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发动机技术发展一览史《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:25:19 阅读: 来源:洗头帽厂家

2018-04-04 14:34:14来源:贤集网 刘天成

把发动机技术的发展变化简单梳理一番,分别从喷油方式、气缸排列型式、进气形式,以及燃料形式。

1.喷油方式的变化

化油器作为早期汽车发动机的心脏,它的作用是在发动机工作产生的真空作用下,将一定比例的汽油和空气混合的机械装置。作为一套精密的装置,利用吸入空气流的动能实现汽油的雾化。但由于面临起动困难 / 怠速不稳 / 过渡不良 / 动力不足 / 高油耗等问题,不得不退出历史舞台。为了解决化油器类型发动机的劣势,电喷发动机出现了。作为化油器类型发动机的取代者,电喷发动机具备更理想的使用需求。它具备冷车启动加浓、自动冷车怠速功能,保证发动机在冷车和热车情况下都能快速顺利启动,喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定,电喷发动机一直沿用至今。

缸内直喷就是直接将燃油喷入气缸内与进气混合的技术。优点是油耗量低,升功率大,压缩比高达 12,与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了 10%。目前的劣势是零组件复杂,而且价格通常要贵。而分层燃烧作为缸内直喷的目的,它的优势在于热效率高、节流损失少,更高效使用每一滴燃油转化成功能。分层燃烧模式下节气门完全打开,保证进气管内有一定真空度,此时发动机的扭矩大小取决于喷油量。

汽油发动机喷油系统历史发展至今,虽然每一次进化都能带来喷油效率的提高,也能让燃烧效率提高,但同样也会带来排放问题。相信在未来中和了排放问题与燃烧效率的混合型喷射系统将会是喷油方式的发展趋势。

2.气缸排列型式的变化

随着发动机的结构发展,不同的排列方式直接影响发动机性能。常见的有 L 型、V 型、W 型,以及少见的 VR 型和奇葩的转子形式。L 型也称为直列发动机,所有气缸排成一个平面,缸体和曲轴结构都比较简单,有 3 缸 /4 缸 /5 缸 /6 缸的选择;V 型发动机,气缸分为两组,把相邻气缸以一定角度夹角布局,相较 L 型排列具有更小的体积,且适合大排量和高功率的发动机需求;W 型发动机,大众集团的发动机技术,将 V 型发动机的每侧气缸再进行小角度错开,最为知名的就是 A8/ 辉腾使用的 W12 发动机和布加迪使用的 W16 发动机。说到 W 型发动机,就会提到 VR 型发动机,简单的理解,VR6 发动机是 W12 的一半,比 V6 发动机结构更加紧凑;转子发动机,发动机届的奇葩。1.3L 的排量,3.9L 的排放,声浪高亢,部件损耗速度惊人。

3.进气形式的变化

在增压发动机出现以前,提升汽车动力的方式只能是增加汽车的排量。增压发动机的出现,解决了小排量自然吸气发动机在动力压榨方面的缺陷,同时更适合大扭矩的调教。增压发动机分为涡轮增压、机械增压、双增压以及电子涡轮增压。

涡轮增压,是一种利用内燃机运作转产生的废气驱动空气压缩机的技术,是现在最常见的增压形式。过去的涡轮增压发动机,通常采用单涡轮单涡管。随着技术发展,单涡轮双涡管技术被运用到更多车型上,比较典型的就是宝马的 N 系列发动机。该技术解决了过大回压带来的高转进气下降问题,每次做功和进气都不受影响,达到最大进气量,性能比单涡管提升 7%-8%。

机械增压,解决了自然吸气发动机在高转速区域出现的进气效率较低的问题,也弥补了涡轮增压发动机低转速乏力的劣势,但由于增压器始终介入工作,导致油耗略高。双增压则是机械增压和涡轮增压并存,比较典型的是大众集团的 1.4T 双涡轮增压发动机。

电子涡轮,通过电气系统驱动增压器,以实现涡轮零迟滞的理想增压模式。通常搭配传统涡轮使用,例如奥迪 SQ7 上的 4.0L V8 柴油发动机,包含一个电子涡轮和两个传统涡轮。

由于增压发动机的种种优势,可以预见到的是,在电动车全面普及之前,内燃机汽车的趋势是发动机向着小排量和多增压器的方向发展,这也是现在的主流趋势

4.燃料形式的变化

被广为接受的说法是,汽油是一种不可再生资源,而汽车则是这种资源最大的消耗者,汽车新能源的发展是势在必行的趋势。

例如混合动力车型,它作为过渡型产品用燃油驱动和电机驱动两种驱动方式共同作用于车辆,电机的加入,使得车辆在启动阶段和低速行驶阶段可以完全依托电机带动,实现节油的目的。另一方面,电机和燃油机同时启动时获得最大的动力输出,使得车辆性能要优于普通燃油机车型。混动系统可以分为插电式和不插电式,前者如奥迪 A3 e-tron/ 宝马 Active Hybrid,后者如雷萨克斯全系车型。

除了混合动力车型,更多厂商则着力于发展纯电动车型。纯电动车型目前有两种能源形式:燃料电池和锂电池。燃料电池,将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能,例如,奥迪的 g-tron 和 h-tron 分别采用天然气和氢气作为燃料;锂电池,由锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池,是目前大多数混动车型以及纯电动车型所采用的电池形式,比如:特斯拉,奥迪 e-tron。

未来电机以及电气系统在动力总成方面将占据越来越大的比重,从微混、插电式混动到纯电动,排放越来越小的同时,提速将越来越快,这也是汽车发展的必然趋势。

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