香港西施被勾践:汽车发动机@

三菱MIVEC发动机

其特点是，无需使用节流阀通过吸气阀门便可调节空气量，德国宝马公司已经将其作为“ValveTronicS”发动机投入使用。

       三菱MIVEC发动机采用在高速旋转时加大提升量的设计，这样一来，便可吸入更多的空气，从而实现输出功率的提高。另外，还可在低速旋转时防止泵吸损失，从而就可提高燃效。“其目标是将燃效提高10％左右”。

丰田VVT－i发动机

      VVT是英文缩写，全称是“Variable Valve Timing”，中文意思是“可变气门正时”，由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴“i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这些就是“VVT－i”的字面含义了。

     VVT－i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。

     VVT－i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门正时参数值，曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU并与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT－i控制器的不同油道上。

     VVT－i系统视控制器的安装部位不同而分成两种，一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVT－i，丰田PREVIA（大霸王）安装此款。另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVT－i，丰田凌志400、430等高级轿车安装此款。两者构造有些不一样，但作用是相同的。

     叶片式VVT－i控制器由驱动进气凸轮轴的管壳和与排气凸轮轴相耦合的叶轮组成，来自提前或滞后侧油道的油压传递到排气凸轮轴上，导致VVT－i控制器管壳旋转以带动进气凸轮轴，连续改变进气正时。当油压施加在提前侧油腔转动壳体时，沿提前方向转动进气凸轮轴；当油压施加在滞后侧油腔转动壳体时，沿滞后方向转动进气凸轮轴；当发动机停止时，凸轮轴液压控制阀则处于最大的滞后状态。

      螺旋槽式VVT－i控制器包括正时皮带驱动的齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及一个位于内齿轮与外齿轮之间的可移动活塞，活塞表面有螺旋形花键，活塞沿轴向移动，会改变内、外齿轮的相位，从而产生气门配气相位的连续改变。当机油压力施加在活塞的左侧，迫使活塞右移，由于活塞上的螺旋形花键的作用，进气凸轮轴会相对于凸轮轴正时皮带轮提前某个角度。当机油压力施加在活塞的石侧，迫使活塞左移，就会使进气凸轮轴延迟某个角度。当得到理想的配气正时，凸轮轴正时液压控制阀就会关闭油道使活塞两侧压力平衡，活塞停止移动。

     现在，先进的发动机都有“发动机控制模块”（ECM），统管点火、燃油喷射、排放控制、故障检测等。丰田VVT－i发动机的ECM在各种行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放

本田VTEC发动机

　　本田汽车公司在1989年推出了自行研制的“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。与普通发动机相比，VIEC发动机同样是每缸4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。

雅阁F22B1发动机进气凸轮轴为例，除了原有控制两个气门的一对凸轮（主凸轮a和次凸轮b）和一对摇臂（主摇臂A和次摇臂B）外，还增加了一个较高的中间凸轮c和相应的摇臂（中间摇臂C），三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。

　　发动机低速时，小活塞在原位置上，三根摇臂分离，主凸轮a和次凸轮b分别推动主摇臂A和次摇臂B，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮c也推动中间摇臂C，但由于摇臂之间已分离，其它两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。

　　发动机达到某一个设定的高转速（3500转/分）时，电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使三根ABC摇臂锁成一体，一起由中间凸轮c驱动，由于中间凸轮比其它凸轮都高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程也增大了。

　　当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。

　　整个VTEC系统由发动机主电脑（ECU）控制，ECU接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间。

　　VTEC系统已经有十余年的历史，面对目益严格的排放及动力性能要求，已有一点“力不从心”的感觉。例如VTEC系统的气门升程和正时的变换动作明显将发动机的状态划分为两个阶段，它们之间的转换不够平滑，在VTEC系统启动前后发动机的表现截然不同，连发出的声音也不一样。为了改善VTEC系统的性能，近年本田推出了i-VTEC系统。

　　简单地说，i-VTEC系统是在现有系统的基础上，添加一个称为“可变正时控制”VTC（Variable timing control），即一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，通过ECU控制程序，控制进气门的开启关闭。

　　它的原理是当发动机低转速时令每缸其中一只进气门关闭，让燃烧室内形成一道稀薄的混合气涡流，结集在火花塞周围点燃作功。发动机高转速时则在原有基础上提高进气门的开度及时间，以获取最大的充气量。VTC令气门重叠时间更加精确，达到最佳的进、排气门重叠时间，并将发动机功率提高20%。同时，i-VTEC系统发动机采用进气歧管放在前，排气歧管放在后（靠车厢一端）的布置。在进气歧管上增设了可变长度装置，低转速时增长进气行程提高气流速度，有利于提升扭矩；而排气歧管则缩短了长度，也就是缩短了与三元催化器之间的距离，使三元催化器更快进入适当的工作温度，能有效控制废气排放。由于发动机一启动后i-VTEC系统就进入状态，不论低转速或者高转速VTC都在工作，也就消除了原来VTEC系统存在的缺陷。

马自达2.3升DISI涡轮增压引擎

   为了顺应现今社会对至关重要的"环保性能"所提出的日益高涨的要求，马自达从各个方面进行了大量有益的尝试和不懈努力。同时，马自达坚持其一贯追求的"Zoom了达成在更高层次上使车辆在具备低油耗、清洁排放的"环保性能"的同时，又能完美地展现"Zoom-Zoom"的高性能表现，马自达在2007年上海国际车展上推出了其新开发出的新一代发动机--"MZR 2.3L DISI TURBO" MZR 2.3L DISI*直喷涡轮增压发动机。

*DISI: Direct Injection Spark Ignition直喷点火

该发动机以2.3L的较小排量与直喷系统为基础，加装高效的涡轮增压器。在低油耗与清洁排放，保证涡轮增压器特有的加速动力以及展示可与V6 3.5～4.0L级别发动机相媲美的平滑扭矩与优异的发动机响应这三方面，达到了前所未有的、更高层次上同步实现。

继Mazda6 MPS之后，马自达还将这款具备极佳的环保性及可充分体验"Zoom-Zoom" 高性能感受的新一代MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机搭载在Mazda3 MPS、CX-7以及Mazda MPV等各种不同的车型上。

MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机发动机的特点

通过缸内直喷系统与涡轮增压器的组合，弥补了传统涡轮增压发动机的不足，为涡轮增压发动机创造了前所未有的新价值。

● 利用催化剂的快速活性化实现清洁的尾气排放

直喷发动机可向缸内直接喷射雾化燃料，便于在火花塞周边产生状态良好的混合气体，从而提高点火性能。为此，可在杜绝不发火的情况下延迟点火时间，使排放的气体温度急速上升，从而在发动机启动后，使催化剂温度尽快上升到活性化的水平。同时，由于采用了轻量化的单涡管涡轮增压器，大幅度降低了排气系统的热容量，提高了启动时的暖机性能，MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机达到了排放法规的低排放认定标准。

● 通过高压缩比实现低油耗

MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机优异的缸内冷却效果提高了耐爆燃性，因此，可在不损失低速扭矩的前提下实现高压缩比，从而有效提高发动机单体的燃油经济性。由于这一特性，MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机在同类高输出增压发动机中实现了9.5的最高压缩比，为降低油耗作出了积极的贡献。

● 易于控制的平滑扭矩

雾化燃料以最大11.5MPa的高压向缸内喷射时的汽化潜热导致燃烧室的温度下降（缸内冷却效果），从而提高了混合气体的填充效率。由此，3,000rpm附近的扭矩实现了最大10%的提升，相当于最大扭矩90%的342Nm可在2000～5500rpm的宽广转速范围内产生，这一易于控制的平滑扭矩通过单管涡轮增压器得到了实现。

● 在整个转速区域的高速响应

缸内冷却效果提高了加速初期混合气体的填充量，从而使涡轮增压器的涡轮及空气压缩机转速出现快速的线性提升，因此，即便采用了单管涡轮增压器，仍可在2250rpm的低转速区间发挥出最大增压效果，从而在整个转速区间确保了优异的发动机响应，使其能按照驾驶者的操控意图作出反应。

MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机

● 对应高动力输出的最优化技术

为了应对伴随高动力输出的热负荷及燃烧压力的增加，开发人员对MZR 2.3L DISI直喷涡轮增压发动机的各个零部件形状、材质进行了最优化设计。首先，经过重新设计的汽缸盖形状有效地提高了刚性，此外，又通过在汽缸垫与气门管桥之间设置冷却水的连接孔，改善了冷却性能。同时，采用钢制曲轴，加大了曲轴销的直径，而连杆同样采用钢材料，并对形状进行了优化设计。活塞销直径被进一步加大并采用全浮动式，提高了旋转机构的刚性和强度。

丰田Ｄ—４直喷汽油发动机

         １９９６年８月，三菱汽车公司在Ｇａｌａｎｔ（华丽）轿车上装配了ＧＤＩ直喷汽油发动机，一度成为人们的话题。继三菱之后，丰田也在８月推出了Ｄ－４直喷汽油发动机。这是新一代超低油耗发动机，其排量为１９９８ｍＬ，４缸ＤＯＨＣ，压缩比为１０。

      该直喷发动机的基本机理与三菱ＧＤＩ类似。高压燃料泵和同样受高压的喷嘴都成了发动机中的ｂ肋部件，这是由于在气缸内直接喷射汽油的缘故。低负荷时，在点火之前改变燃料喷射时间，在高负荷时和高转速域根据进气行程和运转状况改变燃料喷射时间。另外，一方面要实现超稀薄燃烧，另一方面要进行稳定燃烧，则须把活塞顶面设计成凹状，这一点与三菱的相似。

     和ＧＤＩ不同的地方，首先在超稀薄燃烧运转时，Ｄ－４发动机是采取在火花塞附近集中燃烧方式，并选择了在横方向产生涡流的方式。而三菱则采用了ＭＶＶ原来在气缸内产生纵方向的吸气涡流方式。我们把前者称为成层燃烧，把后者称为均质燃烧。

     Ｄ－４发动机独到之处还有，其燃料的喷射压力设计乎达１０ＭＰａ以上这一非常值。这样就可以把燃料粒子细化，以更易于燃烧的状态送到燃烧室里去。其特点还有，成层燃烧时的空燃比最大约５０。
在Ｄ－４发动机中还安装了可变配气相位结构ＶＶＴ－ｈ根据吸人空气需要量的复杂变化能够灵活反应的电子控制节流阀等。集中了这些尖端技术的结果，使发动机与自动变速器相匹配。其燃料经济性较原有发动机提高３０％以上。在动力性方面，其起动加速或超车加速均提高１０％。

     装车试乘的第一个印象是无论高速、低速，任何转速时驾驶员都没有不自然的感觉。在车内噪音、振动与普通发动机无任何两样。如果仔细的观察就会发现，特别是在低速经济速度状态，稍开节气门就可达到加速。 总之，丰田Ｄ－４已达到相当成熟的阶段，等到装载在商品车上，和三菱ＧＤＩ一样，都将成为今后低油耗发动机而引起人们关注的中心。

宝马Valvetronic技术

2007-10-02 09:33 P.M.

Valvetronic 引擎利用软体与硬体的组合来取代传式的节气门构造。Valvetronic 一字有电子控制取代传统的机械控制气门机构的意思。

　　Valvetronic 修改进气门的正时与升程，Valvetronic 系统有一支与传统式引擎一样的凸轮轴，而且有还有一支偏心轴与滚轴及顶杆的机构，并由步进马达所带动著，藉由接收来自油门位置的信号，步进马达改变偏心凸轮的偏移量，经由一些机械传动间接地改的作动传统式的气门机构与 Valvetronic 机构的比较

　　Valvetronic 引擎主要是利用无段可变进气升程的控制，来取代原有节气阀的功能，Valvetronic 有一只独立的电脑它与引擎管理系统分开，由数位引擎管理系统结合一40MHz 32 位元的电脑构成网路。

　　Valvetronic 能降低保养维修的费用、增加冷车时的运转性能、减少排放的废气，并且提供引擎较平滑的运转，Valvetronic

　　引擎由于其燃油的雾化性能相当好，因此不必特别使用某种等级的汽油。Valvetronic 能让引擎的呼吸更顺畅，燃油的消耗约减少10%，在引擎低速运转有著极为良好的燃油效率，在将来

　　2008 新的二氧化碳规定中 Valvetronic 将是 BMW 重要的一环。

　　操作：

传统的气门空气进气量是由节气阀所控制

　　燃油喷射系统监视著经有流通节气阀的空气流量，来决定引擎燃烧时所须要的燃油量，也就是说当节气阀打得愈开时，流入燃烧室的空气也就愈多。在较轻的节气门时，节气阀部分甚至接近关闭。在活塞仍在运转时，部份的空气进入进气歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管存在部份的真空，吸力与泵浦抵抗的活塞，浪费能量，工程师将这个现象称为“泵浦流失”（Pumping loss），当怠速运转，节气门只开启一部份，因此有更多的能量损失。

改进马达的螺旋齿轮改变偏心轴的旋转量，带动中摇臂并传统的凸轮轴互连动著，再压传至摇臂最后才压下气门。

　　Valvetronic 能藉由减少气门的升程，并且进入燃烧室的空气量，将泵浦流失减至最低。

　　与传统式的双凸引擎来比较，Valvetronic 利用一支附加的偏心轴、步进马达和一些中置摇臂，来控制气门的启开或关闭，假如摇臂压得深一点进气门就会有较高的升程，Valvetronic就是有办法自由控制著气门升降，长进气就是大的气门升程，短进气就是小的气门升程。

　　作动数据：

　　气门升程的变化 0~9.7mm之间

　　调整螺旋齿轮至最大与最小之位置只须 0.3 秒

　　结合双VANOS技术

　　中置摇臂只有0.008mm的公差

　　偏心轴的作动只须几毫秒

　　优点：

　　在 Valvetronic 引擎冷却水流经汽缸盖，可减少约60%温度

　　水泵浦大小只须原来的一半，减少动力损失约60%

　　动力方向油快速地被加热，减少液压泵浦的动力使用

　　装置水泵浦及动力泵浦在同一轴上，及在冷却与机油间的热交换器，减少温度30%。

奔驰bluetec技术

2007-10-02 09:37 P.M.

         bluetec技术的柴油发动机是现今世界上最干净的一款柴油机。这项技术把柴油机的微粒排放物降低了98%，有害气体的排放降低了80%。可能有人对于这些数字不敏感，换句话说，这样的指标完全达到了将在2009年实施的欧洲v号标准装备有同样清洁柴油机的ml320 cdi以gl320cdi将随后出现在市场上。在bluetec技术的研发上，奔驰的工程师花费了两年多的时间汽车排放的尾气中，主要有害气体是一氧化碳（co）、碳氢（hc）以及氮氧化物（nox）等，柴油机还存在颗粒排放物的问题。对付一氧化碳和碳氢比较容易，现今的三元催化器都可以办到，最为头疼的就是氮氧化物，因为柴油机氮氧化物的排放量比汽油机多得多。所以奔驰工程师将减少氮氧化物排放作为首要任务，同时必须以高效率和低成本为前提为了达到这一目标，奔驰实施了以下两方面的计划：首先是针对柴油机本身的。依然采用原320 cdi柴油机平台，在此基础上，优化进气系统和燃烧室形状设计，采用单缸4气门技术提高进气效率。与之匹配的涡轮增压器带有可变管口形状设计，不论在低转速还是在高转速都能够有效控制进气涡流，便于充分燃烧。其次，320 cdi发动机采用了第三代柴油共轨直喷压电喷嘴，这是一项革命性的技术进步。采用bluetec技术的e320 cdi最大功率将达到211马力，最大扭矩高达540牛•米。如此卓越的性能表现，综合油耗却只有6.7升/100公里比同等动力的汽油发动机节省30%左右的燃料；而更重要的是，它的尾气排放比同等级别的汽油机还要清洁得多。这就是bluetec的魅力！

奔驰DiesOtto发动机

2007-10-02 09:39 P.M.

梅赛德斯-奔驰日前发布了其全球首创的“DiesOtto”汽油发动机技术，它既具备汽油发动机的澎湃动力，又拥有先进柴油发动机的高扭矩、高清洁排放和燃油经济性，向世界展示了汽油发动机的未来。DiesOtto的研制成功，不仅使基于汽油燃料的动力系统在实现燃油经济性上得到了很大提升，而且又在动力与环境平衡的现实应用上提供了面向未来的全新解决方案。

         由汽油机与柴油机“联姻”产生的DiesOtto概念发动机，涵盖了可控点火系统、汽油直喷和可变压缩比等众多先进技术。其中，可控自动点火系统（controlled auto ignition）体现了DiesOtto技术的核心：当在发动机启动和全速运转时，将使用传统火花塞的点火方式；而在中低速运转状态下，发动机将自动采用可控点火技术，实现类似柴油发动机的高效燃烧过程，从而极大降低了汽油机的氮氧排放，在带来高扭矩的同时大幅提高了燃油经济性。DiesOtto发动机的另一优势在于，从实用性和可发展性的角度来讲，它不需要任何合成燃料，加油站里随处可见的普通汽油便可让它彰显高效能本色。

        在最大化保护环境和实现可持续性发展方面，梅赛德斯-奔驰始终致力于高效能动力系统的研究。梅赛德斯-奔驰的众多前瞻性创新对未来的发动机技术发展具有重要的价值，无论是被誉为汽车驱动方式发展重要里程碑的BLUETEC清洁柴油驱动技术，还是以实现高能源密度、高功率、零污染等特性的氢燃料Fuel Cell技术，梅赛德斯-奔驰都在积极探求最优化的动力系统。而DiesOtto技术的发明则又迈出了具有实际意义的一步，展示了汽油发动机如何在未来实现动力与环境的完美平衡。