嘉实多培训资料6--现代发动机技术

1、第六课：现代发动机技术第六课：现代发动机技术 曾梓健曾梓健Page 2 目录目录 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 V、W型发动机型发动机 可变正时气门发动机可变正时气门发动机 Page 3 前言前言 学习要点：学习要点： 1、掌握四大主流发动机原理 2、掌握四大主流发动机的特点 3、掌握四大发动机用油的特殊要求 Page 4 目录目录 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 V、W型发动机型发动机 可变正时气门发动机可变正时气门发动机 涡轮增压技术涡轮增压技术 n涡轮增压技术在不改变发动机排量的基础之上，大幅度提高发动机

2、功率和扭矩输出。涡轮增压技术在不改变发动机排量的基础之上，大幅度提高发动机功率和扭矩输出。 因此，发动机零部件所承受的负荷更大、温度更高。因此，发动机零部件所承受的负荷更大、温度更高。 n同时，涡轮增压器同时，涡轮增压器工作转速很高工作转速很高（最高可达每分钟数十万转），（最高可达每分钟数十万转），工作温度也很高工作温度也很高（排（排 气温度在气温度在500500度以上），对于机油的抗高温、抗氧化、抗剪切等性能要求非常高。度以上），对于机油的抗高温、抗氧化、抗剪切等性能要求非常高。 n因此，高品质的全合成机油可以更好满足涡轮增压发动机的性能要求。因此，高品质的全合成机油可以更好满足涡轮增压发动

3、机的性能要求。 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 Page 6 Page 7 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 涡轮增压发动机分为机械涡轮增压和废气涡轮增压，目前主流的为废气涡轮 增压。 一、废气涡轮增压原理：一、废气涡轮增压原理： 以发动机排放的废气为动力，带动增压机工作，通过增加进气的压力来 提升发动机动力，相对的节省燃油。简言之，涡轮增压器相当一台鼓风机 。 二、废气涡轮增压特点：二、废气涡轮增压特点： 1、高温：汽车发动机排气温度在500度以上，又再次循环回涡轮增压器，相 应提高了发动机温度。 2、高转速：发动机的正常转速在2000转左右/分钟，增压器的转速最高可达 每分钟数十万转。重要的是，

4、发动机油同时也担负了对涡轮增压器的润滑 。 三、废气涡轮增压发动机对油品的要求：三、废气涡轮增压发动机对油品的要求： 1、抗高温；2、抗高剪切；3、抗高氧化 四、推荐油品：四、推荐油品：全合成润滑油全合成润滑油 Page 8 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 V、W型发动机型发动机 可变正时气门发动机可变正时气门发动机 缸内直喷技术缸内直喷技术 汽油喷射的三种技术汽油喷射的三种技术 （1）化油器式汽油机）化油器式汽油机 （2）进气管喷射电控汽油机）进气管喷射电控汽油机 （3）缸内直喷电控汽油机）缸内直喷电控汽油机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 Page 10 （1 1

5、）GDIGDI（Gasoline Direct Injection Gasoline Direct Injection ）-三菱三菱 汽油直接喷射汽油直接喷射缸内直喷发动机缸内直喷发动机 （2 2）FSIFSI（Fuel Stratified Injection Fuel Stratified Injection ）-大众、奥迪大众、奥迪 燃油分层喷射燃油分层喷射缸内直喷发动机缸内直喷发动机 （3 3）TFSITFSI（TurboTurbo FuelFuel StratifiedStratified Injection Injection ）奥迪、斯柯达）奥迪、斯柯达 带涡轮增压器的燃油分层喷

6、射带涡轮增压器的燃油分层喷射缸内直喷发动机缸内直喷发动机 （4 4）TSITSI（TwinchargerTwincharger（FuelFuel）Stratified Injection Stratified Injection ）大众）大众 带机械增压器和涡轮增压器的燃油分层喷射带机械增压器和涡轮增压器的燃油分层喷射缸内直喷发动机缸内直喷发动机 几种主要的缸内直喷技术几种主要的缸内直喷技术 缸内直喷技术缸内直喷技术 主要通过控制直接控制喷油量及喷油方式，在不同的负荷及速度下主要通过控制直接控制喷油量及喷油方式，在不同的负荷及速度下 实现不同的燃烧方式，实现节能、高效的目的。（普通发动机的空燃

7、实现不同的燃烧方式，实现节能、高效的目的。（普通发动机的空燃 比和燃烧方式完全一致，仅仅改变了混合气体的输入量）比和燃烧方式完全一致，仅仅改变了混合气体的输入量） 速度与负荷 燃烧状况空燃比喷油次数 低速低负荷成层燃烧 25-50:1 压缩未-1 低速中负荷 弱成层燃烧20-30:1 进气初-1 压缩未-2 中速中负荷稀薄范围均匀 燃烧 15-23:1 进气初-1 高速高负荷较浓范围均匀 燃烧 15-23:1 进气初-1 缸内直喷技术缸内直喷技术 Page 13 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 一、缸内直喷发动机原理：一、缸内直喷发动机原理： 主要通过控制直接控制喷油量及喷油方式，在不同的负荷及

8、速度下实现不同的燃 烧方式，实现节能、高效的目的。 （普通发动机的空燃比和燃烧方式完全一致，仅 仅改变了混合气体的输入量） 二、缸内直喷发动机特点：二、缸内直喷发动机特点： 1、低负荷、过渡工况和冷起动的情况下，发动机的微粒排放比进气道喷射发动机有明 显增加。 2、高负荷、高速工作状态时，空燃比不在当量比附近，NOx排放较高。 3、对燃油品质要求较高，特别是硫含量，燃烧后的废气里硫氧化物成分偏高。（比大 众FSI发动机更早量产的GDI发动机没能在中国市场普及，同样也受到了国内燃油品 质的影响。） 三、缸内直喷发动机对油品的要求：三、缸内直喷发动机对油品的要求： 1、高清洁性 2、高酸性物中和性

9、 四、推荐油品：四、推荐油品：全合成润滑油全合成润滑油 Page 14 涡轮增压发动机涡轮增压发动机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 V、W型发动机型发动机 可变正时气门发动机可变正时气门发动机 V型或型或W型发动机型发动机 n市场上，大部分六缸及以上的大排量发动机采用了市场上，大部分六缸及以上的大排量发动机采用了V V型和型和WW型的气缸布型的气缸布 置形式。如置形式。如V6V6、V8V8、V12V12、W12W12。这些发动机技术先进，排量大，马力。这些发动机技术先进，排量大，马力 强劲，发动机内零部件工况非常严苛，温度很高。强劲，发动机内零部件工况非常严苛，温度很高。 n这些发动机对于润滑

10、油的质量要求极高。机油必须能够在任何工况下保这些发动机对于润滑油的质量要求极高。机油必须能够在任何工况下保 持润滑油膜强度，具备极强的抗剪切性能，以及极佳的抗磨损和抗高温性持润滑油膜强度，具备极强的抗剪切性能，以及极佳的抗磨损和抗高温性 能。能。 n因此，高品质的全合成机油可以更好满足因此，高品质的全合成机油可以更好满足V V型和型和WW型发动机的性能要求。型发动机的性能要求。 发动机分类：气缸排列方式不同发动机分类：气缸排列方式不同 1、直列型发动机、直列型发动机 2、V型发型发 动机动机 3、 W型发动机型发动机 4、水平对置式、水平对置式 发动机发动机 5、转子型、转子型 发动机发动机

11、6、VR型发动机型发动机 V型或型或W型发动机型发动机 Page 17 一、一、V、W型发动机原理：型发动机原理： 通过改变发动机气缸的排列方式，在不改变发动机仓大小的情况下，组合更多的 缸体，以获取更大的发动机输出功率。 二、二、 V、W型发动机特点：型发动机特点： 1、缸体排列紧促，对散热性要求极高。 2、内部结构精密，增强了对油品的剪切力，以及加大了对油膜强度的要求。 三、三、 V、W型发动机对油品的要求：型发动机对油品的要求： 1、高抗剪切性 2、高油膜强度 3、抗高温能力 四、推荐油品：四、推荐油品：全合成润滑油全合成润滑油 V型或型或W型发动机型发动机 Page 18 涡轮增压发动

12、机涡轮增压发动机 缸内直喷发动机缸内直喷发动机 V、W型发动机型发动机 可变正时气门发动机可变正时气门发动机 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 n可变气门正时技术和气门升程控制技术能够根据不同发动机转速和工况优化进气时刻和进可变气门正时技术和气门升程控制技术能够根据不同发动机转速和工况优化进气时刻和进 气量，提高发动机进气效率，增加功率和扭矩输出，并降低排放和燃油消耗。气量，提高发动机进气效率，增加功率和扭矩输出，并降低排放和燃油消耗。 n同时，同时，机油在该技术中起到了液压控制作用机油在该技术中起到了液压控制作用，对于机油的流动性和，对于机油的流动性和清洁

13、性清洁性能要求很高。只能要求很高。只 有流动性好的合成机油才能保证系统控制精度，只有清洁性能好的合成机油才能避免由于油有流动性好的合成机油才能保证系统控制精度，只有清洁性能好的合成机油才能避免由于油 泥堵塞油路导致的系统失效。泥堵塞油路导致的系统失效。 n因此，高品质的全合成机油或合成技术机油可以更好满足该技术的性能要求。因此，高品质的全合成机油或合成技术机油可以更好满足该技术的性能要求。 Page 20 可变气门正时可变气门正时(与举升与举升)系统种类：系统种类： VTC：仅改变进气门的气门正时。：仅改变进气门的气门正时。-日产日产 VANOS：气门正时随发动机转速与负荷而连续可变，但举升没

14、有变化；无法兼顾低转速省油及高转：气门正时随发动机转速与负荷而连续可变，但举升没有变化；无法兼顾低转速省油及高转 速高功率速高功率 的需求的需求-BMW Valvetroni：连续可变气门正时与举升系统，除了气门正时为连续可变外：连续可变气门正时与举升系统，除了气门正时为连续可变外, 举升可以连续微调变化举升可以连续微调变化- -BMW VVT-I：同：同VANOS -丰田（丰田（ LEXUS 、 CAMRY等等 ） VVTL-i：连续可变气门正时与二段举升系统（改良版的：连续可变气门正时与二段举升系统（改良版的VVT-I）-丰田丰田 VTEC：气门正时与举升均可变，但其举升变化是分成二段或三

15、段，气门正时也是分段式的变化，无：气门正时与举升均可变，但其举升变化是分成二段或三段，气门正时也是分段式的变化，无 法如法如 VANOS与与VVT-i般的连续可变般的连续可变-本田本田 i-VTEC：连续可变气门正时与阶段式举升系统：连续可变气门正时与阶段式举升系统-本田本田 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 Page 21 普通发动机配气示意图普通发动机配气示意图 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 Page 22 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 Page 23 可变气门正时技术和气门升程控制技术可变气门正时技术和气门升程控制技术 Page 24 Page 25 一、可变气门正时和气门升程控制技术发动机原理：一、可变气门正时和气门升程控制技术发动机原理： 根据发动机的运行情况，调整进排气的量，控制气门开合的时间和角度，使进入 的空气量同进入的燃油达到最佳油气混合比，从而提高燃烧效率 二、可变气门正时和气门升程控制技术发动机特点：二、可变