欧洲日本主流发动机

1、 【 技术】当德国工程师尼古拉斯奥托发明四冲程内燃机之后，其紧凑的体积为后来应用到汽车上提供了可能性。而最终汽车的诞生则让整个世界产生巨变。随后，作为重大功臣的内燃机（此时我们已经可以称其为发动机）也开始不断进化：从化油器到电喷，从风冷到水冷，这些都还只是其在百余年间发展变化的一小部分。如今我们时欧洲发动机技术介绍欧洲发动机技术介绍 欧洲作为内燃机技术的诞生地，自然享有先天优势。常能在耳边听到TSI、VTEC、VVT-i等用于形容发动机技术的名词。虽然都是一些简短的词汇，但每一个词后边却包含很多技术上的革新，今天我们就来探讨一下这些新鲜名词背后的故事。 大众大众TSITSI 大众汽车推出了TS

2、I技术，并且在旗下产品中进行了大规模普及。在欧洲市场TSI指的是Twincharger Fuel Stratified Injection，字面意义就是双增压+汽油直喷。TSI在以往的FSI技术基础上新增涡轮及机械增压器。这两种增压器凭借各自工作特点进行互补，提升了发动机的燃烧效率，同时降低油耗和排放。几大跨国车企如大众，奔驰和宝马都在发动机研发领域有着明显的领先地位。在环保大潮流行的今天，他们对于提升发动机的燃油经济性有着自己独到的见解。小排量与涡轮或机械增压组合是欧洲车企在发动机发展方向上做出的探索。 怠速情况下机械增压器的电磁离合器处于分离状态，发动机不再带动机械增压器运转，此时增压器附

3、近的进气旁通阀打开，空气绕过增压器直接吸入进气道；当空气流经涡轮增压器时，此处的旁通阀也处于打开状态，气流可绕过增压器直接进入气缸。因此在怠速状态TSI双增压发动机的两个增压器都不工作。 机械增压器与涡轮增压器以串联的方式安置在发动机进气道中。空气从空滤进入进气道后首先经过机械增压器，然后再经过涡轮增压器，最后才进入进气歧管。虽然机械增压器与涡轮增压器互相串联在一起，但它们并不都是同时工作。 不过，由于油品质量及制造成本等多种因素的限制，TSI技术在引入国内市场时进行了技术简化，取消了机械增压器和分层燃烧技术。虽然依旧名为TSI，但这三个字母已经变为Turbo Fuel Stratified

4、Injection的缩写，仅代表涡轮增压+缸内直喷技术。 低转速情况下电脑会接通机械增压器的电磁离合器，同时关闭进气旁通阀，让气流经过机械增压器并被加压，发动机低扭乏力的现象被消除；转速超过1500转后，涡轮增压器介入；但当发动机超过3500转时，机械增压器停止工作，不再消耗发动机功率。在电脑的精确控制下，两种增压方式都能发挥最大效能。 低转时进气门减缓开启以保持怠速稳定；中等转速时进气门提前开启以增大扭矩，并允许废气在燃烧室中进行二次燃烧，减少油耗和废气配方量；发动机处于高转时，宝马宝马VANOSVANOS及双涡管技术及双涡管技术 宝马在发动机研发方面也具有雄厚实力，其中基于调整进气凸轮轴与

5、曲轴相对位置的调整机构已经成功应用于旗下产品。名为VANOS的凸轮轴控制系统根据发动机转速和油门开度来控制凸轮轴。进气门再次延迟开启时机，使发动机能够充分发挥最大功率。 除了对于气门调节机构的改良，宝马还对涡轮增压系统中的涡轮机本体进行了全面升级。我想你已经注意到宝马在多款新车的官方宣传中都采用了“单涡轮双涡管”的描述，单涡轮好理解，那么这个“双涡管”又表示什么呢？ 在普通涡轮机本体中只设有一个排气口，在发动机单个气缸工作时所产生的气体脉冲写真会影响到其他缸体的排气效率，从而最终影响到下个做工循环的总功率。双涡管设计就是在排气端增加一个排气口，让发动机两组缸体能够独立排气，不会受到不良气体脉冲

6、谐振的影响。 每汽缸进气和做工都不受影响，可以轻松达到最大进气量。应用双涡管技术的气缸进气效率提升7-8。效率提升后，完成同样输出所需燃油减少，自然也提升了发动机的燃油经济性。 日系发动机技术介绍日系发动机技术介绍 与欧洲厂商采用小排量与增压技术组合解决排放与性能这对矛盾的理念不同，日本汽车企业更热衷于在自然吸气发动机的技术上进行改良创新。其中，本田在众多日系车企中扮演了技术领军人物的角色。本田本田i-VTECi-VTEC 1989年本田就自行研发并推出了世界上首个可同时控制气门开闭时间和升程的气门控制机构，全称为Variable Valve Timing and Valve Life Ele

7、ctronicControl System，缩写就是我们熟知的VTEC。 这种系统解决了发动机在不同转速下的进排气需求，提升了燃烧效率，同时也降低了排放。初期VTEC技术广受争议，原因在于这种技术对于配气机构的切换不够平滑，而且也只能在两种模式间进行切换。随后，本田推出了号称更为节油，并且可在全部转速区域内起作用的i-VTEC技术。 i-VTEC比以往的VTEC技术增加了一套名为VTC的可变正时控制系统。这套系统在发动机处于低转时关闭每个气缸中的一个进气门，使燃烧室内形成稀薄的混合气，其中汽油含量显著降低，可以保证怠速或低转工况下油耗得到明显降低。 应对高转工况时，VTC会在原有基础上提高进气

8、门开度，同时延长进气门开启时间，获取最大进气量。充足的进气量与更多喷油量的配合下可以提升发动机的动力输出。 采用i-VTEC技术的发动机还采用了前置进气歧管，后置排气歧管的布局方式。进气歧管增设长度可变装置，低转时增加进气形成，提高空气流速，有利于提升发动机扭矩；同时缩短排气歧管长度，高温废气可以更快的进入三元催化系统的触媒中，有效控制排放。丰田丰田VVT-iVVT-i丰田处理性能与油耗这对矛盾采用了与本田类似的方式，即对发动机配气机构进行改良。丰田在10年前推出了VVT-i可变配气正时系统，这套系统可以根据发动机工况灵活控制进气凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化。这样可以在各转速区

9、间都能提高扭矩并改善燃油经济性，降低油耗、减少排放。 VVT-i系统通过发动机控制模块ECU在各种工况下寻找对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，通过各传感器的信号来感知实际气门正时。最后执行反馈，补偿系统误差，获得最佳气门正时位置。 目前丰田最新的双VVT-i技术将针对进气气门的调节方式应用到排气气门，使得配齐机构云状更为精确。燃烧室内的混合气在任何转速下都能最有效的利用，达到低油耗、低排放同时兼顾发动机性能的多重作用。这也将成为丰田在发动机技术领域的研发方向。特殊的发动机技术一直沿用至今，直到最近才随着RX-8的停产而从世人眼中消失。但即

10、便转子发动机具有这样或那样的劣势，但这是马自达品牌不可或缺的精神所在，所以转子发动机的消失只是暂时的，它将会随着新一代RX车型的推出而重回市场。但转子技术不在我们今天的讨论范畴内，马自达在普通活塞式发动机领域也有突出表现。近期推出的应用Skyactiv G创驰蓝天理念所研发的汽油发动机就有很多亮点。马自达马自达Skyactiv GSkyactiv G创驰蓝天技术创驰蓝天技术 马自达在车迷眼里最为熟知的就是在量产车中应用转子发动机，这种 马自达没有在现有发动机的基础上进行改良以适应新的排放标准，原因在于欧盟早在签署京都议定书时就已经树立了“在2012年将欧盟境内所售新车的二氧化碳排放量降到平均1

11、20克/公里以下”的想法。这对于当时二氧化碳排放量在170克/公里的日系车来说是很大的挑战。马自达研发团队当时也没有十足的把握能在2012年达到减排三成的目标。不过，他们所树立的研发方向是不在旧款机型上浪费时间，转而以研发超高压缩比发动机作为目标。 备注：压缩比表示的是发动机燃烧室容积最大时的容量与最小时的容量的比例。当汽缸内上下运动的活塞位于最高的位置时容量最小，相反位于最低位置时容量最大。压缩比越高，向下压动活塞的力越大，效率越高。能够提高功率改善燃效。提高燃效性能，就可以减少二氧化碳排放量。 马自达在Skyactiv G系列发动机的技术 说明文稿中注明了这款发动机具有超高压缩比，在普通汽

12、油机压缩比仅为10左右时，这款发动机的压缩比达到了14。其实提升压缩比在技术上很容易实现，但为什么各厂家普遍都没有采用超高压缩比呢？最主要的原因就是采用高压缩比之后，发动机内活塞压缩冲程上止点附近温度会急剧升高，此时汽油与空气的混合气体在高温高压的双重作用下在正常自动点火之前产生的异常燃烧。这种现象被称为爆震，会大幅降低发动机输出功率。 马自达工程师所做的就是要降低活塞压缩冲程上止点的温度，采用的手段简单来说就是减少残留在燃烧室内的高温气体。减少残留高温气体的方法之一是采用较长的排气路径。马自达选择了4-2-1的排气路径，这种布局方式可以减少残留废气重新被吸入燃烧室。但单纯采用这种方式又会面临新的问题：较长的排气路径使得排出废气需要较长时间才能达到触媒，过低的排气温度不利于激活触媒进行有害气体转化，对于排放没有好处。 延迟点火时间可以提高排气温度，达到激活触媒的目的。不过这样设置会直接导致燃烧不稳定。Skyactiv G是如何做到大幅延迟点火时间