【名词解释】 现今汽车发动机技术突飞猛进,很多厂商都拥有自己的独特技术,例如可变气门正时、可变汽缸、分层燃烧等,这些技术均可实现对发动机性能的提升目的。发动机型号 【名词解释】发动机型号是指生产厂家标注的发动机型号。下面以宝马发动机为例: 宝马发动机型号有六位数,通常习惯使用前三位。第一位是英文字母,如B、M、N、S,可以视为发动机系列。常见的是M、N系列。N比M要先进,最主要的是它配置有气门行程控制系统,M则没有。而S则代表着M高性能版的发动机。 第二位是阿拉伯数字常见的有4、5、6、7,这几个数,可以将它视为发动机的汽缸数,如4代表四缸发动机,5代表六缸发动机,6代表八缸发动机,7代表十二缸发动机。第三位也是阿拉伯数字,它是指同一系列、同一类型的发动机组配置级别的高低,可以视为发动机的先进程度,数字越大级别越高。进气形式
【名词解释】进气形式通常分为两种:自然吸气和增压进气,因为发动机是靠气缸内外压力差而使外界空气自然吸入缸内形成可燃混合器来运转的,所以自然进气模式又称为“自然吸气”,也可以表示为“NA进气”,一般家用轿车基本采用此种进气形式。
但为了增大发动机功率和效率,又发明了新的进气方式,即增压进气,增压进气简单来讲就是在进气口前加装“增压风扇”通过风扇转动强制增大发动机进气量,空气进气量增大后喷油嘴根据化油器或电喷装置控制增大喷油量从而达到加大可燃混合器浓度和燃烧度的效果来提高引擎动力,当前的增压进气模式主要有机械增压和涡轮增压两种。最大扭矩【名词解释】扭矩是发动机性能的一个重要参数,扭矩越大,发动机输出的“劲”越大,曲轴转速的变化也越快,汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。但是扭矩随发动机转速的变化而不同,转速太高或太低,扭矩都不是最大,只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩,这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围,随着转速的提高,扭矩反而会下降。
燃料形式 【搜狐汽车 名词解释】汽车发动机的燃料形式分为:汽油、柴油、油电混合和电动四类。 我们目前见到的车大多都是以汽油和柴油为燃料。 我们通常所说的油电混合动力,即燃料(汽油,柴油)和电能的混合。利用电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。而且,辅助发动机的电动马达可以在启动的瞬间产生强大的动力,因此,车主可以享受更强劲的起步、加速。同时,还能实现较高水平的燃油经济性。变速箱简称【名词解释】变速箱简称是指用简单的形式对变速箱进行描述,如5速手动、6速自动等。升功率【名词解释】升功率(Kw/l)体现发动机品质高低主要是看动力性和经济性,也就是说发动机要具有较好的功率、良好的加速性和较低的燃料消耗量。影响发动机功率和燃料消耗量的因素有很多,其中影响最大的因素有排量、压缩比、配气机构。但这只是泛指而言。具体到发动机的比较,由于用途、设计、材料及制造工艺的差别,往往造成显著差别。
有一些排量大的发动机功率不一定比排量小的发动机功率大,例如以排量比较,甲车是2.0升发动机最大功率是97千瓦,乙车是2.2升发动机最大功率可能只有79千瓦。同样,有些车排量相同,同是2.0升发动机但输出功率却不一样。因此,就产生了一个衡量指标,称为"升功率"。发动机以曲轴输出功率为基础的指标称有效指标,这种指标表示整个发动机性能的高低。有效指标包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以为,功率和扭矩这两项指标就能够反映发动机的优劣,其实不然。不是功率和扭矩越大的发动机就越好,真正能够反映发动机动力的指标是每升气缸工作容积所发出的功率,即"升功率"。
具体措施
升功率表示了单位气缸工作容积的利用率,升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大。那么,当发动机功率一定时,升功率越大发动机的重量利用率就越高,相对而言发动机就越小,材料也就越省。 升功率的高低反映出发动机设计与制造的质量。因为升功率(N)大小主要决定于气缸平均有效压力(P)和转速(n)的乘积,即N=(P)×(n)。提高升功率就要从提高气缸压力和转速入手,因此提高升功率的具体措施也就有:
(1)提高充气量。这是四冲程发动机增加热量的首要条件,因为燃料燃烧需要空气,燃料与空气比较,后者更难以充入气缸,所以就要改善换气条件,减少进气阻力增大气门通道截面积,有些发动机就采用4气门形式。当多气门结构布置困难时,首先要满足进气门的需要,不管气门布置形式怎么样,都是进气门数量等于或者大于排气门数量。
(2)提高转速以增加单位时间内的充气量。现在轿车的发动机一般都是高转速发动机,每分钟转速在5千转以上。
(3)改善混合气质量和燃烧过程。采用电控燃油喷射系统,在所有工况下混合气的质量尽可能达到最佳,空气与燃油的混合地点从节气门处移至喷油嘴处,燃油直接与吸入的空气混合,从本质上改善了混合气的均匀性。
(4)提高发动机机械效率增加有效功的输出,减少机械损失主要是减少零件之间的摩擦,涉及到零件加工的精度、表面加工质量、润滑质量、温度控制及减少附件等。
这里指出的是,多气门与2气门设计的结构上最大差异,就是多气门的配气结构复杂,增加气门、导管、凸轮轴摇臂等,有些还要专门增加一支凸轮轴,即双顶置凸轮轴(DOHC),这些增加的装置必然会增加机械损失。因此,一些讲究实际的厂家仍然在中小型汽车发动机上采用2气门设计。 以上四点是相互关联的,例如发动机转速越高引起的每次循环充气量减少问题也越突出,这就要采用增大气门通道截面积的措施,加大进气门头直径或者采用多进气门形式。但采用多气门形式又会涉及到发动机机械效率的问题。世界上的事物总是矛盾并存的,厂家工程师怎样调整平衡点,尽量完善地处理各种矛盾,就体现在各种发动机的性能表现上了吧。
江南奥拓和通田阁萝的升功率属于最小的一类,都只有33左右;普桑1.8的是40;高档车大致都为50多;跑车三菱十代evo能达到148,保时捷9ff DraXster甚至达到了242.5。越野车的就相对较低,陆虎新发现只有34.43,升功率比较高越野车宝马X5也只是53.4。
缸盖材料【名词解释】 缸盖安装在缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。
缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴。
气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。 气缸盖是燃烧室的组成部分,燃烧室的形状对发动机的工作影响很大,由于汽油机和柴油机的燃烧方式不同,其气缸盖上组成燃烧室的部分差别较大。汽油机的燃烧室主要在气缸盖上,而柴油机的燃烧室主要在活塞顶部的凹坑。
缸径【名词解释】缸径是气缸的直径,行程是活塞运动行程上止点和下止点的距离。
压缩比【名词解释】压缩比的定义就是发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积(即燃烧室容积)之比来表示。就发动机某个气缸而言,当活塞的行程到达最低点,此时的位置点便称为下止点,整个气缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积,当活塞反向运动,到达最高点位置时,这个位置点便称为上止点,所形成的容积为整个活塞运动行程容积最小的状况,需计算的压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。
若发动机的压缩比较高,压缩时所产生的气缸压力与温度相对地提高,混合气中的汽油分子能汽化得更完全,颗粒能更细密,再加上刚才所说的涡流和紊流效果和高压缩比所得到的密封效果,使得在下一刻运动中,当火花塞跳出火花时就能使得这混合气在瞬间内完成燃烧的动作,释放出最大的爆发能量,来成为发动机的动力输出。反之,燃烧的时间延长,能量会耗费并增加发动机的温度而并非参与发动机动力的输出,所以我们就可以知道,高压缩比的发动机就意味着可具有较大的动力输出。
通常的低压压缩比指的是压缩比在10以下,高压缩比在10以上,相对来说压缩比越高,发动机的动力就越大,目前所知三菱GPI发动机的压缩比已经达到了12。
燃油选用标准
选用汽油标号的唯一标准是汽车发动机的压缩比。一般来说,压缩比越高的发动机,可燃性混合气被压缩的体积越小,动力性越足、油耗也越小。但压缩比得有另一个指标配合,它就是汽油的抗爆性指标,亦称辛烷值,即汽油标号。压缩比越高的发动机,要求汽油的抗爆性指标越高,即汽油的标号也就越高。中国的汽车发动机主要是引进或参照国外标准生产,目前国外油品市场只有93、95、98这三种标号的汽油,发动机的压缩比也是参照这三种标号而设计,所以与90号汽油匹配的发动机不多。然而现在降标用油的现象极为普遍,据测算和观察,现在小车压缩比大都在9.0以上,有的进口车压缩比甚至在10.8以上,这些都应该用95号以上的汽油。
缸体材料【名词解释】缸体材料应具有足够的强度、良好的浇铸性和切削性,且价格要低,因此常用的缸体材料是铸铁、合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍,因为铝合金缸体重量轻,导热性良好,冷却液的容量可减少。启动后,缸体很快达到工作温度,并且和铝活塞热膨胀系数完全一样,受热后间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。和铝缸盖热膨胀相同,工作可减少冷热冲击所产生的热应力。
最早的发动机汽缸盖和缸体的材料一样,都是由铸铁制造,但是相对于发动机缸体而言,缸盖不需要太复杂的冷却系统而且结构比较简单,所以铝被用作缸盖材料比用作缸体材料实现的要早一些。所以有一些发动机用铝代替铸铁做汽缸盖,就出现了铸铁缸体铝制缸盖这种结构,但是现在全铝发动机已经不再是只属于少数大厂的特有技术,在当今的汽上越来越多的被采用。
气门结构【名词解释】 气门是发动机的一种重要部件。气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气。
从发动机结构上,分为进气门(inlet valve)和排气门(exhaust valve)。进气门的作用是将空气吸入发动机内,与燃料混合燃烧;排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。
凸轮轴
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。
凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮,用于驱动气门。凸轮轴的一端是轴承支撑点,另一端与驱动轮相连接。 一般来说直列式发动机中,一个凸轮都对应一个气门,V型发动机或水平对置式发动机则是每两个气门共享一个凸轮。而转子发动机和无阀配气发动机由于其特殊的结构,并不需要凸轮。
顶置凸轮轴(OHC)
发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。轿车发动机由于转速较快,每分钟转速可达5000转以上,为保证进排气效率,都采用进气门和排气门倒挂的形式,即顶置式气门装置。
这种装置都适合用凸轮轴的三种安装形式。但是,如果采用下置式或者中置式的凸轮轴,由于气门与凸轮轴的距离较远,需要气门挺杆和挺柱等辅助零件,造成气门传动机件较多,结构复杂,发动机体积大,而且在高速运转下还容易产生噪声,而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。所以,现代轿车发动机一般都采用了顶置式凸轮轴,将凸轮轴配置在发动机的上方,缩短了凸轮轴与气门之间的距离,省略了气门的挺杆和挺柱,简化了凸轮轴到气门之间的传动机构,将发动机的结构变得更加紧凑。更重要的是,这种安装方式可以减少整个系统往复运动的质量,提高了传动效率。
按凸轮轴数目的多少,可分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)两种,由于中高档轿车发动机一般是多气门及V型气缸排列,需采用双凸轮轴分别控制进排气门,因此双顶置凸轮轴被不少名牌发动机所采用。
可变气门正时简介及工作原理
发动机可变气门正时技术的英文缩写就是“VVT”(Variable Valve Timing),其实这种称谓是“可变气门正时”的通称,而在汽车领域被普遍应用的可变气门正时技术又因为各个厂商的自行创新或者叫法不同而多种多样。简单来说,可变气门正时的原理就是根据发动机的运行情况,调整进气、排气的量,控制气门开合的时间和角度,使进入的空气量达到最佳,从而提高燃烧效率。
我们通俗点来说,四冲程汽油机分为吸气、压缩、做功、排气这四步流程,由于发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。因此,就需要利用气流的进气惯性,气门要早开晚关,以满足进气充足,排气干净的要求。
对于没有可变气门正时技术的普通发动机而言,进排气们开闭时间都是固定的,固定不变的气门正时却很难顾及到发动机在不同转速工况时的工作需要。所以,为了让发动机根据不同的负载情况能够自由调整“呼吸”,气门正时的可变性就发挥出了应有的作用,这样以来就会提升发动机的动力表现,使燃烧更有效率。
各个厂商对VVT技术称谓不同
虽然可变气门正时技术在各个厂商的称谓都各不相同,但是实现的方式大多大同小异,以丰田的VVT-i技术为例,其工作原理为:系统由ECU协调控制,来自发动机各部位的传感器随时向ECU报告运转工况。由于在ECU中储存有气门最佳正时参数,所以ECU会随时控制凸轮轴正时控制液压阀,根据发动机转速调整气门的开启时间,或提前,或滞后,或保持不变。
市面上的大部分气门正时系统都可以实现进气门正时在一定范围内无级可调,而少数发动机还在排气门也配备了VVT系统,从而在进排气门都实现气门正时无级可调(就是D-VVT,双VVT技术),进一步优化了燃烧效率。
可变气门升程技术与VVT相辅相承
简单来讲,如果气门开启大小(气门升程)也可以时间可变调节的话,那么就可以针对不同的转速使用合适的气门升程,从而提升发动机在各个转速内的动力性能,这就是和VVT技术相辅相承的可变气门升程技术。
我们最熟悉的可变气门升程系统无疑就是本田的i-VTEC技术了,本田也是最早将可变气门升程技术发扬光大的厂商。本田的可变气门升程系统结构和工作原理并不复杂,工程师利用第三根摇臂和第三个凸轮即实现了看似复杂的气门升程变化。
当发动机达到一定转速时,系统就会控制连杆将两个进气摇臂和那个特殊摇臂连接为一体,此时三个摇臂就会同时被高角度凸轮驱动,而气门升程也会随之加大,单位时间内的进气量更大,从而发动机动力更强。这种在一定转速后突然的动力爆发也能够增加驾驶乐趣,缺点则是动力输出不够线性。 而随后像奥迪,三菱和丰田等厂商也都研发出了自己的可变气门升程技术,它同样是通过增加凸轮轴上的凸轮来实现了气门升程的分段可调。
连续可变气门升程技术
近几年,日产和宝马则以更为精巧的设计率先推出了自己的连续可变气门升程技术,实现了气门升程的无级可调。日产的VVEL技术为例,工程师在驱动气门运动的摇臂增加了一组螺杆(螺栓)和螺套(螺母),螺套由一根连杆与控制杆相连,连杆又和一个摇臂和控制杆相连带动气门顶端的凸轮。
汽缸数【名词解释】汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸。
排量1升以下的发动机常用三缸,1~2.5升一般为四缸发动机,3升左右的发动机一般为6缸,4升左右为8缸,5.5升以上用12缸发动机。一般来说,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的升功率。设计和制造汽缸数少的发动机肯定都相对容易,因为每增加一个汽缸,相应地就要增加气门数量,加长曲轴,增加曲轴上的平衡载荷,增加点火和喷油硬件,这些东西的增加都增加了发动机的复杂程度,直接的结果就是设计难度提高,制造成本提高,甚至连发动机控制软件也要相应地变得更加复杂。但是在发动机用途和性能一般都是设计阶段最早确定下来的参数,在冲程和缸径都有一定限制的情况下要增加排气量得到大马力只有靠增加汽缸数量来实现了。所以现在的普遍设计都是单缸0.5L排气量,4、6、8、10、12缸的发动机都有相应的常见排量。
一般发动机多采用直列四缸(L4)、直列六缸(L6)和V型六缸(V6)、V型八缸(V8)的设计结构。三缸和五缸发动机因动平衡性差,不易解决,因此使用的较少,但夏利有三缸发动机配置,在我国已停产的奥迪100轿车则使用五缸发动机。
气缸容积【名词解释】我们汽缸内部是活塞在往复运动来提供动力给汽车的。排量就是这个过程中活塞扫过的容积,也就是有效容积,而汽缸容积则是指汽缸的总容积,汽缸容积实际上是大于排量的(至于为什么排量数字更大的问题,是因为排量有取整数的逻辑)。
一般汽车的压缩比大概在10:1左右,可以这样理解:这里的10就是汽缸容积,而那个1则是无效容积,而它们的差9则是排量。如果我们把燃料压缩到体积为零的话,那就是容积等于排量了,而这是不可能的。行程【名词解释】发动机的活塞从一个极限位置到另一个极限位置的距离称为一个冲程。也称之为行程。冲程的长度对引擎的活塞速度有直接的关系,冲程变大后活塞速度也会随之增加,机械损耗也就越大,这将直接限制了引擎的最高转速。活塞运动均速公式为:冲程*2 / 转速。一般引擎的活塞均速不会超过20m/s,无论引擎排气量大小或者运作转速范围。活塞速度越快对于引擎寿命也越不利。
冲程有2冲程和4冲程之分
2冲程是指曲轴转一圈即可完成一个工作循环,也就是完成吸气(2冲程称作扫气)--压缩--做功--排气。这是2冲程发动机的特点。
4冲程发动机的特点是曲轴转两圈才完成一个工作循环,也就是 吸气--压缩--爆发--排气(初中物理叫吸气冲程--压缩冲程--做功冲程--排气冲程)。
2冲程发动机没有气门,利用缸套上的扫气孔进气。4冲程发动机有气门,利用曲轴正时齿轮带动正时链(小链),正时链带动凸轮轴来实现气门的开/关。同排量的2冲程发动机功率大过4冲程发动机,但4冲程发动机省油。排量【名词解释】活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量;如果发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。一般用升(L)来表示。发动机排量是最重要的结构参数之一,它比缸径和缸数更能代表发动机的大小,发动机的许多指标都同排气量密切相关。
如何识别汽车发动机排量:大部分国产轿车尾部都有一个由拼音字母和阿拉伯数字组成的汽车型号,其内容包括如下三部分:首部由2个或3个拼音字母组成,是识别企业名称的代号。如红旗轿车后面的CA代表一汽,福莱尔轿车的QC代表秦川;拼音字母的后面一般跟有4位阿拉伯数字,轿车左起首位数字为"7",中间两位数字就是该型号轿车的发动机排量,比如"08"就表示发动机排量为0.8升,"20"就表示2.0升,"16"则是1.6升;在表示排量的数字后面还有一位数字表示企业自定的产品序号。最大马力【名词解释】马力是发动机功率大小的单位;最大马力指发动机在某一转速所能发出的最大功率。扭矩是发动机输出端力矩,大小单位是牛顿.米。它们的关系是:发动机功率(马力或千瓦)=发动机扭矩(牛顿.米)×发动机转速(转/分钟)马力和千瓦都是发动机功率的单位,1千瓦=1.35马力。
在油门开度相同的情况下,随着发动机转速的变化,扭矩和功率也随之发生变化,这就是厂家提供发动机功率和扭矩特性图。一般车辆的最大扭矩出现在3000~4000转/分钟的时候,然后下降;但由于“功率=扭矩×转速”,所以功率还会随着转速继续上升,大约在6000转/分钟的时候达到最大值。最大扭矩以后车辆一般还有一定的加速能力,因为只要发动机的扭矩能够克服路面阻力和空气阻力,车辆就能够有正的加速度,直到二者平衡;而是随着挡位的不同,这个转速也不是固定的。其实,马力大最高极速(Max Speed)就大;扭力大,瞬间加速的力道就大,简单来说,起步或突然加速时会比较快。最大功率【名词解释】发动机功率只能通过专业的功率测试台测得。测试台的工作原理大同小异:将发动机飞轮通过中间轴跟一个电子涡流或水涡流阻尼装置相连。发动机带动阻尼装置,其阻力可以无级调节。“阻力矩”或叫“刹车力矩”通过一个拉臂装置只是在标有相应刻度的指示仪表上,如此便测出了不同发动机转速下的功率值。其中最大值的功率为发动机的最大功率。
世界各国遵循的工业标准不同,测试的方法也不同。
德国工业标准(DIN)的测试原则是:发动机处于正常运行状态,即带所有附属设备,包括进气滤清器和排气装置等。美国等一些国家则按照SAE(汽车工程师协会)标准进行功率测试,不包括空滤和排气装置等附属设备,也就是说,它是由外界动力驱动的。所以SAE功率值较之DIN要高出15%~20%。在意大利还有一种CUNA标准测量测量法,它的条件是包括部分附属设备,但不包括进气滤清器和排气装置,因此其功率值会比DIN数值高5%~10%。排放标准
【名词解释】汽车排放是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒,碳烟)等有害气体。
欧洲标准是由欧洲经济委员会(ECE)的排放法规和欧共体(EEC)的排放指令共同加以实现的,排放法规由ECE参与国自愿认可,排放指令是EEC或EU参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规(指令)标准1992年前巳实施若干阶段,欧洲从1992年起开始实施欧Ⅰ(欧Ⅰ型式认证排放限值)、1996年起开始实施欧Ⅱ(欧Ⅱ型式认证和生产一致性排放限值)、2000年起开始实施欧Ⅲ(欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值)、2005年起开始实施欧Ⅳ(欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值)。
汽车排放的国标与欧标不一样。国标是根据我国具体情况制定的国家标准。欧标是欧共体国家成员通行的标准。欧标略高于国标。 与国外先进国家相比,我国汽车尾气排放法规起步较晚、水平较低。中国排放标准与欧盟对比中国轻型汽车Ⅲ、Ⅳ号排放标准在污染物排放限值上与欧Ⅲ、欧Ⅳ标准完全相同,但在实验方法上做了一些改进,在法规格式上也与欧Ⅲ、欧Ⅳ标准有很大差别。
本标准与上述欧盟指令相比,主要对M1和M2类车型的分组,燃料的技术要求(根据中国车用燃料特点,规定了适合国情的燃油规格,将原Ⅱ型试验(检测怠速工况下一氧化碳排放量)修改为双怠速试验(测定双怠速的CO、HC和高怠速的l值(过量空气系数)),实施时间,附录M"生产一致性保证要求"等内容进行了修改。每缸气门数【名词解释】缸气门数是指发动机每个汽缸所拥有的气门数,有两气门,三气门,四气门和五气门几种。
气门是指汽缸的进气门和排气门。进气门直接连接进气歧管是发动机用来吸入混合气(或新鲜空气)的入口;排气门则连接着排气歧管,是发动机排出燃烧废气的出口。
作用:
进排气的效率是决定发动机性能好坏的重要因素,当发动机正常运转时活塞的往复运动速度是非常快的,在3000转/分钟的转速下发动机完成每一个进气或排气行程的时间只有0.04秒,要想在这么短的时间内吸进或排出更多的气体就要增大进、排气的有效面积。于是有的发动机便采用了多气门技术。
现在人们对发动机性能指标要求越来越高以及尾气排放法规日益严格,每缸2气门(即1个进气门,1个排气门)这种结构已经显得有些落伍了,现在越来越多的发动机采用每缸3气门结构(2个进气门,1个排气门),或者每缸4气门结构(即2个进气门,2个排气门);有的公司已经开始采用每缸5气门结构,即3个进气门,2个排气门。
但是气门数量并不是越多越好,5气门确实可以提高进气效率,但是结构极其复杂,加工困难,采用较少。供油方式【名词解释】供油方式概念:发动机的工作需要燃烧混合气做功,而将燃料与进入发动机的空气混合的方式就是供油方式。汽油发动机燃油供给方式主要分化油器和燃油喷射装置两种。
化油器:
是传统的汽油发动机一直广泛采用的燃油供给方式。主要利用高速气流将汽油雾化成极小的油滴,并与空气充分混合,然后汽缸将混合气吸入并点燃做工,但是化油器的控制不够精确,在正常驾驶时不能迅速对发动机负荷的改变作出反映,调整混合气浓度。致使发动机经常处于不充分燃烧的状态,所以尾气排放中有害物质含量无法满足日益严格的排放法规,同时会产生较高的油耗,现在已经逐渐被淘汰掉了。
汽油喷射:
是目前汽车普遍采用的燃油供给方式。它不用化油器,而是将汽油加压,通过高压直接将汽油以雾状喷入进气管,再被吸入汽缸。由于喷嘴可以更加精确的控制喷油量,随时调整混合气浓度,使操作反映灵敏改善了驾驶性能。
最早的汽油喷射是单点喷射,但现在逐步被直接向每个汽缸的进气歧管喷油的多点喷射取代。而喷射方式又分机械式和电子式两种。分别是用机械调节和用电磁阀控制喷油嘴的开闭。由于机械调节控制空燃比的精度比电子控制的差,所以比当今的绝大多数汽油发动机都采用电子控制多点燃油喷射。
现在最新的汽油喷射技术是汽缸内直接燃油喷射,简称直接燃油喷射,它是模仿柴油发动机,将汽油以很高的压力,直接喷入汽缸。可以在最佳时机向汽缸内喷入最适合的油量,进一步提高发动机的动力输出和燃油经济性。
相对于汽油发动机而言柴油发动机也有几种不一样的喷射方式:老的注塞式喷油泵体积较大,需要每个汽缸各有一跟高压油管,在多缸(4缸以上)柴油发动机上会非常复杂,随着柴油机在轿车上的广泛使用,缩小柴油发动机的体积也成了工程师们的棘手问题,于是共轨柴油机诞生了,它是用一个高压油泵代替了传统的注塞式喷油泵,并且用一根高压油管将所有喷油嘴连接到一起,通过电磁阀精确控制每个喷油嘴的开闭时间,不仅节省了空间,而且可以使各缸的喷油压力一致。
现在出现了一种优于共轨喷射的新技术,叫泵喷嘴,是将油泵集成在了喷油嘴内,每个喷嘴实际上就是一个高压油泵,直接将常压柴油加压喷入汽缸。它相比共轨技术而言省去了高压油管,而以普通的常压油管连接每个喷油嘴,降低了成本而且喷油压力要高于共轨技术,使柴油雾化更彻底,从而改善燃烧,达到提高动力改善尾气的目的。