汽车发动机新技术.ppt

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：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；降低发动机的排放污染；改善发动机怠速及低速时的性能及稳定性。,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；双脉冲进气系统。四气门二阶段进气系统。三阶段进气系统。,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。,（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（Variabletimingcontrol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（Variablecamshaftcontrol），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（DoubleVANOS）。,1.2可变气门正时和升程控制系统1.本田汽车公司VTEC技术本田VTEC（VariableValveTiming冲击和噪声大，增压压力低;密封困难；运动件多，可靠性差。,罗茨容积式,特点：转速高增压压力高体积小,离心式,由发动机经传动系驱动，称为机械增压,特点：经传动系驱动，安装受限，降低机械效率,51,机械增压增压器由发动机的曲轴通过机械传动系统直接驱动，将气体压缩并送入发动机气缸，实现对进气的压缩。机械增压发动机具有较好的低速转矩和加速响应性能，但由于噪声和使用寿命问题影响了实际使用。,52,由废气经涡轮机驱动，称为废气涡轮增压,复合增压复合增压将上述多种增压方式加以组合，以获得更好的增压效果。复合增压不是一种独立的增压方式，它只是前面几种增压方式的组合，如机械增压与涡轮增压的组合，一般用于大型船用发动机；二级涡轮增压方式可获更高的增压压力等。,低速时使用机械增压高速时使用涡轮增压完美结合了机械增压和涡轮增压的优点，但是结构复杂,机械复合增压技术,废气两级增压系统组成,6升V8发动机自然吸气220马力,2.5升L4发动机涡轮增压220马力,295公斤114公斤,涡轮增压的优点（1）,涡轮增压器的自我补偿能力，涡轮增压发动机的高原性能要远远优于自然吸气发动机。功率下降幅度小，油耗低,涡轮增压的优点（2）,涡轮增压的优点（3）,采用涡轮增压后由于机械效率的提高，发动机燃油经济性大幅改善。在同等功率下，涡轮增压发动机的噪声小，这主要是因为发动机体积小，发射噪声的表面积小，同时涡轮也有消声的作用。,对于柴油机来说，采用涡轮增压可使燃烧更为充分，CO、HC及PM的排放降低，采用增压中冷可降低NOX排放。采用涡轮增压可通过采用不同的增压度及增压中冷等措施使同一发动机形成不同的功率系列，这样使得发动机公司更容易满足不同客户的要求。,涡轮增压的优点（4）,涡轮增压的基本结构,涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体组成,有的增压器还带有放气阀,可变几何涡轮增压,有的增压器还带有可变几何喷嘴机构,排气涡轮增压系统简介,定压涡轮增压系统脉冲涡轮增压系统,1、定压涡轮增压系统,定压增压把内燃机所有气缸的排气收集到一个体积足够大的排气管内，然后再引入涡轮。由于排气管的稳压作用，涡轮入口处的压力基本不变，故称为定压增压。特点涡轮在定压下全周进气，涡轮效率较高气流引起的激振和冲击小，工作稳定排气系统简单，成本较低，易于布置和维护缺点脉冲能量的利用率较低，加速性能差。,2、脉冲涡轮增压系统,排气管短而细，排气系统容积小，排气过程造成涡轮进口压力的周期性脉动。涡轮是在进口压力有较大波动的情况下工作的，所以称为脉冲涡轮增压。,脉冲增压,缺点,特点,排气系统容积小，涡轮是在进口压力脉动节流损失减小，排气能量利用率提高加速响应快,排气系统结构复杂，布置较困难。涡轮受冲击较大，对寿命有一定影响。,发动机增压技术的优势与代价,发动机增压技术在车上的应用涡轮增压器的应用：奥迪1.9TDiL4，2.5TDiV6，3.3TDiV8柴油增压发动机；宝马2.0L4，3.0L6和4.0V8柴油增压发动机；奔驰2.2CDIL4，2.7CDIL5和3.2CDiV6柴油增压发动机。机械增压器的应用：阿斯顿马丁DB73.2