汽车新技术综述

一、动力源
“节能、环保”要求，由单一的内燃机动力 源向 “动力源三国”转变；
内燃机暂时统治，EV无限光明。
内燃机 ICEV
混合动力 HV
电动机 EV
1.内燃机
“高速、节能、环保”要求内燃机向高转速、高 压缩比、高喷油压力、缸内直喷方向发展。
（三高一直）
A. 汽油机
1）控制内容越来越多
为了提高发动机的综合性能，从1967年开始， 汽车上开始采用发动机控制系统。汽油机控制系统 的功能包括：
主要控制功能和辅助控制功能，控制内容涉及8 个方面。
主要控制功能包括 点火控制 点火提前角、 初级电路导通角
燃油喷射控制 喷油压力 喷油定时 喷油量 （喷油规律）
辅助控制功能
（1）怠速控制
怠速转速（ISC）。
（2）排放控制
EGR、EVAP(FECS)。
（3）配气与增压控制
进气谐振增压(IACS)、可变配气正时（VVT）、 废气涡轮增压（TUR）。
高效机理
在中小负荷时，GDI不需要节气门来调节负 荷，从而减小了泵气损失、提高了容积效率， 同时减少了气缸壁散热损失，改善了燃油经 济性。
环保机理
MPI将燃油喷在各缸进气阀的背面，在冷起动时， 由于蒸发并不完全，实际喷入的燃油量远远超过理 论值，以致在启动的前4-10个循环中会明显出现失 火现象，导致HC 、CO的排放显著增加。而GDI直 喷缸内，在第2个工作循环时即可正常运转，减少 CO、HC排放量。
高压多喷是核心
2. 混合动力（Hybrid Vehicle）
比传统内燃机“节能、环保”、比纯电动汽车 “充电快、续驶长”的综合优势，使混合动力车 需求增加，过渡期延长。
油电混合动力分类
按电机作用、发动机功率与总输出功率关系分四类：
微混合：电机起动发动机、为蓄电池充电；实现快速 “停车-起动”、避免发动机怠速运转P。eng Pmax
均质燃烧模式（Homogeneous Mode）：主要应用 在高负荷条件下，用来提供大功率。该模式中，燃油 在进气冲程早期喷入发动机，给予燃油与空气充分 的混合时间，形成均一较浓的可燃混合气。喷油压力 适当降低防止冲刷气缸壁。
B. 柴油机
1）由传统的机械控制向电控方向发展； 2）随着排放、降噪要求越来越严格，电控层次不 断提高：位置控制、时间控制、时间-压力控制 （CR）。
（Crown 采用V6 3L发动机、THS-H，147kW+3kW，IMG电 动/发电机；
Accord采用V6 1.3L可停气缸数i-VTEC， 70kW+12kW ，薄 型IMA电动/发电机）
弱混合：电机起动发动机，辅助爬坡； “双电动、 双发电”四模式，油耗降低不小于7%（ISG装在离 合器变速器间，又称“直联式”）。
10
5
10
15
喷射压力（ MPa ）
压缩比及喷射压力变化
MPI
ε εp
4G93（三菱）
10.5
3S-F（丰田）
9.5
VQ30（日产） 10
LUPO1.4 （大众） 10.5
GDI/FSI
12 5 MPa 10 （8-13）MPa 11 （3-7） MPa 11.5 （3-10） MPa
GDI关键技术
GDI关键技术
高压缩比 普通发动机混合气浓度较大，如果ε过 高就容易爆震。稀薄燃烧可使ε由9-11提高到10-12。
Octane
GDI关键技术
高喷射压力 由0.3 MPa提高到5 MPa以上，燃 油颗粒直径由100-150 μm变为15-30 μm改善雾 化效果。
20
油粒
直径 15 （μm）
化油器和单点喷射SPI（TBI）基本淘汰； 多点 进气管喷射MPI是主流；汽油缸内直喷GDI/FSI增 多。
GDI优势
提高热效率（经济性、动力性） 减少CO、HC、NOx排放量。
怠速油耗降低40% 城市工况降35%
进气效率提 高使功率和扭矩 提高10%
Power (kW)
Torque (Nm)
（4）稀薄燃烧控制
汽油缸内直喷GDI、分层燃烧FSI。
（5）故障自诊断
OBD。
（6）其他控制
安全保险功能等。
自适应巡航定速系统
巡航定速装置
自适应巡航定速系统
达到驾驶员设置 的希望车速。
正前方无 行源自文库车辆
达到驾驶员设置 的希望车速。
正前方有 行驶车辆
将实现由驾驶员 设置的希望车距 （有时间差）。
2）供油方式根本改变
分层燃烧 如果空燃比达到25：1以上，按照常 规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分 层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周 围形成A/F 12:1左右易于点火的浓混合气，外 层逐渐稀薄。保证在顺利点火的情况下尽可能 的实现稀薄燃烧 。
燃烧模式
GDI/FSI发动机有至 少两种燃烧模式： 分层燃烧 均质燃烧。
汽车新技术综述
汽车新技术发展的必然性
随着人们对汽车“高效、安全、节能、 环保、舒适、可靠”等方面要求的提高，和 材料、工艺、自动控制等方面技术的进步， 汽车工业获得飞速发展。汽车动力源、底盘、 车身的方方面面都发生了巨大变化，性能显 著提高。
主要内容：
动力源 传动系 转向系 制动系和辅助安全系统 悬架和车身电器 车载网络
位置控制
电子控制分配泵喷射系统（捷达SDI）
时间控制
电子控制泵喷嘴和单体泵系统 (Bora 1.9L TDI 74kW/4000rpm Audi A6 2.5L 5.2L/hkm)
时间-压力控制
电子控制共轨系统（Common Rail）
油耗降低3%，排放减少15～20%，动力增加5～7%， 噪声减小3dB（A）。
均质燃烧模式还可细 分为： 均质稀燃模式 均质燃烧模式。
12-15 15-25 25-50
分层燃烧（Stratified Mode）
应用在中低转速及负荷情况下。 喷油时间在上止点前60°CA至上止点
前45°CA （随转速升高提前）， 如果小于这个范围，混合气点燃 困难，过大则趋于均质状态。
均质燃烧
Peng 0.93Pmax
（大众Touran采用4缸 1.78L i-VTEC发动机，110kW+20kW， ISG电动/发电机；
Civic采用4缸 1.3L i-VTEC发动机， 70kW+（10-15）kW薄 型IMA电动/发电机）
中混合：电机使汽车起步、低速巡航、加速爬坡； “三电动、双发电”五模式；油耗降低不小于20%。