汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展

1、現(xiàn)代汽車技術(shù),學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解汽車發(fā)動(dòng)機(jī)方面的現(xiàn)代技術(shù)2.了解汽車安全方面的現(xiàn)代技術(shù)3.了解汽車智能方面的現(xiàn)代技術(shù)4.熟悉新能源汽車的類型及其特點(diǎn),現(xiàn)代汽車技術(shù)主要以電子控制為基礎(chǔ)，目前向著安全、環(huán)保、節(jié)能、輕松舒適、防盜、智能的方向發(fā)展，尤其以轎車最為突出。其中有些技術(shù)已經(jīng)普及，成為了汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置；有些只應(yīng)用方與少數(shù)高級(jí)轎車；有些還處于試驗(yàn)階段。各汽車廠家為了強(qiáng)調(diào)汽車技術(shù)的先進(jìn)性或高配置性，往往把該技術(shù)的英文縮寫(xiě)字母標(biāo)在汽

2、車上，如ESP、ASR、VVT、VTEC等。,項(xiàng)目一 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一、缸內(nèi)直噴技術(shù)二、渦輪增壓技術(shù)三、共軌燃油噴射系統(tǒng)四、可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù),缸內(nèi)直噴技術(shù),1.概念簡(jiǎn)述,缸內(nèi)直噴又稱FSI(Fuel Stratified Injection)，即燃料分層噴射技術(shù)，代表著傳統(tǒng)汽油引擎的一個(gè)發(fā)展方向。傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)電腦采集凸輪位置以及發(fā)動(dòng)機(jī)各相關(guān)工況從而控制噴油嘴將汽油噴入進(jìn)氣歧管。但由于噴油嘴離燃燒室有一定的距離，

3、汽油同空氣的混合情況受進(jìn)氣氣流和氣門(mén)開(kāi)關(guān)的影響較大，并且微小的油顆粒會(huì)吸附在管道壁上，所以希望噴油嘴能夠直接將燃油噴入汽缸。在2000年到2013年各汽車廠商采用的發(fā)動(dòng)機(jī)科技中，最炙手可熱的技術(shù)非缸內(nèi)直噴莫屬。這套由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)衍生而來(lái)的科技目前已經(jīng)大量使用在包含大眾（含奧迪）、寶馬、梅賽德斯-奔馳、通用以及豐田車系上。各廠商缸內(nèi)直噴技術(shù)英文縮寫(xiě)：大眾：TSI（其中T代表渦輪增壓）、奧迪：FSI、梅賽德斯-奔馳：CGI、寶馬：GDI、通

4、用：SIDI、福特：GDI、比亞迪：TI。,2.工作原理,圖1,直噴原理示意圖,這一技術(shù)是用來(lái)改善傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)供油方式的不足而研制的缸內(nèi)直極為環(huán)保的大眾1.4TSI發(fā)動(dòng)機(jī)接噴射技術(shù)，先進(jìn)的直噴式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用類似于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的供油技術(shù)，通過(guò)一個(gè)活塞泵提供所需的100bar以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內(nèi)的電磁噴射器。然后通過(guò)電腦控制噴射器將燃料在最恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間直接注入燃燒室，其控制的精確度接近毫秒，其關(guān)鍵是考慮噴射器的安裝，必須在汽缸

5、上部留給其一定的空間。由于汽缸頂部已經(jīng)布置了火花塞和多個(gè)氣門(mén)，已經(jīng)相當(dāng)緊湊，所以將其布置在靠近進(jìn)氣門(mén)側(cè)。由于噴射器的加入導(dǎo)致了對(duì)設(shè)計(jì)和制造的要求都相當(dāng)?shù)母?，如果布置不合理、制造精度達(dá)不到要求導(dǎo)致剛度不足甚至漏氣只能得不償失。另外FSI引擎對(duì)燃油品質(zhì)的要求也比較高，目前國(guó)內(nèi)的油品狀況可能很難達(dá)到FSI引擎的要求，所以部分裝配了FSI的進(jìn)口高爾夫出現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的水土不服。,此外，F(xiàn)SI技術(shù)采用了兩種不同的注油模式，即分層注油和均勻注油模式。

6、發(fā)動(dòng)機(jī)低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采用分層注油模式。此時(shí)節(jié)氣門(mén)為半開(kāi)狀態(tài)，空氣由進(jìn)氣管進(jìn)入汽缸撞在活塞頂部，由于活塞頂部制作成特殊的形狀從而在火花塞附近形成期望中的渦流。當(dāng)壓縮過(guò)程接近尾聲時(shí)，少量的燃油由噴射器噴出，形成可燃?xì)怏w。這種分層注油方式可充分提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)速較低、負(fù)荷較小時(shí)，除了火花塞周圍需要形成濃度較高的油氣混合物外，燃燒室的其它地方只需空氣含量較高的混合氣即可，而FSI使其與理想狀態(tài)非常接近。當(dāng)節(jié)氣門(mén)完全開(kāi)啟，發(fā)動(dòng)機(jī)高速

7、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，大量空氣高速進(jìn)入汽缸形成較強(qiáng)渦流并與汽油均勻混合。從而促進(jìn)燃油充分燃燒，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。電腦不斷的根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況改變注油模式，始終保持最適宜的供油方式。燃油的充分利用不僅提高了燃油的利用效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出而且改善了排放。,3.實(shí)際應(yīng)用,缸內(nèi)直噴技術(shù)在VAG集團(tuán)中被廣泛運(yùn)用，由Audi RS4和R8共享的4.2升FSI發(fā)動(dòng)機(jī)即是其中性能強(qiáng)悍的代表作。其中大眾集團(tuán)可以算是導(dǎo)入缸內(nèi)直噴科技最具代表性的例子，目前包含Audi

8、和VW都已將名為FSI（奧迪品牌）或TSI（大眾、斯柯達(dá)品牌）的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)列為旗下車款的高階動(dòng)力來(lái)源，而且在Audi和VW車系的頂級(jí)車上，甚至更以FSI結(jié)合上渦輪增壓以增大動(dòng)力。,供油系統(tǒng)采用缸內(nèi)直噴設(shè)計(jì)的最大優(yōu)勢(shì)，就在于燃油是以極高壓力直接注入于燃燒室中，因此除了噴油嘴的構(gòu)造和位置都異于傳統(tǒng)供油系統(tǒng)，在油氣的霧化和混合效率上也更為優(yōu)異。加上近來(lái)車上各項(xiàng)電子系統(tǒng)的控制技術(shù)大幅進(jìn)步，計(jì)算機(jī)對(duì)于進(jìn)氣量與噴油時(shí)機(jī)的判讀與控制也愈加精準(zhǔn)，因

9、此在搭配上缸內(nèi)直噴技術(shù)以使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率大幅提升下，除了發(fā)動(dòng)機(jī)得以產(chǎn)生更大動(dòng)力，對(duì)于環(huán)保和節(jié)能也都有正面的幫助。采用缸內(nèi)直噴的發(fā)動(dòng)機(jī)除了材質(zhì)上的講究，就連活塞、燃燒室也都經(jīng)過(guò)特別設(shè)計(jì)。但是缸內(nèi)直噴科技也并非無(wú)敵，因?yàn)閺慕?jīng)濟(jì)層面來(lái)看，采用缸內(nèi)直噴的供油系統(tǒng)除了在研發(fā)過(guò)程必須花費(fèi)更大成本，在部品構(gòu)成復(fù)雜且精密的情況下，零組件的價(jià)格也比起傳統(tǒng)供油系統(tǒng)來(lái)得昂貴，因此這些也都是未來(lái)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)尚待克服的要素。,4.技術(shù)特性,現(xiàn)代汽車所使用的

10、引擎，都屬于內(nèi)燃機(jī)引擎一類，將燃料與新鮮空氣CGI發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用于新款奔馳E200導(dǎo)入引擎的汽缸后壓縮，再以火星壓跳火引爆壓縮的油氣，以利爆炸的力量推動(dòng)活塞，透過(guò)曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，藉以推動(dòng)車輛。在這樣的過(guò)程之中，如何能讓燃油與空氣之間獲得最佳的混合效果與燃燒效果，將決定引擎輸出效能的高低。,現(xiàn)行被稱為噴射引擎，是由（Fuel Injection）直譯而來(lái)，正確的說(shuō)法應(yīng)是燃料噴射引擎。而燃料噴射的位置在進(jìn)氣歧管當(dāng)中。而現(xiàn)行車輛所使

11、用的歧管噴射系統(tǒng)，則是在1980年代所開(kāi)始導(dǎo)入的主動(dòng)式供油技術(shù)，以取代了原本機(jī)械式的化油器被動(dòng)供油系統(tǒng)。歧管噴射系統(tǒng)的供油噴嘴安裝在進(jìn)氣歧管，在引擎的進(jìn)氣行程時(shí)噴射注入燃油，利用噴嘴產(chǎn)生霧化的油氣，與進(jìn)氣系統(tǒng)的新鮮空氣進(jìn)行均勻的混合后導(dǎo)入引擎，做為引擎運(yùn)作的燃料。,5.技術(shù)發(fā)展,在電子控制技術(shù)不斷的演進(jìn)之下，引擎控制系統(tǒng)得以透過(guò)綿密的感知器網(wǎng)路，隨時(shí)監(jiān)控引擎運(yùn)作的狀況，即時(shí)調(diào)整供油量，使得新鮮空氣與燃料的比例，能保持在最佳的14.7:1

12、之下，讓所提供的燃油都能達(dá)成最佳的燃燒效果。 一如我們之間所提到的，空氣與燃油的比例若能夠保持在14.6:1的比例之下，將能獲得理論上最為完美的燃燒效果，自然亦能輸出最大的動(dòng)力。但這樣的設(shè)定，亦代表著，燃油的使用有著一定的物理極限，將無(wú)法進(jìn)一步降低。面對(duì)著人口越來(lái)越多、石油越來(lái)越少的狀況，歧管噴射系統(tǒng)遇到了瓶頸，即便電腦控制的精度越來(lái)越高、噴油嘴的霧化效果越來(lái)越好、甚至將每一汽缸的噴油獨(dú)立。但種種更為精密的控制，仍無(wú)法滿足新時(shí)代的要求。

13、 全球的科學(xué)家與工程師無(wú)不絞盡腦汁，希望能想出更為節(jié)省能源的方式，希望能讓同樣的燃油，可以輸出更大的動(dòng)力、行駛更遠(yuǎn)的里程。而稀薄燃燒以及缸內(nèi)燃油直噴的技術(shù)就在這樣的情形之下被提了出來(lái)。,返回,渦輪增壓技術(shù),渦輪增壓的英文名字為T(mén)urbo，一般來(lái)說(shuō)，如果我們?cè)谵I車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)了。相信大家都在路上看過(guò)不少這樣的車型，譬如奧迪A6的1.8T，帕薩特1.8T，寶來(lái)1.8T等等。應(yīng)用渦輪增壓技

14、術(shù)來(lái)提升發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，已經(jīng)有30多年的歷史了，1998年以后，國(guó)內(nèi)的汽車制造廠也開(kāi)始使用Turbo技術(shù)。尤其是南、北大眾出的汽車，比如AudiA6/1.8t, Bora1.8T,PasstB5/1.8T逐漸多了起來(lái)，而且也比較好賣。加速性能確實(shí)很爽，比如PassatB5/1.8T，只有10秒多指針就到100公里了。,工作原理,圖2.渦輪增壓工作原理圖,1、一般我們叫通俗了，都說(shuō)渦輪增壓，實(shí)際上它的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)渦輪增壓器來(lái)達(dá)到的。渦輪增壓器

15、通俗地理解就是空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。2、渦輪增壓器利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。,3、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快(當(dāng)加速的時(shí)候)，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。4、在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，渦輪

16、增壓器是唯一能使發(fā)動(dòng)機(jī)在“工作效率不變”的情況下增加“輸出功率”的機(jī)械裝置。一般能使發(fā)動(dòng)機(jī)增加輸出功率在10%到40%左右。那么可以推斷，如果使PassatB5/1.8的發(fā)動(dòng)機(jī)，加了渦輪增壓器以后的“輸出功率”應(yīng)該相當(dāng)于2.3L排量發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了?？上攵?，這東西使讓發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率不變，就那么大的機(jī)器，還讓人家多干點(diǎn)活，加個(gè)渦輪增壓器來(lái)壓縮空氣，擴(kuò)大進(jìn)氣量，從而增大輸出功率，真有點(diǎn)電腦上CPU超頻的意思啊。想想還是人還是很聰明的，

17、發(fā)動(dòng)機(jī)體力不夠，想辦法硬讓它夠。,增壓目的,渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺(tái)的發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)過(guò)增壓之后能夠產(chǎn)生更大的功率。就拿我們最常見(jiàn)的1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)增壓之后，動(dòng)力可以達(dá)到2.4L發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，但是耗油量卻比1.8發(fā)動(dòng)機(jī)并不高多少，在另外一個(gè)層面上來(lái)說(shuō)就是提高燃油經(jīng)濟(jì)

18、性和降低尾氣排放。,渦輪增壓的優(yōu)缺點(diǎn),1.優(yōu)點(diǎn) 渦輪增壓的最大優(yōu)點(diǎn)是可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩。 渦輪增壓的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，它可在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高功率和扭矩。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器的相比，可增加大約40%甚至更多。這意味著一臺(tái)尺寸和重量相同的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說(shuō)，一臺(tái)小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后，可以產(chǎn)生較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相同的功率。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在采用了增

19、壓技術(shù)后，還能提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。 汽油機(jī)采用渦輪增壓技術(shù)有一定難度。,2.缺點(diǎn),凡事有利就有弊，渦輪增壓也不例外。 發(fā)動(dòng)機(jī)在采用廢氣渦輪增壓技術(shù)后，工作中產(chǎn)生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度將大幅度提高，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能、潤(rùn)滑性能都會(huì)受到影響。為了保證增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷條件下，能可靠耐久地工作，必須在發(fā)動(dòng)機(jī)主要熱力參數(shù)的選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、工藝等方面作必要的改變，而不是簡(jiǎn)單地在發(fā)動(dòng)機(jī)上裝一個(gè)增

20、壓器就行了。由于這個(gè)改變過(guò)程在實(shí)行中難度頗大，而且還要考慮增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配問(wèn)題，因此在一定程度上也限制了廢氣渦輪增壓技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。 相對(duì)來(lái)說(shuō)，廢氣渦輪增壓器與柴油機(jī)配合運(yùn)行時(shí)，渦輪機(jī)允許工作的范圍較廣，高效率范圍也較寬，在配合運(yùn)行中產(chǎn)生的問(wèn)題較少，所以廢氣渦輪增壓技術(shù)在柴油機(jī)應(yīng)用的比較多。而對(duì)于汽油機(jī)在增壓后，提高了缸內(nèi)混合氣壓縮和燃燒氣體的溫度和壓力，提高了燃燒室受熱零件的熱負(fù)荷，很容易產(chǎn)生爆震。這也就是至今為止

21、，增壓技術(shù)在汽油機(jī)上得不到廣泛應(yīng)用的主要原因。,渦輪增壓未來(lái)發(fā)展,未來(lái)全球渦輪增壓前景是非常可觀的,歐洲乘用車已經(jīng)有了67%的滲透率，在歐洲我們有67%，在未來(lái)的2020年會(huì)實(shí)現(xiàn)85%的滲透率，美國(guó)在2009年滲透率是5%，但是通過(guò)和客戶的交流，了解到美國(guó)采用渦輪增壓技術(shù)非常積極，到2020年會(huì)有82%的滲透率，中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)也是類似。燃油經(jīng)濟(jì)性是未來(lái)非常重要的話題，渦輪增壓是正確的方向，帶來(lái)燃油清潔性以及效率。,渦輪增壓技術(shù)支持中國(guó)未

22、來(lái)的成長(zhǎng)和發(fā)展,我們看到渦輪增壓不是新的技術(shù)，過(guò)去是增加新能的，未來(lái)我們是為了減量化，是讓引擎減量，但不會(huì)減少乘駕人的體驗(yàn)，我們想通過(guò)更小尺寸引擎保持它的性能，這樣的話就可以使用更少的燃油，利用增壓能夠提高性能，減少排放，這就是目前汽車行業(yè)在做的事情。,渦輪增壓技術(shù)中國(guó)的前景很好,小型或者微型增壓器，并且推出了突破性的增壓技術(shù)，在很多不同計(jì)劃中，正如我前面提的，我們?cè)谥袊?guó)看到很多計(jì)劃，現(xiàn)在有很多方法可以提高內(nèi)燃機(jī)的效率，通過(guò)使用渦輪增壓

23、技術(shù)提高內(nèi)燃機(jī)的效率。,返回,共軌燃油噴射系統(tǒng),共軌燃油噴射系統(tǒng)（Common Rail System,縮寫(xiě)為CRS）于20世紀(jì)90年代中后期才正式進(jìn)入實(shí)用化階段。這類電控系統(tǒng)可以分為：蓄壓式電控燃油噴射系統(tǒng)、液力增壓式電控燃油噴射系統(tǒng)和高壓式吊孔燃油噴射系統(tǒng)。,共軌系統(tǒng)將燃油壓力產(chǎn)生和燃油噴射分離開(kāi)來(lái)，如果把單體泵柴油噴射技術(shù)比做柴油技術(shù)的革命的話，那共軌就可以稱作反叛了，因?yàn)樗畴x了傳統(tǒng)的柴油系統(tǒng)而近似于順序汽油噴射系統(tǒng)。共軌系統(tǒng)開(kāi)

24、辟了降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放和噪音的新途徑。,返回,可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù),近幾十年來(lái)，基于提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國(guó)家和發(fā)動(dòng)機(jī)廠商、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來(lái)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。 發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來(lái)被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)

25、中的一種，發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。,可變氣門(mén)正時(shí)理論,合理選擇配氣正時(shí)，保證最好的充氣效率hv，是改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能極為重要的技術(shù)問(wèn)題。分析內(nèi)燃機(jī)的工作原理，不難得出這樣的結(jié)論：在進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)閉的四個(gè)時(shí)期中，進(jìn)氣門(mén)遲閉角的改變對(duì)充氣效率hv影響最大。改變進(jìn)氣遲閉角可以改變充氣效率hv曲線隨轉(zhuǎn)速變化的趨向，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線，滿足不同的使用要求。不過(guò)，更確切地說(shuō)，

26、加大進(jìn)氣門(mén)遲閉角，高轉(zhuǎn)速時(shí)充氣效率hv增加有利于最大功率的提高，但對(duì)低速和中速性能則不利。減小進(jìn)氣遲閉角，能防止氣體被推回進(jìn)氣管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。因此，理想的氣門(mén)正時(shí)應(yīng)當(dāng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況及時(shí)做出調(diào)整，應(yīng)具有一定程度的靈活性。顯然，對(duì)于傳統(tǒng)的凸輪挺桿氣門(mén)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，由于在工作中無(wú)法做出相應(yīng)的調(diào)整，也就難于達(dá)到上述要求，因而限制了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的進(jìn)一步提高。,在轎車上的應(yīng)用,Passat B5轎車選用2.8升V6發(fā)動(dòng)機(jī)

27、，該發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)可變氣門(mén)正時(shí)進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)。從俯視觀察，排氣凸輪軸安裝在外側(cè)，進(jìn)氣凸輪軸安裝在內(nèi)側(cè)。曲軸通過(guò)齒形皮帶首先驅(qū)動(dòng)排氣凸輪軸，排氣凸輪軸通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸。Passat B5發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)用的可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)，是通過(guò)微機(jī)控制可變氣門(mén)調(diào)節(jié)器上升和下降獲得齒形皮帶輪與進(jìn)氣凸輪（進(jìn)氣門(mén)）的相對(duì)位置變化，這種結(jié)構(gòu)屬于凸輪軸配氣相位可變結(jié)構(gòu)，一般可調(diào)整20°～30°曲軸轉(zhuǎn)角。由于這種機(jī)構(gòu)的凸輪軸、凸輪形線及進(jìn)氣持續(xù)角均不

28、變，雖然高速時(shí)可以加大進(jìn)氣遲閉角，但是氣門(mén)疊開(kāi)角卻減小，這是它的缺點(diǎn)。,日本本田汽車公司在1989年推出了其自行研發(fā)的“VTEC”技術(shù)，英文全稱“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，即“可變氣門(mén)配氣相位和氣門(mén)升程電子控制系統(tǒng)”，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間及升程的氣門(mén)控制系統(tǒng)。與普通4氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)同樣是采用每缸4氣門(mén)（2

29、進(jìn)2排），但卻有著自己鮮明的特點(diǎn)，即它并未采用慣用的雙凸輪軸結(jié)構(gòu)，而是仍然采用了單凸輪結(jié)構(gòu)，但在采用VTEC系統(tǒng)后，使得單凸輪軸原本簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。雖然同樣是采用凸輪軸和搖臂等元件，但凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法卻較其他發(fā)動(dòng)機(jī)有很大不同。除了原有控制2個(gè)氣門(mén)的一對(duì)凸輪和和一對(duì)搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個(gè)較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，3個(gè)搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的小活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上3個(gè)搖臂分離，2個(gè)凸輪分別推動(dòng)相應(yīng)的

30、2個(gè)搖臂，控制2個(gè)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)閉，氣門(mén)升程較小。雖然中間凸輪也推動(dòng)中間搖臂，但由于搖臂之間已分離，其它2個(gè)搖臂不受它的控制，所以不會(huì)影響氣門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞，使3個(gè)搖臂連成一體，一起由中間凸輪驅(qū)動(dòng)。由于中間凸輪比其它凸輪高，升程大，所以進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間延長(zhǎng)，升程隨之增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到某一設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原

31、位，3個(gè)搖臂分開(kāi)。,項(xiàng)目二 汽車安全技術(shù)的發(fā)展,一、防抱死系統(tǒng),ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號(hào)，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動(dòng)缸的油壓，減小制動(dòng)力矩，經(jīng)一定時(shí)間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達(dá)5~10次），始終使車輪處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而又有最大的制動(dòng)力矩。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有安裝ABS的汽車，在行駛中如果用力踩下制動(dòng)踏板，車輪轉(zhuǎn)速會(huì)

32、急速降低，當(dāng)制動(dòng)力超過(guò)車輪與地面的摩擦力時(shí)，車輪就會(huì)被抱死，完全抱死的車輪會(huì)使輪胎與地面的摩擦力下降，如果前輪被抱死，駕駛員就無(wú)法控制車輛的行駛方向，如果后輪被抱死，就極容易出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象,二、制動(dòng)力分配系統(tǒng),制動(dòng)力分配的英文全稱為Electronic Brake force Distribution，簡(jiǎn)稱EBD。 EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，是在ABS的控制電腦里增加一個(gè)控制軟件，機(jī)械系統(tǒng)與ABS完全一致。它只是ABS系統(tǒng)的有效補(bǔ)充

33、，一般和ABS組合使用，可以提高ABS的功效。當(dāng)發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，EBD在ABS作用之前，可依據(jù)車身的重量和路面條件，自動(dòng)以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動(dòng)率，如發(fā)覺(jué)此差異程度必須被調(diào)整時(shí)，剎車油壓系統(tǒng)將會(huì)調(diào)整傳至后輪的油壓，以得到更平衡且更接近理想化的剎車力分布。,原理介紹,在剎車的時(shí)候，車輛四個(gè)車輪的剎車卡鉗均會(huì)動(dòng)作，以將車輛停下。但由于路面狀況會(huì)有變異，加上減速時(shí)車輛重心的轉(zhuǎn)移，四個(gè)車輪與地面間的抓地力將有所不同。傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)會(huì)平均

34、將剎車總泵的力量分配至四個(gè)車輪。從上述可知，這樣的分配并不符合剎車力的使用效益。EBD系統(tǒng)便被發(fā)明以將剎車力做出最佳的應(yīng)用。    EBD的功能就是在汽車制動(dòng)的瞬間，高速計(jì)算出四個(gè)輪胎由于附著不同而導(dǎo)致的摩擦力數(shù)值，然后調(diào)整制動(dòng)裝置，使其按照設(shè)定的程序在運(yùn)動(dòng)中高速調(diào)整，達(dá)到制動(dòng)力與摩擦力(牽引力)的匹配，以保證車輛的平穩(wěn)和安全。當(dāng)緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動(dòng)作之前就已經(jīng)平衡了每一個(gè)輪的有效地

35、面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側(cè)移，并縮短汽車制動(dòng)距離。,三、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng),汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)是車輛新型的主動(dòng)安全系統(tǒng)，是汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展，并在此基礎(chǔ)上,增加了車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)橫擺率傳感器、測(cè)向加速度傳感器和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，通過(guò)ECU 控制前后、左右車輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，確保車輛行駛的側(cè)向穩(wěn)定性。,該系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三大部分組成，通過(guò)電子控制

36、單元監(jiān)控汽車運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)及制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)控制。典型的汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)在傳感器上主要包括4個(gè)輪速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、制動(dòng)主缸壓力傳感器等，執(zhí)行部分則包括傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)(真空助力器、管路和制動(dòng)器)、液壓調(diào)節(jié)器等，電子控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整。這套系統(tǒng)主要對(duì)車輛縱向和橫向穩(wěn)定性進(jìn)行控制，保證車輛按照駕駛員的意識(shí)行駛。電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)是ABS

37、制動(dòng)防抱死功能，該系統(tǒng)在汽車制動(dòng)情況下輪胎即將抱死時(shí)，一秒內(nèi)連續(xù)制動(dòng)上百次，有點(diǎn)類似于機(jī)械式“點(diǎn)剎”。如此一來(lái)，在車輛全力制動(dòng)時(shí)，輪胎依然可以保證滾動(dòng)，滾動(dòng)摩擦的效果比抱死后的滑動(dòng)摩擦效果好，且可以控制車輛行駛方向。,四、剎車輔助系統(tǒng),剎車輔助系統(tǒng)包括電子制動(dòng)輔助系統(tǒng)“EBA”和制動(dòng)力輔助系統(tǒng)“BA”（也稱為“BAS”），指能夠通過(guò)判斷駕駛者的剎車動(dòng)作（力量及速度），在緊急制動(dòng)時(shí)增加剎車力度，從而將制動(dòng)距離縮短。對(duì)于像老人或女性這種腳踝

38、及腿部力量不是很足的駕駛者來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)則會(huì)表現(xiàn)得更加明顯。而機(jī)械制動(dòng)輔助系統(tǒng)“BA”，其實(shí)是電子緊急制動(dòng)輔助系統(tǒng)“EBA”的前身。,五、牽引力控制系統(tǒng),牽引力控制系統(tǒng)Traction Control System，簡(jiǎn)稱TCS，也稱為ASR或TRC。它的作用是使汽車在各種行駛狀況下都能獲得最佳的牽引力。牽引力控制系統(tǒng)的控制裝置是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)檢測(cè)4個(gè)車輪的速度和方向盤(pán)轉(zhuǎn)向角，當(dāng)汽車加速時(shí)，如果檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)輪和非驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差過(guò)大

39、，計(jì)算機(jī)立即判斷驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，發(fā)出指令信號(hào)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量，降低驅(qū)動(dòng)力，從而減小驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)率。計(jì)算機(jī)通過(guò)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器掌握司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖，然后利用左右車輪速度傳感器檢測(cè)左右車輪速度差；從而判斷汽車轉(zhuǎn)向程度是否和司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖一樣。如果檢測(cè)出汽車轉(zhuǎn)向不足（或過(guò)度轉(zhuǎn)向），計(jì)算機(jī)立即判斷驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，發(fā)出指令降低驅(qū)動(dòng)力，以便實(shí)現(xiàn)司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖。,六、陡坡緩降系統(tǒng),陡坡緩降控制系統(tǒng)(Hill Descent Control,HDC)，

40、是與ABS防抱死系統(tǒng)協(xié)同工作，能夠讓車輛在受控制的情況下，安全通過(guò)陡坡路況的一種電子系統(tǒng)。該套系統(tǒng)于1997年在路虎Freelander車型上首次出現(xiàn)，隨后被延伸使用于發(fā)現(xiàn)（Discovery）上；由于寶馬在1994到2000年間曾是路虎的背后東家，因此HDC技術(shù)也被理所應(yīng)當(dāng)?shù)膽?yīng)用在寶馬X5身上。,七、自動(dòng)駐車/上坡輔助系統(tǒng),自動(dòng)駐車功能（AUTO HOLD）是在電子駐車制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的一種功能性延伸，它可將行車過(guò)程中的臨時(shí)制動(dòng)功能由電

41、子控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)。該技術(shù)的運(yùn)用能夠使駕駛者在車輛停下時(shí)無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間踩剎車，能夠避免車輛因滑行而產(chǎn)生危險(xiǎn)，直接點(diǎn)說(shuō)就是不會(huì)溜車。,當(dāng)您開(kāi)著愛(ài)車行駛在繁忙、擁堵的城市道路時(shí)，是否會(huì)覺(jué)得即便是自動(dòng)擋車型開(kāi)起來(lái)仍然很麻煩。因?yàn)樽咦咄Ｍr(shí)要將擋位在前進(jìn)與駐車之間進(jìn)行頻繁切換，如果不這樣做就得長(zhǎng)時(shí)間將腳放在制動(dòng)踏板上，而裝有自動(dòng)駐車系統(tǒng)的車輛便可將這一現(xiàn)象得到很大改善。     在遇到如紅燈

42、需要車輛短暫停駛時(shí)，駕駛者可先對(duì)車輛制動(dòng)至停止?fàn)顟B(tài)，并將制動(dòng)踏板繼續(xù)踩住片刻，此時(shí)自動(dòng)駐車系統(tǒng)便開(kāi)始工作，對(duì)車輛采取制動(dòng)，駕駛者可放心的把右腳從制動(dòng)踏板上移開(kāi)。而當(dāng)需要繼續(xù)行駛時(shí)，只需輕踩油門(mén)該系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)解除制動(dòng)，恢復(fù)正常行駛狀態(tài)?？梢哉f(shuō)，自動(dòng)變速箱是將駕駛者的左腳解放出來(lái)，而自動(dòng)駐車系統(tǒng)則是將右腳得到充分休息的利器。,八、主動(dòng)防側(cè)傾系統(tǒng),汽車的主動(dòng)防側(cè)傾系統(tǒng)通常是電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)ESC或者車身動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)VDC系統(tǒng)的一個(gè)功能，主要

43、作用是在轉(zhuǎn)彎時(shí)，當(dāng)車輛有側(cè)傾的傾向時(shí)，通過(guò)對(duì)車輛的制動(dòng)系統(tǒng)或者懸掛系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整來(lái)促使車輛保持行駛穩(wěn)定。系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)汽車的車輪進(jìn)行選擇性制動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)防側(cè)傾，也就是單獨(dú)對(duì)某個(gè)車輪進(jìn)行制動(dòng)，這樣可以增加車輛的過(guò)彎半徑，從而減小離心力。也可以通過(guò)限制汽車的動(dòng)力輸出，使車輛減速，也同樣能達(dá)到防側(cè)傾的目的。如果懸架可調(diào)，在有側(cè)傾傾向時(shí)，也可以通過(guò)對(duì)懸架剛度的調(diào)節(jié)，增加車輛的抗側(cè)傾能力。,九、差速鎖,差速鎖的作用是當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，將差速器殼與半

44、軸鎖緊成一體，使差速器失去差速作用，可以把全部扭矩轉(zhuǎn)移到另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上。差速鎖可以看作是具有自動(dòng)鎖止功能的差速器。對(duì)于有3個(gè)差速器、形式最簡(jiǎn)單的全時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)椴钏倨鞯牡扰ぞ刈饔茫囕v可能會(huì)因?yàn)槿魏我粋€(gè)車輪失去附著力而陷入困境，尤其是對(duì)于那些經(jīng)常通過(guò)泥濘等惡劣路況的車輛。解決的辦法就是用差速鎖把失去驅(qū)動(dòng)力的那個(gè)輪子的半軸鎖住，使該車輪對(duì)動(dòng)力分配不再發(fā)生影響?？梢?jiàn)差速鎖最大的功用在于當(dāng)車輪打滑時(shí)保證其他的驅(qū)動(dòng)輪仍然能夠獲得足夠的驅(qū)動(dòng)

45、力。,,對(duì)于全時(shí)驅(qū)動(dòng)車輛，車上裝備有3個(gè)差速器，其4個(gè)車輪可以以各自不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，并按照各自不同的地面附著力自動(dòng)獲得不同的扭矩分配，保證車輛獲得良好的驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于大多數(shù)全時(shí)4驅(qū)車輛，由于裝有中央差速器，當(dāng)某個(gè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力全部消耗在打滑的車輪上，因此此時(shí)須手動(dòng)操縱（有的只是車內(nèi)的一個(gè)按鍵）差速鎖將中央差速器殼與半軸鎖緊成一體，使差速器失去差速作用，進(jìn)而把扭矩轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上。差速鎖形式多樣，常見(jiàn)的有摩擦片式和錐形