或許你對各種車(chē)型了解已經(jīng)到了出神入化的地步,甭管什么車(chē),只要看一眼車(chē)燈,關(guān)于這輛車(chē)的概念化常識便會(huì )像水銀瀉地一般在記憶里汩汩流出。但這只是膚淺的理解,也許你并未真正懂得汽車(chē)的含義。要想真正的理解汽車(chē),你必須向更深的層次探索,譬如發(fā)動(dòng)機。這就好比要看一個(gè)人,首先要看他是否有一顆善良的心一樣。
如果你承認自己是一個(gè)車(chē)迷,那么你對發(fā)動(dòng)機就肯定不會(huì )陌生。因為它對于汽車(chē)而言簡(jiǎn)直是太重要了,以至于我們無(wú)法忽視它的存在。不過(guò),絕大多數人對發(fā)動(dòng)機的了解是很難用“精通”來(lái)形容的,其實(shí)這也很正常。因為,就連許多被稱(chēng)作“專(zhuān)家”的業(yè)內人士也不見(jiàn)得把每一款發(fā)動(dòng)機都說(shuō)得入木三分。
其實(shí),了解發(fā)動(dòng)機才是了解汽車(chē)的充要條件。換句話(huà)說(shuō),你只有了解了發(fā)動(dòng)機才算真正了解了汽車(chē)。我們在“世界”范圍內對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行了一次“地毯式的搜索”,之后將各式各樣的發(fā)動(dòng)機網(wǎng)羅在一起,形成了這篇“搜索引擎”。我們的目的只有一個(gè)??通過(guò)對發(fā)動(dòng)機全方位的介紹以及對比,讓您可以更系統更全面的了解并掌握有關(guān)發(fā)動(dòng)機的知識。
引擎常識
簡(jiǎn)單上講發(fā)動(dòng)機就是一個(gè)能量轉換機構,即將汽油(柴油)的熱能,通過(guò)在密封汽缸內燃燒氣體,氣體膨脹時(shí)推動(dòng)活塞作功,轉變?yōu)闄C械能,這是發(fā)動(dòng)機最基本原理。發(fā)動(dòng)機所有結構都是為能量轉換服務(wù)的,雖然發(fā)動(dòng)機伴隨著(zhù)汽車(chē)走過(guò)了100多年的歷史,無(wú)論是在設計上、制造上、工藝上還是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未變,這是一個(gè)富于創(chuàng )造的時(shí)代,那些發(fā)動(dòng)機設計者們,不斷地將最新餛技與發(fā)動(dòng)機融為一體,把發(fā)動(dòng)機變成一個(gè)復雜的機電一體化產(chǎn)品,使發(fā)動(dòng)機性能達到近乎完善的程度。
發(fā)動(dòng)機的分類(lèi)
現代高科技在發(fā)動(dòng)機上得到完美的體現,一些新技術(shù)、新結構廣泛應用在發(fā)動(dòng)機上。如V12、V8、V6發(fā)動(dòng)機:它們均指氣缸排列成V型,這種發(fā)動(dòng)機充分利用動(dòng)力學(xué)原理,具有良好的平穩性,增大發(fā)動(dòng)機排量,降低發(fā)動(dòng)機高度。如:Audi A8 6.0使用W12-12缸V型排列發(fā)動(dòng)機,BENZS600使用V12-12缸IV型排列發(fā)動(dòng)機等。
一般情況下,按照排量大小的不同發(fā)動(dòng)機分為3缸、4缸、6缸、8缸幾種類(lèi)型。目前1.3L-2.3L排量的車(chē)大多采用直列四缸發(fā)動(dòng)機,其特點(diǎn)是體積小、結構簡(jiǎn)單、維修方便;2.5L以上的排量一般采用多缸設計,其中有直列6缸,如寶馬;也有呈一定角度分兩邊排列的V型6缸發(fā)動(dòng)機,可有效果降低震動(dòng)和噪音,如別克車(chē)系;一般來(lái)說(shuō)排量越大,發(fā)動(dòng)機的功率就越高。但現在也有些小排量的車(chē)通過(guò)渦輪增壓、多氣門(mén)、可變正時(shí)器等技術(shù)來(lái)提高功率。
發(fā)動(dòng)機的性能
發(fā)動(dòng)機性能參數也就是最能體現發(fā)動(dòng)機工作能力的參數,主要包括:排量、最大功率、最大扭矩。
排量往往與發(fā)動(dòng)機功率聯(lián)系在一起,排量的大小影響著(zhù)發(fā)動(dòng)機功率的高低,通常也把它作為劃分高、中、低檔車(chē)的標準?;钊跉飧變茸魍鶑蜕舷逻\動(dòng),這樣往復運動(dòng)必然有一個(gè)最高點(diǎn)和最低點(diǎn),活塞從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)所掃過(guò)的氣缸容積,稱(chēng)為單缸排量,所有氣缸排量總和稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機排量。最大功率與最大扭矩最容易混淆的兩個(gè)概念,有人認為車(chē)的功率越大,力就越大,其實(shí)不然。同樣300匹馬力,在跑車(chē)上可以讓車(chē)跑到250公里/小時(shí)以上的速度,但在一部貨柜車(chē)上,可能最多只有150公里/小時(shí)的速度,但它能拖動(dòng)30-40噸重的貨柜。這里面的奧秘就在于兩部車(chē)的扭矩有很大的不同,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),功率表現在高轉速,在發(fā)動(dòng)機性能曲線(xiàn)圖上,隨著(zhù)轉速上升而明顯上升,它決定了車(chē)子能跑多快,扭矩不一定在高轉速時(shí)發(fā)揮,在曲線(xiàn)圖上較為平直,它可以決定車(chē)行駛時(shí)的力量,包括加速性。
在解讀發(fā)動(dòng)機參數時(shí),需要注意的是,不要單看功率有多大,同時(shí)也要看到扭力參數,并注意當發(fā)動(dòng)機處于最大功率、最大扭矩時(shí)的轉速,當然以轉速值稍低為好。
V10引擎的基本特征
1.是用鈦合金螺栓把離合器殼固定在發(fā)動(dòng)機上。
2.向發(fā)動(dòng)機的空氣噴射系統供氣的碳纖維氣罐,位于車(chē)手頭部上方。
3.引擎配氣系統中,每個(gè)汽缸有4個(gè)氣門(mén)。
4.發(fā)動(dòng)機的噴油嘴是用整塊金屬加工出來(lái)的。
5.凸輪軸現在由齒輪驅動(dòng),而1989年RS1雷諾V10的輪軸是用皮帶驅動(dòng)的。
6 配氣系統已經(jīng)不用氣門(mén)彈簧,氣門(mén)現在是用壓縮空氣控制的。
7.為了盡量不用鋼管,汽缸壁內部鑄進(jìn)了油和水的循環(huán)通道。發(fā)動(dòng)機內部使用什么材料?
鋁是當今一級方程式賽車(chē)發(fā)動(dòng)機使用最普遍的材料。在80年代,鑄鐵已全部被較輕的鋁取代。鋁還取代了鎂,因為鎂接觸水會(huì )腐蝕。只有必須承受強大作用力的運動(dòng)件才用鋼來(lái)制造。材料基本分配如下:
鋁:63%(汽缸蓋、機油盤(pán)、活塞)
鋼:29.5%(凸輪軸、曲輪、定時(shí)齒輪)
鎂:1.5%(油泵殼)
碳素纖維:1%(空氣罐、線(xiàn)圈罩)
鈦:5%(連桿、緊固件)
制造一臺發(fā)動(dòng)機需要150名以上的職工,其中28名工程師、20名制圖員、35名發(fā)動(dòng)機機械師、8名電子專(zhuān)家、20名機械工和裝配工、4名系統工程師、6名臺架實(shí)驗技術(shù)員、15人從事采購、生產(chǎn)和檢驗,另有15人為管理人員。渦輪增壓發(fā)動(dòng)機:這些年來(lái),一級方程式發(fā)動(dòng)機變得更緊湊、更輕和更省油。同時(shí),功率增加,渦輪增壓在1977~1988年達到了巔峰。當時(shí)最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機,包括寶馬、保時(shí)捷、雷諾、法拉利和本田的核實(shí)功率達到1200馬力以上。這種發(fā)動(dòng)機改變了一級方程式車(chē)賽的面貌。1977年沒(méi)有人相信1.5升的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機能擊敗3升的自然吸氣式發(fā)動(dòng)機。這也許是一級方程式最好的發(fā)動(dòng)機吧。
名詞解釋
我們明確一下和發(fā)動(dòng)機相關(guān)的幾個(gè)概念
>> 活塞止點(diǎn)與行程:
a)活塞在氣缸內作往復運動(dòng)的兩個(gè)極端位置稱(chēng)為止點(diǎn)?;钊x曲軸放置中心最遠位置稱(chēng)為上止點(diǎn),離曲軸放置中心的位置稱(chēng)為下止點(diǎn)。
上下止點(diǎn)之間的距離稱(chēng)為活塞的行程。曲軸轉動(dòng)半圈,相當于活塞移動(dòng)一個(gè)行程。
>> 排量
a)活塞在氣缸內作往復運動(dòng),氣缸內的容積不斷變化。當活塞位于上止點(diǎn)位置時(shí),活塞頂部與氣缸蓋內表面所形成的空間稱(chēng)為燃燒室。這個(gè)空間容積稱(chēng)為燃燒室容積。
活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的空間容積稱(chēng)為氣缸排量,如果發(fā)動(dòng)機有若干個(gè)氣缸,所有氣缸工作容積之和稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機排量。
c)當活塞在下止點(diǎn)位置時(shí),活塞頂上部的全部氣缸容積稱(chēng)為氣缸總容積。
>> 壓縮比
a)氣缸總容積與燃燒室容積的比值稱(chēng)為壓縮比。壓縮比表示了活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí),氣體在氣缸內被壓縮的程度。
壓縮比越大,氣體在氣缸內受壓縮的程度越大,壓縮終點(diǎn)氣體的壓力和溫度越高,功率越大,但壓縮比太高容易出現爆震。
c)壓縮比是發(fā)動(dòng)機的一個(gè)重要結構參數。由于燃料性質(zhì)不同,不同類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機對壓縮比有不同的要求。柴油機要求較大的壓縮比,一般在12-29之間,而汽油機的壓縮比較小,在6-11之間。
>> SOHC
根據凸輪軸位置數量劃分的發(fā)動(dòng)機類(lèi)型,SOHC表示單頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機,適用于2氣門(mén)發(fā)動(dòng)機。
>> DOHC
DOHC表示雙頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機,適用于多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機。通常發(fā)動(dòng)機每缸有2個(gè)氣門(mén),近幾年來(lái)也不斷出現了4氣門(mén)、5氣門(mén)發(fā)動(dòng)機,這無(wú)疑為提高發(fā)動(dòng)機高轉速時(shí)的進(jìn)氣效率功率開(kāi)辟了途徑。此類(lèi)發(fā)動(dòng)機適用于高速發(fā)動(dòng)機,并可適當降低高轉速時(shí)的燃油消耗。
>> Turbo
即渦輪增壓,其簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén),一般在車(chē)尾標有1.8T、2.8T等字樣。渦輪增壓有單渦輪增壓和雙渦輪增壓,我們通常指的渦輪增壓是指廢氣渦輪增壓,一般通過(guò)排放的廢氣驅動(dòng)葉輪帶動(dòng)泵輪,將更多空氣送入發(fā)動(dòng)機,從而提高發(fā)動(dòng)機的功率,同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機的燃油消耗。
>> VTEC
在國內生產(chǎn)的雅閣轎車(chē)發(fā)動(dòng)機就是采用了VTEC技術(shù),“VTEC”為英文“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System”的縮寫(xiě),中文意思為“可變氣門(mén)正時(shí)及升程電子控制系統”。VTEC是可變進(jìn)氣門(mén)控制技術(shù),通過(guò)改變進(jìn)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)改變進(jìn)氣量,提高發(fā)動(dòng)機扭矩。
整個(gè)VTEC系統由發(fā)動(dòng)機電子控制單元(ECU)控制,ECU接收發(fā)動(dòng)機傳感器(包括轉速、進(jìn)氣壓力、車(chē)速、水溫等)的參數并進(jìn)行處理,輸出相應的控制信號,通過(guò)電磁閥調節搖臂活塞液壓系統,從而使發(fā)動(dòng)機在不同的轉速工況下由不同的凸輪控制,影響進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)度和時(shí)間。
VTEC發(fā)動(dòng)機是每缸4氣門(mén)(2進(jìn)2排),不同的是凸輪與搖臂的數目及控制方法,是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間及升程等兩種不同情況的氣門(mén)控制系統。通過(guò)計算機控制的氣門(mén)正時(shí)和氣門(mén)升程系統,可以大大提高發(fā)動(dòng)機的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾乎所有的車(chē)型當中都使用了VTEC技術(shù),從高性能跑車(chē)S2000到混合動(dòng)力汽車(chē)INSIGHT,都采用了VTEC技術(shù)。
>> 電子油門(mén)技術(shù)
電子油門(mén)取消了傳統油門(mén)拉線(xiàn),通過(guò)油門(mén)踏板傳感器,微電腦對節氣門(mén)進(jìn)行控制,反應更靈敏,控制更精確。
>> 多段式可變進(jìn)氣歧管技術(shù)
通過(guò)電腦控制進(jìn)氣管長(cháng)度,滿(mǎn)足低速時(shí)提供大的扭矩,高速時(shí)提供大的功率。
>> F.I.R.E
F.I.R.E意指“一體化發(fā)動(dòng)機”,在意大利、巴西、土耳其等國均有生產(chǎn),每年產(chǎn)量達數百萬(wàn)臺,是一種技術(shù)成熟、性能穩定的經(jīng)濟型發(fā)動(dòng)機,廣泛地應用在菲亞特的各種經(jīng)濟型轎車(chē)上。
以裝載在菲亞特派力奧轎車(chē)188A4000發(fā)動(dòng)機為例,發(fā)動(dòng)機排氣量1242ml,壓縮比為9.5±0.2 1。發(fā)動(dòng)機控制系統ECU為意大利瑪瑞利公司Magneti Marelli?IAW 59F多點(diǎn)電噴系統。采用靜電點(diǎn)火、順序噴射、無(wú)回油供油系統及雙氧傳感器技術(shù),使發(fā)動(dòng)機排放水平輕松超過(guò)歐洲2號標準并提高了整車(chē)的安全性。這個(gè)系統具有以下功能:調節噴油時(shí)間、控制點(diǎn)火提前角、控制散熱器電子風(fēng)扇、控制和管理怠速、控制冷啟動(dòng)補償、自診斷及自學(xué)習,并具有跛行功能。
>> VVT-i
近年生產(chǎn)的豐田轎車(chē),包括最新的威姿大都裝配了標注有“VVT-i”字樣的發(fā)動(dòng)機。VVT-i,是英文“Variable Valve Timing intake”的縮寫(xiě),意思是“智能可變配氣正時(shí)”。由于采用電子控制單元(ECU)控制,因此豐田起了一個(gè)好聽(tīng)的中文名稱(chēng)叫“智慧型可變氣門(mén)正時(shí)系統”。該系統主要控制進(jìn)氣門(mén)凸輪軸,又多了一個(gè)小尾巴“i”,就是英文“Intake”(進(jìn)氣)的代號。這些就是“VVT-i”的字面含義了。
VVT-i是一種控制進(jìn)氣凸輪軸氣門(mén)正時(shí)的裝置,它通過(guò)調整凸輪軸轉角配氣正時(shí)進(jìn)行優(yōu)化,從而提高發(fā)動(dòng)機在所有轉速范圍內的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟性,降低尾氣的排放。而豐田在2000年發(fā)表的全新一代Celica則進(jìn)一步地發(fā)展了VVT-i引擎,創(chuàng )造出新一代的VVTL-i引擎,它也用類(lèi)似Honda VTEC的原理,比原來(lái)VVT-i引擎上的凸輪軸多了可以切換大小不同角度的凸輪,也利用“搖臂”的機置來(lái)決定是否頂到高角或小角度的凸輪,而作到“可連續式”地改變引擎的正時(shí),重疊時(shí)間與“兩階段式”的升程。VVTL-i結合了VVT-i的連續式可變正時(shí)與重疊角,與VTEC式的凸輪軸切換,而首先達到第一具可以說(shuō)是“近似”完美的引擎,VVT-i加入可以變化valve升程后的新引擎VVTL-i,果然在性能版的Celica身上有超過(guò)每公升100hp以上的實(shí)力,1.8升的它能有180hp/7800rpm的超強實(shí)力,而且它還保有扭力曲線(xiàn)高而平原式的表現,0-96km/hr。應該說(shuō)VVTL-i是Toyota劃時(shí)代的力作。
>> VDE
可變排量發(fā)動(dòng)機(VDE),并準備裝在福特公司以后生產(chǎn)的轎車(chē)和卡車(chē)上,以進(jìn)一步改善汽車(chē)的燃油經(jīng)濟性。這種發(fā)動(dòng)機技術(shù)最適合于多汽缸的發(fā)動(dòng)機使用。例如對12缸發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō),采用這種技術(shù)后,等于裝了兩個(gè)獨立的6缸發(fā)動(dòng)機,可以根據駕駛的需要讓一臺發(fā)動(dòng)機運行,而讓另一臺處在怠速狀態(tài)。這樣,就可以隨時(shí)調整發(fā)動(dòng)機的排氣量,從而減少燃油的消耗。
寶馬發(fā)動(dòng)機贏(yíng)得“國際發(fā)動(dòng)機年獎”五項大獎
在2001年度“國際發(fā)動(dòng)機年獎”中,寶馬發(fā)動(dòng)機獲得全部12個(gè)獎項中的5項,其中包括最重要的“全面優(yōu)勝獎”,由此,寶馬成為本屆評選獲獎最多的公司。事實(shí)上,這項被譽(yù)為“發(fā)動(dòng)機奧 斯卡獎”的評選自推出以來(lái),寶馬一直是最成功和最有力的競爭者。
本屆寶馬獲獎的發(fā)動(dòng)機有:
○ 寶馬M3裝備的3.2升、6缸發(fā)動(dòng)機,功率252千瓦(343馬力),最大扭距365牛頓米,獲“最佳新發(fā)動(dòng)機獎”、“最佳3.0至4.0升發(fā)動(dòng)機獎”和“2001年全面優(yōu)勝獎”三項大獎。
○ 寶馬316ti緊湊型車(chē)裝備的1.8升、4缸發(fā)動(dòng)機,配帶創(chuàng )新性的“電子氣門(mén)”技術(shù),85千瓦(115馬力),最大扭距175牛頓米,獲“最佳1.4至1.8升發(fā)動(dòng)機獎”。
○ 用于寶馬3系列、5系列、X5及Z3各款汽車(chē)的3.0升、6缸發(fā)動(dòng)機,功率175千瓦(231馬力),最大扭距300牛頓米,獲“最佳2.5至3.0升發(fā)動(dòng)機獎”。
本獎項自1999年起推出,每年舉辦一次,評委會(huì )成員包括17個(gè)國家的38位國際一流專(zhuān)家。在這項被業(yè)界專(zhuān)家譽(yù)為“發(fā)動(dòng)機奧斯卡獎”中獲勝,再次確認了寶馬發(fā)動(dòng)機強大的實(shí)力和競爭力。
在此次評選中,寶馬發(fā)動(dòng)機不僅說(shuō)服了善于挑剔的專(zhuān)家評委會(huì ),獲得令人注目的5項大獎,而且還在發(fā)動(dòng)機性能、駕駛樂(lè )趣、油耗及技術(shù)改良等項目中獲得好評。
“電子氣門(mén)”(VALVETRONIC)是寶馬公司最新研制的技術(shù),作為內燃機領(lǐng)域里的一次革命性的創(chuàng )新而倍受贊譽(yù)?!半娮託忾T(mén)”技術(shù)可以在保證汽車(chē)性能不受影響的前提下大大降低油耗,并且可以大大減少二氧化碳排放量。
Volkswagen
德國大眾汽車(chē)集團開(kāi)發(fā)出的一種10缸渦輪增壓直噴柴油發(fā)動(dòng)機(TDI),該公司稱(chēng)這是世界上動(dòng)力最為強勁的柴油發(fā)動(dòng)機。這款5升發(fā)動(dòng)機能產(chǎn)生230千瓦/313馬力,最大扭力為750牛頓/米。目前,大眾集團生產(chǎn)的最大功率的柴油發(fā)動(dòng)機是1.9升的TDI,能產(chǎn)生110千瓦/150馬力,用于Bora系列轎車(chē)。
NISSAN
日產(chǎn)3.5升VQ V6引擎再次被Ward評為年度10佳引擎,這也是唯一的一款每年都被ward評為10佳的引擎。成熟的VQ引擎廣泛運用于日產(chǎn)以及無(wú)限的眾多車(chē)型,2004年包括日產(chǎn)Altima以及Maxima轎車(chē),350Z運動(dòng)力,日產(chǎn)Murano多用途車(chē),Quest MPV,Pathfinder多用途車(chē)以及無(wú)限I35,G35以及FX35多用途車(chē)上面。Ward評選的這款3.5升VQ引擎是用在無(wú)限G35車(chē)型上面的。該引擎在4門(mén)轎車(chē)上產(chǎn)生260匹馬力,260磅扭力,在2門(mén)coupe車(chē)上產(chǎn)生280匹馬力以及270磅的扭力。
Audi
AudiA6發(fā)動(dòng)機集當今最新餛技于一身,在采用先進(jìn)的五氣閥技術(shù)的基礎上,還采用了可變相位技術(shù)、可變進(jìn)氣歧管技術(shù),以及當今最先進(jìn)的廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機技術(shù),并匹配了BOSCH公司最新多點(diǎn)燃油噴射技術(shù),使發(fā)動(dòng)機動(dòng)力更強勁、更經(jīng)濟,排放污染更小。
BMW
日本汽車(chē)研究者及新聞工作者學(xué)會(huì )將“RJC 2003年度科技獎”頒給了寶馬的“VALVETRONIC”。寶馬杰出技術(shù)的當選是因其創(chuàng )新的汽車(chē)工程學(xué)、卓越的動(dòng)力性能和燃料高效能。 VALVETRONIC處于21世紀初汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域的最前沿。Valvetronic少了節流閥(throttle)的設計,如同我們鼻子或肺在作呼吸動(dòng)作時(shí)一樣地跟空氣直接接觸,而省略掉throttle後,引擎在進(jìn)新鮮空氣時(shí),將更順暢,少掉因為空氣流動(dòng)的一些 黏著(zhù)力與磨擦力,而使引擎在運轉時(shí)省去不必的的loss!一般的車(chē)子,當我們用腳踏加油門(mén)時(shí),是驅動(dòng)著(zhù)鋼索而通到throttle這開(kāi)關(guān)的,而踏油門(mén)的深淺正控制著(zhù)throttle的開(kāi)或關(guān)的程度,而引進(jìn)的就是將進(jìn)入引擎燃燒室燃燒的新鮮空氣,所以,throttle正控制著(zhù)燃燒室的空氣量與流動(dòng)速率;然而,取代這"機械式"的進(jìn)氣節流閥(throttle)機置后,取代的是"電子式"的可



