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文檔簡介
汽車新結(jié)構(gòu)與新技術(shù)目錄第1章發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)第2章底盤新技術(shù)第3章汽車電子與電氣新技術(shù)第4章汽車安全新技術(shù)第5章豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)II第6章汽車相關(guān)知識第1章發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)
1.1可變配氣相位與氣門升程1.2電子節(jié)氣門1.3缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.4復(fù)合火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)1.5稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)1.6可變壓縮比技術(shù)1.7轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1.8柴油機(jī)共軌直噴技術(shù)1.9發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)1.10對置式發(fā)動(dòng)機(jī)1.11W12發(fā)動(dòng)機(jī)1.12HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)1.13發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)1.14柴汽混燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)功能作用:
自然進(jìn)氣的現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī),利用可變進(jìn)系統(tǒng)①能兼顧高速及低速不同工況,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出和降低燃油消耗;
②降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染;
③改善發(fā)動(dòng)機(jī)怠速及低速時(shí)的性能及穩(wěn)定性??勺冞M(jìn)氣系統(tǒng)的種類1.多氣門分別投入工作;方案:
第一,通過凸輪或搖臂控制氣門在設(shè)定的工況下開或關(guān);
第二,在進(jìn)氣道上設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門,根據(jù)設(shè)定工況打開或關(guān)閉該氣門的進(jìn)氣通道,這種結(jié)構(gòu)比用凸輪、搖臂控制簡單。2.利用可變進(jìn)氣歧管長度及斷面積之方式時(shí),在低、中轉(zhuǎn)速,空氣必須經(jīng)過較細(xì)長進(jìn)氣歧管,由于進(jìn)氣流速快,且進(jìn)氣脈動(dòng)慣性增壓的結(jié)果,使較多的混合氣進(jìn)入氣缸,提高轉(zhuǎn)矩輸出;而在高轉(zhuǎn)速時(shí),空氣則經(jīng)過較短的進(jìn)氣歧管,管徑變大,進(jìn)氣阻力小,充填效高,以維持高轉(zhuǎn)矩輸出。
1.1.1可變進(jìn)氣系統(tǒng)
3·利用可變進(jìn)氣道之方式時(shí),在低轉(zhuǎn)速,一個(gè)進(jìn)氣道被控制閥封閉,僅一個(gè)進(jìn)氣道氣,進(jìn)氣氣流增快,提高進(jìn)氣慣性,改善進(jìn)氣效率,且造成強(qiáng)橫渦流或縱渦流,使燃燒迅速因而提高轉(zhuǎn)矩輸出;而在高轉(zhuǎn)速時(shí),兩個(gè)進(jìn)氣道均進(jìn)氣,進(jìn)氣充足,可維持高轉(zhuǎn)矩輸出
可變進(jìn)氣道系統(tǒng)三種形式:①雙脈沖進(jìn)氣系統(tǒng)。②四氣門二階段進(jìn)氣系統(tǒng)。③三階段進(jìn)氣系統(tǒng)。一、可變進(jìn)氣歧管長度及斷面積式1·控制閥裝在較粗短的副進(jìn)氣歧管上,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低、中轉(zhuǎn)速時(shí),控制閥關(guān)閉,空氣從較細(xì)長的主進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí),控制閥打開,空氣從主副進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸。本田汽車采用的可變進(jìn)氣系統(tǒng)
可變進(jìn)氣系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)圖如圖所示為日產(chǎn)汽車公司采用的可變進(jìn)氣系統(tǒng)(N-VIS),構(gòu)造與作用也相同。動(dòng)作:低速時(shí),關(guān)閉閥門;高速時(shí),打開閥門。如圖豐田汽車公司采用的進(jìn)氣控制系統(tǒng)(Acousticcontrolinduc-tionsystem,ACIS),其控制閥是裝在每個(gè)氣缸的進(jìn)氣室2之前,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低、中轉(zhuǎn)速時(shí),控制閥關(guān)閉,可得到延長進(jìn)氣歧管長度相同的效應(yīng);當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí),控制閥打開,可得到縮短進(jìn)氣歧管長度相同的效應(yīng)。
豐田汽車采用的進(jìn)氣控制系統(tǒng)作用
如圖為福特汽車公司采用的可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)(Variableinductioncontrolsystem,VICS),以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4800r/min為控制閥關(guān)閉或打開的切換點(diǎn),可改變進(jìn)氣室與進(jìn)氣歧管間的路徑長度,以達(dá)到如圖所示,利用控制閥的閉開,可得到較高的轉(zhuǎn)矩及較寬的轉(zhuǎn)矩帶。
SAAB汽車采用的可變進(jìn)氣歧管
如圖為富豪汽車公司采用之可變進(jìn)氣系統(tǒng)(VOLVOVariableinductionsystenV-VIS),有兩條平行但不等長的進(jìn)氣歧管,控制閥也是裝在短進(jìn)氣歧管上,低轉(zhuǎn)速時(shí)關(guān),i轉(zhuǎn)速時(shí)開,可維持高轉(zhuǎn)矩在寬廣的范圍內(nèi)。
如圖是可變進(jìn)氣歧管長度及斷面積式,但其控制閥系依發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而漸改變開度,與上述各種系統(tǒng)的控制閥開啟方式不相同。轉(zhuǎn)矩與控制閥開度之關(guān)系如圖所示。
可變進(jìn)氣歧管長度及斷面積式進(jìn)氣系統(tǒng)的構(gòu)造
(1)低轉(zhuǎn)速時(shí):副進(jìn)氣歧管上的控制閥全關(guān),進(jìn)氣流速快,加上進(jìn)氣慣性效果,使充填效率提高,故輸出轉(zhuǎn)矩增加。(2)中轉(zhuǎn)速時(shí):發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升,控制閥慢慢打開,進(jìn)氣歧管的斷面積增大,使進(jìn)氣阻力減小,加上進(jìn)氣慣性效果,故輸出轉(zhuǎn)矩增加。(3)高轉(zhuǎn)速時(shí):控制閥全開,進(jìn)氣斷面積最大,進(jìn)氣阻力最小,充填效率最高,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出馬力及轉(zhuǎn)矩均增加。
二、可變進(jìn)氣道式如圖所示為豐田汽車公司采用的可變進(jìn)氣系統(tǒng)(TOYOTAVariableinductionsystem,T-VIS),系可變進(jìn)氣道式,在兩個(gè)進(jìn)氣道的其中一個(gè)裝上控制閥,低、中轉(zhuǎn)速時(shí)控制閥關(guān)閉,高轉(zhuǎn)速時(shí)控制閥打開,可得到如圖所示的結(jié)果,以提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩,同時(shí)也不會(huì)影響四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)高輸出的特性。
采用可變進(jìn)氣系統(tǒng)的功能
長進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí),空氣經(jīng)過長的進(jìn)氣道,使氣缸充氣最佳,且扭矩增大。短進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí),空氣流經(jīng)短進(jìn)氣道,可提高效率。真空單元進(jìn)氣道新技術(shù)可變進(jìn)氣道發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、做功排氣,曲軸轉(zhuǎn)2圈,720°,每一個(gè)單程180°,理論上曲軸轉(zhuǎn)180°進(jìn)、排氣門各開關(guān)閉一次。但是實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速都很高,活塞每一行程歷時(shí)都很短。例如上海桑塔納轎車發(fā)動(dòng)機(jī),在最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速為5600r/min,一個(gè)行程歷時(shí)僅為60/(5600X2)一0.0054s。這樣短時(shí)間的進(jìn)氣或排氣過程,往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不足或排氣不凈,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。因此,現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都采取延長進(jìn)、排氣時(shí)間的方法即:氣門的開啟和關(guān)閉的時(shí)刻并不正好是曲拐處在上止點(diǎn)和下止點(diǎn)的時(shí)刻,而是分別提早和延遲一定曲軸轉(zhuǎn)角,以改善進(jìn),排氣狀況,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。在排氣行程接近終了,活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前,即曲軸轉(zhuǎn)到離曲拐的上止點(diǎn)位置還差一個(gè)角度a時(shí),進(jìn)氣門便開始開啟,直到活塞過了下止點(diǎn)重又上行,即曲軸轉(zhuǎn)到超過曲拐下止點(diǎn)位置以后一個(gè)角度戶時(shí),進(jìn)氣門才關(guān)閉。這樣,整個(gè)進(jìn)氣行程持續(xù)時(shí)間相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角180°十a(chǎn)十β。a角一般為10°~30°,β角一般為40°~80°。進(jìn)氣配氣相位為180°+進(jìn)氣提前角α+進(jìn)氣遲后角β。進(jìn)氣門提前開啟的目的,是為了保證進(jìn)氣行程開始時(shí)進(jìn)氣門已開大,新鮮氣體能順利地充入氣缸。當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí),氣缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力,在壓縮行程開始階段,活塞上移速度較慢的情況下,仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進(jìn)氣,因此進(jìn)氣門晚關(guān)一點(diǎn)是有利于充氣。同樣,排氣配氣相位為180°+排氣提前角γ+排氣遲后角δ1.1.2可變配氣相位與氣門升程
配氣相位圖加大進(jìn)氣門遲閉角,高轉(zhuǎn)速時(shí)充氣效率增加有利于最大功率的提高,但對低速和中速性能則不利。減小進(jìn)氣遲閉角,能防止氣體被推回進(jìn)氣管,有利于提高最大扭矩,但降低了最大功率。因此,理想的氣門正時(shí)應(yīng)當(dāng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況及時(shí)做出調(diào)整,應(yīng)具有一定程度的靈活性。顯然,對于傳統(tǒng)的凸輪挺桿氣門機(jī)構(gòu)來說,由于在工作中無法做出相應(yīng)的調(diào)整,也就難于達(dá)到上述要求,因而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的進(jìn)一步提高。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)都是一個(gè)折衷方案,不可能在兩種截
然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。日產(chǎn)汽車公司的VTC設(shè)計(jì),是在一定的作用條件時(shí),使進(jìn)氣門提早打開,發(fā)動(dòng)機(jī)可在較低轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生較高轉(zhuǎn)矩,可變氣門正時(shí)只有一段變化;而豐田汽車公司的VVT-i設(shè)計(jì)與寶馬BMW汽車公司的VANOS設(shè)計(jì),均為連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng),氣門開度即舉升是一定的,但氣門開閉時(shí)間隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷而連續(xù)可變,可達(dá)到省油、怠速穩(wěn)定、提高轉(zhuǎn)矩、增大動(dòng)力輸出及減少排氣污染的目的。本田汽車公司的VTEC設(shè)計(jì),系可變氣門正時(shí)與舉升系統(tǒng),其氣門打開的舉升可變,但氣門舉升改變是分段式,目前最多分成三段,同樣可達(dá)到低轉(zhuǎn)速時(shí)省油、穩(wěn)定、轉(zhuǎn)矩提高,及高轉(zhuǎn)速時(shí)增大動(dòng)力輸出的目的。
1.1.2可變氣門正時(shí)和升程控制系統(tǒng)1.本田汽車公司VTEC技術(shù)
本田VTEC(VariableValveTiming&Liftelectroniccontrolsystem),稱為電子控制可變氣門正時(shí)與舉升系統(tǒng),當(dāng)改變氣門升程時(shí),氣門正時(shí)與氣門重疊角隨之改變。(1)VTEC結(jié)構(gòu)。(2)VTEC工作原理。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在中低速工作時(shí),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A、B驅(qū)動(dòng)主、副搖臂,壓動(dòng)氣門開啟。中間搖臂在彈簧的作用下與中間凸輪(高速凸輪)一起轉(zhuǎn)動(dòng),但此時(shí)由于沒有油壓作用于同步活塞,所以中間搖臂與氣門的開閉無關(guān)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),控制系統(tǒng)使搖臂內(nèi)部的液壓活塞沿箭頭方向移動(dòng)。此時(shí)主、副及中間搖臂在同步活塞的作用下連成一體,均由中間凸輪(高速凸輪C)來驅(qū)動(dòng),從而獲得高功率所需的配氣正時(shí)和氣門升程。(3)i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。
i-VTEC系統(tǒng)是在VTEC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)稱為VTC(Variabletimingcontrol可變正時(shí)控制)的裝置——一組進(jìn)氣門凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu),即i-VTEC=VTEC+VTC。i-VTEC技術(shù)作為本田公司VTEC技術(shù)的升級技術(shù),其不僅完全保留了VTEC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),而且加入了當(dāng)今世界流行的智能化控制理念,在提高燃油效率,降低有害物排放方面堪稱國際水平。VTEC系統(tǒng)對于配氣相位的改變?nèi)匀皇请A段性的,也就是說其改變配氣相位只是在某一轉(zhuǎn)速下的跳躍,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)的性能,本田不斷進(jìn)行創(chuàng)新,推出了i-VTEC系統(tǒng)。
簡單地說,i-VTEC系統(tǒng)是在VTEC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)稱為VTC(Variabletimingcontrol“可變正時(shí)控制”)的裝置——一組進(jìn)氣門凸輪軸正時(shí)可變控制機(jī)構(gòu),即i-VTEC=VTEC+VTC。此時(shí),排氣閥門的正時(shí)與開啟的重疊時(shí)間是可變的,由VTC控制,VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入使發(fā)動(dòng)機(jī)在大范圍轉(zhuǎn)速內(nèi)都能有合適的配氣相位,這在很大程度上提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。典型的VTC系統(tǒng)由VTC作動(dòng)器、VTC油壓控制閥、各種傳感器以及ECU組成。VTC作動(dòng)器、VTC油壓控制閥可根據(jù)ECU的信號產(chǎn)生動(dòng)作,使進(jìn)氣凸輪軸的相位連續(xù)變化。VTC令氣門重疊時(shí)間更加精確,保證進(jìn)、排氣門最佳重疊時(shí)間,可將發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高20%。
VTC
日產(chǎn)汽車公司稱為氣門正時(shí)控制(Valvetimingcontrol,VTC),僅改變進(jìn)氣門的氣門正時(shí)。由進(jìn)氣凸輪軸前端之控制器總成、氣門正時(shí)控制電磁閥、ECM及各傳感器所構(gòu)成。VTC電路控制方塊圖
ECM由各傳感器信號,使氣門正時(shí)控制電磁閥OFF或ON。當(dāng)電磁閥OFF時(shí),電磁閥打開,油壓從電磁閥泄放,進(jìn)氣門正常時(shí)間開閉,由于無氣門重疊角度,故怠速平穩(wěn);且由于進(jìn)氣門較晚關(guān),故高轉(zhuǎn)速時(shí)充填效率高。當(dāng)電磁閥ON時(shí),電磁閥關(guān)閉,油壓進(jìn)入控制器,使進(jìn)氣凸輪軸位置改變即可得到較高轉(zhuǎn)矩。
VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入,使得氣門的配氣相位能夠“智能化地”適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的改變。VTC在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中配合VTEC系統(tǒng)的作用主要運(yùn)用在三個(gè)方面。
1、最佳怠速/稀薄燃燒區(qū)域:
在此區(qū)域內(nèi),VTC系統(tǒng)停止作用,此時(shí)氣門重疊角最小,由于VTEC的作用,產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作穩(wěn)定。
2、最佳油耗、排氣控制區(qū)域
在此區(qū)域內(nèi),VTEC發(fā)揮作用,產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流,從而使可燃混合氣混合更加均勻,同時(shí)VTC的作用使氣門重疊角加大,將部分廢氣重新吸入氣缸,起到了EGR的作用,以此達(dá)到最佳油耗和排氣控制。
3、最佳扭矩控制區(qū)域
在此區(qū)域內(nèi),通過VTC的控制,以最適當(dāng)?shù)臍忾T重疊角,同時(shí)配合VTEC系統(tǒng)的作用,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩最大限度地提高。
另外,i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)氣歧管在前,排氣歧管在后的布置。排氣歧管縮短了長度,也就是縮短了與三元催化器之間的距離,使三元催化器更快進(jìn)入適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?,能有效控制廢氣排放。由于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后i-VTEC系統(tǒng)就進(jìn)入狀態(tài),不論低轉(zhuǎn)速或者高轉(zhuǎn)速VTC都在工作,也就消除了原來VTEC系統(tǒng)存在的缺陷。
綜上所述,由于i-VTEC系統(tǒng)中VTC機(jī)構(gòu)的導(dǎo)入,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位能夠柔性地與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷相匹配,在發(fā)動(dòng)機(jī)的任何工況下,都能找到最佳的配氣相位,以最佳的氣門重疊角,實(shí)現(xiàn)中、低速時(shí)低油耗、低排放,高速時(shí)高功率、大扭矩,這就象按照人類大腦的要求那樣進(jìn)行控制,因此被形象地稱之為“智能化”VTEC。2.寶馬汽車公司VANOS系統(tǒng)。寶馬汽車公司VANOS(Variablecamshaftcontrol),稱為可變凸輪軸控制系統(tǒng),屬于氣門正時(shí)連續(xù)可變,但一般只是進(jìn)氣氣門正時(shí)可變。如果進(jìn)排氣氣門正時(shí)都可變,則采用雙可變凸輪軸控制(DoubleVANOS)。1.寶馬汽車公司稱為可變凸輪軸控制(VariablecamshaRcontrl),為連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。目前BMW汽車的新3系列及其他系列汽車均已陸續(xù)采用DoubleVANOS,為雙可變凸輪軸控制,即進(jìn)、排氣凸輪軸均有VANOS裝置,進(jìn)氣門的可變角度達(dá)40度,而排氣門為連續(xù)可變。在不同轉(zhuǎn)速與負(fù)荷時(shí),控制電磁閥的位置,使凸輪軸改變位置,得到氣門正時(shí)與重疊角度連續(xù)變化,在低轉(zhuǎn)速時(shí),凸輪軸位于使進(jìn)氣門較晚開之位置,減少氣門重疊角度;而在高轉(zhuǎn)速時(shí),凸輪軸移到使進(jìn)氣門早開之位置,使進(jìn)氣時(shí)間提早,并增加氣門重疊角度,如此使怠速穩(wěn)定,低中轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩提高,高轉(zhuǎn)速功率大,并減少排氣污染。
排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)節(jié)閥N205液壓缸排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器(與鏈條張緊器一體)功率調(diào)整調(diào)整功率時(shí),鏈條下部短,上部長,進(jìn)氣門延遲關(guān)閉。進(jìn)氣管內(nèi)氣流速高,氣缸充氣量足。因此高轉(zhuǎn)速時(shí),功率大。排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器扭矩調(diào)整凸輪軸調(diào)整器向下拉長,于是鏈條上部變短,下部變長。因?yàn)榕艢馔馆嗇S被齒形帶固定了,此時(shí)排氣凸輪軸不能被轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)氣凸輪軸被轉(zhuǎn)一個(gè)角度,進(jìn)氣門提前關(guān)閉。在這個(gè)位置時(shí),在中、低轉(zhuǎn)速,可獲得大扭矩輸出.怠速怠速時(shí),進(jìn)氣門延遲關(guān)閉.扭矩調(diào)整轉(zhuǎn)速在1000rpm以上時(shí),進(jìn)氣門提前關(guān)閉。左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向下,右側(cè)調(diào)整器向上運(yùn)動(dòng)。功率調(diào)整轉(zhuǎn)速在3700rpm以上時(shí),左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向上,右側(cè)調(diào)整器向下運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門延遲關(guān)閉。三、豐田汽車公司VVT-i技術(shù)1.豐田汽車公司稱為智能型可變氣門正時(shí)(Variablevalvetiming-intelligent,VVT-i),為連續(xù)可變氣門正時(shí)系統(tǒng),首先應(yīng)用在豐田汽車的高級房車LEXUS上,目前國產(chǎn)化的COROLLA、ALTIS及CAMRY也已開始采用。不同的排氣量與發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),進(jìn)氣門的開啟度數(shù)有不同變化。2.VVT-i的設(shè)計(jì)理念與VANOS相同,都是移動(dòng)凸輪軸的位置,以改變氣門正時(shí)與氣門重疊角度,只是移動(dòng)凸輪軸的機(jī)構(gòu)有點(diǎn)不同。3.VVT-i的氣門正時(shí)連續(xù)可變,為只針對進(jìn)氣門而設(shè)計(jì),如圖所示,排氣門的氣門正時(shí)是固定的。氣門正時(shí)雖然連續(xù)可變,但舉升是固定的。4.VVT-i的結(jié)構(gòu)。VVT-i系統(tǒng)由VVT-i控制器、凸輪軸正時(shí)機(jī)油控制閥和傳感器三部分組成。
VVT-i控制器的結(jié)構(gòu):VVT-i的氣門正時(shí)變化
4.VVT-i的控制如圖所示,ECM接收傳感器信號,經(jīng)由修正及氣門正時(shí)實(shí)際值的回饋,確立氣門正時(shí)目標(biāo)值,以工作時(shí)間比(Dutyratio)的方式控制凸輪軸正時(shí)油壓控制閥(CamshaRtimingoilcontrolvalve),改變油壓之方向或油壓之進(jìn)出,達(dá)到使進(jìn)氣門正時(shí)提前、延后或固定之目的。
5.VVT-i的構(gòu)造與作用(1)VVT-i執(zhí)行器裝在進(jìn)氣凸輪軸前端,凸輪軸正時(shí)油壓控制閥裝于其側(cè)端。(2)工作原理。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的指令,當(dāng)凸輪軸正時(shí)控制閥位于圖(a)所示時(shí),機(jī)油壓力施加在活塞的左側(cè),使得活塞向右移動(dòng)。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(shí)帶輪提前某一角度。當(dāng)凸輪軸正時(shí)控制閥位于圖(b)位置時(shí),活塞向左移動(dòng),并向延遲的方向旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而,凸輪軸正時(shí)控制閥關(guān)閉油道,保持活塞兩側(cè)的壓力平衡,從而保持配氣相位,由此得到理想的配氣正時(shí)。VVT-i執(zhí)行器(Actuator)的構(gòu)造如圖所示,葉片與進(jìn)氣凸輪軸固定在一起,在外殼內(nèi),因油壓的作用,葉片可在一定角度內(nèi)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸一起旋轉(zhuǎn),達(dá)到進(jìn)氣門正時(shí)之連續(xù)不同變化;另外鎖定銷右側(cè)有油壓送入時(shí),柱塞克服彈簧力量向左移,與鏈輪盤分離,故葉片可在執(zhí)行器內(nèi)左右移動(dòng);但無油壓進(jìn)入時(shí),柱塞彈出,葉片與鏈輪盤及外殼等聯(lián)結(jié)成一體轉(zhuǎn)動(dòng)。作用:給凸輪軸正時(shí)油壓電磁閥ON,閥柱塞移至最左側(cè),此時(shí)左油道與機(jī)油壓力相通,而右油道則為回油,故機(jī)油壓力將葉片向凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向推動(dòng),使進(jìn)氣凸輪軸向前轉(zhuǎn)一角度,進(jìn)氣門提前開啟,進(jìn)排氣門重疊開啟角度最大。
②進(jìn)氣門正時(shí)固定(Hold)時(shí):ECM送出ON時(shí)間一定之工作時(shí)間比信號給凸輪軸正時(shí)油壓電磁閥,如圖示,閥柱塞保持在中間,堵住左、右油道,此時(shí)不進(jìn)油也不回油,葉片保持在活動(dòng)范圍的中間,故進(jìn)氣門開啟提前角度較少。
進(jìn)氣門正時(shí)固定時(shí)VVT-i的作用
③進(jìn)氣門正時(shí)延遲(Retard)時(shí):ECM送出ON時(shí)間較短的工作時(shí)間比信號給凸輪軸正時(shí)油壓電磁閥,如圖所示,閥柱塞移至最右側(cè),此時(shí)左油道回油,右油道與機(jī)油壓力相通,故機(jī)油壓力將葉片逆凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向推動(dòng),故進(jìn)氣門開啟提前角度最少。
進(jìn)氣門正時(shí)延遲時(shí)VVT-i的作用
(3)VVT-i在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及負(fù)荷時(shí),進(jìn)氣門的提前狀況及其優(yōu)點(diǎn),如表所示。
4.Valvetronic(1)BMW最新的Valvetronic,為連續(xù)可變氣門正時(shí)與舉升系統(tǒng),除了氣門正時(shí)為連續(xù)可變外,舉升也可以連續(xù)微調(diào)變化?!?.i-VTEC(1)HONDA最新的i-VTEC,為連續(xù)可變氣門正時(shí)與階段式舉升系統(tǒng),系VTEC+VTC+intelligent的結(jié)合,與VTEC功能相同外,利用VTC,使氣門正時(shí)為連續(xù)可變。(2)VTCⅣalvetimingcontr01)裝置,功能與VVT-i的控制器(Controller)相同,、裝在凸輪軸前端的VTC執(zhí)行器(Aetuator),以油壓控制,使凸輪軸左右轉(zhuǎn)動(dòng),以提前或延遲氣門的開啟時(shí)間,使氣門正時(shí)可連續(xù)變化。
1.2電子節(jié)氣門
電子節(jié)氣門元件作用這套電子節(jié)氣門位置傳感器不同于普通節(jié)氣門位置傳感器.電子節(jié)氣門內(nèi)部共設(shè)置兩套節(jié)氣門位置傳感器用來監(jiān)測其信號合理性.當(dāng)某一個(gè)信號出現(xiàn)問題時(shí),ECU還可以用另外一套信號來繼續(xù)工作.電子節(jié)氣門1.2.1電子節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)電子節(jié)氣門一般由節(jié)氣門位置傳感器、節(jié)氣門執(zhí)行器、節(jié)氣門控制ECU、加速踏板位置傳感器等組成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門加速踏板位置傳感器車速傳感器節(jié)氣門控制ECU節(jié)氣門執(zhí)行器電子節(jié)氣門工作原理電子節(jié)氣門由節(jié)氣門體.驅(qū)動(dòng)電機(jī)和節(jié)氣門位置傳感器等構(gòu)成.來自發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的指令使驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作,通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使節(jié)氣門轉(zhuǎn)動(dòng).保持發(fā)動(dòng)機(jī)工作所需的節(jié)氣門開度.電子節(jié)氣門工作原理節(jié)氣門位置傳感器由兩個(gè)電位器組成,節(jié)氣門開度變化時(shí),電阻值發(fā)生變化,輸出的電壓信號隨之變化,與電子油門踏板位置轉(zhuǎn)感器信號一起,輸入到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU,經(jīng)計(jì)算后,輸出驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制信號,從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度.節(jié)氣門的開與關(guān)都由這兩個(gè)電位器控制,它們供電電源與地都是公用的.兩個(gè)電位器滑動(dòng)片都直接與節(jié)流閥門軸桿連接在一起.其中一個(gè)電位器為一個(gè)正的信號而另一個(gè)為此相反信號(絕對值相同即表征相同的信息).電子節(jié)氣門工作原理節(jié)氣門位置傳感器由碳膜電阻和滑動(dòng)指針構(gòu)成,是一個(gè)具有線性輸出角度傳感器,由兩個(gè)園弧形的滑觸電阻和兩個(gè)滑觸臂組成.滑觸臂的轉(zhuǎn)軸跟節(jié)氣門軸連接在同一軸線上.滑觸電阻兩端加上5v電源電壓.當(dāng)節(jié)氣門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滑觸臂跟著轉(zhuǎn)動(dòng).同時(shí)在滑觸電阻上移動(dòng),并且將觸點(diǎn)的電位作為輸出電壓引出.所以它實(shí)際上是一個(gè)轉(zhuǎn)角電位計(jì).電位計(jì)輸出與節(jié)氣門位置成比例電壓信號.電子節(jié)氣門元件作用電子節(jié)氣門能夠根據(jù)駕駛員踩油門踏板的意愿自動(dòng)打開或關(guān)閉節(jié)氣門,使發(fā)動(dòng)機(jī)處于相應(yīng)工況下工作電子節(jié)氣門取消傳統(tǒng)的油門拉線,節(jié)氣門開度由ECU根據(jù)油門踏板的信號,通過電子節(jié)氣門內(nèi)部步進(jìn)電機(jī)來控制.取消傳統(tǒng)怠速旁通管和怠速步進(jìn)電機(jī).另外電子節(jié)氣門上面還有節(jié)氣門位置傳感器,用來反饋節(jié)氣門的開度.電子節(jié)氣門工作原理節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一臺(tái)微型直流電機(jī).驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作電壓:12V.機(jī)械油門和電子油門的區(qū)別機(jī)械油門1.通過拉索剛性控制節(jié)氣門2.非怠速工況,發(fā)動(dòng)機(jī)電腦無法控制節(jié)氣門開度。3.通過改變點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)間來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。4.怠速工況,節(jié)氣門可以由電腦調(diào)節(jié)。電子油門1.節(jié)氣門完全由電機(jī)控制。2.發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過識別油門踏板的位置來調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度。3.踏板位置,排氣,燃油經(jīng)濟(jì)性和安全因素都可以通過電腦影響節(jié)氣門位置。1.2.3電子節(jié)氣門的應(yīng)用寶馬汽車公司Valvetronic電子氣門1.3缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.3.1缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)概述缸內(nèi)汽油直噴發(fā)動(dòng)機(jī)一般簡稱FSI發(fā)動(dòng)機(jī),F(xiàn)SI(FuelStratifiedInjection)字面意思為燃油分層噴射,使汽油直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。將燃油直接噴入氣缸的FSI發(fā)動(dòng)機(jī)相比燃油噴射到進(jìn)氣管的發(fā)動(dòng)機(jī),其優(yōu)點(diǎn)主要有:動(dòng)力性顯著提高的同時(shí)可降低燃油消耗15%左右。1.3.2缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理EA888發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)FSI發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理基于分層進(jìn)氣原理。FSI發(fā)動(dòng)機(jī)采用類似于柴油機(jī)的供油技術(shù),通過一個(gè)活塞泵提供所需的油壓,將汽油輸送到位于氣缸內(nèi)的電磁噴油器。噴油器將噴射時(shí)間控制在千分之一秒內(nèi),將燃料在最合適的時(shí)刻噴入氣缸,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較濃,其它區(qū)域混合氣相對較稀,保證了可靠點(diǎn)火的情況下實(shí)現(xiàn)混合氣的稀薄燃燒。1.3.3缸內(nèi)汽油直噴系統(tǒng)在車上的應(yīng)用奧迪A6L3.2FSI和4.2FSI發(fā)動(dòng)機(jī),凱迪拉克CTS3.6LV6FSI發(fā)動(dòng)機(jī),大眾高爾夫GolfVariant1.6FSI和2.0FSI發(fā)動(dòng)機(jī),一汽大眾邁騰,保時(shí)捷卡宴Cayenne,斯柯達(dá)明銳Octavia1.8TFSI發(fā)動(dòng)機(jī),林肯MKR概念車,奧迪A53.2FSI和奧迪S5V8FSI發(fā)動(dòng)機(jī),西亞特FreetrackPrototype2.0TFSI發(fā)動(dòng)機(jī),標(biāo)致207Gti1.6渦輪增壓FSI發(fā)動(dòng)機(jī)等。1.3.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)與FSI發(fā)動(dòng)機(jī)比較1.3.5雙噴射系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)豐田雷克薩斯LS4604.6LV8發(fā)動(dòng)機(jī)采用直接燃油噴射和進(jìn)氣口燃油噴射兩個(gè)系統(tǒng)。1.3.6奔馳壓電直噴發(fā)動(dòng)機(jī)CGI1.4復(fù)合火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)1.本田飛度1.3LI-DSI發(fā)動(dòng)機(jī)。2.克萊斯勒300C5.7LHEMI發(fā)動(dòng)機(jī)。3.奔馳AMGG5005.0LV8發(fā)動(dòng)機(jī)。奔馳AMGG500的動(dòng)力系統(tǒng)是一部5.0升V8發(fā)動(dòng)機(jī),保留了奔馳傳統(tǒng)的3氣門技術(shù)但用上了較為先進(jìn)的雙火花塞點(diǎn)火系統(tǒng),這款發(fā)動(dòng)機(jī)曾經(jīng)最先裝備于奔馳S500之上,最大功率296千瓦,最大扭矩456Nm/2800轉(zhuǎn)。1.5稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)1.5.1發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃系統(tǒng)的特點(diǎn)噴油正時(shí)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。稀燃系統(tǒng)的點(diǎn)火正時(shí)需要合理匹配。汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)稀燃的關(guān)鍵技術(shù):提高壓縮比。分層燃燒技術(shù)。高能點(diǎn)火。1.5.2發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃系統(tǒng)的控制1.空燃比的閉環(huán)控制(反饋控制)。2.噴油時(shí)刻的控制。3.點(diǎn)火正時(shí)的控制。1.6可變壓縮比技術(shù)1.紳寶SVC發(fā)動(dòng)機(jī)。SAAB公司的可變壓縮比技術(shù)稱為SVC(saabvariablecompression)。它的核心技術(shù)就是在缸體與缸蓋之間安裝楔型滑塊,缸體可以沿滑塊的斜面運(yùn)動(dòng),使得燃燒室與活塞頂面的相對位置發(fā)生變化,改變?nèi)紵业目头e,從而改變壓縮比。其壓縮比范圍可從8:1至14:1之間變化。2.可變壓縮比的優(yōu)點(diǎn)適合于多元燃料。有利于降低排放。提高運(yùn)行穩(wěn)定性。1.7轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1.7.1轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷史轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)由德國人菲加士·汪克爾發(fā)明。1959年,世界上第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)才由德國工程師菲利克斯·汪克爾發(fā)明出來,第一臺(tái)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)名為KKM400型轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。 70年代石油危機(jī)爆發(fā),各國忙于應(yīng)付各方面的困難而無暇顧及發(fā)展轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),唯有馬自達(dá)公司仍然深信轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力,獨(dú)自研究和生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī),并為此付出了相當(dāng)大的代價(jià)。他們逐步克服了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷,成功地由試驗(yàn)性生產(chǎn)過渡到商業(yè)性生產(chǎn),并將安裝了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的RX-7型跑車打入了美國市場,令人刮目相看。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)比起活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)宏大的曲柄連桿機(jī)構(gòu),龐雜的配氣機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可以說簡略了很多倍,活動(dòng)部件也只有轉(zhuǎn)子和輸出軸,沒有氣門,沒有凸輪軸,沒有正時(shí)鏈條。雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)主要包含五層,它們由一圈長栓壓在一起。并且包含兩個(gè)轉(zhuǎn)自和一根輸出軸。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、缸體和輸出軸組成
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子有三個(gè)弧形表面,每個(gè)表面上都有一個(gè)空腔,用來增大排量,更大程度的混合汽油和空氣。在每兩個(gè)表面的連接處都有一金屬長條片來保證燃燒室間的密封,同樣,在轉(zhuǎn)子的每邊都有金屬環(huán)來保證側(cè)面的密封。在轉(zhuǎn)子的中間有一副齒牙,齒牙和固定在缸體中間的齒輪緊密嚙合。這個(gè)齒輪決定了轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。
缸體的最外的兩端包含著密封圈和輸出軸軸承,和裝著轉(zhuǎn)子的缸體間也是保持密封的。這些部件的內(nèi)表非常光滑,以保證密封工作良好。每塊上有一個(gè)進(jìn)氣口。如圖為雙轉(zhuǎn)子汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)端部分層部件。
缸體轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)缸體分五層分為最外端的端部分層、第二層和中間層。這是包含轉(zhuǎn)子的殼體部分。表面非常光滑。包含轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子殼體部分注意排氣口的位置。由外向內(nèi)第二層是橢圓形的轉(zhuǎn)子殼體。中間一層部件包含兩個(gè)進(jìn)氣口,分別用于兩個(gè)轉(zhuǎn)子。它還用于將兩個(gè)轉(zhuǎn)子分開,因此其外表面非常光滑。中間層部件包含每個(gè)轉(zhuǎn)子的另一個(gè)進(jìn)氣口。中間層
注意中間特殊的圓形突出物輸出軸有一些離心式圓形凸軸,也就是說,它們偏離了軸的中心線。一個(gè)轉(zhuǎn)子與一個(gè)凸軸相合。這些凸軸的作用類似于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸。當(dāng)轉(zhuǎn)子沿其路徑在殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),會(huì)推動(dòng)這些凸軸。由于凸軸是以離心方式安裝在輸出軸上的,因此轉(zhuǎn)子施加給凸軸的力在輸出軸中產(chǎn)生力矩,從而使輸出軸旋轉(zhuǎn)。輸出軸的構(gòu)造轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理
與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)也有進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣、四個(gè)沖程。1.7.2轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是:三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時(shí),三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理黃色:新鮮氣;紅色:壓縮、點(diǎn)火;灰色:廢氣
黃色:新鮮氣;紅色:燃燒做功;灰色:廢氣
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是:三角轉(zhuǎn)子的中心繞輸出軸中心公轉(zhuǎn)的同時(shí),三角轉(zhuǎn)子本身又繞其中心自轉(zhuǎn)。在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),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(dòng),內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。上述運(yùn)動(dòng)關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(gè)獨(dú)立空間,三個(gè)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(dòng)機(jī)點(diǎn)火做功三次。由于以上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞與曲軸1:1的運(yùn)動(dòng)關(guān)系完全不同。仔細(xì)觀察一下,你會(huì)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)1周,輸出軸上的圓形突出物轉(zhuǎn)動(dòng)3次
和活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)類似,也是4沖程的。在這里要注意的是,大部分轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)是雙火花塞。如果只有一個(gè)火花塞,那么在這個(gè)狹長的燃燒室里,單火花塞發(fā)出的火花可能就不夠用。
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1周,輸出軸旋轉(zhuǎn)3周。
一般發(fā)動(dòng)機(jī)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī),工作時(shí)活塞在氣缸里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),為了把活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),必須使用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)則不同,它直接將可燃?xì)獾娜紵蛎浟D(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)扭矩。與往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)相比,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)取消了無用的直線運(yùn)動(dòng),因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸較小,重量較輕,而且振動(dòng)和噪聲較低,具有較大優(yōu)勢。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)1.體積小重量輕:轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn),其中最重要的一點(diǎn)是減小了體積和減輕了重量。在運(yùn)行安靜性和平穩(wěn)性兩方面,雙轉(zhuǎn)子相當(dāng)于直列六缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。在保證相同的輸出功率水平前提下,轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)重量是往復(fù)式的三分之二,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對于汽車工程師們有著無比的吸引力。特別是近年來,在防撞性(碰撞安全)、空氣動(dòng)力學(xué)、重量分布和空間利用等方面的要求越來越嚴(yán)格的情況下。2.精簡結(jié)構(gòu):由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)將空燃混合氣燃燒產(chǎn)生的膨脹壓力直接轉(zhuǎn)化為三角形轉(zhuǎn)子和偏心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力,所以不需要設(shè)置連桿,進(jìn)氣口和排氣口依靠轉(zhuǎn)子本身的運(yùn)動(dòng)來打開和關(guān)閉;不再需要配氣機(jī)構(gòu),包括正時(shí)齒帶、凸輪軸、搖臂、氣門、氣門彈簧等,而這在往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)中是必不可少的一部分。綜上所述,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)組成所需要的部件大幅度減少。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)
3.均勻的扭矩特性:根據(jù)研究結(jié)果,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)速度范圍內(nèi)有相當(dāng)均勻的扭矩曲線,即使是在兩轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)中,運(yùn)行中的扭矩波動(dòng)也與直列六缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)具有相同的水平,三轉(zhuǎn)子的布置則要小于V型八缸往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中的所有活動(dòng)部件都是朝同一個(gè)方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)的,相對于活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)來說,有這更好的平順性。每個(gè)燃燒過程大概持續(xù)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的90度左右,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1周,輸出軸旋轉(zhuǎn)3周,每個(gè)燃燒過程相當(dāng)于輸出軸旋轉(zhuǎn)了270度,這就意味著一個(gè)單轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)在輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)3/4周的時(shí)間內(nèi)一直傳遞著動(dòng)力。而單缸的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),在兩周的時(shí)間里,只有180度的時(shí)間里是傳遞動(dòng)力的,相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的1/4的時(shí)間里傳遞動(dòng)力。
4.運(yùn)行更安靜,噪音更?。簩τ谕鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī),活塞運(yùn)動(dòng)本身就是一個(gè)振動(dòng)源,同時(shí)氣門機(jī)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生令人討厭的機(jī)械噪音。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)相當(dāng)小,而且沒有氣門機(jī)構(gòu),因此能夠更平穩(wěn)和更安靜的運(yùn)行。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)
6.可靠性和耐久性:轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的三分之一。因此,在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)以9000rpm的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速約為該轉(zhuǎn)速的三分之一。另外,由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒有那些高轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)部件,如搖臂和連桿,所以在高負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中,更可靠和更耐久。在1991的勒芒汽車賽中的大獲全勝就充分證明了這一點(diǎn)。7.
相對于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)有如下缺點(diǎn),耗油量比較大。這主要是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的形狀不太有利于完全燃燒,火焰?zhèn)鞑ヂ窂捷^長,使得燃油和機(jī)油的消耗增加。而且轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)只能用點(diǎn)燃式,不能用壓燃式,也就是不能采用柴油。功率輸出軸位置比較高,令整車布置安排不便。另外,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的加工制造技術(shù)高,成本比較貴,推廣困難。1.7.3轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)體積小重量輕。結(jié)構(gòu)簡單。理想的扭矩輸出特性。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小。可靠性和耐久性提高。油耗大。2.轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)活塞往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的比較燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的途徑不一樣?;钊鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)工作行程(進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣)都是在一個(gè)氣缸內(nèi)進(jìn)行,而對于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)來說,在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,轉(zhuǎn)子與缸壁形成的三個(gè)工作室的容積不停地變動(dòng),在擺線形缸體內(nèi)相繼完成進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程。每個(gè)過程都是在擺線形缸體中的不同位置進(jìn)行,這明顯區(qū)別于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的排量通常用單位工作室容積(工作室最大容積和最小容積之間的差值)和轉(zhuǎn)子的數(shù)量來表示。1.7.4轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用馬自達(dá)RX8跑車1.8柴油機(jī)共軌直噴技術(shù)1.8.1柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)概述1.柴油機(jī)電控燃油系統(tǒng)的分類第一代電控噴油系統(tǒng)是位置控制式。第二代電控噴油系統(tǒng)是時(shí)間控制式。第三代電控噴油系統(tǒng)是時(shí)間壓力控制式,即電控共軌式噴油系統(tǒng)。2.柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)柴油機(jī)的排放降低,經(jīng)濟(jì)性提高。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性提高。(3)響應(yīng)快,控制精確。(4)控制策略靈活多樣。1.8.2電控共軌系統(tǒng)的組成1.8.3典型電控共軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.供油泵結(jié)構(gòu)和工作原理2.噴油器的結(jié)構(gòu)與工作原理3.共軌組件1.8.4電控共軌系統(tǒng)應(yīng)用舉例華泰現(xiàn)代2.9升特拉卡CRDI。哈弗TC柴油車。德爾福柴油電控系統(tǒng)原理與診斷/programs/view/skeqRMnQyAA/西門子與電裝柴油高壓共軌特點(diǎn)/programs/view/fiqpieZjW88/柴油電控泵噴嘴噴油系統(tǒng)講解/programs/view/L3xTTHK5Vas/1.9發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)1.9.1增壓系統(tǒng)的特性和種類1.9.2發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的發(fā)展歷史1.9.3機(jī)械增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.9.4渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.9.5發(fā)動(dòng)機(jī)雙增壓技術(shù)1.雙渦輪增壓。2.綜合運(yùn)用機(jī)械增壓和廢氣渦輪增壓。1.9.6增壓中冷技術(shù)1.9.7TDI與SDI技術(shù)1.9.8發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)在車上的應(yīng)用渦輪增壓器的應(yīng)用:?奧迪1.9TDiL4,2.5TDiV6,3.3TDiV8柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī);?寶馬2.0L4,3.0L6和4.0V8柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī);?奔馳2.2CDIL4,2.7CDIL5和3.2CDiV6柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)械增壓器的應(yīng)用:?阿斯頓馬丁DB73.2六缸和Vantage5.3V8發(fā)動(dòng)機(jī);?通用3.8V6發(fā)動(dòng)機(jī);?捷豹4.0V8發(fā)動(dòng)機(jī);?奔馳2.0和2.3四缸發(fā)動(dòng)機(jī);?馬自達(dá)MillerCycleV6發(fā)動(dòng)機(jī)。機(jī)械增壓+渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用:?大眾GolfGT1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)。1.10對置式發(fā)動(dòng)機(jī)1.10.1發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式概述直列發(fā)動(dòng)機(jī)(LineEngine)
。V型發(fā)動(dòng)機(jī)。
W型發(fā)動(dòng)機(jī)。水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)。
轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。
1.10.2典型對置式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理1.10.3對置式發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用舉例保時(shí)捷CaymanSSUBARU2.5升水平對置(DOHC)雙頂置凸輪軸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。1.11W12發(fā)動(dòng)機(jī)W12型發(fā)動(dòng)機(jī)采用MotronicME7.1.1管理系統(tǒng)W12發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn):
結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕。
發(fā)動(dòng)機(jī)的高度顯著降低。
采用干式潤滑系統(tǒng)。1.12HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)1.12.1HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷史HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)最早出現(xiàn)在1948年,當(dāng)時(shí)開發(fā)了一款用于捷豹汽車的6缸HEMI發(fā)動(dòng)機(jī),隨后在1951年,克萊斯勒汽車公司發(fā)布了180馬力的V-8HEMI發(fā)動(dòng)機(jī),排量5.4升(331立方英寸),因此被命名為“331HEMI”。1.12.2HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)MDS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理MDS是英文MultiDisplacementSystem的簡稱,即多段式排氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。MDS系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作汽缸在8缸和4缸之間切換,它最大的好處就是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。1.13發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)1.13.1發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)概述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(EngineManagementSystem,簡稱EMS)1.國外發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)制造商。(1)德國博世有限公司。(2)西門子威迪歐公司。(3)德爾福公司。(4)摩托羅拉公司。(5)日本電裝株式會(huì)社。2.
國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)制造商。(1)上海聯(lián)合汽車電子有限公司。(2)北京德爾福萬源發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)有限公司。(3)西門子威迪歐汽車電子(長春)有限公司。(4)長安偉世通汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(重慶)有限公司。(5)馬瑞利動(dòng)力系統(tǒng)(上海)有限公司。(6)意昂神州科技有限公司。(7)北京美加汽車科技公司。(8)北京志陽同光汽車電控軟件有限公司。(9)中順電子(東莞)有限公司。(10)康佳汽車電子公司。(11)上海新代車輛技術(shù)有限公司。1.13.2常見發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)通用汽車公司發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。豐田電控系統(tǒng)TCCS。福特汽車公司發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。1.13.3雪鐵龍C3的無空轉(zhuǎn)系統(tǒng)所謂的無空轉(zhuǎn)系統(tǒng),就是在汽車駐車等待時(shí)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),從而達(dá)到節(jié)省燃油和降低排放的目的。1.14
柴汽混燃發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)1.14.1奔馳均質(zhì)混合氣壓燃技術(shù)(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)奔馳F700混合概念車采用了均質(zhì)混合氣壓燃技術(shù)(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合了汽油動(dòng)力的力量和柴油動(dòng)力的效率,從而使行駛里程更長,排污更少。奔馳DiesOtto的工作情況:在汽車加速時(shí),DiesOtto靠火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣,高溫高壓的火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)燃燒室,并推動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。為了最大化獲取能量,采用了進(jìn)氣渦輪增壓和缸內(nèi)燃油噴射。DiesOtto驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適用于不需要完全輸出動(dòng)力的場合,例如在高速公路巡航時(shí)。此時(shí)節(jié)氣門開度大,可以使發(fā)動(dòng)機(jī)利用更少的燃料和更多的空氣進(jìn)行工作。發(fā)動(dòng)機(jī)通過調(diào)節(jié)閥門的開度增加燃燒室的壓力,并通過一個(gè)附在機(jī)軸上的鏈傳動(dòng)裝置將活塞推得更高。工作過程中,更大的壓力使得燃燒室內(nèi)多處混合氣自燃,因此溫度更低且燃燒更均勻。低溫相對于高溫能減少能量流失,并降低排污。1.14.2大眾混燃式發(fā)動(dòng)機(jī)利用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)CCS(柴汽混燃系統(tǒng)),大眾公司柴油機(jī)和汽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)很好地融合在一起,并首先把柴汽混燃發(fā)動(dòng)機(jī)安裝到一輛途安上。柴汽混燃系統(tǒng)將均勻的混合過程與無火花自燃二者合一,其原理是:在活塞壓縮行程,柴油機(jī)采用的共軌噴射技術(shù)能夠精確地把燃料噴入燃燒室,從而使形成混合氣的時(shí)間長,混合質(zhì)量更好,能更快使壓力和溫度上升,最終實(shí)現(xiàn)自燃。為了降低燃燒室溫度,使排放降低,燃燒后的廢氣被引入一部分到燃燒室。第2章底盤新技術(shù)2.1四驅(qū)技術(shù)2.2變速器新技術(shù)2.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)新技術(shù)2.4懸架新技術(shù)2.5制動(dòng)系統(tǒng)新技術(shù)2.6自動(dòng)離合器2.1四驅(qū)技術(shù)
2.1.1概述常見的四驅(qū)系統(tǒng)主要有分時(shí)四驅(qū)(PartTime4WD)和全時(shí)四驅(qū)(FullTime4WD)兩種。四驅(qū)系統(tǒng)使用的自動(dòng)變速器人們生活水平的不斷提高,汽車也成為了我們生活中必不可缺的一部分,四輪驅(qū)動(dòng)汽車也越來越多了起來,那么什么是四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)呢?比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)有哪些明顯的優(yōu)勢?4輪驅(qū)動(dòng)(全輪驅(qū)動(dòng))是指汽車前后輪都有動(dòng)力??砂葱旭偮访鏍顟B(tài)不同而將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩按不同比例分布在前后所有的輪子上,以提高汽車的行駛能力。如果你看見一輛車上標(biāo)有4×4或4WD,那就表示該車輛擁有4輪驅(qū)動(dòng)的功能。四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)是為了適應(yīng)汽車越野行駛要求而產(chǎn)生的,多用于越野車,四輪驅(qū)動(dòng)汽車具有良好的動(dòng)力性安全性和越野性,近年來很多轎車和旅行車也用四輪驅(qū)動(dòng)。四輪驅(qū)動(dòng)第一次出現(xiàn)是在第一次世界大戰(zhàn)中,利用其運(yùn)動(dòng)可靠性和通過性好的特點(diǎn),隨著人們對汽車性能要求的提高,四輪驅(qū)動(dòng)更多地被用于賽車、越野車、運(yùn)輸車上。如:三菱、豐田、波爾舍等。很快這項(xiàng)技術(shù)在二戰(zhàn)期間美國軍事車吉普上得到廣泛使用。在第二次世界大戰(zhàn)中,由于吉普車具有優(yōu)良的越野性能而名噪一時(shí)。艾森豪威爾把吉普車列為“贏得戰(zhàn)爭的三大武器”之首。在兩次世界大戰(zhàn)期間,交通技術(shù)得到了飛速發(fā)展。在1914-1918年的第一次世界大戰(zhàn)中,為了運(yùn)送大量的兵員和武器彈藥,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了四輪驅(qū)動(dòng)載重車,其運(yùn)動(dòng)性和可靠性已超出馬車之上了。
在1939-1945年的第二次世界大戰(zhàn)中,四輪驅(qū)動(dòng)軍用車輛成為了機(jī)動(dòng)部隊(duì)的交通工具,在戰(zhàn)爭中廣泛應(yīng)用。尤其是產(chǎn)量高達(dá)64萬輛的吉普車更是名聲遠(yuǎn)揚(yáng),甚至有人認(rèn)為是吉普車使盟軍取得了戰(zhàn)爭的勝利。二戰(zhàn)結(jié)束之后,首先被應(yīng)用在陸虎上。幾十年來,四驅(qū)依然被應(yīng)用在越野車領(lǐng)域上直到1970年英國羅孚(Range
Rover)公司使用了這項(xiàng)技術(shù)。羅孚公司第一次將四驅(qū)技術(shù)應(yīng)用在非越野車上,乘坐時(shí)駕乘人員感到前所未有的舒適。
上世紀(jì)八十年代初,奧迪推出新車型Quattro
Coupe,但不是真正意義上的四驅(qū)型轎車。這款車僅是通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來控制負(fù)重輪的,不能達(dá)到越野性能。從此,四驅(qū)技術(shù)被廣泛流傳。上世紀(jì)九十年代,在北美市場福特和通用推出大量多款SUV和皮卡。占據(jù)北美輕卡市場半壁江山的雪佛蘭Tahoe和福特F系列由后輪驅(qū)動(dòng)(RWD)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)(AWD)。一些小型SUV,如福特Escape,采用前輪驅(qū)動(dòng)(FWD)。在歐洲四驅(qū)被廣泛應(yīng)用在高性能的公路用車或高端家庭用車上。緊隨奧迪之后,許多汽車制造商至少在其產(chǎn)品中有一款車型采用四驅(qū)技術(shù)。在日本市場無論是SUV還是高性能公路用車對四驅(qū)技術(shù)需求更加渴望。如豐田Supra和日產(chǎn)Skyline就是最典型的代表。據(jù)專家估計(jì),四驅(qū)和全時(shí)四驅(qū)占輕型乘用車總產(chǎn)量35%。四輪驅(qū)動(dòng)的分類四驅(qū)系統(tǒng)一般分為:全時(shí)四驅(qū)、分時(shí)四驅(qū)和適時(shí)四驅(qū)。
全時(shí)四驅(qū)指的是車輛在整個(gè)行駛過程中一直保持四輪驅(qū)動(dòng)的模式,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩以固定的比例分配到前后輪。這種驅(qū)動(dòng)模式擁有較好的越野和操控性能,但它不能根據(jù)路面情況做出扭矩分配的調(diào)整,油耗偏大,經(jīng)濟(jì)性差。
全時(shí)四驅(qū)比兩驅(qū)車型理論上擁有更好的牽引力;車子的行駛依靠持續(xù)平穩(wěn)的牽引力,而牽引力的穩(wěn)定性主要由車子的驅(qū)動(dòng)方式來決定;將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)分配到四個(gè)輪胎與分配到兩個(gè)輪胎上做比較,其結(jié)果是AWD的可控性、通過性以及穩(wěn)定性均會(huì)得到提升,即無論車輛行駛在何種天氣以及何種路面(濕地、崎嶇山路、彎路上)時(shí);駕駛員都能夠更好的控制每一個(gè)行跡動(dòng)作,從而保證駕駛員和乘客的安全。在駕駛時(shí),全時(shí)四驅(qū)比兩驅(qū)車型轉(zhuǎn)向更加中性,可以更好的解決前驅(qū)車的轉(zhuǎn)向不足和后驅(qū)車的轉(zhuǎn)向過度。代表車型:奧迪Q7、寶馬X5、奔馳GL、謳歌MDX。分時(shí)四驅(qū)是由駕駛者手動(dòng)切換的驅(qū)動(dòng)模式,駕駛者可通過接通或斷開分動(dòng)器來選擇兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)模式。這是SUV車型中最常見的驅(qū)動(dòng)模式,其優(yōu)點(diǎn)是既能保證車輛的動(dòng)力性和通過性,又能兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性,略顯不足的是駕駛者需要自行判斷路況,手動(dòng)操作驅(qū)動(dòng)模式。通常,當(dāng)汽車制造商說一輛車具有“四輪驅(qū)動(dòng)”時(shí),他們指的是分時(shí)四驅(qū)。
代表車型:JEEP牧馬人、長城哈弗等。一般情況下,車輛并不是長時(shí)間處于四驅(qū)狀態(tài)。正常行使?fàn)顩r下,采用的是兩輪驅(qū)動(dòng),當(dāng)需要通過惡劣路面時(shí),駕駛員可以通過分動(dòng)桿把兩輪驅(qū)動(dòng)切換成四輪驅(qū)動(dòng),讓四個(gè)車輪都提供驅(qū)動(dòng)力,從而提高車輛的通過性能。適時(shí)四驅(qū)又稱為實(shí)時(shí)四驅(qū),是最近幾年發(fā)展起來的技術(shù),它由電腦芯片控制兩驅(qū)與四驅(qū)的切換。該系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)就是它在繼承全時(shí)四驅(qū)和分時(shí)四驅(qū)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)彌補(bǔ)了它們的不足。它能自行識別駕駛環(huán)境,根據(jù)駕駛環(huán)境的變化控制兩驅(qū)與四驅(qū)兩種模式的切換。在顛簸、多坡多彎等附著力低的路面,車輛自動(dòng)設(shè)定為四輪驅(qū)動(dòng)模式,而在城市路面等較平坦的路況上,車輛會(huì)自行切換為兩輪驅(qū)動(dòng)。代表車型:奇駿、RAV4、CRV、科雷傲等。大多數(shù)都在車內(nèi)設(shè)計(jì)了單獨(dú)的按鈕,印有“LOCK”字樣,而也有些為自動(dòng)感應(yīng)式的聯(lián)通四驅(qū)狀態(tài),車內(nèi)無按鈕。采用四輪驅(qū)動(dòng)主要改善汽車的通過性和運(yùn)動(dòng)性,增加其越野能力,但同時(shí)也出現(xiàn)一些新的問題。急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)現(xiàn)象前后輪互相干涉動(dòng)力傳動(dòng)效率低驅(qū)動(dòng)系的振動(dòng)和噪聲大采用四輪驅(qū)動(dòng)主要改善汽車的通過性和運(yùn)動(dòng)性,增加其越野能力,但同時(shí)也出現(xiàn)一些新的問題。二、四輪驅(qū)動(dòng)的存在問題干涉現(xiàn)象導(dǎo)致急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)現(xiàn)象1、急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)現(xiàn)象2、前后輪互相干涉3、動(dòng)力傳動(dòng)效率低4、驅(qū)動(dòng)系的振動(dòng)和噪聲大在傳動(dòng)軸與半軸兩端都有聯(lián)軸節(jié),汽車行駛中易引起振動(dòng)和噪聲三、四輪驅(qū)動(dòng)的總體布置以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)以中置發(fā)動(dòng)機(jī)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)后置發(fā)動(dòng)機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)1、以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)輸入軸中間軸中橋輸出軸前橋輸出軸后橋輸出軸在傳動(dòng)軸前面的萬向聯(lián)軸節(jié)處布置一個(gè)分動(dòng)器,再在分動(dòng)器前端布置一個(gè)傳動(dòng)軸和前差速器即可。多用于越野車上。2、以前縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)前差速器與變速器后端連接,再在變速器和驅(qū)動(dòng)后橋間布置一個(gè)傳動(dòng)軸即可。如列奧奈、奧迪、夸特羅等汽車。3、以前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)將分動(dòng)器與變速器和前差速器布置在一起,使三者一體化,稱為變速-分動(dòng)-差速器。如奧斯汀.迷尼汽車。4、以中置發(fā)動(dòng)機(jī)為原型的四輪驅(qū)動(dòng)采用中部橫置發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)后串接變速器,通過傘齒輪傳動(dòng)把軸的旋轉(zhuǎn)方向改變900驅(qū)動(dòng)前后差速器,通過差速器再改變900驅(qū)動(dòng)前后車輪。如標(biāo)致205增壓汽車。5、后置發(fā)動(dòng)機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)將變速器、分動(dòng)器和差速器布置在后橋內(nèi),后橋直接驅(qū)動(dòng)后輪;后橋前部輸出軸直接驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸,通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)前差速器。前差速器內(nèi)有一由電控裝置控制的多片摩擦離合器,從而控制分配給前差速器的驅(qū)動(dòng)力。如波爾舍959汽車。四輪驅(qū)動(dòng)的主要裝置分動(dòng)器差速器差動(dòng)限制裝置粘性聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)分動(dòng)器分動(dòng)器的作用
把變速器傳遞來的動(dòng)力分配給前后驅(qū)動(dòng)輪系分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類1.
直接連接式分動(dòng)器
一種為圖中的短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)
的分動(dòng)器,切換裝置布置在
分動(dòng)器內(nèi),當(dāng)圖中的爪式離合器接通時(shí)即成為前后輪直接連接的四輪驅(qū)動(dòng);反之即為后輪驅(qū)動(dòng)。
另一種為裝有變速裝置的分動(dòng)器,設(shè)有兩檔,在普通路面上使用高速檔,惡劣路面上使用低速檔。通過爪式離合器進(jìn)行二輪或四輪驅(qū)動(dòng)的切換。
分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類2.液壓多片離合器式分動(dòng)器當(dāng)液壓多片離合器分離時(shí),汽車為后輪驅(qū)動(dòng);多片離合器強(qiáng)烈結(jié)合在一起時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力也能傳遞給前輪。3.中間差速器鎖死式分動(dòng)器通過中間差速器,可以把發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力按一定比例分配給前后驅(qū)動(dòng)輪系。此種形式分動(dòng)器大多數(shù)采用爪時(shí)離合器,司機(jī)在座椅上遙控操作,或該裝置自動(dòng)動(dòng)作使中間差速器鎖死
分動(dòng)器結(jié)構(gòu)分類4.驅(qū)動(dòng)力前后分配式分動(dòng)器這種分動(dòng)器利用粘性聯(lián)軸節(jié)或液壓裝置驅(qū)動(dòng)后輪,其功能只是把驅(qū)動(dòng)扭矩分配給前后輪。5.中間差速器差動(dòng)限制式分動(dòng)器主要利用前后驅(qū)動(dòng)輪系的轉(zhuǎn)速差來限制中間差速器的差動(dòng),如粘性聯(lián)軸器。它可以克服中間差速器鎖死裝置分離和結(jié)合時(shí)粗暴影響汽車行駛狀態(tài)的缺點(diǎn)。右圖為其兩種形式分動(dòng)器的布置形式獨(dú)立式分動(dòng)器
這種分動(dòng)器單獨(dú)使用自己的殼體,是一個(gè)獨(dú)立的總成。如圖:左側(cè)為后輪驅(qū)動(dòng)系的原布置方案,右側(cè)為四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)的布置方案。這種布置是吉普車的典型布置,越野車也大都采用這種布置。變速-分動(dòng)-差速器式分動(dòng)器這種形式主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置的汽車上,可以解決布置上的困難。與變速器一體化的分動(dòng)器
主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)前縱置的四輪驅(qū)動(dòng)汽車上,從而使結(jié)構(gòu)緊湊。如圖:在發(fā)動(dòng)機(jī)后端布置了變速-分動(dòng)器,通過它將動(dòng)力分配給后輪。a
差速器工作原理如圖:當(dāng)左右車輪轉(zhuǎn)速相同時(shí)小齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng),差速器的齒輪托架和兩個(gè)側(cè)齒輪以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn);當(dāng)左右車輪發(fā)生轉(zhuǎn)速差時(shí),小齒輪被迫作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)吸收左右車輪的轉(zhuǎn)速差。差速器形式
1.錐齒輪式差速器最常見的結(jié)構(gòu)形式,一般小齒輪有2個(gè),有時(shí)為減輕小齒輪的工作負(fù)荷,也有使用4個(gè)小齒輪的。差速器形式2.雙行星齒輪式差速器如圖,變速器輸出的扭矩傳遞給齒環(huán),在前后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速相同時(shí),小齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng),整個(gè)機(jī)構(gòu)一同旋轉(zhuǎn);當(dāng)前后傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速不同時(shí),中心齒輪和行星齒輪托架的轉(zhuǎn)速差使小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),并吸收前后傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速差。3.復(fù)合行星齒輪式差速器如圖,該差速器采用了兩個(gè)中心齒輪并列布置,使用行星齒輪托架把兩個(gè)中心齒輪連接起來。動(dòng)力從左側(cè)的中心齒輪輸入,由行星齒輪托架驅(qū)動(dòng)前輪,右側(cè)的中心齒輪驅(qū)動(dòng)后輪。差動(dòng)限制裝置功能差速器雖然能把相同大小的扭矩分配給兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的軸,但是當(dāng)有一側(cè)車輪空轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力時(shí),另一側(cè)車輪也不能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力,致使汽車拋錨。差動(dòng)限制裝置的出現(xiàn),克服了差速器的不足。這種裝置允許差速器在正常使用條件下差動(dòng),而當(dāng)單側(cè)車輪空轉(zhuǎn)時(shí)限制其差動(dòng)。分類
1.扭矩感應(yīng)式差動(dòng)限制裝置差動(dòng)限制裝置能感應(yīng)到差速器的差動(dòng)扭矩,當(dāng)扭矩過大時(shí)自動(dòng)的限制差速器的差動(dòng)。主要有多片摩擦離合器和扭矩敏感式差速器。
2.轉(zhuǎn)速差感應(yīng)式差動(dòng)限制裝置差動(dòng)限制裝置能感知到差速器的差動(dòng)速度,當(dāng)差動(dòng)速度較大時(shí),自動(dòng)的限制差速器的差動(dòng)。主要指粘性聯(lián)軸節(jié)。
典型差動(dòng)限制裝置多片摩擦離合器式1.結(jié)構(gòu)圖。在差速器殼體和側(cè)齒輪之間布置了摩擦片,工作時(shí),由于差速器扭矩的作用,用凸輪把摩擦片壓緊。2.工作原理。主動(dòng)小齒輪驅(qū)動(dòng)齒環(huán),差速器小齒輪驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪,使整個(gè)差速器一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)左右輪轉(zhuǎn)速差變大時(shí),中間部分的左右端面凸輪因傳遞扭矩過大而分離,把左右兩個(gè)側(cè)齒輪緊壓向差速器殼體,其結(jié)果使轉(zhuǎn)速低的側(cè)齒輪轉(zhuǎn)速升高了。3.特點(diǎn)。這種裝置差動(dòng)限制效果較好并能提高操縱穩(wěn)定性,常用于方程式賽車和拉力賽車。粘性聯(lián)軸節(jié)1.結(jié)構(gòu)原理。粘性聯(lián)軸節(jié)殼體內(nèi)充滿高粘性的液體,一般多數(shù)使用硅油。當(dāng)粘性聯(lián)軸節(jié)的殼體和內(nèi)軸發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)時(shí),外板和內(nèi)板也發(fā)生相對的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使高粘度的硅油內(nèi)部產(chǎn)生剪切力,該阻力將限制殼體和內(nèi)軸的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到傳遞扭矩的目的。2.特點(diǎn)。粘性聯(lián)軸節(jié)的優(yōu)點(diǎn)在于,如果適當(dāng)?shù)淖兏鼉?nèi)外板形狀、兩板之間的間隔,適當(dāng)?shù)倪x擇硅油的特性,可以使粘性聯(lián)軸節(jié)的扭矩分配特性非常柔和而且連續(xù),很適合于前差速器的差動(dòng)限制。萬向聯(lián)軸節(jié)用途
連接四輪驅(qū)動(dòng)汽車上的軸類零件,提高汽車性能。分類1.叉式聯(lián)軸節(jié)
使用比較廣泛,其結(jié)構(gòu)簡單、強(qiáng)度高、耐久性好、生產(chǎn)性高、成本低.在輸入軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)叉式聯(lián)軸節(jié)每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生兩次加減速運(yùn)動(dòng),為非等速聯(lián)軸節(jié),用于連接角度比較小的情況。
萬向聯(lián)軸節(jié)2.等速聯(lián)軸節(jié)
主要特點(diǎn)是其傳動(dòng)不因兩軸連接角而出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的波動(dòng),有雙聯(lián)軸節(jié)和球籠式聯(lián)軸節(jié)兩種形式。圖示為球籠式聯(lián)軸節(jié),該聯(lián)軸節(jié)殼體內(nèi)有六個(gè)滾球,利用滾球傳遞扭矩。3.撓性聯(lián)軸節(jié)
在連接部位使用橡膠或纖維材料,連接角度可以很大。較少使用。六、四輪驅(qū)動(dòng)各裝置的作用1、短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)防止輪胎打滑方法對短時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)汽車,由駕駛員選擇判斷,平時(shí)使用二輪驅(qū)動(dòng),只在需要時(shí),將汽車4輪直接連接進(jìn)行四輪驅(qū)動(dòng)。2、用單向超越離合器避免急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)現(xiàn)象利用單向超越離合器單向傳遞動(dòng)力的特性,在前輪與發(fā)動(dòng)機(jī)之間布置單向超越離合器,后輪直接從發(fā)動(dòng)機(jī)獲得動(dòng)力,前輪通過單向超越離合器從發(fā)動(dòng)機(jī)獲得動(dòng)力。直線行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力同時(shí)傳給后輪和前輪,單向超越離合器不起作用;轉(zhuǎn)彎時(shí),前輪比后輪轉(zhuǎn)動(dòng)快,使單向超越離合器空轉(zhuǎn),前輪動(dòng)力中斷,后輪正常行駛,克服急轉(zhuǎn)彎制動(dòng)的現(xiàn)象。3、用濕式多片離合器控制驅(qū)動(dòng)扭矩在前后驅(qū)動(dòng)輪前布置濕式多片離合器,濕式多片離合器可電腦控制液壓系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)作,靠摩擦力傳遞扭矩的。由各種傳感器檢測發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛速度、油門踏板角度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向角、前后左右輪加速度等參數(shù),電腦根據(jù)這些參數(shù),結(jié)合汽車的行駛狀態(tài)和路面條件,按預(yù)先設(shè)定程序確定濕式多片離合器傳遞的扭矩。另外,可解決四輪驅(qū)動(dòng)汽車輪胎打滑問題,當(dāng)橫向加速度傳感器檢測到汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí),將濕式多片離合器傳遞的扭矩降下來,使汽車變成后輪驅(qū)動(dòng);當(dāng)檢測到汽車直線行駛時(shí),加大濕式多片離合器傳遞的扭矩。4、使用差動(dòng)限制裝置補(bǔ)償差速器的缺點(diǎn)由于差速器的差速不差力的特性,對常時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)的汽車,裝上差速器后,一旦一個(gè)車輪打滑空轉(zhuǎn)時(shí),其他各輪的驅(qū)動(dòng)力也喪失,為克服這一缺限,可加裝差動(dòng)限制裝置。常用的方法是在傳動(dòng)線路上加裝:直接連接前后驅(qū)動(dòng)輪與中間差速器并聯(lián)布置分別布置在前后差速器上粘性聯(lián)軸節(jié)連接位置5、降低驅(qū)動(dòng)系振動(dòng)和噪聲的等速聯(lián)軸節(jié)
對四輪驅(qū)動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的主要根源在聯(lián)軸節(jié),尤其是叉式聯(lián)軸節(jié)的不等速原因。目前,為減小驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)和噪聲,主要采用等速聯(lián)軸節(jié)。而對等速聯(lián)軸節(jié)本身存在的問題還沒有很好的辦法。七、四輪驅(qū)動(dòng)車采取的措施
1、采用中央、前、后機(jī)械式差速鎖。它是目前尚處于量產(chǎn)階段的世界上唯一一款裝有前、中、后三個(gè)機(jī)械式差速鎖的四輪驅(qū)動(dòng)車。在與越野低速擋的配合下,擁有目前最強(qiáng)的極限通過性能。并且由于制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)的輔助,使得其鋪裝路面性能與混合路況性能也具備很高的水準(zhǔn),缺點(diǎn):常規(guī)差速器本身不具備限滑功能,在連續(xù)變化路面表現(xiàn)不是很好,制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)的極限控制能力有限。梅塞德斯奔馳G級梅塞德斯奔馳G級2、手動(dòng)牙嵌式前、后機(jī)械式差速鎖。
采用越野低速擋以及前后橋的機(jī)械式差速鎖,保證了極限越野能力。缺點(diǎn):純粹手動(dòng)操縱的可接通式四驅(qū)系統(tǒng)雖保證了強(qiáng)大的可靠性,但由于缺少自動(dòng)化限滑輔助設(shè)備,導(dǎo)致這套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對于混合路況以及鋪裝路面的行駛毫無優(yōu)勢可言。
JEEP牧馬人RUBICONJEEP牧馬人RUBICONJEEP牧馬人RUBICON3、中央、后液壓多摩擦片鎖止機(jī)構(gòu)。中央、后液壓多摩擦片都可以預(yù)先手動(dòng)100%鎖止,并有越野低速擋的支持,可以達(dá)到極高的極限通過性能。對于鋪裝路面性能和混合路況性能,這套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更顯優(yōu)勢。正常行駛狀態(tài)時(shí)前后動(dòng)力分配達(dá)到理論最佳值38:62(途銳為50:50),并在保時(shí)捷穩(wěn)定管理系統(tǒng)的輔助下,成為了當(dāng)今擁有最強(qiáng)公路行駛性能的SUV。保時(shí)捷卡宴/大眾途銳保時(shí)捷卡宴/大眾途銳是從賽車場延伸至民用領(lǐng)域的產(chǎn)物。扭矩感應(yīng)自鎖式差速器的反應(yīng)迅捷,在混合路況的表現(xiàn)較好;可以根據(jù)行駛狀態(tài)使動(dòng)力輸出在前后橋間以25:75~75:25連續(xù)變化,反應(yīng)十分迅速,幾乎不存在滯后,而且有電子穩(wěn)定程序的支持,更進(jìn)一步提高了動(dòng)力分配的主動(dòng)性。缺點(diǎn):沒有可以預(yù)先100%鎖止的限滑裝置,扭矩感應(yīng)自鎖式差速器和制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)的極限輔助能力有限,缺乏可以將扭矩成倍放大的越野低速擋。4、中央扭矩感應(yīng)自鎖式差速器奧迪Q7奧迪Q75、中央扭矩感應(yīng)自鎖式差速器加越野低速擋保證車輛平穩(wěn)下坡,攀爬能力更強(qiáng)。缺點(diǎn):不具備可以100%鎖止的限滑裝置,扭矩感應(yīng)自鎖式差速器的極限輔助能力有限。路虎攬勝路虎攬勝6、全時(shí)四驅(qū),中央機(jī)械式差速鎖、越野低速擋、制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)配備一套可接通式四輪驅(qū)動(dòng),以中央機(jī)械差速器配裝有機(jī)械式差速鎖,有更強(qiáng)的極限通過性能以及可靠性。缺點(diǎn):動(dòng)力分配的自動(dòng)連貫性降低,鋪裝路面性能以及混合路況性能要比攬勝稍遜。豐田陸地巡洋艦1007、液壓多摩擦片式可接通四驅(qū),制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)在前橋發(fā)生打滑的一瞬間,多摩擦片系統(tǒng)鎖止,將動(dòng)力傳遞至后橋,并以制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)輔助。這套系統(tǒng)由于自動(dòng)化程度很高,在混合路況的表現(xiàn)比較出色,能夠提供更強(qiáng)的主動(dòng)安全性,但對于越野行駛來說,顯然連貫性不足,而且簡單的系統(tǒng)也無法提供足夠的可靠性。寶馬X38、全時(shí)四驅(qū),中央、前、后液壓多摩擦片機(jī)構(gòu),越野低速擋,制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)由前、中、后三套液壓多摩擦片機(jī)構(gòu)外加越野低速擋組合而成。它的三套液壓多摩擦片機(jī)構(gòu)都是由電腦根據(jù)附著力狀況自動(dòng)控制的,幾乎可以做到將動(dòng)力靈活地分配于每個(gè)車輪,同時(shí)也具備了很高的自動(dòng)性,這在混合路況能夠十分明顯地得到體現(xiàn)。缺點(diǎn):不能手動(dòng)預(yù)先100%鎖止,所以其極限性能必會(huì)受到影響。新一代JEEP大切諾基電控全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1.2奧迪全時(shí)四驅(qū)quattro技術(shù)1.quattro技術(shù)發(fā)展歷史。2.奧迪quattro?全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)原理。2.1.3斯巴魯四驅(qū)系統(tǒng)1.富士斯巴魯左右對稱四驅(qū)系統(tǒng)。斯巴魯汽車的左右對稱全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的四個(gè)車輪的扭矩輸出比例各為25%,尤其是與其特有的水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)合,達(dá)到了左右對稱,從而降低了重心,提高了抓地性能,不管是在高速路面,還是雨雪濕滑路面,都能按照駕駛者的意愿從容轉(zhuǎn)向。斯巴魯自1989年用四驅(qū)車參加世界拉力錦標(biāo)賽以來,屢獲佳績,將賽場上汲取的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)精粹全部應(yīng)用在了民用車輛上,因此斯巴魯?shù)乃熊囕v均采用了全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。2.左右對稱AWD系統(tǒng)的優(yōu)勢。(1)水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)降低了重心和振動(dòng)。(2)扭矩分配系統(tǒng)確保每個(gè)車輪分配到合理的扭矩值。(3)對稱設(shè)計(jì)能降低側(cè)滑力矩,使得高速過彎更加容易。(4)動(dòng)力控制系統(tǒng)優(yōu)勢明顯。(5)牽引力分配合理。斯巴魯四驅(qū)系統(tǒng)“鐘擺”效應(yīng)示意圖斯巴魯?shù)淖笥覍ΨQ全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)的工作核心是中央防滑式差速器控制扭矩分配,它能根據(jù)各種路面情況提前做出調(diào)整,而非反應(yīng)性地限制車輪滑動(dòng)。這種實(shí)時(shí)調(diào)整確保車輛即便是在路滑和惡劣條件下,經(jīng)過一個(gè)很急的彎道或高速改向駛?cè)肓硪粭l車道以避開突然出現(xiàn)的障礙時(shí),車輛的反應(yīng)極其敏捷、自然,并保持車身穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)任何危險(xiǎn)狀況。其重要特征是變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸、后差速器都在水平對置發(fā)動(dòng)機(jī)(SUBARU
BOXER)
后面呈直線型一一對稱地排列。電控多片離合器傳遞
斯巴魯為同時(shí)獲得最佳的牽引和燃油經(jīng)濟(jì)性在其很多配備了自動(dòng)變速箱車型上使用了多片離合器傳遞系統(tǒng)(MPT)。該系統(tǒng)采用機(jī)電中心差分(譯注:中央差速器)。控制單元不斷監(jiān)測節(jié)氣門位置傳感器(TPS),發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM),變速箱控制模塊(TCM)和輪速傳感器等信號輸入,來提供最有效的前/后力矩平衡。
在良好的牽引力(可理解為抓地力),MPT為提高燃油經(jīng)濟(jì)性會(huì)按照預(yù)定邏輯60
/
40分配前/后的扭矩。在牽引力(譯注:可理解為抓地力)不足的情況下或加速困難時(shí),為最大化牽引力(譯注:可理解為驅(qū)動(dòng)力)它可以改變扭矩分配到完全50/
50。主動(dòng)扭矩分配AWD
一個(gè)專為4速自動(dòng)變速器、E-4AT(含手動(dòng)模式)和Lineartronic各型號變速箱開發(fā)的AWD系統(tǒng),最大化了在任何駕駛條件下的AWD多模式的可靠驅(qū)動(dòng)性能。Lineartronic
CVT(無級變速器)使用一個(gè)鏈條而不是鋼帶,擁有更大的變速比,提升了性能和傳動(dòng)效率,同時(shí)油門響應(yīng)更快。主動(dòng)扭矩分配AWD系統(tǒng)通常分配到前后輪扭矩比例為60:40,但是傳感器不斷監(jiān)測車輛的工況變化,例如前后輪胎抓地力和速度的變化。電控MP-T(多片離合傳遞)實(shí)時(shí)調(diào)整到前后輪胎扭矩分配來適應(yīng)駕駛條件、變速箱和駕駛者的操作。這進(jìn)一步增強(qiáng)了全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提供了一個(gè)安全和敏捷的駕駛感受。2.1.4奔馳全時(shí)四驅(qū)技術(shù)4MATIC1.早期奔馳分時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)的工作原理。2.全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)。奔馳4MATIC差速器奔馳第二代4MATIC采用了前、中、后三個(gè)開放式差速器的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng),其核心技術(shù)是差動(dòng)限制方式。奔馳4MATIC的另一特點(diǎn)是:在高速行駛時(shí)能提高汽車的主動(dòng)安全性能。2.1.5寶馬Xdrive全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)4MATIC是奔馳四驅(qū)技術(shù)的名稱,這個(gè)名字來源于4
Wheel
Drive(四輪驅(qū)動(dòng))和Automatic(自動(dòng))的組合。4MATIC首次出現(xiàn)在1985年法蘭克福車展,1986年在W124
E級車系中實(shí)際投入使用。
第一代4MATIC采用了可鎖止的中央、后橋差速器。中央差速器包含了兩套離合器,每一套電控離合器獨(dú)立工作,最終實(shí)現(xiàn)四種驅(qū)動(dòng)模式:后驅(qū),100%的扭矩都分配到后橋,前橋無動(dòng)力分配;四驅(qū)模式1,扭矩按前35后65分配;四驅(qū)模式2,扭矩前后50平均分配;四驅(qū)模式3:在四驅(qū)模式2中,如果兩個(gè)后輪之間還有轉(zhuǎn)速差存在,那么后橋差速鎖鎖止,從而提升脫困性能。
各模式的切換完全由電控系統(tǒng)來自主完成,駕駛者不用進(jìn)行任何操作,第一代4MATIC偏向于后驅(qū),只有前后橋出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)速差時(shí),系統(tǒng)才會(huì)進(jìn)入四驅(qū)模式。
而現(xiàn)在的4MATIC采用了前中后三個(gè)開放式差速器,其中中、后差速器為多片離合形式,可以實(shí)現(xiàn)鎖止,起到類似傳統(tǒng)意義上差速鎖的作用,是真正的全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng),在四傳感器四通道ABS的幫助下,扭矩得以分配到每個(gè)車輪,最大限度的保障行車安全,并且實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的越野能力。
這里必須提到4ETS(四輪驅(qū)動(dòng)電子牽引系統(tǒng)),它起到至關(guān)重要的作用,由于已經(jīng)沒有了傳統(tǒng)意義上的差速鎖,而是采用電控多片離合式的差速器來代替,因此四輪電子剎車輔助的作用必不可少。4ETS正是通過ABS系統(tǒng)對四個(gè)車輪的制動(dòng)力進(jìn)行相對獨(dú)立的限滑制動(dòng),從而讓扭矩得以順利的傳遞到任何一個(gè)仍然有附著力的車輪上去,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力靈活分配,極端情況下,車輛可以僅靠一個(gè)車輪脫離險(xiǎn)境。2.1.6大眾4Motion全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)大眾4MOTION是一套很被動(dòng)的四驅(qū)系統(tǒng)。雖然一切都由電腦來完成,在操作上跟全時(shí)四驅(qū)沒什么兩樣,但本質(zhì)則與分時(shí)四驅(qū)差不多。2.2變速器新技術(shù)
2.2.1寶馬SMG變速器寶馬SMG(SequentialManualGearbox)變速器稱為順序式半自動(dòng)變速器,1997年,寶馬的M3首先采用SMG變速器。其換檔控制模式有S(手動(dòng))模式和A(自動(dòng))模式兩種,在駕駛過程中兩種模式可以隨時(shí)切換。SMG變速箱屬于AMT(AutomatedMechanicalTrans(hexie)mission)機(jī)械式自動(dòng)變速器,它是由BMW連同兩家頂級的汽車配件公司:GERTAG和SACHS(ZF)合作研究出全新概念的變速系統(tǒng),并在1996年裝備到E36M3車型上,作為寶馬第一代的半自動(dòng)變速系統(tǒng),其起源應(yīng)該是來自BMW參加BTCC(英國房車賽)時(shí)候所使用的推拉式半自動(dòng)變速系統(tǒng)技術(shù),這也是寶馬車廠一次具有歷史性的賽車技術(shù)向民用轉(zhuǎn)移的佐證。其實(shí),半自動(dòng)波箱的實(shí)質(zhì),主體還是一個(gè)使用齒輪傳動(dòng)的手動(dòng)變速箱,不過其拉桿系統(tǒng)已經(jīng)交由了一套液壓控制系統(tǒng)去完成離合器、轉(zhuǎn)檔等動(dòng)作,而且會(huì)隨著科技的進(jìn)步而令到轉(zhuǎn)檔的速度越來越快,和越來越暢順,這點(diǎn)在同類型的變速裝置上獲得了使用者的廣泛認(rèn)可,例如馬瑞利的F1和selespeed系統(tǒng),大眾的DSG系統(tǒng)等。至今SMG已經(jīng)發(fā)展到了第三代產(chǎn)品,裝載在上一代的M5和M6車型上(最新車型已經(jīng)由雙離合變速器取代了SMGⅢ)。1997年寶馬的M3首先采用了第一代SMG,它的換檔控制模式有S(手動(dòng))模式和A(自動(dòng))模式,在駕駛過程中兩種模式可以隨時(shí)切換。選用自動(dòng)模式時(shí),它就是一臺(tái)自動(dòng)變速器,可以自動(dòng)準(zhǔn)確地選擇換檔點(diǎn),換檔過程非常平順,沒有沖擊;選用手動(dòng)模式時(shí),將排檔桿向前推一下升一個(gè)檔,向后拉一下降一個(gè)檔,如果不動(dòng)排檔桿,即使將油門踩到底,也不會(huì)升檔,這時(shí)的它完全就是一臺(tái)純手動(dòng)變速器。為了方便操控,在方向盤上還設(shè)有一套手動(dòng)換檔系統(tǒng)。1.SMG變速器的特點(diǎn)※駕駛邏輯控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)駕駛者的駕駛習(xí)慣來控制變速器的換檔,總共可以記住11種不同的換檔模式。※SMG變速器沒有變矩器,也不需要離合器踏板?!趦x表板上有LED的換檔指示燈,它會(huì)根據(jù)車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提醒司機(jī)在最佳的換檔點(diǎn)換入最合適的檔位※當(dāng)司機(jī)做降檔操作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)提升相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,以使平順換檔。※精準(zhǔn)的離合器控制和檔位選擇,可以延長離合器和變速器的使用壽命?!鶄鲃?dòng)過程中的能耗損失很小,車輛的經(jīng)濟(jì)性提高,變速器的結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便宜?!鵖MG變速器的換檔非??旖?,在普通手動(dòng)變速器的換檔時(shí),需要先退檔再掛檔,必須來回推動(dòng)排檔桿來完成換檔,而在SMG變速器換檔時(shí),只要前推(升檔)或后拉(降檔)就可以完成換檔?!褪謩?dòng)變速器相比,操作非常簡單,不用記住現(xiàn)在使用的是哪個(gè)檔位,需要換入哪個(gè)檔位,你只要知道現(xiàn)在需要升檔還是降檔就夠了,簡單地將排檔桿前推或后拉就可以完成所需的任務(wù)。※排檔桿的設(shè)置比手動(dòng)變速器的簡單,所占用的空間較小,只要前后
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