汽车发动机技术及机构基本知识

1、汽车发动机汽车发动机技术ECU    电控单元是电子控制单元(ECU)的简称。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。    ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样,由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O

2、）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。    ECU的电压工作范围一般在6.5-16V（内部关键处有稳压装置）、工作电流在0.015-0.1A、工作温度在零下40-80度。能承受1000Hz以下的振动，因此ECU损坏的概率非常小，在ECU中CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）和其它外部电路的控制；存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取的数据为基础，这个固有程序在发动机工

3、作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果控制发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数的控制。它还有故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转，使汽车能开到修理厂。    正常情况下，RAM也会不停地记录你行驶中的数据，成为ECU的学习程序，为适应你的驾驶习惯提供最佳的控制状态，这个程序也叫自适应程序。但由于是存储于RAM中，就象错误码一样，一但去掉电瓶而失去供电，所有的数据就会丢失。    目前在一些中高级

4、轿车上，不但在发动机上应用ECU，在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高，ECU将会日益增多，线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本，汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的ECU形成一个网络系统，也就是CAN数据总线。ECU升级    通过重新改写行车电脑程序，达到提升动力、增加马力、扭矩或降低油耗、优化汽车性能的目的。由于现代的汽车要适应各种天气、环境(如高原、沙漠、严寒和劣质汽油等恶

5、劣条件)及各种驾驶者的不同要求，同时它也要保证这种复杂的情况下依然能够通过严格的尾气排放、油耗标准，因此在大多情形下，原装ECU内的程序是一个符合众多条件的最佳妥协。 而在国外，ECU调校是买车时提供的一项服务。由于每辆车出厂的情况不尽相同，加之一些车采用的技术有可能不适应具体实际的要求，调整行车电脑（ECU）除了可以让发动机提升输出功率、加速性和稳定性外，还可使车更好地适应相关的路段和环境。ECU升级的效果（仅供参考）通过程序的调校可以让车达到最佳状态，主要表现在动力性能与降低油耗方面。 升级后，动力提升8%-36%，降低油耗5%-25%，具体如下： A.自然进气车型可增加马力815%； B

6、.TURBO车型可增加马力2036%，甚至更多； C.自动挡车型，换档更平顺，动力衔接更流畅；HEMI     Hemi是源于“hemispherical”一词的缩写，是由于发动机采用了半球形燃烧室而得名，Hemi发动机自上个世纪五十年代起就已经诞生，至今已繁衍了半个多世纪。其特点是发动机气缸的进排气门采用倾斜角度布置，以更好的利用气流提升气缸的进排气效率，气缸燃烧室因此而呈半球形，这种气缸结构设计一直沿用至今。“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-

7、8“HEMI”发动机，排量5.4升(331立方英寸)，因此被命名为“331 HEMI”。虽然180马力对于现代发动机算不得什么，可在当时，这是一个难以触及的动力巅峰，由此开辟了HEMI的传奇时代。 331 HEMI发动机    相对于HEMI的半球缸盖，平顶缸盖发动机是上世纪50年代大多数车型的首选，因为这样的结构制造成本更低。平顶燃烧室发动机的进排气门安排在发动机一侧，由凸轮轴直接驱动而省略了挺杆和摇臂系统。与同时代发动机相比，早期HEMI发动机的最大优势在于燃烧室效率，使得它能产生更强大的功率。HEMI 发动机的燃烧室顶部呈半球状，火花塞通常安装在燃烧室的顶部

8、中央，进排气门分列在燃烧室两侧。     上世纪70年代后，HEMI发动机的表现已经大不如前了，新的发动机技术如多气门结构、可变气门升程和点火提前角技术、稀薄燃烧和缸内直喷技术等让人眼花缭乱的新鲜事物已经把曾经辉煌的HEMI徽标淹没了。就在人们已经把HEMI逐渐遗忘时，克莱斯勒发布了全新的5.7升HEMI V-8发动机。HEMI 5.7L V8发动机HEMI V-8发动机可以在40毫秒内实现4缸模式和8缸模式之间自动平顺转换，在发动机的不需要全功率运转时，可以瞬间关闭四个汽缸，而在需要时，MDS又可以迅速恢复汽缸工作以释放发动机的全部功率，从而将燃油经济性大大提高

9、，燃油压缩比为7.5:1，这项技术可以保证车辆的综合油耗降低20%。OBD    OBD是英文On-Board Diagnostics的缩写，中文翻译为“车载自动诊断系统”。这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标，一旦超标，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障(MIL)灯或检查发动机(Check Engine)警告灯亮，同时动力总成控制模块(PCM)将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从PCM中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。OBD的工作原理    OBD装置监测多个系统和

10、部件，包括发动机、催化转化器、颗粒捕集器、氧传感器、排放控制系统、燃油系统、EGR等。OBD是通过各种与排放有关的部件信息，联接到电控单元（ECU），ECU具备检测和分析与排放相关故障的功能。当出现排放故障时，ECU记录故障信息和相关代码，并通过故障灯发出警告，告知驾驶员。ECU通过标准数据接口，保证对故障信息的访问和处理。OBD在国内的发展2005年12月23日，北京环保局和北京市质量技术监督局发布公告【京环发(2005)214号】，宣布自2005年12月30日起，在北京市销售新定型车型（包括全新产品及产品扩展与更改）须安装车载诊断（OBD）系统。2005年12月30日前已定型上市销售并通过

11、国家第三阶段排放标准审核的车型可延迟安装OBD系统；2006年12月1日后，停止在北京销售未安装OBD系统的新车。2006年1月12日，北京环保局公布了【京环发(2006)4号】第一批达到国III排放标准，且带OBD功能的轻型车目录。2006年11月15日，北京环保局再次发布公告【京环发(2006)214号】，重申半个月后的12月1日起，北京市将停止销售未安装车载诊断系统（OBD）的国轻型汽车。单点电喷 动机的电喷装置一般是由喷油油路、传感器组和电子控制单元三大部分组成的。如果喷射器安装在原来化油器位置上，即整个发动机只有一个汽油喷射点，这就是单点电喷。    由

12、于单点喷射是将喷射器设在节气门上方，只能改善在节气门处的雾化以及加热管壁温度提高燃油的蒸发程度，但难以保证节气门后至进气门的一段管壁上不形成油膜或油滴，因此进气歧管的结构对混合气的输送和分配有重大影响，而且难以实现在所有工况下都能保持理想的混合气分配。但是单点喷射构造简单，工作可靠，维护简单。其中一个很显著的优点就是单点喷射的喷射器设在节气门上方，直接向气流速度很高的进气管道中喷射，由于该处压力低(流速与压力成反比)，喷射时只需要01 MPa的低压就可以喷射了，多点喷射则要在035MPa才工作，这就意味着单点喷射系统可以降低对电动燃油泵的要求，节省了成本。不过单点电喷的排放标准以及燃油经济性都

13、不及多点电喷，现在慢慢也被淘汰。点火方式    根据汽车发动机的点火方式，可以分为压燃点火和火花点火。 压燃点火    压燃点火：对应于柴油发动机的一种点火方式，柴油发动机以柴油作为燃料，与汽油相比，柴油的自燃温度低（220左右）、黏度大且不易蒸发。而且柴油发动机本身没有火花塞，其压缩比也要大于汽油发动机，因此柴油发动机依靠压缩行程将混合气压缩到燃点，使其自动着火，故称这种点火方式为压燃点火。火花点火火花点火：对应于汽油发动机的一种点火方式，汽油的自燃温度（480左右）要大于柴油发动机，而且黏度小容易蒸发，所以可以在气缸外部与空气形成

14、均匀的混合气，或者用喷射系统直接将汽油喷入气缸，然后在压缩行程快结束时通过火花塞跳火将混合气点燃，故称这种点火方式为火花点火。点火提前角    汽油发动机从点火时刻起到活塞到达压缩上止点这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。    混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程，最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高，振动最小，温升最低。    影响点火提前量最大的因素是转速，随着转速的上升，转过同样角度的时间变短，只有更大的提前角才能得到相应的提前时间。

15、    理论上最小点火提前角为0度，但为了防止在做功行程才点燃混合气(这样会造成动力的损失)，往往将点火提前角设为5度以上，这也是启动转速所需要的角度。最大点火提前角也不能太大，一般不能超过60度，否则振动和温升问题将凸显，效率也将下降。    点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，热负荷、机械负荷、噪声和振动加剧，这是应该防止的。点火过晚，气体做功困难，油耗大，效率低，排气声大。不论点火过早或过晚，都会影响发动机的工作效率。除了发动机转速外，最佳点火角还受很多其它因素影响：    1、缸温缸压越

16、高，混合气则燃烧越快，点火提前角就要越小。影响缸温缸压的因素有发动机压缩比、气温、缸温、负荷等。    2、汽油辛烷值，也就是汽油标号，其标号越高表示汽油的抗爆震能力越强，相应允许更大的点火提前角。    3、燃气混合比，过浓过稀的混合气，燃烧速度都比较慢，需增加点火提前角，而燃气混合比主要看节气门开度、海拔高度等。    汽车的发动机上都加装了爆震传感器，当检测到发生爆震时，发动机电脑会控制点火系统减小点火提前角。要完成相对复杂、精确的调制，靠传统的机械式点火器是难以胜任的。只有微机点火器，才能高速、精

17、确、稳定地实现最佳点火提前角。多点电喷    汽车发动机的电喷装置一般是由喷油油路、传感器组和电子控制单元三大部分组成的。如果喷射器安装在每个气缸的进气管上，即汽油的喷射是由多个地方(至少每个气缸都有一个喷射点)喷人气缸的，这就是多点电喷。    多点电喷在每个气缸盖上安装一个电磁喷油器，直接将燃油喷入进气歧管，再与流经进气歧管的空气流混合，当进气门打开时，混合气体被吸入气缸。多点电喷与化油器式进气系统相比，而且从根本上解决了相邻气缸进气重叠而引起的配气不均匀，功率下降，油耗增加的问题，而且多点喷射发动机可以采用顺序喷射，因此空燃比的

18、控制比单点喷射更精确，可以根据正时进行喷油，对喷油量、喷油时刻进行精确控制，所以多点喷射发动机的排放更好，更经济省油。发动机自动启停发动机自动启停就是在车辆行驶过程中临时停车（例如等红灯）的时候，自动熄火。当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机的一套系统。发动机自动启停系统是这几年来发展最迅猛的汽车环保技术，特别适用于走走停停的城市路况。预计到2012年，欧洲新上市的车中将有50配备起步停车系统。据介绍，这套系统能在城市工况下达到15%的节油能力。使用方法：行驶中只要直接踩制动踏板，车辆完全停止大概两秒钟后发动机就会自动熄火，一直踩着制动踏板，发动机就会保持关闭。只要一松开刹车，或者转动方向

19、盘，发动机又会马上自动点火，立即又可以踩油门起步，整个过程都处于D档状态。系统在得知驾驶员意图后会自动重启发动机缸内直喷    在对能源和环保要求日趋严格的今天，即使是多点燃油喷射这样的技术也不能满足人们的要求了，于是更为精确的燃油喷射技术诞生，那就是缸内直喷技术。缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合，从而使燃油充分燃

20、烧，能量转化效率更高。但是缸内直喷科技也并非无敌，因为从经济层面来看，采用缸内直喷的供油系统除了在研发过程必须花费更大成本，在部品构成复杂且精密的情况下，零组件的价格也比起传统供油系统来得昂贵，因此这些也都是未来缸内直喷发动机尚待克服的要素。参考资料：    TSI    在国外大众的1.4T发动机上以及进口尚酷1.4T，TSI代表的是Twincharger Fuel Stratified Injection这几个单词首字母的缩写，通过字母表面意思可以理解为双增压+分层燃烧+喷射的意思。TSI发动机是在FSI技术的基础之上,安装了一个

21、涡轮增压器和一个机械增压器,鉴于涡轮增压和机械增压的特性，机械增压可以从怠速开始就能为发动机提供增压效果,弥补了涡轮增压系统的延时缺点,所以TSI是一种极高效率的发动机形式,会是动力性与燃油燃油经济性的完美统一。Twincharger Fuel Stratified Injection    不过，国内生产的1.4T发动机则阉割了机械增压和分层燃烧，仅保留了涡轮增压和缸内直喷。    而大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,通过字母表面意思可以理解为涡轮增压+分层

22、燃烧+缸内直喷的意思，不过国内则省掉了分层燃烧。 TFSI    FSI是大众/奥迪的汽油缸内直喷技术，FSI可将燃油直接喷入燃烧室，降低了发动机的热损失，从而增大了输出功率并降低了燃油消耗，对于燃油经济性和动力性都有帮助。    TFSI就是带涡轮增压（T)的FSI发动机，简称TFSI，一般奥迪系列车型会这么称呼，大众系列直喷且带增压的发动机简称为TSI。    不过由于国内油品的问题，国产奥迪TFSI并没有使用分层燃烧技术。FSI    FSI，它所代表的单词直

23、译为燃油分层喷射，它是大众汽车直喷发动机的标志代码。那么FSI发动机有什么好处？装载它的汽车又能带给我们怎样的惊喜呢？    与那些把汽油喷入进气歧管的发动机相比，FSI发动机的主要优势有：动态响应好、功率和扭矩可以同时提升、燃油消耗降低。FSI是目前大众主推的发动机技术     理论上，FSI发动机有至少两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧，有人还把均质燃烧模式细分为均质稀燃模式和均质燃烧模式。从FSI所代表的Fuel Stratified Injection含义上看，分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点，不过也可以理解为它

24、的研发起点和基础。    分层燃烧的好处在于热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量。分层燃烧模式下节气门不完全打开，保证进气管内有一定真空度（可以控制废气再循环和碳罐等装置）。这时，发动机的扭矩大小取决于喷油量，与进气量和点火提前角关系不大。    分层燃烧模式在进气过程中节气门开度相对较大，减少了一部分节流损失。进气过程中的关键是进气歧管中安置一翻版，翻版向上开启（原理性质，实际机型可能有所不同）封住下进气歧管，让进气加速通过，与形活塞顶配合，相成进气涡旋。    分层燃烧时

25、喷油时间在上止点前60°至上止点前45°，喷射时刻对混合气的形成有很大影响，燃油被喷射在活塞顶的凹坑内，喷出的燃油与涡旋进气结合形成混合气。混合气形成发生在曲轴转角40°至50°范围内，如果小于这个范围，混合气无法点燃，若大于，就变成均质状态了。分层燃烧的空燃比一般在1.6-3之间。    点火时，只有火花塞周围混合状态较好的气体被点燃，这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸臂散热，提升了热效率。点火时刻的控制也很重要，它只在压缩过程终了的一个很窄的范围内。  分层燃烧演示视频&#

26、160;   均质稀燃模式混合气形成时间长，燃烧均匀，通过精确控制喷油，可以达到较低的混合气浓度。均质稀燃的点火时间选择范围宽泛，有很好的燃油经济性。    均质稀燃与分层燃烧的进气过程相同，油气混合时间加长，形成均质混合气。燃烧发生在整个燃烧室内，对点火时间的要求没分层燃烧那么严格。均质稀燃的空燃比大于1。FSI发动机结构图    均质燃烧则能充分发挥动态响应好，扭矩和功率高的特点。均质燃烧进气过程中节气门位置由油门踏板决定，进气歧管中的翻版位置视不同情况而定。当中等负荷时，翻版依然是关闭的，有利于形成

27、强烈的进气旋流，利于混合气的形成与雾化。当高速大负荷时，翻版打开，增大进气量，让更多的空气参与燃烧。均质燃烧的喷油、混合气形成与燃烧和均质稀燃模式基本一样。均质燃烧情况下空燃比小于或等于1。    以上三种燃烧状态是FSI发动机特有的燃烧控制模式，但其中有些方面还停留在理论优势方面。现在奥迪在全球发布的FSI发动机还都采用均质燃烧模式，这不是说分层燃烧不可实现，而只是说分层燃烧实施的成本或时机还不成熟。主要表现在分层燃烧用稀混合气，提高了缸内温度也提高了氮氧化物这样的有害排放物。对于稀混合气，普通的三元催化器很难把氮氧化物转换干净，那么需要额外的降低氮氧化物的催化

28、转换器，无疑加重了空间和成本的负担。另外，现阶段高硫含量的汽油对此催化器损害很大，因此还有改造炼油设备，提升燃油品质的成本。奔驰的CGI发动机也采用了直喷技术    没有了分层燃烧会不会让FSI发动机的原有优势荡然无存？答案是否定的。即使没有应用分层燃烧，FSI发动机还有能提升压缩比，降低燃烧残油量的特点。FSI发动机采用缸内直喷，汽油在缸内蒸发产生内部冷却效果，这样就降低了爆震的可能性，可适当提升压缩比。而进气涡旋与气门正时的配合能使没燃烧的残油得到良好的再利用。这样，FSI发动机仍能在提高动力，降低油耗方面有较大的作为。   &#

29、160;  FSI发动机产生的效果可以从奥迪公司公布的发动机指标看出来。以3.2升FSI和4.2升FSI为例，对比的机型分别是以前的3.0升和4.2升汽油机。功率上，3.2升FSI发动机是257马力，比原机型的218马力提升了39马力，4.2升FSI发动机的350马力比原机型的335马力提升了15马力；在最大扭矩上，是3.2升FSI的330牛米对原机型的290牛米，4.2升FSI的440对原机型的420牛米。 大众在国内生产的发动机取消了分层燃烧，仅剩直喷EcoBoost    EcoBoost是福特对于未来使用涡轮增压和缸内直喷两项核心技术发

30、动机的总称。     在传统汽油发动机的基础上，EcoBoost发动机进一步添加了燃油缸内直喷、涡轮增压和双独立可变气门正时系统这三大关键技术优势，不仅保证了澎湃的动力输出，而且优化了燃油经济性高达20%，并降低15%的二氧化碳排放。EcoBoost发动机的技术优势：     福特EcoBoost发动机融合了三大关键技术的协同优势：燃油高压直喷、先进涡轮增压器和双独立可变气门正时系统。 每项技术各有所长，三大技术的整合体现了EcoBoost发动机设计理念，包括： 优化的发动机效率有效提升燃油经济性20%，同时降低二氧化碳排放15%。更

31、丰富的驾驶乐趣低转速下的强大扭矩和宽转速范围内的优异响应。小排量带来的优势享受传统高排量发动机的输出动力，却拥有小排量发动机体积小、重量轻和油耗低的好处。 SIDI    通用将燃油直喷技术的代号为SIDI，SIDI是Spark Ignition Direct Injection的缩写，直译为火花点燃直接喷射技术。    其实现的原理和一般的直喷发动机并无二致：凸轮轴驱动的燃油泵为供油系统提供高压燃油，共轨喷油嘴将高压燃油直接注入汽缸，点火时间就可以得到精确的控制，而且高压喷射和极细的喷嘴设计则保证了喷油量的精确计算。缸内直

32、喷技术代替了传统MPFI（多点电喷）技术之后，发动机在低转速下燃烧效率被进一步提升。6孔喷油嘴另外，通用的SIDI技术依靠的是缸内均质燃烧来提升效率，并没有使用稀薄分层燃烧技术。由于国内油品的限制，引入国内的直喷发动机均不使用分层燃烧，通用的SIDI也没有例外。不过没有使用分层燃烧也是SIDI发动机拥有不挑食的优势，官方产品手册上也并没有对SIDI发动机做出任何特殊的养护要求，这也是它相比大众系直喷发动机最大的优势所在。化油器化油器负责的两件事：1）让燃油汽化。2）二是让汽化的燃油和一定比例的空气相混合形成混合气。 化油器的作用就是将一定数量的汽油与空气混合，以使发动机正常运转。 如果没有足够

33、的燃油与空气混合，那么发动机将在“贫油”状态下运转，这将使发动机停止运转，也可能会损坏发动机。 如果有过量的燃油与空气混合，那么发动机将在“富油”状态下运转，这也将使发动机停止运转（化油器溢油），或者运转时产生大量的烟，或者运转状况恶劣（容易发生问题、停转），最起码是浪费燃油。化油器工作原理 来自外界的空气经过滤清后进入化油器，空气进量多少由阻风门位置的变化来控制。空气冲过化油器内的喉管产生吸力将燃油从浮子室通过喷管吸出，并将其雾化。雾化的燃油和空气混合后通无进气歧管被气缸吸入。混合气的进量由一个油门踏板操纵，它位于化油器内的油门(节气门)所控制。由汽油泵泵入浮子室的油量则由浮子室内的浮子控制

34、。浮子在浮子室内随着油量多少而升降，当浮子室内充满汽油时，浮子上浮，用它的针阀将进油口堵住。驾车人通过控制油门开度大小来改变发动机的转速，混合气的浓度是随着油门开大而逐渐变浓的。 汽车发动机的工作状况要经常在很大范围内变化，如汽车起步前和在路口等待绿灯放行前，发动机作怠速运转，此时的负荷为零，油门开度最小，转速最低；汽车满载爬坡时，油门全开，但转速并不高；在平路上行驶，油门不必全开，发动机发出中等负荷，车速和转速中等；在高速公路上行驶，发动机可能是满负荷，转速达到最大。在如此众多复杂的工作状况下，对于混合气要求也不能千篇一律。例如在怠速和小负荷下，前者要求混合气必须很浓，后者则要求浓度逐渐变稀

35、；在中等负荷下，为了节油，又要求化油器供给耗油率最小的混合气；在满负荷下，为了让发动机发出最大功率，要求化油器提供浓混合气。此外，如汽车冷起动时，要求有较浓的混合气；加速时要求化油器在油门突然大开时，额外供给油量等等。 综上所述，汽油机在正常工作状态下，在小、中负荷时要求化油器随着负荷增加能供给由较浓逐渐变稀的混合气，在满负荷下又要求混合气由稀变浓，根据上述要求，仅靠前面所介绍的简单化油器是无法满足的。 为了满足这些要求，在现代化油器上配备了一系列的混合气浓度补偿装置。如主供油泵、怠速系、省油器、加速系及起动系等，以确保汽油机在不同工作状态下，化油器能供给适当浓度的混合气。 别看化油器个头不大

36、，但内部综合了这么多的系统，结构就变得为复杂。为保证化油器能经常地正常工作，所以对它的定期维护保养是非常重要的。使用化油器的主要缺点是向气缸充气和混合气的分配并不理想，影响发动机的动力性和经济性的提高，对达到排放要求很不利，所以现在化油器被电喷全面取代。机械增压装用在汽车上的增压器，起初都是机械增压，在刚发明时被称超级增压器(Supercharge)，后来涡轮增压发明之后为了区别两者，起初涡轮增压器被称为Turbo Supercharger，机械增压则被称为 Mechanical Supercharger。久而久之，两者就分别被简化为Turbocharger与Supercharger了!奔驰C

37、180K用的1.6升机械增压发动机    机械增压器压缩机的驱动力来自发动机曲轴。一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，以曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。根据构造不同，机械增压曾经出现过许多种类型，包括：叶片式(Vane)、鲁兹(Roots)、温克尔(Wankle) 等型式。不过，现在较为常见的为前两种。 鲁兹增压器有双叶、三叶转子两种型式，目前以双叶转子较普遍，其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子，转子之间保有极小的间隙而不直接接触。两转子借由螺旋齿轮连动，其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连接，转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器，在不需要增压时即放

38、开离合器以停止增压。离合器的开合则由计算机控制以达到省油的目的。    而叶片式( 亦有称为涡流式) 的本体就是属于叶片式本体的一种。其运作方式主要是利用三个可根据不同离心力而改变转速的行星齿轮组带动进气叶片。透过齿轮组与叶片轴心的相互磨擦，提高轴心转速并进一步提高进气叶片的速度，以获得持续不断的增压反应。换句话说，就是发动机转速愈高，进气叶片的转速也能跟着提高。机械增压的特性：    机械增压与涡轮增压在动力输出上有着明显的区别，前者有接近自然进气的线性输出，而后者则因为有涡轮迟滞的现象，出力相对多一点突兀，没那么线性。 

39、   因为机械增压的作动原理，使其在低转速下便可获得增压。增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例，即机械增压引擎的动力输出随着转速的提高，也随之增强。因此机械增压引擎的出力表现与自然气极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。    由于机械增压器采用皮带驱动的特性，因此增压器内部叶片转速与引擎转速是完全同步的，基础特性为：    引擎rpm X（R1/R2）= 增压器叶片之rpm R1 引擎皮带盘之半径 R2 机械增压器皮带盘之半径    而机械增压器由于利用引擎转速来带动机械增压器内部机

40、构。其整体结构简单，工作温度介于70 -100，比起靠废气驱动的涡轮增压器的400 -900的高温工作环境要舒服得多。因此，机械增压系统对于冷却系统、润滑系统的要求与NA 引擎基本相同，机件保养程序也大同小异。    此外，机械增压优点为体积小，不需修改引擎本体、安装容易，因此在美国的改装界也颇受欢迎。原本为大排气量NA 设计的车辆，尤其适合改装。    房车赛的赛车在改装时要拆除空调压缩机，而方程式（Formula）赛车，甚至连启动马达、机油泵都改成外部连接，目的都是为了减少对引擎造成的负担。    依

41、靠发动机动力带动的机械增压器，与以上部件一样，都会给发动机带来额外的负担。因此，增压器本身的运转阻力必须越小越好，才不会拖累引擎的工作效率，发动机转速提升才能更快。    然而，机械增压器的进风量与阻力成正比关系。当使用高增压时，虽然引擎输出的能量大增，但相对增压器内部叶片受风阻力也会升高，当阻力达到某一界限时，这个阻力会使引擎承受极大的负荷，严重影响转速的提升。因此，机械增压必须在增压值与引擎负荷间取得平衡，以避免高增压带来的负面效应。    目前，欧洲设计的机械增压多为介于0.3-0.5bar的低增压，着重在低转速扭力输出与中高转

42、速“高原型”马力输出。而台湾“特嘉”研发的新式高效率增压器可以产生0.6-1.2bar 的中度增压值，动力提升的幅度更为显著。虽然机械增压系统在现阶段仍然无法突破1.5bar 的高增压范围，而涡轮增压早已突破2.2bar 的超高压境界，单就效率而言，涡轮增压系统可以用“倍数”来提升引擎输出，但要付出的金钱、维护，以及周边整合也是机械增压的数倍，孰优孰劣，就请各位读者自行评断。 可变气缸 可变气缸技术一般适用于多气缸大排量车型，如V6、V8、V12发动机，因为日常行驶，大多数情况下并不需要大功率的输出，所以大排量多汽缸就显得有点浪费，于是可变汽缸技术应运而生，它可以在不需要大功率的输出时，控制关

43、闭一部分汽缸，以减少燃油的消耗。VCM VCM的全称为Variable Cylinder Management，是本田公司研发的一种可变汽缸管理技术，它可通过关闭个别气缸的方法，使到3.5L V6引擎可在3、4、6缸之间变化，使得引擎排量也能在1.75-3.5L之间变化，从而大大节省燃油。 车辆起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下，该发动机将会把全部6个气缸投入工作。在中速巡航和低发动机负荷工况下，系统仅将运转一个气缸组，即三个气缸。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用4个气缸来运转。 借助三种工作模式，VCM系统能够细致地确定发动机的工作排量，使其随时与行车要求保持一致。由

44、于系统会自动关闭非工作缸的进气门和排气门，所以可避免与进、排气相关的吸排损失，并进一步提高了燃油经济性。VCM系统综合实现了最高的性能和最高的燃油经济性-这两种特性在常规发动机上通常无法共存。 VCM通过VTEC系统关闭进、排气门，以中止特定气缸的工作，与此同时，由动力传动系控制模块切断这些气缸的燃油供给。在3缸工作模式下，后排气缸组被停止工作。在四缸工作模式下，前排气缸组的左侧和中间气缸正常工作，后排气缸组的右侧和中间气缸正常工作。 非工作缸的火花塞会继续点火，以尽量降低火花塞的温度损失，防止气缸重新投入工作时因不完全燃烧造成火花塞油污。该系统采用电子控制，并采用专用的一体式滑阀，这些滑阀与

45、缸盖内的摇臂轴支架一样起着双重作用。根据系统电子控制装置发出的指令，滑阀会有选择地将油压导向特定气缸的摇臂。然后，该油压会推动同步活塞，实现摇臂的连接和断开。 VCM系统对节气门开度、车速、发动机转速、自动变速箱档位选择及其它因素进行监测，以针对各种工作状态确定适宜的气缸启用方案。此外，该系统还会确定发动机机油压力是否适合VCM进行工作模式的切换，以及催化转化器的温度是否仍会保持在适当范围内。为了使气缸启用或停用时的过渡能够平稳进行，系统会调整点火正时、线控节气门的开度，并相应地启用或解除变矩器锁定。最终，3缸、4缸和6缸工作模式间的过渡，会在驾驶员觉察不到的状态下完成。 MDS MDS是为克

46、莱斯勒的Hemi发动机量身打造的多级可变排量控制系统，全称为MDS-Multi-Displacement System。 所谓的MDS，实质上与其它的可变排量技术一样，都是依靠关闭相应的汽缸来达到节省能耗的目的。由于Hemi发动机采用的是OHV的结构，凸轮轴山布满了凸轮，无法像本田的VCM发动机那样设计比较复杂的副摇臂和液压控制的连接机构，所以只能在原先的结构上想办法。Hemi发动机的凸轮轴与气门挺柱机构 Hemi发动机的气门是由凸轮轴-挺柱-推杆-气门摇臂这些机构的串联动作来驱动的，任何一个环节如果能够中断便能够实现关闭气门的设想，但是由于发动机的工况需求，要求气门的开启和关闭控制都足够迅速

47、，这样才能够保证平顺性和较快的响应速度，保证V8发动机原本应有的乐趣。对气门的控制依靠特别设计的挺柱实现，液压控制的卡销可以使挺柱不推动气门推杆 最后工程师们决定在与凸轮接触的挺柱上面做文章，他们为Hemi发动机的挺柱设计了独特的滑块结构，滑块与气门推杆相连，滑块下方有一个可以定位的卡销，卡销可以使滑块与挺柱成为一体，推动气门推杆，或者使滑块活动，是挺柱无法推动气门推杆。工程师们为卡销在发动机中设计了独特的油道，依靠润滑系统中的润滑油提供液压推动卡销（电磁阀控制），卡销本身带有回位弹簧，当液压消失时便能够自动回位。在发动机正常运转时，卡销将卡住滑块使之不能上下自由移动，挺柱直接推动推杆驱动气门

48、摇臂，而当发动机需要关闭气缸时，卡销松开，滑块便能够上下滑动，挺柱上下移动时滑块与挺柱发生相对运动，不再推动推杆，这样一来气门就被关闭，同时ECU停止向该气缸喷油，便达到了“关闭气缸”的效果，实现了“排量可变”。 在MDS技术的支持下，这台5.7L Hemi发动机通过ECU对发动机负荷、工况的判断，能够以4缸或8缸运转，发动机对称关闭4个气缸，剩下的4个气缸则组成了一台“V4”发动机，使发动机依然能够保持较好的平顺性。关闭4个气缸后，这台V8发动机就变成了一台“V4”发动机 搭载MDS系统的Hemi发动机最早于2005年服役，当时搭载在克莱斯勒的300C，Jeep的大切诺基和道奇Charger

49、等车型上，而其品牌下的皮卡和大排量轿车也陆续装备该发动机。不过，克莱斯勒各品牌下的SRT-8高性能车型所使用的6.1L Hemi V8发动机并没有使用MDS技术 可变气门 汽车发动机气门正时的机构和技术，也叫连续可变气门正时系统，当今高性能发动机普遍配备该系统。该系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位或者气门生程进行调节，从而达到优化发动机配气过程的目的。 因为高转速下与低转速下，气门的正时角对发动机经济性和动力的影响是明显的，高转速下可以充分利用进气惯性而提就进气量和扫气效率，所以气门早开晚闭，低转速反之，现在的发动机大多有这个技术。VVT-i VVT-i.系统是丰田公司的智能可变

50、气门正时系统的英文缩写。近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。 丰田VVT-i发动机的ECM在各种行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、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，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放。 发动机可变气门

51、正时技术（VVT，Variavle Valve Timing）是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。VTEC “最贵的东西不一定是最赚钱的，最赚钱的东西不一定是最好的。”很容易就能在汽车行业内找到这一句话的例证，大家都说日系车厂精明，是因为他们都把最好的东西用在刀刃上。要论到最顶尖的发动机技术、最强劲的动力输出，在超级跑车的圈子里面似乎不多见日系车的身影。但要论到年产量的大小，似乎排在前几名都是我们熟识的日系厂商标。他们把最好的资源都投入到研发更能兼顾动力和油耗的机型，以更适应消费者

52、需求的产品来争夺市场。日系品牌众多发动机在国内有着相当可观的保有量，而要数最经典的4款莫过于本田i-VTEC系列、丰田VVT-i系列、日产VQ系列和三菱的4G系列发动机。下文我们先对本田的i-VTEC系列发动机作深入研究。 i-VTEC技术不单只是本田的看家本领，更是各大厂家大同小异的“CVVT”可变气门正时技术的鼻祖。自新一代飞度1.3L车型弃用i-DSI引擎转投i-VTEC阵型后，本田正式对其在国内的所有车型普及i-VTEC发动机。小至1.3L的低排量，大到2.4L排量，无论是两厢小车还是MPV或者SUV，只要挂的是本田商标，打开引擎盖便能看到那银色的一串英文字母。到底这简单的5个英文字母

53、背后到底包含了什么独到技术呢？ 工作原理在中低转速时，发动机需要的混合气量并不高，以保持转速的稳定以及减少燃油消耗和污染物排放。但到达高转速时便需要更大的进气量来满足高动力输出的需求，而发动机进气门的相位（开闭的时机）和升程（开度的大小）便是决定汽缸进气量的最直接因素。普通的发动机在制造出来后，配气相位和气门升程就固定不变了，无法适应不同转速下发动机对进排气的需求。因此，人们希望能够有这样一种发动机，其凸轮型线（凸轮的轮廓曲线）能够适应任何转速，不论在高速还是低速都能得到最佳的配气相位。于是，可变配气相位控制机构应运而生。本田公司在1989年推出了自行研制的“可变气门正时和气门升程电子控制系统

54、”，英文全“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。更多精彩视频，尽在汽车之家视频频道 与很多普通发动机一样，VTEC发动机每缸有4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，但与普通发动机不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。中、低转速用小角度凸轮，在中低转速下两气门的配气相位和升程不同，此时一个气门升程很小，几乎不参与进气过程，进气通道基本上相当于单进气门发动机。而在高转速时，通过VTEC电磁阀控制液压油的走向，使得两进气

55、摇臂连成一体并由开启时间最长、升程最大的进气凸轮来驱动气门，此时两进气门按照大凸轮的轮廓同步进行。与低速运行相比，大大增加了进气流通面积和开启持续时间，从而提高了发动机高速时的动力性。这两种完全不同性能表现的输出曲线，本田的工程师使它们在同一个发动机上实现了。i-VTEC=VTEC+VTC 但是VTEC系统对于配气相位的改变仍然是阶段性的，也就是说其改变配气相位只是在某一转速下的跳跃，而不是在一段转速范围内连续可变。为了改善VTEC系统的性能，本田不断进行创新，推出了i-VTEC系统。增加了一个称为VTC（Variable timing control“可变正时控制”）的装置一组进气门凸轮轴正

56、时可变控制机构，即i-VTEC=VTEC+VTC。此时，进气阀门的正时与开启的重叠时间是可变的，由VTC控制，VTC机构的导入使发动机在大范围转速内都能有合适的配气相位，这在很大程度上提高了发动机的性能。 不过值得车友们注意的是，虽然发动机上同样打着光亮的i-VTEC标志，但东风本田思域的R18A1发动机的i-VTEC却有着另一层深意。上文的i-VTEC机构的作动目的在提高马力输出，但这颗R18A1引擎i-VTEC机构的作用是省油。 上文VTEC切换至高角度凸轮的时机，是在引擎达到4800转以上、水温高于60度，并在进气歧管内的负压指数符合原厂设定值后，便会开启VTEC电磁阀，将油压导入摇臂内

57、以推动自由活塞，使高角度凸轮开始介入，延长进气门关闭时间，提高引擎于高转速时的进气量。 思域的R18A1发动机 在R18A1引擎上的VTEC作动时机，是设定在10003500rpm之间的任一转速域内，皆有介入的可能性，且超过此范围外不论转速多高VTEC机构皆不会再作动，如此听来是不是与我们上文所述的VTEC作动时机大不相同呢？且为何提早切换至高角度凸轮，可获得节省油耗的目的呢？关键在于进气阻力的控制。 一般汽油引擎在高速巡航低负载时，因速度不需再提高，驾驶者只会轻踩油门以保持同样速度，节气门开启角度相对缩小（也就是说高速巡航是节气门的开度很小），减缓新鲜空气吸入量，但此时引擎内的吸气阻力，却会

58、因节气门开度小而增加，并提高活塞于进气行程时的向下阻力，相对消耗部分活塞爆炸时的推力，进而降低引擎输出功率，就像吸管变小，需用更多的吸力饮料才能吸到嘴里的道理是相同的。此时如果能将节气门开度变大，就能减缓活塞吸气阻力进而提高效率，使引擎输出功率全部用在传动系统上，而不会在运转时便已消耗掉一部分，进而提升高速巡航时的燃费经济性。 R18A1发动机的i-VTEC系统就是针对该种情况，在车辆低转速高车速巡航的时候让高角度凸轮轴介入，通过加大气门开度来减少进气阻力。文章开头提到的i-VTEC系统能够在引擎高转速时提供爆发的动力，而这款R18A1发动机的i-VTEC系统则反其道而行在低转速时介入达到节油

59、的效果。 除了巧妙地“反其道而行”外，思域身上的R18A1引擎上还有着多种针对油耗的技术，如活塞机油冷却喷嘴与可变长度进气歧管等，这里便不作详述了。结语： 归根到底，本田的i-VTEC技术就是让本来“一成不变”的进排气门改为能够根据发动机及车辆工况来调节，这种改变的好处是可想而知的，就像变速箱由只有一个挡位升级到有多个挡位一样。但是i-VTEC也有一些明显的缺点，例如发动机噪音在气门全开时噪音过大，虽然有人认为这种明显的“VTEC”声非常吸引，但是毕竟也会对行驶舒适性造成一定影响。特别是长期运转在高角度凸轮轴的状态下油耗会明显的增高，例如国内没有引进的高性能版的K20A发动机，虽然排量仅仅是2

60、.0升，但其在进排气两侧均有i-VTEC控制的多角度凸轮轴可变换，导致在全速发力时的油耗已经接近2.53.0排量的发动机。此外，i-VTEC系统需要复杂的ECU控制单元来配合，而且对运作部件的加工质量要求高，所以需要厂家在质量保证方面下更多的功夫。在这一个思路下，很多汽车厂家都研发出类似的可变气门技术，来应对油耗和动力这一对矛盾，我们下一期的主角丰田VVT-i技术便是其中的佼佼者，敬请关注。MIVEC MIVEC全称为“Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system”，中文解释为三菱智能可变气门正时与升程管理系统。 装备MIVEC系统的发动机与普通发动机一样采用每缸四气门，两进两排的设计，但不同的是它可以控制每缸两个进气门的开闭大小。如在低速行驶时，MIVEC系统发出指令此时两个进气门中的其中一个升程很小，这时基本就相当于一台两气门发动机。由于只有一个进气门工作，吸入的空气不会通过汽缸中心，所以能产生较强的进气涡流，对于低速行驶，尤其是冷车怠速条件下能增大燃烧速率，