经典《汽车新结构与新技术》图解课件

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（2）VTEC工作原理。
• 当发动机在中低速工作时，控制系统使主、副摇臂与中间摇臂分离，利 用两侧的低速凸轮A、B驱动主、副摇臂，压动气门开启。中间摇臂在 弹簧的作用下与中间凸轮（高速凸轮）一起转动，但此时由于没有油压 作用于同步活塞，所以中间摇臂与气门的开闭无关。 • 当发动机高速运转时，控制系统使摇臂内部的液压活塞沿箭头方向移动。 此时主、副及中间摇臂在同步活塞的作用下连成一体，均由中间凸轮 （高速凸轮C）来驱动，从而获得高功率所需的配气正时和气门升程。
• 燃料燃烧产生的热能转化为机械能的途径不一样。 • 活塞往复式发动机的四个工作行程（进气、压缩、作功、 排气）都是在一个气缸内进行，而对于转子发动机来说， 在转子的转动过程中，转子与缸壁形成的三个工作室的容 积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、作 功和排气四个行程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同 位置进行，这明显区别于往复式发动机。 • 转子发动机的排量通常用单位工作室容积（工作室最大容 积和最小容积之间的差值）和转子的数量来表示。
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• 2. 克莱斯勒300C 5.7L HEMI发动机。 • 3. 奔驰AMG G500 5.0L V8发动机。
• 奔驰AMG G500的动力系统是一部5.0升V8发动机 ，保留了奔驰传统的3气门技术但用上了较为先进 的双火花塞点火系统，这款发动机曾经最先装备于 奔驰S500之上，最大功率296千瓦，最大扭矩 456Nm/2800转。
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1.8.2 电控共轨系统的组成
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1.8.3 典型电控共轨系统的结构和工作原理 1.供油泵结构和工作原理
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2. 喷油器的结构与工作原理
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3. 共轨组件
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1.8.4 电控共轨系统应用举例 • 华泰现代2.9升特拉卡CRDI。 • 哈弗TC柴油车。 1.9 发动机增压技术 1.9.1增压系统的特性和种类
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1.9.8 发动机增压技术在车上的应用
涡轮增压器的应用： • 奥迪 1.9 TDi L4， 2.5 TDi V6，3.3 TDi V8 柴油增压发动机； • 宝马2.0L4， 3.0 L6和 4.0 V8柴油增压发动机； • 奔驰2.2 CDI L4， 2.7 CDI L5 和 3.2 CDi V6柴油增压发动机。 机械增压器的应用： • 阿斯顿 马丁 DB7 3.2 六缸和 Vantage 5.3 V8 发动机； • 通用3.8 V6发动机； • 捷豹 4.0 V8发动机； • 奔驰 2.0 和2.3 四缸发动机； • 马自达 Miller Cycle V6发动机。 机械增压+涡轮增压技术的应用： • 大众 Golf GT 1.4TSI发动机。
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1.7.4 转子发动机的应用 • 马自达RX8跑车
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1.8 柴油机共轨直喷技术 1.8.1 柴油机电控燃油系统概述
1. 柴油机电控燃油系统的分类 • 第一代电控喷油系统是位置控制式。 • 第二代电控喷油系统是时间控制式。 • 第三代电控喷油系统是时间压力控制式，即电控共轨式喷 油系统。 2. 柴油机电控燃油喷射系统的特点 （1）柴油机的排放降低，经济性提高。 （2）发动机的工作可靠性提高。 （3）响应快，控制精确。 （4）控制策略灵活多样。
汽车新结构与新技术
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目录
• • • • • • 第1章 发动机新技术 第2章 底盘新技术 第3章 汽车电子与电气新技术 第4章 汽车安全新技术 第5章 丰田混合动力系统II 第6章 汽车相关知识
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第1章 发动机新技术
1.1可变配气相位与气门升程 1.2 电子节气门 1.3 缸内汽油直喷发动机 1.4 复合火花点火发动机 1.5 稀燃发动机 1.6 可变压缩比技术 1.7 转子发动机 1.8 柴油机共轨直喷技术 1.9 发动机增压技术 1.10 对置式发动机 1.11 W12发动机 1.12 HEMI发动机 1.13 发动机管理系统 1.14柴汽混燃发动机技术
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• 1.3.2 缸内汽油直喷系统的构造和工作原理 • EA888发动机燃油供给系统
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• FSI发动机的工作原理基于分层进气原理。FSI发动 机采用类似于柴油机的供油技术，通过一个活塞泵 提供所需的油压，将汽油输送到位于气缸内的电磁 喷油器。喷油器将喷射时间控制在千分之一秒内， 将燃料在最合适的时刻喷入气缸，通过燃烧室的特 殊形状，使气体产生较强的涡流，在火花塞周围的 混合气较浓，其它区域混合气相对较稀，保证了可 靠点火的情况下实现混合气的稀薄燃烧。
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• 1.5 稀燃发动机 • 1.5.1 发动机稀燃系统的特点
喷油正时对稀燃系统的燃烧速度和燃烧稳定性具有一定的 影响。 稀燃系统的点火正时需要合理匹配。 汽油机实现稀燃的关键技术： • 提高压缩比。 • 分层燃烧技术。 • 高能点火。
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转子发动机的工作过程
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1.7.3 转子发动机与传统往复式发动机的比较 1. 转子发动机的优缺点
体积小重量轻。 结构简单。 理想的扭矩输出特性。 运转平稳，噪声小。 可靠性和耐久性提高。 油耗大。
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2. 转子发动机与传统活塞往复式发动机的比较
1.1.2 可变气门正时和升程控制系统
1.本田汽车公司VTEC技术 本田VTEC（Variable Valve Timing & Lift electronic control system），称为电子控制可变气 门正时与举升系统，当改变气门升程时，气门正时 与气门重叠角随之改变。 （1）VTEC结构。
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• 1.3.4 TSI发动机与FSI发动机比较
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• 1.3.5 双喷射系统发动机 • 丰田雷克萨斯LS460 4.6L V8发动机采用直 接燃油喷射和进气口燃油喷射两个系统。 • 1.3.6 奔驰压电直喷发动机CGI • 1.4 复合火花点火发动机 • 1. 本田飞度1.3L I-DSI发动机。
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2. 可变压缩比的优点
适合于多元燃料。 有利于降低排放。 提高运行稳定性。
1.7 转子发动机 1.7.1 转子发动机的发展历史
转子发动机由德国人菲加士· 汪克尔发明。
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1.7.2 转子发动机的结构和工作原理
• 转子发动机的运动特点是：三角转子的中心绕输出轴中心 公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。
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• 1.3.3 缸内汽油直喷系统在车上的应用 • 奥迪A6L 3.2FSI和4.2FSI发动机，凯迪拉克 CTS 3.6L V6 FSI发动机，大众高尔夫Golf Variant 1.6FSI和2.0FSI发动机，一汽大众迈 腾，保时捷卡宴Cayenne，斯柯达明锐 Octavia 1.8T FSI发动机，林肯MKR概念车， 奥迪A5 3.2FSI和奥迪S5 V8 FSI发动机，西亚 特Freetrack Prototype 2.0T FSI发动机，标致 207Gti 1.6涡轮增压FSI发动机等。
• 1.5.2 发动机稀燃系统的控制 • 1. 空燃比的闭环控制（反馈控制）。
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• 2．喷油时刻的控制。 • 3. 点火正时的控制。
• 1.6 可变压缩比技术
• 1. 绅宝SVC发动机。
• SAAB公司的可变压缩比技术称为SVC（saab variable compression）。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装 楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活 塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积，从而改 变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。
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• 1.2.3 电子节气门的应用 • 宝马汽车公司Valvetronic电子气门
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• 1.3 缸内汽油直喷发动机 • 1.3.1 缸内汽油直喷系统概述
• 缸内汽油直喷发动机一般简称FSI发动机，FSI （Fuel Stratified Injection）字面意思为燃油分层喷射， 使汽油直喷式发动机的一项创新技术。将燃油直接 喷入气缸的FSI发动机相比燃油喷射到进气管的发 动机，其优点主要有：动力性显著提高的同时可降 低燃油消耗15%左右。
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1.1.3 丰田汽车公司VVT-i技术
• 丰田汽车公司VVT-i（Vatiable Valve Timing intelligent）称为智能可变气门正时系统。 （1）VVT-i的结构。VVT-i系统由VVT-i控制器、凸轮 轴正时机油控制阀和传感器三部分组成。
• 1.2.2 电子节气门的工作原理
• 加速踏板位置传感器将驾驶员需要加速或减速的信 息传递给节气门控制ECU，ECU 根据得到的信息， 计算出相应的最佳节气门位置，发出控制信号给节 气门执行器，由节气门执行器将节气门开度控制在 计算出的最佳节气门位置。ECU 通过与其它电子 控制单元进行通讯，并根据得到的节气门位置传感 器、发动机转速传感器、车速传感器等送来的信号 对节气门的最佳位置进行不断的修正，使节气门的 开度达到理想的位置。
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• VVT-i控制器的结构：
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（2）工作原理。
• 根据发动机ECU的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图（a）所示时，机 油压力施加在活塞的左侧，使得活塞向右移动。由于活塞上的旋转花键 的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。 • 当凸轮轴正时控制阀位于图（b）位置时，活塞向左移动，并向延迟的 方向旋转。进而，凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平 衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。
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（3）i-VTEC发动机。
i-VTEC系统是在VTEC系统的基础上，增加了一个称为 VTC（Variable timing control可变正时控制）的装置——一 组进气门凸轮轴正时可变控制机构，即iVTEC=VTEC+VTC。
2. 宝马汽车公司VANOS系统。
宝马汽车公司VANOS（Variable camshaft control），称为 可变凸轮轴控制系统，属于气门正时连续可变，但一般只 是进气气门正时可变。如果进排气气门正时都可变，则采 用双可变凸轮轴控制（Double VANOS）。
（1）多气门分别投入工作； 方案：
第一，通过凸轮或摇臂控制气门在设定的工况下开或关； 第二，在进气道上设置旋转阀门，根据设定工况打开或关 闭该气门的进气通道，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。
（2）可变进气道系统。 ① 双脉冲进气系统。 ②四气门二阶段进气系统。 ③三阶段进气系统。
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• 1.2 电子节气门 • 1.2.1 电子节气门的结构
• 电子节气门一般由节气门位置传感器、节气门执行 器、节气门控制ECU、加速踏板位置传感器等组成
节气门执行器
节气门控制ECU 节气门位置传感器 加速踏板位置传感器
转速传感器
节气门
车速传感器
发动机
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1.9.2 发动机增压技术的发展历史 1.9.3 机械增压器的结构和工作原理
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1.9.4 涡轮增压器的结构和工作原理
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1.9.5 发动机双增压技术 1.双涡轮增压。 2.综合运用机械增压和废气涡轮增压。 1.9.6 增压中冷技术 1.9.7 TDI与SDI技术
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1.1可变配气相位与气门升程
• 1.1.1 可变进气系统 作用： ①能兼顾高速及低速不同工况，提高发动 机的动力输出和降低燃油消耗； ②降低发动机的排放污染； ③改善发动机怠速及低速时的性能及稳定 性。
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• 可变进气系统的分类：