发动机前沿技术 简介2012-5-8 吴自林TCI （Turbo Charging with Inter-cooling） ） 废气涡轮增压中冷技术利用发动机排气推动涡轮，增 废气涡轮增压中冷技术 加发动机进气压力，从而提高进入气缸的气体密度，减少 气体的体积，这样在单位体积里气体的质量就大大增加， 提高发动机体积比功率和重量比功率，提高进气效率，减 少CO和HC有害气体的排放。

中冷是将增压后比较高的进气 温度降下来，从而更好地提高发动机的进气密度，保证发 动机的性能。

2012-5-8S （Supercharge） ） 机械增压利用皮带连接曲轴皮带轮，以曲轴运 转的扭力带动增压器，然后通过增压器压缩进气， 达到增压目的，输出功率和扭矩可提高40%以上， 并且没有涡轮迟滞现象，可以在任何时候输出源 源不断的动力，但是要消耗部分引擎动力。

[NA： Naturally Aspirated 自然吸气式]2012-5-8CBR (Controlled burning rate)可控燃烧速率该技术是AVL的得利武器之一。

CBR得到如此重视，和排放法规，油价有 关。

采用CBR技术能降低油耗达7%左右，如果再与VVT(可变气门正时)相结合， 油耗还能进一步降低。

简单介绍一下CBR的原理。

CBR机构简单，它有非对称进气道，一个切向 气道，一个中向气道。

切向气道引导气流沿轴向旋转形成涡流，中向气道引 导气流沿汽缸轴线前进。

中向气道里面也有个类似节气门的蝴蝶阀，低转速 (小于 1000rpm)或中低负荷(1000～4000rpm，负荷小于70%)，蝴蝶阀关闭或 部分关闭。

即使蝴蝶阀关闭，该阀门还留有专门通道供油束通过。

关闭中向 气道会使通过中性气道进入汽缸的混合气变浓，切向气道可以进入更多的新 鲜燃气，形成稀混合气。

与不带CBR的发动机相比，相同工况下，CBR发动机 节气门开度大，因此可以减小泵气损失功。

广义地说，利用CBR技术也实现了分层燃烧，中部浓混合气靠近火花塞， 点火性能好，外围稀混合气可以提高过量空气系数，有利于降低油耗。

另外， 关闭一个进气道，可以增强缸内涡流比，提高燃烧稳定性，使缸内EGR率的上 限提高，采用合适的EGR率不仅降低排放，而且还能提高燃油经济性。

2012-5-8EGR（Exhaust Gas Recirculation） （ ）排气再循环为汽车用小型内燃机在燃烧后将排出气 排气再循环 体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术 （手法或方法）。

主要目的为降低排出气体中的氮氧化 物（NOx）与分担部分负荷时可提高燃料消费率。

取其每 个英语单字的字首“EGR”为通称。

2012-5-8VVT-I (Variable valve timing intake)可变气门正时系统VVT-i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置， 可变气门正时系统 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。

2012-5-8VVT—i.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的 英文缩写，最新款的丰田轿车的发动机已普遍安装了 VVT—i系统。

丰田的VVT—i系统可连续调节气门正时，但 不能调节气门升程。

它的工作原理是：当发动机由低速向 高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴 驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就 相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范 围内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到 连续调节气门正时的目的。

2012-5-8DGI (Directly Gasoline Injection) 缸内直喷该项技术是汽油机在目前的顶尖技术。

缸内 缸内直喷 直喷技术是将汽油直接喷入缸内，有助于缸内的汽油和空 气的混合与分层，从而提高燃烧的经济性和发动机的动力 性。

可使该发动机的最大功率是同排量发动机的1.5～1.7 倍。

我公司2.0L发动机的功率可达144Kw、扭矩可达 290N.m。

2012-5-8缸内直喷： 缸内直喷：缸内直喷通过均匀燃烧和分层燃烧，实现燃 油消耗降低，比常规发动机节油10%以上，动力性 能同时大幅提升。

目前欧洲市场上销售的拉古娜 II2.0 IDE 与奥迪A42.0LFSI 等运动版车型均采 用了缸内直喷技术。

日本版第十二代皇冠装备的 3GR-FSE 发动机本已采用了缸内直喷技术，但一 汽丰田出于对中国油品质量的担心，在国产版使 用了3GR-FE 发动机，使得缸内直喷技术与中国消 费者擦肩而过。

2012-5-8CR (Common Rail)共轨技术共轨式喷油系统主要由高压供油系统、共轨 共轨技术 油道、每缸一个喷油器、高压油泵和电控单元（ECU）组 成。

高压油泵和输油泵集成一个整体，以节省空间，高压 油泵可提供高达1600bar以上压力的燃油。

高压共轨主要 目的是为了降低NOX的生成和HC的排放，同时使柴油机工 作的更加平稳，噪音也得到了有效的控制。

共轨供油方式 是目前世界柴油机使用最先进的供油方式之一。

2012-5-8VTEC系统 系统： 系统VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专 有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当 地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效 率。

在VTEC系统中，其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面，分别顶动摇 臂轴上的三个摇臂，当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之 间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有 不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。

此时中间的高速摇臂不顶 动气门，只是在摇臂轴上做无效的运动。

当转速在不断提高时，发动 机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑 中，电脑对这些信息进行分析处理。

当达到需要变换为高速模式时， 电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀，使压力机油进入摇臂轴内顶动 活塞，使三只摇臂连接成一体，使两只气门都按高速模式工作。

当发 动机转速降低达到气门正时需要再次变换时，电脑再次发出信号，打 开VTEC电磁阀压力开头，使压力机油泄出，气门再次回到低速工作模 式。

2012-5-8双火花塞： 双火花塞： 适用于排量较小的车型，国内典型的车型是飞 度1.3 的i—DSI智能双火花塞顺序点火系统，每个汽 缸有两个火花塞对角布置，实现顺序相位点火控制。

双火花塞的设计使点火的效率更高，同时提高了发 动机的压缩比，使燃烧效率得到提升。

国外使用该 技术的车型包括阿尔法·罗米欧156 等。

2012-5-8可变进气歧管长度： 可变进气歧管长度： 燃烧所必须的空气通过进气歧管进入汽缸。

较长 的进气歧管使发动机在低转速下获得较大的扭矩，但在 高转速下却会出现较低的最大输出功率；较短的进气歧 管使发动机在低转速下获得较小的扭矩，但在高转速下 却会出现较高的最大输出功率。

通过双级可变进气歧管， 可以保证在相应的转速范围内具有有效长度，保证低转 速具有较大的扭矩的同时，在高转速区也具有较高的最 大输出功率，保证发动机在高速行驶时具有较好的加速 性。

可变进气歧管长度技术与中国消费者没有太大关联， 国际上用该技术的包括宝马7 系和蓝博基尼等少数车型。

2012-5-8FSI（Fuel Stratified Injection） FSI指燃油分层喷射。

该技术的运用使FSI发动 机与传统发动机相比拥有更低的油耗、更好的环 保和更大的输出功率和扭力。

燃油分层喷射技术 是发动机稀燃技术的一种。

什么叫稀燃？顾名思 义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空 气之比可达1：25以上。

2012-5-8多气门： 多气门：老式发动机大多采用每缸2气门，一进气一排 气；目前汽车发达国家最新推出的车型，发动机 多采用单缸四气门和五气门，前者两进两排，后 者三进两排。

一般说气门多的发动机更先进，其 进排气效率高，动力更强，同等条件下油耗会低 一些；但多气门发动机维修难度较大，达到最大 扭矩转速也往往更高，起步加速未必超过2 气门 发动机。

2012-5-8顶置凸轮轴(OHC，DOHC) ， 顶置凸轮轴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。

2012-5-8发动机防盗锁止系统由于汽车门锁具有一定的互开率，降低了汽 车的防盗功能，因此人们开发了发动机防盗锁止 系统。

对于已装有发动机防盗锁止系统的轿车； 即使盗车贼能打开车门也无法开走轿车。

典型的 发动机防盗锁止系统是这样工作的：汽车点火钥 匙中内装有电子芯片，每个芯片内都装有固定的 ID(相当于身份识别号码)，只有钥匙芯片的ID与 发动机一侧的ID一致时，汽车才能启动，相反， 如果不一致，汽车就会马上自动切断电路，使发 动机无法启动。

2012-5-8闭环控制发动机电喷系统的闭环控制是一个实时的氧传感器、计算机和 燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。

氧传感器“告诉”计 算机混合气的空燃比情况，计算机发出命令给燃油量控制装置， 向理论值的方向调整空燃比(14.7：1)。

这一调整经常会超过一点 理论值，氧传感器察觉出来，并报告计算机，计算机再发出命令 调回到14.7：1。

因为每一个调整的循环都很快，所以空燃比不会 偏离14.7：1，一旦运行，这种闭环调整就连续不断。

采用闭环控 制的电喷发动机，由于能使发动机始终在较理想的工况下运行(空 燃比偏离理论值不会太多)，从而能保证汽车不仅具有较好的动力 性能，还能省油。