提高内燃机的动力性和经济性的途径

1、提高内燃机的动动力性和经济济性的途径作者 任川 22010-55-19【摘 要】 即使在全球球金融危机的的大背景下，中中国汽车产业业仍然一枝独独秀，而汽车车的心脏则是是发动机，一一辆车的动力力性和经济性性主要在于发发动机，在这这里介绍了现现在的顶尖技技术以此来提提高发动机的的综合性能，比比如涡轮增压压燃油直喷共轨燃烧分层燃烧可变气门正正时双离合变速速器等尽管各种技术的的出现，在未未来20年内内，内燃机将将仍然是主导导技术，因此此新的燃烧过过程和高精密密喷射技术的的优化、涡轮轮增压、发动动机的小型化化、怠速起停停系统等技术术将是日后重重要的研发方方向。其实衡量一辆车车性能的好坏坏不能单一的的看其

2、动力性性后者经济性性，如果说只只看动力性的的话那么大家家所熟知的悍悍马动力性绝绝对的好，但但是为什么不不普及呢？对对，就是因为为它的经济性性不够好，别别说买的时候候贵，就是耗耗油一般人都都烧不起。如如果说只看经经济性的话你你可以去买11.0一下的的小车，比如如QQ，但很很多人又对其其动力性不满满足。所以说说二者是相辅辅相成的，必必须兼顾。那么就针对提高高发动机的动动力性和经济济性的种种方方法仔细谈谈谈。涡轮增压技术 其实简单的的来说就是其其利用发动机机排放的尾气气来驱动空气气压缩机，以以此增大气缸缸单位时间的的进气流量，从从而提高发动动机的功率和和扭矩。一台台发动机装上上涡轮增压器器后，其最大

3、大功率与未装装增压器的时时候相比可以以增加40%甚至更高。这这样也就意味味着同样一台台的发动机在在经过增压之之后能够产生生更大的功率率。就拿我们们最常见的11.8T涡轮轮增压发动机机来说，经过过增压之后，动动力可以达到到2.4L发动动机的水平，但但是耗油量却却比1.8发发动机并不高高多少，在另另外一个层面面上来说就是是提高燃油经经济性和降低低尾气排放。 不过也有它它的缺点，其其中最大的就就是动力输出出的滞后性，现现在全世界很很多国家的汽汽车制造商都都热衷于这项项技术，并在在不断研发与与改进，以前前在中国几乎乎这就是一个个盲区，随着着近几年自主主品牌的快速速发展，像奇奇瑞和吉利等等的这种技术术也

4、很快就会会出现在量产产的车型当中中。燃油直喷技术 就像是从化化油器到电喷喷一样，直喷喷技术又是发发动机供油系系统的一大改改革，N多年年后一样会像像电喷代替化化油器那样取取代了电喷普普及在所有的的汽油发动机机上。 在构造上，传传统多点喷射射系统的喷油油嘴是位于进进气歧管前方方，在引擎需需要供油时，由由计算机计算算出最佳的供供油量并与进进入引擎的空空气混合后，经经由进气阀门门到达汽缸内内部，并进行行压缩、爆炸炸等动作。至至于缸内直喷喷系统，则是是将喷油嘴置置于汽缸内部部，其特色在在于引擎燃油油的取得不需需要经过气门门的开启，而而能够藉由计计算机主动控控制喷油时间间、压力与喷喷射量。与传传统喷射系统

5、统相较，缸内内直喷不受限限于传统机械械构造的进气气方式，而且且能够依照引引擎所需随时时调整空燃比比例等特点，均均使其表现拥拥有无限的想想象空间。 图为燃油直喷系系统众所皆知，内燃燃机在一般工工作状态中所所需的理想油油气比例为11：14.77，这种调配配是传统化油油器的专长，不不论天候、温温度，永远进进行着一成不不变的工作。然然而在少数状状态下如冷车车启动、怠速速运转、急加加速或低气压压环境等，这这样固定的供供油方式实际际上并无法全全面满足引擎擎的运转需求求，甚至可能能因而产生黑黑烟、燃烧不不全与马力不不足等状况。至至于喷射供油油系统，则相相对显得智能能许多，其中中枢系统会随随时侦测引擎擎温度、

6、进气气流量、转速速变化、震动动状况，并依依照实际需求求调整供油量量与点火时间间，因此在动动力输出、燃燃油经济与排排污表现上可可以取得相当当不错的平衡衡。但是由于引引擎构造的先先天限制，喷喷射引擎所吸吸进油气的时时间只有在气气门开启状态态下才能进行行，故行车计计算机所能控控制的因子其其实也相当有有限。直到缸缸内直喷系统统问世后将喷喷油嘴内移到到汽缸内部后后，才开启了了全新的视野野，其能直接接由计算机主主动决定喷油油时机与份量量，至于气门门则仅看管“纯空气”的进入时程程，两者则是是在进入到汽汽缸内才进行行混合的动作作。也由于油、气气的混合空间间、时间都相相当短暂，故故缸内直喷系系统的喷油嘴嘴必须辅

7、以高高增压系统，以以大幅提高燃燃油的喷射压压力与效率，并并达到高度雾雾化的效果，期期有更佳的混混合表现。此此外，缸内直直喷系统的燃燃烧室、活塞塞也大多具有有特殊的导流流槽，以供油油气在进入燃燃烧室后能够够产生气旋涡涡流，藉以提提高混合油气气的雾化效果果与燃烧效率率。在构造改变之后后，供油动作作已完全独立立于进门与活活塞系统之外外，中央计算算机也因而拥拥有更多的主主导权。于是是乎，超乎传传统喷射理论论的稀薄燃烧烧与更多元的的混合比便得得以发生。在稳定行进进或低负载状状态下，采用用缸内直喷设设计的引擎得得以进入Ulltra llean(精精实)模式。在在此设定下，引引擎于进气行行程时只能吸吸进空气

8、，至至于喷油嘴则则在压缩行程程才供给燃料料，以达到节节约效果。根根据实际测试试，其最高能能达到1：665的油、气气比例，除了了节能表现相相当惊人，整整体动力曲线线也能够维持持在相当高的的平顺程度。然然而本模式由由于会产生相相当大量的NNOx(硫化化物)与高温温气体，所幸幸在近期由于于技术与材料料科学的突破破，故也已得得到相当程度度的解决。 3.2升的的奥迪A6L的百公里油油耗仅为111升。这要归归功于FSII发动机的缸缸内直喷技术术。FSI发发动机与传统统发动机相比比，最大的亮亮点在于发动动机的经济性性提高了155%。奥迪FFSI增加了了火花塞点燃燃式发动机的的扭矩和输出出，与常规的的点燃式发

9、动动机相比，FFSI可将燃燃油直接喷入入燃烧室，从从而增大了输输出功率并降降低了燃油消消耗。分层燃烧技术 在这里举例例大众的FSSI发动机 大众众FSI发动动机利用一个个高压泵，使使汽油通过一一个分流轨道道（共轨）到到达电磁控制制的高压喷射射气门。它的的特点是在进进气道中已经经产生可变涡涡流，使进气气流形成最佳佳的涡流形态态进入燃烧室室内，以分层层填充的方式式推动，使混混合气体集中中在位于燃烧烧室中央的火火花塞周围。如如果稀燃技术术的混合比达达到25：11以上，按照照常规是无法法点燃的，因因此必须采用用由浓至稀的的分层燃烧方方式。通过缸缸内空气的运运动在火花塞塞周围形成易易于点火的浓浓混合气，

10、混混合比达到112：1左右右，外层逐渐渐稀薄。浓混混合气点燃后后，燃烧迅速速波及外层。 FSI特点点是：能够降降低泵吸损失失，在低负荷荷时确保低油油耗，但需要要增加特殊催催化转换器以以有效净化处处理排放气体体。 现在集结了了上述技术的的发动机很少少，但值得一一提的就是大大众的TSII发动机，不不光拥有上述述技术还有机机械增压，其其实就是双增增压了，使发发动机动力更更加强劲，可可谓是非常先先进的发动机机了。 要想提高汽汽车的动力性性和经济性不不光只对发动动机进行改进进，也有其他他途径，想想想除了发动机机外另一个主主要部件就是是变速器了。双离合变速器 最早这项技技术应用在赛赛车上，知道道上世纪90

11、0年代后期，大大众公司和博博格华纳才携携手合作生产产出了第一个个适用于大批批量生产和应应用于主流车车型的DuaalTronnic(R)技术双离合合变速器，称称之为DSGG。 双离合变速速器有别于一一般的自动变变速器系统，它它基于手动变变速器而又不不是自动变速速器，除了拥拥有手动变速速器的灵活性性及自动变速速器的舒适性性DCT内含两台台自动控制的的离合器，由由电子控制及及液压推动，能能同时控制两两台离合器的的运作。当变变速器运作时时，一组齿轮轮被啮合，而而接近换挡时时，下一组挡挡段的齿轮已已被预选，但但离合器仍处处于分离状态态；当换挡时时，一台离合合器将使用中中的齿轮分离离，同时另一一台离合器啮

12、啮合已被预选选，在整个换换挡期间能确确保最少有一一组齿轮在输输出动力，从从而不会出现现动力中断的的状况。为配配合以上运作作，DCT的的传动轴运动动时被分为两两部分，一为为实心的传动动轴，另一为为空心的传动动轴。实心的的传动轴连接接了1、3、55及倒挡，而而空心的传动动轴则连接22、4及6挡挡，两台离合合器各自负责责一根传动轴轴的啮合动作作，引擎动力力便会由其中中一根传动轴轴做出无间断断的传送。代表当今世界汽汽车发动机技技术顶尖水平平的TSI涡涡轮增压缸内内直喷发动机机与最具革命命性的DSGG双离合自动动变速器的完完美组合不仅仅使车辆的油油耗和排放都都降低20%以上，更将将动力总成发发挥至效能之

13、之巅。 并不是所以以厂家都热衷衷于涡轮增压压和直喷技术术，他们会在在气门上下功功夫，典型的的就是日本的的本田和丰田田等连续可变气门正正时机构 就拿已经相相当成熟的本本田的VTEEC技术为例例吧，VTEEC是本田开开发的先进发发动机技术，也也是世界上第第一个能同时时控制气门开开闭时间及升升程两种不同同情况的气门门控制系统。VVTEC（VVariabble Vaalve TTimingg and Valvee Lifee Elecctroniic Conntrol Systeem）的意思思“可变气门配配气相位和气气门升程电子子控制系统”。与普通发发动机相比，VVTEC发动动机所不同的的是凸轮与摇摇臂的数目及及控制方法，它它有中低速用用和高速用两两组不同的气气门驱动凸轮轮，并可通过过电子控制系系统的调节进进行自动转换换。通过VTTEC系统装装置，发动机机可以根据行行驶工况自动动改变气门的的开启时间和和提升程度，即即改变进气量量和排气量，从从而达到增大大功率、降低低油耗及减少少污染的目的的。 目前本田车型都都使用i-VVTEC(智智能可变气门门配气相位和和气门升程电电子控制系统统)，i-VVTEC技术术作为本田公公司VTECC