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文檔簡介
1、發(fā)動機氣缸排列形式氣缸排列形式,顧名思義,是指多氣缸內(nèi)燃機各個氣缸排布的形式,直白的說,就是一臺發(fā)動機上氣缸所排出的隊列形式。目前主流發(fā)動機汽缸排列形式:L:直列V:V型排列其他汽缸排列方式:W:W型排列H:水平對置發(fā)動機R:轉(zhuǎn)子發(fā)動機直列發(fā)動機 直列發(fā)動機,一般縮寫為L,比如L4就代表著直列4缸的意思。直列布局是如今使用最為廣泛的氣缸排列形式,尤其是在2.5L以下排量的發(fā)動機上。這種布局的發(fā)動機的所有氣缸均是按同一角度并排成一個平面,并且只使用了一個氣缸蓋,同時其缸體和曲軸的結(jié)構(gòu)也要相對簡單,好比氣缸們站成了一列縱隊。直6發(fā)動機 具體來說,我們常見的大致有L3、L4、L5、L6型四款(數(shù)字代
2、表氣缸數(shù)量)。這種布局發(fā)動機的優(yōu)勢在于尺寸緊湊,穩(wěn)定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也較少,當(dāng)然也意味著制造成本更低。同時,采用直列式氣缸布局的發(fā)動機體積也比較緊湊,可以適應(yīng)更靈活的布局。也方便于布置增壓器類的裝置。但其主要缺點在于發(fā)動機本身的功率較低,并不適合配備6缸以上的車型。V型發(fā)動機 所謂V型發(fā)動機,簡單的說就是將所有汽缸分成兩組,把相鄰汽缸以一定夾角布置一起(左右兩列氣缸中心線的夾角180°),使兩組汽缸形成一個夾角的平面,從側(cè)面看汽缸呈V字形(通常的夾角為60°),故稱V型發(fā)動機。 與我們上面介紹的直列布局形式相比,V型發(fā)動機縮短了機體的長度和高度,而更低的安裝
3、位置可以便于設(shè)計師設(shè)計出風(fēng)阻系數(shù)更低的車身,同時得益于汽缸對向布置,還可抵消一部分振動,使發(fā)動機運轉(zhuǎn)更為平順。比如一些追求舒適平順駕乘感受的中高級車型,還是在堅持使用大排量V型布局發(fā)動機,而不使用技術(shù)更先進的“小排量直列型布局發(fā)動機+增壓器”的動力組合。 概括的說:我們可以這樣理解,發(fā)動機氣缸采用V型布局,可以說在結(jié)構(gòu)層面上克服了一些傳統(tǒng)直列布局的劣勢,但同樣,精密的設(shè)計讓制造工藝更復(fù)雜,同時由于機體的寬度較大,也不方便安裝其他輔助裝置。 W型發(fā)動機 許多人以為就像V型發(fā)動機的汽缸呈V形排列那樣,W型發(fā)動機的汽缸排列形式也一定是呈W形,其實不然,它只是近似W形排列,嚴格說來還應(yīng)屬V型發(fā)動機,至
4、少是V型發(fā)動機的一個變種。 W型發(fā)動機,W型發(fā)動機是德國大眾專屬發(fā)動機技術(shù)。將V型發(fā)動機的每側(cè)汽缸再進行小角度的錯開,就成了W型發(fā)動機。或者說W型發(fā)動機的汽缸排列形式是由兩個小V形組成一個大V形,兩組V型發(fā)動機共用一根曲軸。嚴格說來W型發(fā)動機還應(yīng)屬V型發(fā)動機的變種。 W型與V型發(fā)動機相比可將發(fā)動機做得更短一些,曲軸也可短些,這樣就能節(jié)省發(fā)動機所占的空間,同時重量也可輕些,但它的寬度更大,使得發(fā)動機艙更滿。 W型發(fā)動機最大的問題是發(fā)動機由一個整體被分割為兩個部分,在運作時必然會引起很大的振動。針對這一問題,大眾在W型發(fā)動機上設(shè)計了兩個反向轉(zhuǎn)動的平衡軸,讓兩個部分的振動在內(nèi)部相互抵消。 目前應(yīng)用W
5、發(fā)動機的只有大眾以及它旗下其他品牌的車輛,比如老帕薩特的W8,大眾輝騰、賓利歐陸和奧迪A8的W12以及布嘉迪的W16。 水平對置發(fā)動機 在上面介紹氣缸V型排列發(fā)動機的時候已經(jīng)提過,V型布局形成的夾角通常為60°(左右兩列氣缸中心線的夾角180°),而水平對置發(fā)動機的氣缸夾角為180度。但是水平對置發(fā)動機的制造成本和工藝難度相當(dāng)高,所以目前世界上只有保時捷和斯巴魯兩個廠商在使用。優(yōu)點: 水平對置發(fā)動機的最大優(yōu)點是重心低。由于它的汽缸為“平放”,不僅降低了汽車的重心,還能讓車頭設(shè)計得又扁又低,這些因素都能增強汽車的行駛穩(wěn)定性。同時,水平對置的汽缸布局是一種對稱穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這使得發(fā)
6、動機的運轉(zhuǎn)平順性比V型發(fā)動機更好,運行時的功率損耗也是最小。當(dāng)然更低的重心和均衡的分配也為車輛帶了更好的操控性。 缺點: 那為什么其它廠家沒有研發(fā)水平對置引擎呢?除了因為水平對置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜外,還有如機油潤滑等問題很難解決。橫置的氣缸因為重力的原因,會使機油流到底部,使一邊氣缸得不到充分的潤滑。顯然保時捷和斯巴魯都很好的解決了眾多技術(shù)難題,但高精度的制造要求也帶來了更高的養(yǎng)護成本,并且由于機體較寬,因而并不利于布局。轉(zhuǎn)子發(fā)動機 相比常見的L型、V型氣缸布局形式,可能很多朋友會對三角轉(zhuǎn)子發(fā)動機感到陌生。轉(zhuǎn)子發(fā)動機又稱為米勒循環(huán)發(fā)動機,由德國人菲加士汪克爾發(fā)明,之后這項技術(shù)由馬自達公司收購。我們都
7、知道:傳統(tǒng)的氣缸往復(fù)運動式發(fā)動機,工作時活塞在氣缸里做往復(fù)直線運動,而為了把活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動,必須使用曲柄連桿機構(gòu)。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同,它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機相比,轉(zhuǎn)子發(fā)動機取消了無用的直線運動,因而同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小,重量較輕,而且振動和噪聲較低,具有較大優(yōu)勢。 工作原理:在三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,以三角轉(zhuǎn)子中心為中心的內(nèi)齒圈與以輸出軸中心為中心的齒輪嚙合,齒輪固定在缸體上不轉(zhuǎn)動,內(nèi)齒圈與齒輪的齒數(shù)之比為3:2。上述運動關(guān)系使得三角轉(zhuǎn)子頂點的運動軌跡(即汽缸壁的形狀)似“8”字形。三角轉(zhuǎn)子把汽缸分成三個獨立空間,三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做
8、功和排氣,三角轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)一周,發(fā)動機點火做功三次。而轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一圈就作功一次。 與一般的四沖程發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)兩圈才作功一次相比,具有高功率容積比(發(fā)動機容積較小就能輸出較多動力)的優(yōu)點。另外,由于轉(zhuǎn)子發(fā)動機的軸向運轉(zhuǎn)特性,它不需要精密的曲軸平衡就能達到較高的運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。整個發(fā)動機只有兩個轉(zhuǎn)動部件,與一般的四沖程發(fā)動機具有進、排氣活門等二十多個活動部件相比結(jié)構(gòu)大大簡化,故障的可能性也大大減小。 除了以上的優(yōu)點外,轉(zhuǎn)子發(fā)動機的優(yōu)點亦包括體積較小、重量輕、低重心等。相應(yīng)缺點是發(fā)動機在使用一段時間之后容易因為油封材料磨損而造成漏氣問題,增加油耗。另外其獨特的機械結(jié)構(gòu)也造成這類引擎較難維修。 VR
9、發(fā)動機 VR發(fā)動機是大眾的專屬產(chǎn)品,1991年,大眾公司開發(fā)了一種15°夾角的V6 2.8L發(fā)動機,稱做VR6,并安裝在第三代高爾夫上。這種發(fā)動機結(jié)構(gòu)緊湊,寬度接近于直列發(fā)動機,長度不比直列4缸發(fā)動機長多少。 眾所周知,對于V型6缸發(fā)動機而言,60度夾角是最優(yōu)化的設(shè)計,這是經(jīng)過無數(shù)科學(xué)實驗論證過的結(jié)果。因而絕大多數(shù)的V6發(fā)動機都是采用這種布局形式的。但為了能在更小的空間內(nèi)放下V6發(fā)動機,大眾集團另辟蹊徑的研發(fā)出了夾角為15度、體積更小的VR6發(fā)動機。而從動力參數(shù)來看,它并不遜色與普通的V6發(fā)動機,但在研發(fā)之初就暴露了明顯的抖動問題。通過一系列的平衡穩(wěn)定手段雖使問題得以明顯改善。但這依
10、然無法超越改變其本身結(jié)構(gòu)上的特性,就像普通直列發(fā)動機的震動通常都會大于V型發(fā)動機一樣,夾角更小的VR6從結(jié)構(gòu)本身就決定了它的震動會大于V6。諸如大眾旗下的高爾夫R32、EOS等車型都曾裝配過這款發(fā)動機。 VR發(fā)動機的汽缸夾角非常小,兩列汽缸接近平行,汽缸蓋上火花塞的孔幾乎并在一條直線上。VR發(fā)動機的特點就是體積特別小,所以非常適用于大眾車系的前置發(fā)動機平臺,因為大眾的前置發(fā)動機前輪驅(qū)動底盤都是縱置式的設(shè)計,而且發(fā)動機在前軸之前所以發(fā)動機不能過長否則難以布置前懸掛。這款發(fā)動機非常緊湊,雖然是V缸機,但由于兩列汽缸相離很近所以只需要一個汽缸蓋就可以搞定,比90度和60度夾角的V6成本低很多(因為普
11、通V缸機必須加工兩個汽缸蓋如果是DOHC的V缸機還需要加工4根凸輪軸,所以成本很高)。大眾VR6發(fā)動機 在基于VR發(fā)動機的基礎(chǔ)上,大眾還研發(fā)出了W12發(fā)動機,由于大眾的汽車平臺,通常都是用的前置發(fā)動機布置。也就是說發(fā)動機是安裝在前軸之前的。由于空間有限,所以對發(fā)動機的緊湊性提出了很高的要求。奔馳和寶馬使用的普通V12發(fā)動機長度很大,在大眾車上顯然是行不通的。因此大眾工程師想把兩臺VR6發(fā)動機以一定的汽缸夾角合在一起,制造出了一臺擁有4列汽缸的W型12缸發(fā)動機。它充分的利用了VR發(fā)動機的緊湊優(yōu)勢,使得這種12缸的超級機器只有普通V6發(fā)動機的長度。發(fā)動機布局 發(fā)動機可以說是汽車上最重要的部分,而它
12、的布置形式對于汽車的性能具有重大影響。對于轎車來說,發(fā)動機的布置位置可以簡單的分為前置、中置和后置三種。目前市面上大多數(shù)車型都是采用的前置發(fā)動機,中置和后置發(fā)動機只在少數(shù)的性能跑車上使用。 當(dāng)然根據(jù)發(fā)動機放置形式,也可分為橫置、縱置發(fā)動機。前置發(fā)動機 前置發(fā)動機,即發(fā)動機位前輪軸之前。前置發(fā)動機的優(yōu)點是簡化了車子變速器與驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu),特別是對于目前占絕對主流的前輪驅(qū)動車型而言,發(fā)動機將動力直接輸送到前輪上,省略了長長的傳動軸,不但減少了功率傳遞損耗,也大大降低了動力傳動機構(gòu)的復(fù)雜性和故障率。 另外,將發(fā)動機置駕駛員的前方,在正面撞車時,發(fā)動機可以保護駕駛員免受沖擊,從而提高了車的安全性。中置發(fā)
13、動機 中置發(fā)動機,即發(fā)動機位于車輛的前后軸之間,一般駕駛艙位于發(fā)動機之前或之后。可以這么說,中置發(fā)動機的汽車肯定是后輪驅(qū)動或者四輪驅(qū)動。 汽車在轉(zhuǎn)彎時,汽車各個部分因為慣性都會向彎外移動,引擎是質(zhì)量最大的部分,所以引擎因慣性而對車體的作用力對汽車在彎中的轉(zhuǎn)向有至關(guān)重要的影響。發(fā)動機中置的特點就是將車輛中慣性最大的發(fā)動機置于車體的中央,這樣可以使車身重量分布接近理想平衡狀態(tài)。一般來說,只有那些超級跑車或者講究駕駛樂趣的跑車才采用中置發(fā)動機。 當(dāng)然中置發(fā)動機也有缺點,由于發(fā)動機中置,導(dǎo)致車廂狹窄,不能布置較多座位,另外,由于駕乘人員離發(fā)動機太近,因此噪聲較大。但是,只追求汽車駕馭性能的人們,是不會
14、再乎這些的,甚至一些人更愿意聽到發(fā)動機咆哮的轟鳴聲。后置發(fā)動機 一般來說,最純正的后置發(fā)動機就是將發(fā)動機布置在后軸之后,最有代表性的就是大客車,而后置發(fā)動機的乘用車屈指可數(shù),最有代表性的就是保時捷911,當(dāng)然smart也是后置發(fā)動機。 曾經(jīng)的經(jīng)典車型大眾甲殼蟲和菲亞特126P也是后置發(fā)動機。 菲亞特126P 老甲殼蟲橫置發(fā)動機 橫置發(fā)動機是指發(fā)動機和汽車前橋平行。簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機,如果發(fā)動機橫著放在你眼前,就是橫置發(fā)動機。 一般來說,前驅(qū)的緊湊型轎車、大多數(shù)的中級轎車和少數(shù)高級轎車都采用了橫置發(fā)動機的布置方式。優(yōu)點: 橫置發(fā)動機的曲軸、變速器的輸入輸出軸以及車橋都是平行的,所
15、以如果是前驅(qū)車的話,最適合的就是前橫置發(fā)動機,動力傳輸距離短,方向一致,因此傳動效率較高。 另一方面,由于橫置發(fā)動機占用的縱向空間小,可以極大限度縮短了發(fā)動機艙的縱向空間,換來的是寬敞的駕乘空間,尤其是前排乘客的腿部拓展的空間。這對于尺寸有限的緊湊型轎車來講尤為重要。缺點: 前后重量分布不平衡的問題則橫置發(fā)動機的最大缺陷,由于橫置發(fā)動機發(fā)動機曲軸變速箱輸入軸平行連接在一起的,使其可以布置在發(fā)動機前軸之前,但是這些重量最重的汽車部件全部集中在車頭前方就使得前軸負荷過大,從而容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的情況,而頭重腳輕的前后軸配重也會在高速過彎時使車尾的后輪缺乏重壓,某些軸荷分配不合理的橫置發(fā)動機轎車甚至達
16、到了前70%后30%,其性能可想而知。 另一方面,由于橫置發(fā)動機變速器安裝位置過于偏向一側(cè)的原因,其驅(qū)動軸是一長一短的,當(dāng)巨大的驅(qū)動力作用在不等長的傳動軸上時,會使車兩個前輪有轉(zhuǎn)速差,從而導(dǎo)致急加速時車頭有左右擺動現(xiàn)象,也就是我們常說的扭力轉(zhuǎn)向,這一點在大排量前置前驅(qū)車型上尤為明顯。縱置發(fā)動機 縱置發(fā)動機是指發(fā)動機與汽車的前橋垂直,簡單的講就是你站在車頭前面向發(fā)動機,如果發(fā)動機豎著放在你眼前,那就是縱置式發(fā)動機。 一般來說后驅(qū)車都采用了縱置發(fā)動機,因為動力要傳遞到后橋上,在傳動距離無法縮短的情況下,就要盡可能減少動力的方向轉(zhuǎn)換。如果采用橫置的話,因為曲軸和傳動軸的方向垂直,所以先要轉(zhuǎn)換一次方向
17、,以通過傳動軸傳輸動力,但是傳動軸的方向和后橋的方向也是垂直的,所以在后橋需要再將旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換過來,這無疑降低了傳動系統(tǒng)的效率。而使用縱置發(fā)動機就可以使得曲軸與傳動軸平行,減少了一次傳動方向的轉(zhuǎn)換,無疑是降低了能量的損失。 另一方面縱置發(fā)動機可以讓變速器的位置盡量向后伸,使動力總成的重心位于前橋之后,這樣可以讓車身前后重量更加平均。 在縱置發(fā)動機平臺上,還有一個比較特殊的例子,這就是使用縱置發(fā)動機前輪驅(qū)動的奧迪。雖然奧迪使用縱置發(fā)動機更多是為了照顧quattro這個傳統(tǒng),但是其縱置發(fā)動機前輪驅(qū)動發(fā)動機的布局同樣可以帶來不錯的前后配重比。這種布置可以將發(fā)動機縱向布置在汽車前軸之前,與發(fā)動機直接相
18、連的變速箱就會受到發(fā)動機艙空間的限制,就要布置在前軸之后,變速箱的輸入軸與發(fā)動機曲軸圍繞同一軸線轉(zhuǎn)動,對于承受著發(fā)動機和變速箱重量的車前軸來說,他就像是天平的支點,發(fā)動機和變速箱分布在前軸的前后兩側(cè),使得前軸承受的發(fā)動機和變速箱重量分布更加均勻,重心配比更為合理,雖然還是會有前驅(qū)車的推頭現(xiàn)象,但是其配重比要明顯優(yōu)于普通橫置發(fā)動機車型,例如前驅(qū)的奧迪A4的前后配重比就達到了較完美的55:45。 不過縱置發(fā)動機也有缺點,由于縱置致使發(fā)動機占用發(fā)動機艙較長的空間,導(dǎo)致駕乘空間有所損失。反置發(fā)動機 “反置”是橫置發(fā)動機的一種特殊布置方式,通常的橫置發(fā)動機排氣歧管在前,進氣歧管在后的布置方式,簡單的說就
19、是“前出后進”,如果將進排氣的位置調(diào)換,將進氣歧管置于前端,排氣歧管置于后部,變成“前進后出”,就是所謂的“反置”了。只有橫置發(fā)動機才有“正反置”之說,縱置發(fā)動機進排氣歧管在左右兩端,互換并沒有什么差別,所以是沒有這樣的說法的。在我們周圍采用反置發(fā)動機的車子有很多,福特??怂?、蒙迪歐致勝、馬自達睿翼、藍瑟翼神、以及新君威2.4等車型上使用的都是反置式發(fā)動機。 “反置”發(fā)動機的前端是進氣歧管 “正置”發(fā)動機前端為排氣歧管 反置式發(fā)動機的優(yōu)勢在于進氣歧管處在迎風(fēng)面,能夠更好的降低進氣溫度,溫度的下降使空氣密度提高,單位體積內(nèi)的氧含量也隨之提升,能夠使燃燒更加充分,提高效率,有效降低油耗。對于非缸內(nèi)
20、直噴的發(fā)動機而言,反置式的布置使得供油管路也隨進氣歧管的移到了前方,有更好的散熱效果。而排氣歧管后移的設(shè)計,使排氣管不再經(jīng)過發(fā)動機下方,可以使發(fā)動機位置整體下移,有效降低重心提升操控表現(xiàn),并且排氣管與發(fā)動機距離更遠,降低了散熱系統(tǒng)的熱負荷,也避免了高溫尾氣對油底殼的影響,不再“曲折”的管路使得排氣阻力大大降低,排氣更加順暢,效率更高,發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時能夠輸出更高的功率。 不過,反置發(fā)動機也并非完美,首先排氣管位置的后移使之更加靠近乘員艙,高溫和排氣噪音很容易滲透到乘員艙,所以為了減少高溫和噪聲的影響,就需要花更多的成本在防火墻等位置做隔熱隔音的處理。另一個缺點是,反置發(fā)動機順暢的排氣管路減小了
21、排氣管內(nèi)的回壓,使得發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的排氣效率降低,進而影響進氣的效率,進氣歧管內(nèi)的混合氣常常不能被完全吸入氣缸內(nèi),也容易造成混合氣密度不均、燃油燃燒不夠充分等情況,而未進入氣缸而吸附在進氣管壁和氣門上的細小油滴也很容易在高溫環(huán)境下形成積碳。這就是反置式發(fā)動機通常在低轉(zhuǎn)速時的動力輸出較弱的原因,也是很多使用反置發(fā)動機的車型容易產(chǎn)生積碳的主要因素之一。 不過,隨著可變長度進氣歧管以及目前主流的可變正時氣門技術(shù)、正在逐漸興起的缸內(nèi)直噴技術(shù)的應(yīng)用,反置發(fā)動機的弱勢正在被逐漸改善??勺冋龝r氣門技術(shù)使“氣流及氣門開關(guān)”對于傳統(tǒng)多點電噴發(fā)動機混合氣濃度的不利影響大大降低,而直噴技術(shù)的應(yīng)用則進一步削弱了氣門開
22、關(guān)和歧管氣流對混合氣濃度的不利影響,將燃油直接注入汽缸,能夠更加精準的計算和控制噴油量,相比缸外噴射減少了燃油損失,達到提高效率降低油耗的目的??梢哉f,反置發(fā)動機在這方面的弱勢已被有效的彌補,能夠在全轉(zhuǎn)速段實現(xiàn)更高的效率,并且更好的發(fā)揮其高轉(zhuǎn)速輸出的特性。窗體頂端火花塞火花塞技術(shù): 通過電極之間的放電現(xiàn)象產(chǎn)生火花,汽油發(fā)動機是通過燃料和混合氣體的適時燃燒使之產(chǎn)生動力,但是作為燃料的汽油即使處于高溫環(huán)境下也很難自燃,要想使其適時燃燒有必要用“火”來點燃。這里說的火花點火便是“火花塞”的作用。發(fā)動機整體性能的好壞完全是取決于火花塞閃出火花的良否來決定的。我們往往把發(fā)動機比作為“汽車的心臟”,但是更
23、能把火花塞比作為是汽油發(fā)動機或部分柴油機的心臟 火花 在火花塞的中心電極和接地電極之間施加由點火裝置所產(chǎn)生的高電壓,由此電極間的絕緣狀態(tài)被破壞而產(chǎn)生電流,放電生成電火花。 火花能量決定能否使壓縮混合氣體點火爆發(fā)。 放電現(xiàn)象是在極短時間內(nèi)(約千分之一秒)完成的,且極為復(fù)雜。 火花塞所的作用就是必須在規(guī)定的時間內(nèi)使電極之間切實產(chǎn)生強火花,成為混合氣燃燒的始點。 著火 由電火花所引起的點火是通過電極之間的火花放電而使燃燒粒子活性化,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(酸性),并發(fā)生熱效應(yīng),最終形成火焰核。該熱能使其周圍的混合氣活性化,最終形成以自身燃燒為中心向周邊擴大的火焰核。 但是如果電極的消焰作用比火焰核的作用大,火
24、焰核會因此而消失導(dǎo)致熄火(指由于電極吸熱使火焰消除的作用)。 另外、如果火花隙較寬,火焰核會變大,消火作用也會變小,可保證確實點火。當(dāng)火花隙過于寬時,則需要大的放電電壓,從而超過了線圈的性能界限,反而不能放電。 火花塞必要的性能 耐熱性:可適應(yīng)極熱極冷的情況 火花塞內(nèi)部的受到的溫度在混合氣體燃燒時就達到了2000、在吸入行程中使低溫氣體受冷,讓沖程式發(fā)動機的急熱急冷現(xiàn)象把發(fā)動機運轉(zhuǎn)中的 回轉(zhuǎn)變成一回轉(zhuǎn)。與此耐熱性相同,也要求具有達不到表面著火的起點的放熱性。 機械的強度:可以適應(yīng)激烈的壓力變化 在吸入行程中達到氣體壓力以下,爆発行程中可達到45氣壓以上。唯一可以適應(yīng)這種激烈壓力變化的機械強度。
25、 絕緣性:維持高電壓的絕緣性 在急劇的溫度變化壓力變化反復(fù)的情況下,對于約1030kV的高電壓要求可以維持充分的絕緣性。 氣密性:在惡略環(huán)境下保持氣密性 在急劇的溫度變化壓力變化下,要求保持機械箱與絕緣體間的氣密性。 耐消耗性:把電極的消耗降到最小 在惡略環(huán)境下,把電極的消耗降到最小,要求具有這種耐消耗性。 耐污損性:把燃燒的污垢減到最少 惡略環(huán)境下、抑制因混合氣體燃燒而產(chǎn)生的電極的污垢。附著著的活性炭也會受熱燒盡,從而達到自我清潔的要求。因此,即使是低速行駛,也可以迅速提升火花塞的溫度,可達到(約500)。 火花塞的構(gòu)造 火花塞的散熱 火花塞將自身所受熱量的散發(fā)量稱為熱值,將可大量散熱稱為高
26、熱值(冷型)、相對散熱量較小的稱為低熱值(燃燒型),然而熱值的高低,取決于缸內(nèi)混合氣溫度和火花塞的設(shè)計。 低熱值和高熱值 低熱值火花塞絕緣體項部較長,被火焰覆蓋的表面積和氣窩的容積大。另外由于從絕緣體根部到外殼散熱較長,所以散熱少,容易造成中心電極溫度的上升。 針對這些,高熱值火花塞的絕緣體項部相對較短,被火焰覆蓋的表面積和氣窩的容積小。另外由于散熱途徑較短,散熱多,不易造成中心電極溫度的上升。 火花塞溫度與車速 火花塞溫度與車速,和熱值的關(guān)系如圖所示。在火花塞的上下限溫度,受下限溫度的自行清除溫度和上限溫度的過早點火溫度所制約。只有當(dāng)中心電極溫度處在約500950。C之間時,才能完全發(fā)揮機能
27、。 火花塞的壽命 電極的消耗 電極通過火花放電從容易放電的地方消耗電量。尤其是中心電極達到更高的溫度時,被酸化消耗掉。 電極消耗量,是根據(jù)電極材質(zhì)的融點,強度,硬度而變化的。為了減少該消耗量,在電極中使用鎳合金或白金,銥等材質(zhì),即使是很細小的電極也可以延長壽命。另外,發(fā)動機種類,根據(jù)使用條件而定,使用普通火花塞的話,行車距離可達一萬公里,約0.10.15mm的范圍。 要求電壓的上升 要求電壓(間隙間的放電所需電壓)隨著行車距離的比例而升高。該電壓的上升是中心電極的銳角部分到一定程度完全消耗期間(約4000km)的電壓上升幅度增大,其后,依靠電極消耗間隙的擴大作為主要原因,電壓上升就會變小。 火
28、花塞的推薦轉(zhuǎn)矩與推薦回轉(zhuǎn)角度 火花塞的點檢與更換 中心電極的前端完好消耗之后,會加重火花的飛濺,可能會引起混合氣體的點火不穩(wěn)定。這樣一來,恐怕會導(dǎo)致發(fā)動機馬力的低下,燃油費用的惡性增長,發(fā)動機壽命減弱。因此推薦火花塞的交換。 普通火花塞的交換推薦時期 4輪轎車 : 15,000 20,000 km 小型汽車 : 7,000 10,000 km 2輪車 : 3,000 5,000 km 不良情況的診斷方法鉑金火花塞 火花塞分很多種,就材料而言主要有:鎳合金、鉑金等,這些材料本身都有良好的導(dǎo)電性。火化塞散熱形式有冷型火花塞和熱型火花塞,火花塞的電極結(jié)構(gòu)主要有單極、雙極、四極等。其中出于想提升車輛點
29、火性能方面的考慮,很多人都會想著把自己的單極火花塞改為多極的,或者將自己的鎳合金火花塞改為鉑金的。對于單極和多級,本文不做討論,但說不同材質(zhì)的火花塞,是否值得更換呢?從價錢上看,貴金屬火花塞雖然比鎳合金的貴幾十元,但相對于動輒可以優(yōu)惠上萬元的車價而言,它絕對價值并不高,為何原廠并不采用這些貴金屬的火花塞呢?是完全出于成本嗎?還是別的什么原因?弄清楚這個問題,我們就能搞清楚,咱們自己的車子是不是值得更換鉑金火花塞了。 火花塞是由絕緣體和金屬殼體兩部分組成,金屬殼體帶有螺紋,擰在發(fā)動機氣缸上,在金屬殼體中有一個中心電極,它通過絕緣材料與金屬殼體絕緣,在中心電極上端有接線螺母,連接從分電器的過來的高
30、壓線,在金屬殼體下面還焊有接地電極,在中心電極與接地電極之間有很小的間隙,脈沖高壓電擊穿兩個電極之間的空氣,產(chǎn)生電火花點燃可然混合氣做功,由于火花塞工作在高溫高壓的惡劣環(huán)境,對它的材料和制造工藝都要求十分高,但在大多經(jīng)濟型車常采用鎳合金火花塞,只有中高檔車才會使用鉑金火花塞或白金火花塞。鉑金火花塞 許多車友認為,廠家不給自己的車配備鉑金火花塞,完全是出于成本考慮,是偷工減料的表現(xiàn),因此十分憤憤地掏錢將自己車上遠未到火花塞更換周期的鎳合金火花塞更換為鉑金的。這樣的更換顯然是出于對性能的考慮,而非耐久性。那么估計十個車友會有九個覺得失望,因為這種性能的提升實在是有限,甚至絲毫感覺不出來。其實這才是
31、原廠不采用貴金屬火花塞的主要原因。 提高整個發(fā)動機的點火性能是一個系統(tǒng)工程,單靠換火花塞對發(fā)動機性能是不會有太大的改觀。因為發(fā)動機的點火系統(tǒng)主要由高壓線、點火線圈、分電器、火花塞等組成。我們要想從根本上提高發(fā)動機性能,首先需要考慮提升點火電壓,更高的電壓才能提供更大的點火能量。提升電壓之后就更換線徑粗且導(dǎo)電性好的高壓線,因為一條高壓線的導(dǎo)電性與它的截面積、長度和材料有關(guān)系,如果線徑過細、過長以及導(dǎo)線中含雜質(zhì)較多都會影響點火性能。只有這些更換以后,才有必要考慮更換鉑金火花塞。注意,這里說的也僅僅是考慮,而不是必須,因為此時即使不更換鉑金火花塞,點火性能同樣也能獲得提升。 與單極和多級的區(qū)別不同,
32、鉑金火花塞最主要的優(yōu)點并不是提高點火能量,而是提高耐久性。它的使用壽命比鎳合金的長得多,適合更惡劣的工作環(huán)境,對于高性能發(fā)動機而言,它能更持久穩(wěn)定的工作。至于在性能方面,它的點火能量與普通鎳合金是類似的,當(dāng)然會在失火率方面有些優(yōu)勢,但這更多的是出于其要滿足高轉(zhuǎn)速發(fā)動機的設(shè)計需求,而且這種優(yōu)勢并不明顯。因此當(dāng)我們修改了整套點火系統(tǒng)以后,發(fā)動機的工作狀況變得更加強了,燃燒室的工作環(huán)境變得更加惡劣,因此采用鉑金火花塞的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來。 而對于價格較低的經(jīng)濟型轎車,它的設(shè)計取向更多的是經(jīng)濟性,在能滿足日常代步的情況下,剔除更多沒有意義的強化。而作為鎳合金的火花塞,完全可以滿足這類車型的工作需求,雖然每
33、3萬公里左右需要更換一次,但成本要比鉑金的低很多,綜合來看其成本差別并不大。當(dāng)然,后期的更換也會給廠家?guī)硪恍┦酆罄麧櫍@也是廠家考慮的因素之一,但并不是主要的。鉑金火花塞最大的特點是壽命長,耐久性好,適合更惡劣的工況。因此在其他部件沒有做任何改動的情況下,更換鉑金火花塞,一般只能起到延遲更換火花塞周期的作用,而對于性能的提升則非常有限。對于那些并不想徹底修改點火系統(tǒng)的車主來說,如果在原廠火花塞還未到更換周期的時候更換鉑金火花塞,是非常得不償失的。 而如果單純期望從性能提升的角度更換鉑金火花塞,還是放棄為妙,因為更換以后產(chǎn)生的效果很難讓你有任何驚喜。如果是出于壽命考慮,自己的車輛使用比較惡劣,
34、短時間駕駛里程較多,不愿意頻繁前往維修站更換火花塞的車友,采用鉑金火花塞是可以的,這樣可以減小更換次數(shù),并且提高工作效率。機濾 機濾全稱機油濾清器,它的作用是去除機油中的灰塵、金屬顆粒、碳沉淀物和煤煙顆粒等雜質(zhì),保護發(fā)動機。 在發(fā)動機工作過程中,金屬磨屑、塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉淀物、水等不斷混入潤滑油。機油濾清器的作用就是濾掉這些機械雜質(zhì)和膠質(zhì),保待潤滑油的清潔,延長其使用期限。機油濾清器應(yīng)具有濾清能力強,流通阻力小,使用壽命長等性能。AMT變速箱 AMT是在傳統(tǒng)的手動齒輪式變速器基礎(chǔ)上改進而來的;它揉合了AT和MT兩者優(yōu)點的機電液一體化自動變速器;AMT既具有普通自動變速器自動變速
35、的優(yōu)點,又保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造的長處。它是在現(xiàn)手動變速器上進行改造的,保留了絕大部分原總成部件,只改變其中手動操作系統(tǒng)的換檔桿部分,生產(chǎn)繼承性好,改造的投入費用少,非常容易被生產(chǎn)廠家接受。 駕駛員通過加速踏板和操縱桿向電子控制單元(ECU)傳遞控制信號;電子控制單元采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號,時刻掌握著車輛的行駛狀態(tài);電子控制單元(ECU)根據(jù)這些信號按存儲于其中的最佳程序,最佳換檔規(guī)律、離合器模糊控制規(guī)律、發(fā)動機供油自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)律等,對發(fā)動機供油、離合器的分離與結(jié)合、變速器換檔三者的動作與時序?qū)崿F(xiàn)最佳匹配。從而獲得優(yōu)良的燃油經(jīng)濟性與動力性能
36、以及平穩(wěn)起步與迅速換檔的能力,以達到駕駛員所期望的結(jié)果。 不過AMT變速箱并非完美的,AMT變速箱最大的缺點就是換擋舒適型不佳,且在換擋過程中產(chǎn)生動力中斷,使得換擋過程中極速性能不好。CVT CVT(Continuously Variable Transmission),直接翻譯就是連續(xù)可變傳動,也就是我們常說的無級變速箱,顧名思義就是沒有明確具體的檔位,操作上類似自動變速箱,但是速比的變化卻不同于自動變速箱的跳擋過程,而是連續(xù)的,因此動力傳輸持續(xù)而順暢。 CVT變速箱結(jié)構(gòu)無級變速箱工作原理視頻 CVT傳動系統(tǒng)里,傳統(tǒng)的齒輪被一對滑輪和一只鋼制皮帶所取代,每個滑輪其實是由兩個椎形盤組成的V形結(jié)
37、構(gòu),引擎軸連接小滑輪,透過鋼制皮帶帶動大滑輪。玄機就出在這特殊的滑輪上:CVT的傳動滑輪構(gòu)造比較奇怪,分成活動的左右兩半,可以相對接近或分離。錐型盤可在液壓的推力作用下收緊或張開,擠壓鋼片鏈條以此來調(diào)節(jié)V型槽的寬度。當(dāng)錐型盤向內(nèi)側(cè)移動收緊時,鋼片鏈條在錐盤的擠壓下向圓心以外的方向(離心方向)運動,相反會向圓心以內(nèi)運動。這樣,鋼片鏈條帶動的圓盤直徑增大,傳動比也就發(fā)生了變化。 CVT變速箱有哪些優(yōu)點? 1、由于沒有了一般自動擋變速箱的傳動齒輪,也就沒有了自動擋變速箱的換擋過程,由此帶來的換檔頓挫感也隨之消失,因此CVT變速箱的動力輸出是線性的,在實際駕駛中非常平順。 2、CVT的傳動系統(tǒng)理論上擋
38、位可以無限多,擋位設(shè)定更為自由,傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)中的齒輪比、速比以及性能、耗油、廢氣排放的平衡,都更容易達到。 3、CVT傳動的機械效率、省油性大大優(yōu)于普通的自動擋變速箱,僅次于手動擋變速箱,燃油經(jīng)濟性要比好很多。 奧迪A6L的CVT變速箱解剖圖奧迪A6L的CVT變速箱鋼帶 既然有這么多優(yōu)點,為什么不讓所有的汽車都采用CVT變速箱呢?有兩方面因素: 1、相比傳統(tǒng)自動擋變速箱而言,它的成本要略高;而且操作不當(dāng)?shù)脑?,出問題的概率更高。 2、CVT變速箱本身還有它的缺點,就是傳動的鋼帶能夠承受的力量有限,不過隨著科技的進步,鋼帶承受能力的問題正在解決,很快我們就可以看到大排量高扭矩車型會裝備CVT變速箱
39、了。Multitronic Multitronic是1999年奧迪與LuK公司共同研制的鏈條傳動CVT無級變速器?,F(xiàn)被應(yīng)用于奧迪A4、A6等縱置前驅(qū)車型上,其結(jié)構(gòu)同發(fā)動機均為縱置式。得益于油冷技術(shù)及新的合金鋼帶,新款變速箱已經(jīng)可以承受最大400N·m扭矩。 在結(jié)構(gòu)上Multitronic與其他品牌的無級變速器差異不大。TCM變速器控制系統(tǒng)會感知車輛是否為下坡,控制器一旦發(fā)現(xiàn)車輛正處于陡坡下坡狀態(tài)時會自動降低“擋位”來依靠發(fā)動機阻力控制車速。早期的Multitronic變速器只能模擬六個擋位;2004年奧迪將其升級到七擋并加入S擋運動模式;而最新的變速器可模擬出八個擋位。Multitronic的特點 1.模擬8速并帶有運動擋:最新型的Multitronic變速器能夠模擬出八前進擋和S運動模式,這就使得它的駕駛感覺更趨近于傳統(tǒng)有極變速車型。 2.承受的扭矩更大:早期的Multitronic變速器只能承受310N·m的扭矩,這就使其應(yīng)用范圍受到很大限制。現(xiàn)在,新的技術(shù)將扭矩提高到了400N·m,遠遠高于其他品牌的無級變速器,它可裝備在動力最為強勁的奧迪A6 2.7TDI車型上。裝備Multitronic變速器的車型 Multitronic變速器可以用于奧迪MLP縱置前驅(qū)平臺的車型上,例如:奧迪A4/A4L、A5、以及A6/A6L。
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