性能以改善發(fā)動機(jī)低速、3）可以實現(xiàn)預(yù)噴油，調(diào)節(jié)噴油率形狀，實現(xiàn)理想噴油規(guī)律4)噴油定時和噴油量可自由選定5）具有良好的噴油特性，可優(yōu)化燃燒過程6）結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、適應(yīng)性強(qiáng)2、柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)的特點1）排放降低、經(jīng)濟(jì)性提高2）發(fā)動機(jī)工作可靠性提高3）響應(yīng)快、控制精確4）控制策略靈活多變§1-8-2電控共軌系統(tǒng)的組成

高壓共軌系統(tǒng)由五個部分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器噴油器高壓油泵共軌高壓油管電控卸荷閥低壓油泵高壓共軌式噴油系統(tǒng)HEUI中壓共軌式噴油系統(tǒng)ECU電控卸荷閥回油管低壓柴油軌高壓機(jī)油軌§1-8-3典型電控共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

供油泵的組成：驅(qū)動軸、柱塞、進(jìn)油閥、出油閥、電磁斷油閥、壓力調(diào)節(jié)閥和機(jī)體。1、供油泵的機(jī)構(gòu)和工作原理Bosch三柱塞供油泵偏心凸輪電控卸荷閥進(jìn)油口出油口高壓缸組件Denso電控噴油器工作原理燃油分配管

電控柴油噴射系統(tǒng)中的燃油分配管，其工作壓力較高，一般為120～140MPa，并在其上安裝有燃油壓力傳感器、流量限制器和限壓閥等。存儲高壓，抑止因油泵供油和噴油而產(chǎn)生的波動。§1-9發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)1、發(fā)動機(jī)增壓技術(shù)的種類1）機(jī)械式增壓器2）廢氣渦輪增壓器3）復(fù)合式增壓器4）慣性增壓器5）氣波增壓器6）沖壓式增壓器2、機(jī)械增壓器結(jié)構(gòu)與工作原理主動齒輪從動齒輪氣壓機(jī)轉(zhuǎn)子帶輪發(fā)動機(jī)曲軸1）結(jié)構(gòu)2）工作原理

機(jī)械增壓器的，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子由發(fā)動機(jī)曲軸通過齒輪、傳動帶或鏈條等傳動裝置來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，從而將空氣壓縮并送入氣缸，達(dá)到增壓的目的。工作過程中，機(jī)械增壓器的轉(zhuǎn)子由發(fā)動機(jī)曲軸通過傳動帶驅(qū)動，與廢氣系統(tǒng)不相干，機(jī)械增壓器跟曲軸之間存在固定的傳動比。這兩個相向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子各有若干個突齒，工作時互相嚙合。3、渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理1）結(jié)構(gòu)浮動式軸承推力環(huán)滑輪2)工作原理紅色-代表廢氣綠色-代表新鮮空氣4、發(fā)動機(jī)雙增壓技術(shù)1）雙渦輪增壓器對于排量2.5L以上發(fā)動機(jī)來說，通常采用兩個較小的渦輪增壓器取代一個較大的渦輪增壓器V型和水平對置發(fā)動機(jī)更適合使用這種發(fā)動機(jī)雙渦輪增壓發(fā)動并聯(lián)機(jī)可以分為兩種：①并聯(lián)式雙渦輪增壓器：渦輪高低轉(zhuǎn)速，兩個渦輪同時運轉(zhuǎn)；②串聯(lián)式雙渦輪增壓器：低轉(zhuǎn)速時只采用小尺寸的渦輪，高轉(zhuǎn)速時，大小尺寸渦輪同時工作順序式雙渦輪增壓器2）綜合運用機(jī)械增壓和廢氣渦輪增壓機(jī)械增壓器有助于低轉(zhuǎn)速時的扭力輸出，高轉(zhuǎn)速時功率輸出有限；而廢氣渦有限輪增壓在高轉(zhuǎn)速時有強(qiáng)大的功率輸出，低轉(zhuǎn)速時有限工作過程：①在低轉(zhuǎn)速時，由機(jī)械增壓器提高大部分增壓壓力；②在1500r/min時，兩個增壓器同時提供增壓壓力；③在轉(zhuǎn)速超過3500r/min時，由渦輪增壓器提供所有增壓壓力5、增壓中冷技術(shù)發(fā)動機(jī)增壓中冷技術(shù)就是通過降低空氣溫度的方式來提升空氣密度，從而提高發(fā)動機(jī)充氣效率。一般發(fā)動機(jī)的中冷器采用水冷或風(fēng)冷的方式工作。但由于發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度普遍在90度以上，因此冷卻效果不佳；而依靠風(fēng)冷方式可以有效地把發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度降低至60度左右。6、TDI與SDI技術(shù)TDI是英文TurboDirectInjection的縮寫，意為渦輪增壓直接噴射（柴油發(fā)動機(jī)）；

SDI是英文SuctionDirectInjection的縮寫，意為自然吸氣直接噴射（柴油發(fā)動機(jī)）國內(nèi)采用這兩種技術(shù)的發(fā)動機(jī)主要是捷達(dá)SDI與寶來TDI柴油轎車§1-10對置式發(fā)動機(jī)§1-10-1發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式對置V型W型直列型§1-10-2典型對置發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理1、活塞完全水平對向往復(fù)運動，相互作用力完全抵消2、運動更加平滑順暢，高轉(zhuǎn)速動力輸出更加流暢3、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、輕便、強(qiáng)度高特點§1-11W12發(fā)動機(jī)§1-11-1W12發(fā)動機(jī)的控制系統(tǒng)W12型發(fā)動機(jī)中采用了完全相同的雙電控單元設(shè)計。在這種設(shè)計中，兩個汽缸組被認(rèn)為是兩臺獨立的發(fā)動機(jī)，每個控制單元只分配給一個汽缸組。由于兩個控制單元相同，而且本發(fā)動機(jī)的控制是基于特定汽缸組進(jìn)行的，所以必須給每一個控制單元制定一個汽缸組PIN代碼是標(biāo)志代碼，J623用于汽缸組1的主發(fā)動機(jī)控制單元的PIN代碼；J624用于汽缸組2的副主發(fā)動機(jī)控制單元的PIN代碼W12型發(fā)動機(jī)增加了用于發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的內(nèi)部CAN總線，數(shù)據(jù)在CAN總線上交換。各個控制單元通過總線連接成一個整體系統(tǒng)§1-11-2W12發(fā)動機(jī)的特點1）結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕2）發(fā)動機(jī)高度顯著降低3）采用干式潤滑系統(tǒng)§1-12HEMI發(fā)動機(jī)§1-12-1HEMI發(fā)動機(jī)的發(fā)展歷史HEMI的意思是半球形燃燒室。1948年開發(fā)了一款用于捷報汽車的第一臺6缸HEMI發(fā)動機(jī)1951年克萊斯勒公司發(fā)布了132kw的V8HEMI發(fā)動機(jī)HEMI發(fā)動機(jī)提高了絕熱和高壓的效果，但是多氣門布置卻成為了一個難題

20世紀(jì)70年代，由于如多氣門結(jié)構(gòu)、可變氣門升程、稀薄燃燒和缸內(nèi)直噴等新的發(fā)動機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，HEMI發(fā)動機(jī)逐漸淡出了現(xiàn)在，新的HEMI發(fā)動機(jī)除了具有半球狀燃燒室這一顯著的傳統(tǒng)特征外，還增加了多排量（MDS）系統(tǒng)和每缸雙火花塞設(shè)計，其中多排量系統(tǒng)能使發(fā)動機(jī)在4缸運行模式和8缸運行模式之間相互轉(zhuǎn)化?！?-12-2HEMI發(fā)動機(jī)MDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理

MDS是英文MultiDisplacementSystem的簡稱，即多段式排氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng),為奔馳特有

MDS的靈魂:在于如何提高電控裝置反應(yīng)速度以及用于控制系統(tǒng)的更加成熟的算法等先進(jìn)技術(shù)，但氣門挺住卻是實現(xiàn)氣門開啟的最重要的機(jī)械裝置。當(dāng)發(fā)動機(jī)處于8缸工作狀態(tài)的時候，它的內(nèi)外兩部分被兩個受到彈簧作用力的鏈接銷鎖死，這時挺柱的內(nèi)外部分都隨凸輪軸轉(zhuǎn)動從而可以推動頂桿正常的控制氣門開合。然而，當(dāng)機(jī)油溫度傳感器感知發(fā)動機(jī)處于輕負(fù)荷的情況時，管理電腦會接通電磁閥電源，電磁閥通電后把更高的機(jī)油壓力傳遞到與其相對應(yīng)的挺柱并將鏈接銷推入，從而使挺柱內(nèi)部與套筒分離，此時外部的套筒隨著凸輪軸運轉(zhuǎn)，而內(nèi)部的推桿已經(jīng)失去了作用。最終的結(jié)果就是頂桿失去了推動力，從而氣門的彈簧機(jī)構(gòu)就可以保證氣門一直處于關(guān)閉狀態(tài)。氣門關(guān)閉后，汽缸內(nèi)部的火花塞放電以及燃料注入的工作也將停止，發(fā)動機(jī)最終處于4缸工作狀態(tài)。

基本HEMI發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)普通非頂置凸輪軸的配氣機(jī)構(gòu)HEMI發(fā)動機(jī)的凸輪軸和四個挺柱氣門挺柱

安裝在發(fā)動機(jī)上的氣門挺柱剖面圖，圖中黃線為液壓機(jī)油通§1-13發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)§1-13-1發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)概述汽車發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)（EngineManagementSystem，簡稱EMS）由燃油噴射電子控制單元（ElectronicControlSystem簡稱ECU）、傳感器、執(zhí)行器組成汽車發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)是在汽油機(jī)電子點火和電控燃油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的集電子控制噴油、排放控制、電子點火、啟動、防盜、診斷等功能與一體的高科技集成系統(tǒng)1、國外發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)制造商1）德國博世有限公司多點噴射系統(tǒng)主要有:Bosch-D、Bosch-L、Bosch-LH、Bosch-M等。其中，Bosch-M又分為M1、M3、M7、ME7等2）西門子威迪歐公司3）德爾福公司德爾福的控制模塊(EngineControlModel)主要有DelhiMT20、DelhiMT20U2、DelhiMT34、DelhiMT38系列產(chǎn)品4）摩托羅拉公司主要是System1005)日本電裝公司在中國主要有柴油發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)HP-0型共軌系統(tǒng)2、國內(nèi)發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)制造商1）聯(lián)合汽車電子有限公司聯(lián)合汽車電子有限公司（簡稱UAES)引進(jìn)博世公司的汽油發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的產(chǎn)品技術(shù)，研究、開發(fā)和生產(chǎn)適合中國汽車工業(yè)發(fā)展的發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)產(chǎn)品及其零部件，目前年生產(chǎn)能力已達(dá)200萬套。2）北京德爾福萬源發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)有限公司北京德爾福萬源發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)有限公司主要開發(fā)與生產(chǎn)傳感器和執(zhí)行器，其ECU芯片采用摩托羅拉（現(xiàn)為飛思卡爾半導(dǎo)體）、英飛凌等3）西門子威迪歐汽車電子（長春）有限公司

西門子威迪歐汽車電子（長春）有限公司主要生產(chǎn)汽車用電子產(chǎn)品，包括發(fā)動機(jī)控制器等，也包括各種傳感器、燃油導(dǎo)軌總成、進(jìn)氣歧管總成等機(jī)械電子部件。

4）長安偉世通汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（重慶）有限公司長安偉世通汽車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（重慶）有限公司的業(yè)務(wù)涵蓋了發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計、標(biāo)定和測試，并將從事電子控制單元制造、進(jìn)氣系統(tǒng)、進(jìn)氣歧管以及多種動力總成產(chǎn)品的生產(chǎn)5）馬瑞利動力系統(tǒng)（上海）有限公司馬瑞利動力系統(tǒng)（上海）有限公司的主要業(yè)務(wù)是汽車發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)和汽車尾氣排放系統(tǒng)等的開發(fā)匹配及其關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)制造。6）意昂神州科技有限公司意昂神州科技有限公司提供汽車電子電控產(chǎn)品與技術(shù)的開發(fā)。其產(chǎn)品技術(shù)包括：汽油發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)，LPG/CNG單燃料、發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)，柴油發(fā)動機(jī)高壓共軌電控系統(tǒng)等。

7）北京美加汽車科技公司北京美加汽車科技公司主要研制汽車電子類產(chǎn)品，其擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的美加柴油機(jī)發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)8）北京志陽同光汽車電控軟件有限公司北京志陽同光汽車電控軟件有限公司主要生產(chǎn)2種型號的發(fā)動機(jī)ECU,其