汽车发动机新技术新结构

汽车发动机新技术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5稀燃发动机6可变压缩比技术7转子发动机8柴油机共轨直喷技术9发动机增压技术10对置式发动机11W12发动机12HEMI发动机13发动机管理系统14柴汽混燃发动机技术

1.可变配气相位与气门升程

1.1可变进气系统作用：①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；

②降低发动机的排放污染；

③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。①双脉冲进气系统。②四气门二阶段进气系统。③三阶段进气系统。（2）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&Liftelectroniccontrolsystem），称为电子控制可变气门正时与举升系统，当改变气门升程时，气门正时与气门重叠角随之改变。（1）VTEC结构。1.3丰田汽车公司VVT-i技术丰田汽车公司VVT-i（VatiableValveTimingintelligent）称为智能可变气门正时系统。（1）VVT-i的结构。VVT-i系统由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀和传感器三部分组成。VVT-i控制器的结构：（2）工作原理。根据发动机ECU的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图（a）所示时，机油压力施加在活塞的左侧，使得活塞向右移动。由于活塞上的旋转花键的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。当凸轮轴正时控制阀位于图（b）位置时，活塞向左移动，并向延迟的方向旋转。进而，凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。2电子节气门2.1电子节气门的结构电子节气门一般由节气门位置传感器、节气门执行器、节气门控制ECU、加速踏板位置传感器等组成发动机转速传感器节气门位置传感器节气门加速踏板位置传感器车速传感器节气门控制ECU节气门执行器2.2电子节气门的工作原理加速踏板位置传感器将驾驶员需要加速或减速的信息传递给节气门控制ECU，ECU根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门位置，发出控制信号给节气门执行器，由节气门执行器将节气门开度控制在计算出的最佳节气门位置。ECU通过与其它电子控制单元进行通讯，并根据得到的节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器等送来的信号对节气门的最佳位置进行不断的修正，使节气门的开度达到理想的位置。2.3电子节气门的应用宝马汽车公司Valvetronic电子气门3.2缸内汽油直喷系统的构造和工作原理EA888发动机燃油供给系统3缸内汽油直喷发动机3.1缸内汽油直喷系统概述缸内汽油直喷发动机一般简称FSI发动机，FSI（FuelStratifiedInjection）字面意思为燃油分层喷射，使汽油直喷式发动机的一项创新技术。将燃油直接喷入气缸的FSI发动机相比燃油喷射到进气管的发动机，其优点主要有：动力性显著提高的同时可降低燃油消耗15%左右。FSI发动机的工作原理基于分层进气原理。FSI发动机采用类似于柴油机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的油压，将汽油输送到位于气缸内的电磁喷油器。喷油器将喷射时间控制在千分之一秒内，将燃料在最合适的时刻喷入气缸，通过燃烧室的特殊形状，使气体产生较强的涡流，在火花塞周围的混合气较浓，其它区域混合气相对较稀，保证了可靠点火的情况下实现混合气的稀薄燃烧。3.3缸内汽油直喷系统在车上的应用奥迪A6L3.2FSI和4.2FSI发动机，凯迪拉克CTS3.6LV6FSI发动机，大众高尔夫GolfVariant1.6FSI和2.0FSI发动机，一汽大众迈腾，保时捷卡宴Cayenne，斯柯达明锐Octavia1.8TFSI发动机，林肯MKR概念车，奥迪A53.2FSI和奥迪S5V8FSI发动机，西亚特FreetrackPrototype2.0TFSI发动机，标致207Gti1.6涡轮增压FSI发动机等。3.4TSI发动机与FSI发动机比较3.5双喷射系统发动机丰田雷克萨斯LS4604.6LV8发动机采用直接燃油喷射和进气口燃油喷射两个系统。3.6奔驰压电直喷发动机CGI4复合火花点火发动机1.本田飞度1.3LI-DSI发动机。2.克莱斯勒300C5.7LHEMI发动机。3.奔驰AMGG5005.0LV8发动机。奔驰AMGG500的动力系统是一部5.0升V8发动机，保留了奔驰传统的3气门技术但用上了较为先进的双火花塞点火系统，这款发动机曾经最先装备于奔驰S500之上，最大功率296千瓦，最大扭矩456Nm/2800转。5稀燃发动机5.1发动机稀燃系统的特点喷油正时对稀燃系统的燃烧速度和燃烧稳定性具有一定的影响。稀燃系统的点火正时需要合理匹配。汽油机实现稀燃的关键技术：提高压缩比。分层燃烧技术。高能点火。5.2发动机稀燃系统的控制1.空燃比的闭环控制（反馈控制）。2．喷油时刻的控制。3.点火正时的控制。6可变压缩比技术1.绅宝SVC发动机。SAAB公司的可变压缩比技术称为SVC（saabvariablecompression）。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积，从而改变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。2.可变压缩比的优点适合于多元燃料。有利于降低排放。提高运行稳定性。转子发动机的工作过程7转子发动机7.1转子发动机的发展历史转子发动机由德国人菲加士·汪克尔发明。7.2转子发动机的结构和工作原理转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。7.3转子发动机与传统往复式发动机的比较转子发动机的优缺点体积小重量轻。结构简单。理想的扭矩输出特性。运转平稳，噪声小。可靠性和耐久性提高。油耗大。2.转子发动机与传统活塞往复式发动机的比较燃料燃烧产生的热能转化为机械能的途径不一样。活塞往复式发动机的四个工作行程（进气、压缩、作功、排气）都是在一个气缸内进行，而对于转子发动机来说，在转子的转动过程中，转子与缸壁形成的三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、作功和排气四个行程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。转子发动机的排量通常用单位工作室容积（工作室最大容积和最小容积之间的差值）和转子的数量来表示。7.4转子发动机的应用马自达RX8跑车8柴油机共轨直喷技术8.1柴油机电控燃油系统概述1.柴油机电控燃油系统的分类第一代电控喷油系统是位置控制式。第二代电控喷油系统是时间控制式。第三代电控喷油系统是时间压力控制式，即电控共轨式喷油系统。2.柴油机电控燃油喷射系统的特点（1）柴油机的排放降低，经济性提高。（2）发动机的工作可靠性提高。（3）响应快，控制精确。（4）控制策略灵活多样。8.2电控共轨系统的组成8.3典型电控共轨系统的结构和工作原理1.供油泵结构和工作原理2.喷油器的结构与工作原理

3.共轨组件8.4电控共轨系统应用举例华泰现代2.9升特拉卡CRDI。哈弗TC柴油车。9发动机增压技术9.1增压系统的特性和种类9.2发动机增压技术的发展历史9.3机械增压器的结构和工作原理9.4涡轮增压器的结构和工作原理9.5发动机双增压技术1.双涡轮增压。2.综合运用机械增压和废气涡轮增压。9.6增压中冷技术9.7TDI与SDI技术9.8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DB73.2六缸和Vantage5.3V8发动机；•通用3.8V6发动机；•捷豹4.0V8发动机；•奔驰2.0和2.3四缸发动机；•马自达MillerCycleV6发动机。机械增压+涡轮增压技术的应用：•大众GolfGT1.4TSI发动机。10对置式发动机10.1发动机结构形式概述直列发动机(LineEngine)

。V型发动机。

W型发动机。水平对置发动机。

转子发动机。

10.2典型对置式发动机结构和工作原理10.3对置式发动机应用举例保时捷CaymanSSUBARU2.5升水平对置（DOHC）双顶置凸轮轴涡轮增压发动机。11W12发动机W12型发动机采用MotronicME7.1.1管理系统W12发动机的特点：

结构紧凑，重量轻。

发动机的高度显著降低。

采用干式润滑系统。12HEMI发动机12.1HEMI发动机的发展历史HEMI发动机最早出现在1948年，当时开发了一款用于捷豹汽车的6缸HEMI发动机，随后在1951年，克莱斯勒汽车公司发布了180马力的V-8HEMI发动机，排量5.4升(331立方英寸)，因此被命名为“331HEMI”。12.2HEMI发动机MDS系统结构和工作原理MDS是英文MultiDisplacementSystem的简称，即多段式排气量调节系统。MDS系统使发动机工作汽缸在8缸和4缸之间切换，它最大的好处就是提高了发动机的燃油经济性。13发动机管理系统13.1发动机管理系统概述汽车发动机管理系统（EngineManagementSystem，简称EMS）1.国外发动机管理系统制造商。（1）德国博世有限公司。（2）西门子威迪欧公司。（3）德尔福公司。（4）摩托罗拉公司。（5）日本电装株式会社。2.

国内发动机管理系统制造商。（1）上海联合汽车电子有限公司。（2）北京德尔福万源发动机管理系统有限公司。（3）西门子威迪欧汽车电子（长春）有限公司。（4）长安伟世通汽车发动机控制系统（重庆）有限公司。（5）马瑞利动力系统（上海）有限公司。（6）意昂神州科技有限公司。（7）北京美加汽车科技公司。（8）北京志阳同光汽车电控软件有限公司。（9）中顺电子（东莞）有限公司。（10）康佳汽车电子公司。（11）上海新代车辆技术有限公司。13.2常见发动机集中控制系统通用汽车公司发动机控制系统。丰田电控系统TCCS。福特汽车公司发动机控制系统。13.3雪铁龙C3的无空转系统所谓的无空转系统，就是在汽车驻车等待时自动关闭发动机，从而达到节省燃油和降低排放的目的。14

柴汽混燃发动机技术14.1奔驰均质混合气压燃技术（HCCI）发动机奔驰F700混合概念车采用了均质混合气压燃技术（HCCI）发动机，该发动机结合了汽油动力的力量和柴油动力的效率，从而使行驶里程更长，排污更少。奔驰DiesOtto的工作情况：在汽车加速时，DiesOtto靠火花塞点燃可燃混合气，高温高压的火焰传播到整个燃烧室，并推动活塞向下止点运动。为了最大化获取能量，采用了进气涡轮增压和缸内燃油喷射。DiesOtto驱动系统适用于不需要完全输出动力的场合，例如在高速公路巡航时。此时节气门开度大，可以使发动机利用更少的燃料和更多的空气进行工作。发动机通过调节阀门的开度增加燃烧室的压力，并通过一个附在机轴上的链传动装置将活塞推得更高。工作过程中，更大的压力使得燃烧室内多处混合气自燃，因此温度更低且燃烧更均匀。低温相对于高温能减少能量流失，并降低排污。14.2大众混燃式发动机利用先进的发动机技术CCS（柴汽混燃系统），大众公司柴油机和汽油机的优点很好地融合在一起，并首先把柴汽混燃发动机安装到一辆途安上。柴汽混燃系统将均匀的混合过程与无火花自燃二者合一，其原理是：在活塞压缩行程，柴油机采用的共轨喷射技术能够精确地把燃料喷入燃烧室，从而使形成混合气的时间长，混合质量更好，能更快使压力和温度上升，最终实现自燃。为了降低燃烧室温度，使排放降低，燃烧后的废气被引入一部分到燃烧室。第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.