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轿车点火技术的发展轿车点火技术的发展历程

发表于:2023-07-19 12:58:24 来源:蜜蜂资讯

轿车点火技术的发展(轿车点火技术的发展历程)

1.轿车点火技术的发展

由于汽油机[汽油机是用汽油作燃料的一种电火花点火式内燃发动机。]的燃油经济性[经济性是指工程从规划、勘察、设计、施工到整个产品使用寿命周期内的成本和消耗的费用。]比柴油机差,所以降低汽油机的能耗已经成为汽车界当前必须要解决的一个问题。具有理论空燃比的均质混合气[混合气gas mixture,指含有两种或两种以上有效组份,或虽属非有效组份但其含量超过规定**的气体。]的燃烧理论在火化点火发动机[发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。]上被广泛使用,它的最大优点是可以实用三效催化器来降低CO、HC和NOx等废气的排放。不足之处是不能获得较高的燃油经济性,为了提高发动机的热效率和降低废气排放,燃烧技术在不断地发展。汽油机经历了由完全机械控制的化油器供油为主到采用电控喷射、缸内直喷、电辅助增压和电动气门、可变压缩比、停缸等技术的变化,汽油机发展的最终方案将采用综合汽油机和柴油机优点的燃烧控制技术。

目前最有代表性的三大汽油机技术是:

a. 汽油直喷技术。开发车用具有汽油机优点同时具有柴油机部分负荷高燃油经济性优点的发动机是主要的研究目标。汽油缸内直喷是提高汽油机燃油经济性的重要手段,近些年来,以缸内直喷汽油机(Gasoliine Direct Injection, GDI)为代表的新型混合气形成模式的研究和应用,极大地提高了汽油机的燃油经济性。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题,同时以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。

b. 电动气门与无凸轮发动机。发动机可变气门正时技术(Variable Valve Timing, VVT)是针对在常规车用发动机中,因气门定时固定不变而导致发动机某些重要性能在整个运行范围内不能很好的满足需要而提出的。VVT技术在发动机运行工况范围内提供最佳的配气正时,较好地解决了高转速与低转速,大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾,同时在一定程度在一定程度上改善了排放性能。随着环境保护和人类可持续发展的要求,低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。VVT技术由于自身的优点,日益受到人们重视,尤其是当今电子技术的飞速发展,促进了VVT技术从研究阶段向实用阶段发展。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义,它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列技术变革,如取消节气门[节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门,气体进入进气管后会和汽油混合变成可燃混合气,从而燃烧形成做功。]、可变压缩比、部分停缸等。

c. 燃烧方式的混合。传统的火花点火发动机的燃烧过程在火焰传播中,火焰前锋的温度比未燃混合气高很多。所以这种燃烧过程虽然混合气时均匀的,但是温度分布仍是不均匀,局部的高温会导致在火焰经过的区域形成NOx。柴油机的燃烧过程是扩散型的,燃烧过程中燃烧速率由混合速率决定,点火在许多点发生,这种类型的燃烧过程混合和燃烧都是不均匀的,NOx在燃烧较稀的高温区产生,固体微粒在燃料较浓的高温区产生。在均质充量压缩点燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)过程中,理论上是均匀的混合气和残余气体,在整个混合气体中由压缩点燃,燃烧是自发的、均匀的并且没有火焰传播,这样可以阻止NOx和微粒的形成。这种汽油机均质与柴油机压燃混合的燃烧方式,以燃料技术和控制技术为基础,综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。

混合气形成策略不同是气门口喷射PFI(Port-fuel-injection PFI)发动机与GDI发动机的主要区别。PFI发动机产品中喷嘴20%装在缸盖上,在进气门的背面,80%安装在进气歧管上靠近缸盖位置,在发动机起动时,会在进气门附近形成瞬时的液态油膜,这些燃油会在每次进气过程逐渐蒸发进入气缸燃烧。因此进气口处的油膜如同电容,具有积分的作用,发动机瞬时的供油量不能通过喷油器[喷油器是一种加工精度非常高的精密器件,要求其动态流量范围大,抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好。]实现精确控制。由于部分蒸发现象导致油量控制延迟和计量偏差,冷机起动时由于燃油蒸发困难,使得实际供油量远大于需求空燃比的供油量,这样会导致冷起动时发动机有4到10个循环的不稳定燃烧,显著提高发动机未燃HC的排放。如图所示,GDI发动机燃油直接喷射在气缸内,可以避免气门口燃油湿壁现象,实现燃烧各阶段燃准确供油,因此能够实现更稀薄燃烧,并且降低缸与缸之间、循环与循环之间的变动,冷起动首循环不需加浓控制,降低瞬态工况HC的排放。然而GDI发动机对燃油蒸发和混合物形成有更严格的要求,需要通过更高的喷油压力提高燃油的雾化率,同时需要更加复杂的控制策略,这对GDI发动机的电子控制系统提出了更高的要求。

2.汽车发动机新技术有哪些

汽车发动机所采用的新技术

1.VTEC技术

VTEC是本田开发的先进发动机技术,也是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。VTEC(Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System)的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。与普通发动机相比,VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法,它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮,并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过VTEC

系统装置,发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度,即改变进气量和排气量,从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。目前本田车型都使用i-VTEC(智能可变气门配气相位和气门升程电子控制系统),i-VTEC技术作为本田公司VTEC技术的升级技术,其不仅完全保留VTEC技术的优点,而且加入了当今世界流行的智能化控制理念。

2.可变进气歧管技术

该技术可以使发动机在不同转速下具有不同进气路径,从而满足发动机在不同工况下对进气量的不同需求。在发动机低转速时,为了提高发动机的功率输出,此时采用较短的进气路径。

采用可变进气歧管技术的目的是优化发动机整个转速范围内的扭矩曲线的同时改善加速性能和响应性,从而使发动机在不同工况的动力性、燃油经济性和排放水平达到和谐、统一。

3.VVT-i技术

VVT-i是Variable Valve Timing-intelligent的缩写,它代表的含义就是智能正时可变气门控制系统。这一装置提高了进气效率,实现了低、中转速范围内扭矩的充分输出,保证了各个工况下都能得到足够的动力表现。另一个先进之处在于全铝合金缸体带来的轻量化,不仅减小了质量,也降低了发动机的噪声。可变配气正时可变配气正时控制机构的主要目的是在维持发动机怠速性能情况下,改善全负荷性能。这种机构是保持进气门开启持续角不变,改变进气门开闭时刻来增加充气量。

4.偏置曲轴技术

曲轴偏置等于活塞偏置,这是曲柄连杆机构的一种形式。即活塞往复运动所在的轴线的延长线不经过曲轴中心热力学上:可以使燃烧更充分

5.电子式节气门

电子式节气门的作用主要是控制发动机的进气流量,决定发动机的运行工况驾驶员通过加速踏板改变节气门开度调节发动机的充量达到发动机输出功率的目的,而电子节气门是在加速踏板的附近安装一个加速踏板传感器,在驾驶员踏加速踏板时只需提交踏板的位置信息即可,提了汽车的燃油经济性。

6.CVVT(连续可变的气门正时系统)

以现代汽车的CVVT引擎为例,它能根据发动机的实际工况随时控制气门的开闭,使燃料燃烧

更充分,从而达到提升动力、降低油耗的目的。但是CVVT不会控制气门的升程也就是说这种引擎只是改变了吸、排气的时间。

7.FSI(缸内直喷分层燃烧引擎)

FSI是汽油发动机领域的一项全新技术,有些类似于柴油发动机的高压供油术.它配备了按需控制的燃油供给系统,然后通过一个活塞泵提供所需的压力,最后喷油嘴[现在汽车用的喷油嘴其实就是个简单的电磁阀,当电磁线圈通电时,产生吸力,针阀被吸起,打开喷孔,燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出,形成雾状,利于燃烧充分。]将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室[燃烧室是燃料或推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置,是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。]。通过对燃烧室内部形状的设计,使火花塞[火花塞(sparkplug)火花塞,俗称火咀,普通火咀、白金火咀、铱金火咀,其实这是对火花塞电极材料的不同而区分出来的特殊称谓。]周围会有较浓的混合气,而其他区域则是较稀的混合气,保证了在顺利点火的情况下尽可能地实现稀薄燃烧,这也是分层燃烧的精髓所在。FSI比同级引擎动力性显著提高,油耗却可降低15%左右。

8.MDS:(可变排量发动机)

这套系统可在4缸和8缸模式间自动转换。这种技术最适合多汽缸的发动机使用,在不影响驾驶者追求大排量车型的加速**时,又有效降低了堵车时的燃油消耗

3.汽车发动机新技术

FSI发动机,就是“缸内直喷发动机”,“直喷式汽油发动机”。

它最大地优化了进气混合效率,使高效节油和大功率输出不再矛盾。奥迪FSI增加了火花塞点燃式发动机的扭矩和输出,同时增加了15%的经济性,为降低排放奠定了基础。

与常规的点燃式发动机相比,FSI可将燃油直接喷入燃烧室,不再需要节气门,降低了发动机的热损失,从而增大了输出功率并降低了燃油消耗。 具体的说: FSI是Fuel Stratified Injection的字母简写,中文意思是燃料分层喷射技术,它代表着今后引擎的一个发展方向。

传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管内开始混合,然后再进入到汽缸中燃烧。

空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1(也叫理论空燃比),传统发动机由于汽油跟空气是在进气歧管内混合,那么他们只能均匀的混合在一起,所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性,但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离,汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大,并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上,这就的理论空燃比很难达到,这是传统发动机无法解决的一个问题。 要想解决这一难题,就必须把燃油直接喷射到汽缸中去,这就是奥迪的FSI燃油直喷发动机可以做的。

直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术,通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力,将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室,通过对燃烧室内部形状的设计,让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。

然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气,其他周边区域有较稀的混合气,保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。

FSI技术采用了两种不同的注油模式:分层注油和均匀注油模式。在发动机低速或中速运转时采用分层注油模式,此时节气门为半开状态,空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部,由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。

当压缩过程接近尾声时,少量的燃油由喷射器喷出,形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性,因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外,燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可,而FSI使其与理想状态非常接近。

当节气门完全开启,发动机高速运转时,大量空气高速进入汽缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。从而促进燃油充分燃烧,提高发动机的动力输出。

电脑不断的根据发动机的工作状况改变注油模式,始终保持最适宜的供油方式。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。

FSI直喷发动机既然有如此多的技术优势,相应的其对发动机硬件或者油品的要求必然也很高。首先,它的喷油器安装在燃烧室上的,汽油直接喷注到汽缸当中去,油路必须具备比缸内更高的压力才能把汽油有效的喷注到汽缸当中去。

燃油管道内的压力提高以后,管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高。这样,对喷油器的设计和制造工艺也提出了更高的要求。

而且由于喷油器是直接安装在燃烧室上的,那么必须需要喷油器有耐高温的能力。其次,FSI直喷发动机的压缩比很高,达到了惊人的11.5,在这种情况下对油的标号和油质要求就很严格。

就目前中国的情况来说,必须使用98号的高清洁度汽油。 就技术来说,FSI缸内直喷发动机非常适合目前油价容易上涨的市场需要。

作为奥迪公司和竞争对手抗衡的一张王牌,这款发动机有它自身强大的生命力,必然会引领发动机的发展趋势。CBR技术(Controlled Burn Rate可控燃烧速率): 可以使发动机在怠速和低负荷工况下, 增强涡流强度, 燃料混合更均匀, 动力经济性更好, 排放更加清洁。

DGI(Direct Gasoline Injection汽油高压缸内直喷)技术: 它将喷油嘴安装在燃烧室内喷注高压燃油,与通过进气门进入燃烧室的洁净空气混合,点燃做功。它具有高充气效率、电子控制精确配油、提高发动机的压缩比和热效率等优点,以获得更高的功率、更经济的油耗、更清洁的排放。

TCI(Turbo Charger with Inter-cooler废气涡轮增压中冷)技术: 用发动机排放的高速废气推动涡轮增压机带VNT的主动叶轮转动,主叶轮带动从动叶轮转动,从动叶轮在转动中增加来自空滤的空气的动能和压力,并通过中冷器冷却增压后的洁净空气,提高气缸的进气量,进一步提高了发动机的有效功率。 VVT(Variable Value Time可变气门正时)技术: 在发动机高速运转的时候,需要较大的气门叠开角来达到充气充分的目的。

而在发动机怠速的时候,气门叠开角应该相应变小,达到降低排放的目的。传统的固定相位角的凸轮轴由于相位角已经固定所以不能满足这种要求。

而VVT技术可以通过螺旋槽式VVT-i控制器调节凸轮轴调节气门开闭,满足不同工况需求,达到增加功率、减少油耗,改善排放的目的。奇瑞(参数配置 图库)系列发动机不仅在进气门调节上使用该技术,而且在排气门控制上,同样使用了该技术,称作VVT2(可变进排气。

4.汽车打火从开始,有哪些基本步骤

自动档的车zhidao驾驶比较方便,但还是要遵守一些程序的。

自动档汽车的启动顺序:

1、档位要放在P或者N位置(如果在其它位置,自动档车不能点火启动);

2、钥匙先拨到ON位置,大约停留10秒钟左右(电路自检过程,看仪表盘上各个版指示灯是否正常显示);

3、自检正常,即可以点火启动;

4、待转速下降到1000以下可权以怠速行驶,等水温上升就可以正常行驶了。

5、车辆起步时,应先踩住脚刹,然后拨动档位到D位置,再慢慢松开脚刹及手刹。

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