日本汽车发动机所采用的新技术
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国外GDl发动机技术特点及发展趋势汽油缸内直接喷射式(GD I )发动机,是上世纪90年代末国外内燃机研究与开发中最引人注目的发动机。
专家们认为,GDl发动机的出现使汽车发动机技术进入了一个崭新的时代。
它将在21世纪取代传统的汽油机和柴油机而成为轿车最理想的动力装置。
1总体发展动向传统的汽油发动机,是将燃油喷射到进气管中,与空气混合后再进入气缸内燃烧。
而GD I发动机的工作特点是,将燃油直接喷入气缸,利用缸内气流和活塞表面的燃料雾化效果达到燃烧的目的。
据有关资料介绍,GDl发动机在工作的均匀性及全负荷下的性能方面都有极佳的表现,而且使汽油机的冷车工作不稳定性问题也有了显著的改善。
此外,GDl发动机还有实现分层燃烧的特点,可使燃油经济性大大提高。
G D I发动机与一般汽油发动机的主要区别在于汽油喷射的位置,目前一般汽油发动机上所用的汽油电控喷射系统,是将汽油喷入进气歧管或进气管道上,与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃作功;而GD I缸内喷注式汽油发动机顾名思义是在气缸内喷注汽油,它将喷油嘴安装在燃烧室内,将汽油直接喷注在气缸燃烧室内,空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃作功,这种形式与直喷式柴油机相似,因此有人认为,GDl汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
缸内喷注的关键在于产生与传统发动机不同的缸内气流运动状态,通过技术手段使喷射入气缸的汽油与空气形成一种多层次的旋转涡流。
因此GDl采用了立式吸气口、弯曲顶面活塞、高压旋转喷射器等三种技术手段。
目前,各国的汽车公司都在大力开发和采用这种技术先进、性能优异的产品。
日本三菱汽车公司一直处于领先地位。
自1996年8月率先向市场投放第一台 GDl发动机以来,三菱公司先后又开发出了多种不同类型的GDl发动机,即 2.4L四缸机、3. OL六缸机和3. 5L六缸机,它们己分别装用于四种中、大型轿车投放市场。
近年来,该公司又推出多种GDl新机型:4. 5L的V8机、L 5L的直列四缸机和O. 66L的直列三缸机。
汽车发动机技术英文缩写的含义VVT-i:这是丰田最惯用的,不过80年代就已经普及了,现在基本已经算是标准配置了,参考伊兰特之类的....含义是可变气门正时,这里单指的是进气可变。
什么意思呢,就是当发动机以不同的工况运转时,进气门的开闭时刻是可以变的,意思是当需要大扭矩时(深油门),气门的开启时刻会提前,关闭时刻会滞后,用以获得更多的进气量,从而提高发动机的动力。
双VVT-i就是在上面的基础上增加了对排气们的开闭时刻控制(可变),原理同上。
i-VTEC:此相技术目前由本田公司所掌握(其他厂家也有,叫法不同而已),这个要比刚才的VVT-i在技术性上先进很多,它是在VVT-i的基础上又增加了对气门升程的控制(可变),简单说就是不光能调节进气门的开闭时刻,而且能够调整进气门的开启时长(VVT-i 一般是不会延长开启时间的,相当于强制提前,开启时长不变),距离还是需要大扭矩时(深油门),气门的开启时刻提前,同时会根据实际情况相应延长开启时间(也就是进气门关闭时刻的滞后),以取得更大的动力。
注:本田等一线厂家现已经发展至连续可变气门正时及升程,这也是i-VTEC的中文意思。
VCM:汽缸关闭技术。
此技术为本田所推崇(很多高档多缸发动机汽车都有),仅限本田3.5 V6机型。
顾名思意,就是在适当的环境采用适当的汽缸来工作,但仅有3种模式:A.3缸(低速省油模式,V6发动机一侧的3个缸工作)。
B.4缸(中速巡航模式,V6发动机的头端4个缸工作)。
C.6缸(高速大功率模式,汽缸全开)。
ABS:电子刹车防抱死系统。
制动过程中,当某一车轮出现抱死(固定不转)趋势时,针对此车轮放松制动力,再制动,反复。
目的就是防止车轮发生抱死现象,致使车辆侧滑翻转。
注:有此设备会大大提高安全性,而且已经普及,据说新的规定要求所有车辆必须拥有此设备..据说啊。
有此设备后可能会延长刹车距离。
EBD:电子制动力分配系统。
会针对每个车轮的附着力情况实施不同的制动力,以求车辆平稳减速,不会发生侧滑和翻转。
80年代后日本汽车产业的发展历程概述:日本汽车产业发展历程为世界汽车行业甚至整个工业领域的发展探索出一套集聚强大竞争力和生命力的创新理念、生产模式和管理制度。
1960—1980年间,日本汽车年进口量最高不超过6万辆,最低的年份只有l万辆。
日本凭借着汽车国内销售和出口量双高速增长的现实创造了世界汽车工业发展的奇迹丰田、日产、富士重工、铃木等公司迅速成为世界级的汽车生产厂,丰田公司在1972年到1976年四年间就生产了1000万辆汽车。
1980年,日本汽车总产量达到1104万辆,超过美国而成为世界最大的汽车生产国和出口国,日本终于成为美国和欧洲之后世界第三个汽车工业发展中心。
80年代至90年代:贸易逆差—由于大量对美出口给美国带来了巨额贸易逆差,从1980年起年年都发生的日美汽车贸易摩擦成为影响日美关系的重要因素,而丰田、本田、日产等汽车厂商为了免受影响,纷纷把生产基地搬到美国本土。
资本输出—20世纪80年代,日本汽车工业进入以资本输出为主的国际化扩张阶段。
1980年,日本汽车产量达到1104万辆,超过美国成为世界最大的汽车生产国和出口国。
这一阶段,日本与美欧贸易摩擦增多,国内消费市场的日趋饱和。
面对这样的状况,1981年日本对向欧美各国出口小轿车的数量进行限制,迫使日本各汽车厂家重新谋求全球战略,变商品输出为资本输出,直接向欧美以及发展中国家投资建厂。
国际化扩张—日本汽车国际化趋势愈演愈烈。
1982年,美国本田制造有限公司(本田独资)投产;1983年,美国日产汽车制造公司(日产独资)投产;1984年,新联合汽车制造公司(丰田与通用合资)投产;1987年,国际汽车联合公司(马自达与福特合资)投产;1988年,肯塔基丰田汽车制造有限公司(丰田独资)投产;同年9月,美国三菱汽车制造有限公司(三菱独资)投产。
设计趋势——日企开始把汽车产品开发重点转向更加节能,节材,安全,舒适,环保和多功能。
以丰田公司为例:而日本的汽车产业是以引进外国的先进技术为跳板,对其进行消化吸收,自主创新,不依赖于他国。
汽车发动机新技术的开发与展望近年来,汽车技术的发展飞快,特别是对于发动机技术的研发更加注重,以改善燃油效率和减少排放为目的。
下面我将介绍一些新兴技术以及未来的发展方向。
一、缸内直喷技术传统的汽车发动机采用的燃油喷射方式是在进气道的气流中加入燃油,然后在汽缸内进行混合燃烧。
而缸内直喷技术则是将燃油直接喷射到汽缸内,这种喷射方式比传统的喷射方式更为高效,能够提高燃油利用率并降低排放。
缸内直喷技术还具有调控发动机功率和油耗的作用。
它可以根据车速、转速等不同的行驶状态进行燃油喷射量的控制,从而实现不同动力输出和油耗要求。
二、电动增压技术在传统汽车车型中,增压技术是通过机械方式实现的,从而增加发动机的输出功率。
电动增压技术则是通过电机代替传统的机械增压器,让增压器旋转时的操作更加灵活和快捷。
电动增压技术的主要优点在于其快速响应和可变增压能力,它可以根据汽车行驶状态的变化即时进行调整,从而实现更加精准的提速和油耗控制。
三、质子交换膜燃料电池技术质子交换膜燃料电池技术已经成为汽车发动机的一项新兴技术。
它能够将氢和空气作为燃料在电池中反应,然后将能量转化为电能,并将水作为唯一的废气排放物质。
相对于传统内燃机,燃料电池的优势在于其高效、清洁和可持续能性。
尽管目前还存在一些技术和成本上的挑战,但燃料电池作为汽车未来发展的趋势是可以预见的。
四、电力化技术汽车电力化已经成为汽车企业的一项研究重点。
传统的汽车发动机主要依靠燃油来提供能源,而电动发动机则通过电池储存的电能来提供动力。
这种技术能够更加灵活地调控车速、强化启动加速性能,同时还能够降低噪声和减少碳排放。
尽管目前电动汽车的成本和性能还存在一些局限性,随着新的技术的推出和成本的下降,电动化将成为未来发动机技术的中心领域。
未来发动机技术的发展趋势在于提高燃油效率和降低碳排放,为汽车行业的可持续发展贡献力量。
通过不断的技术研发和开发,“技术驱动”的汽车行业将实现更加强大的发展,并为人类的未来带来更加美好的生活。
文章介绍的是三菱4G18,但是也适用于4G13东安三菱发动机详细介绍也来说我所了解的4g系列,我不是什么汽车行业的,我更不懂多少机械,我不会像某些人那样为了显示自己的权威,上来就说自己认识多少汽车业内人士,说自己是从事了多少人机械行业。
我只是有一辆新买的海福星,所以,我去了解它,用心去体会它的优点,以及缺点。
步入主题,这里不说车,就是4g系列的动机。
————————————————————————————————首先,我先借用一下nasa对东安三菱及起成立原因的口述:“上个世纪90年代末,日本5个汽车厂销毁了不合时代的发动机图纸,代表化油器时代的终结.谁料三菱不景气.亏损严重,硬把4g系列的图纸卖给中国,当时由于4g系列没有什么技术含量,所以日本乘用车联合会没有反对.谁知中国人拣了个宝,到处4g开花.”到底东安三菱是怎么来的呢??1998年,由中航技集团主导,三菱提供技术支持及资金入股的哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司(也就是我们常说的东安三菱)正式成立。
哈尔滨东安动力股份有限公司、哈尔滨东安发动机(集团)有限公司、哈尔滨飞机工业(集团)股份有限公司、马来西亚马中投资控股有限公司、日本三菱自动车工业株式会社和日本三菱商事株式会社是哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司的股东,分别占有36%、19%、15%、9%、15.3%和5.7%的股份。
公司是以研制、生产和销售从股东之一的日本三菱汽车引进的4g1系列、4g9系列、4g1 mivec系列、4g15涡轮增压系列电喷发动机、f5m41变速器和其零部件为主的企业。
可作为轿车、多功能车和越野车动力装置的各系列发动机覆盖1.3升至2.0升黄金排量。
公司从欧美、日本和韩国引进的世界先进水平的机加生产线装试生产线,可年产4g1发动机15万台和4g9发动机15万台。
东安三菱在当今的中国汽车业显得有点另类——独立于整车企业之外,专门生产动力总成(发动机及变速器),使东安三菱显得有些特立独行。
日本汽车发动机所采用的新技术
【摘要】发动机作为汽车的心脏,其重要性不言而喻。
有了好的发动机,汽车性能将会大幅度提高,从而给人一种驾驶汽车的快感。
现如今,日本的发动机技术处于全世界领先地位,学习和借鉴他们先进的技术和经验将对我国发动机技术的发展产生巨大的推动作用。
As the heart of the car engine, its importance is self-evident. A good engine, vehicle performance will be improved, so as to give a person a kind of driving a car of pleasant sensation. Nowadays, Japan's engine technology in the world leading position, study and learn their advanced technology and experience of China's engine will of the development of the technology has the huge role.
【关键词】VTEC i-VTEC 可变进气歧管技术VVT-i 偏置曲轴技术电子式节气门
引言:现如今,汽车应用日益普遍,走进了千家万户,而作为一辆汽车的心脏-发动机,其重要性不言而喻,而目前我们发动机技术水平与国外相差甚大,我们需要学习和借鉴国外先进的发动机技术,以提高我们汽车水平。
本田发动机
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。
结构原理:
与很多普通发动机一样,VTEC发动机每缸有4气门(2进2排)、凸轮轴和摇臂等,但与普通发动机不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。
中、低转速用小角度凸轮,在中低转速下两气门的配气相位和升程不同,此时一个气门升程很小,几乎不参与进气过程,进气通道基本上相当于两气门发动机,但是由于进气的流动方向不通过气缸中心,故能产生较强的进气涡流,对于低速,尤其是冷车条件下有利于提高混合气均匀度、增大燃烧速率、减少壁面激冷效应和余隙的影响,使燃烧更加充分,从而提高了经济性,并大幅降低了HC、CO的排放;而在高转速时,通过VTEC电磁阀控制液压油的走向,使得两进气摇臂连成一体并由开启时间最长、升程最大的进气凸轮来驱动气门,此时两进气门按照大凸轮的轮廓同步进行。
与低速运行相比,大大增加了进气流通面积和开启持续时间,从而提高了发动机高速时的动力性。
这两种完全不同性能表现的输出曲线,本田的工程师使它们在同一个发动机上实现了,并且形象地称之为“平时的柔和驾驶”与“战时的激烈驾驶”。
但是VTEC系统对于配气相位的改变仍然是阶段性的,也就是说其改变配气相位只是在某一转速下的跳跃,而不是在一段转速范围内连续可变。
为了改善VTEC系统的性能,本田不断进行创新,推出了i-VTEC系统。
简单地说,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i-VTEC=VTEC+VTC。
此时,排气阀门的正时与开启的重叠时间是可变的,由VTC控制,VTC机构的导入使发动机在大范围转速内都能有合适的配气相位,这在很大程度上提高了发动机的性能。
2.可变进气歧管技术
09款City装载的1.8L发动机采用了VIM(Variable-length Intake Manifold)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。
丰田发动机
1.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。
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。
提高充气效率是提高发动机动力性能的重要措施。
除了增压以外,合理选择配气相位且能随发动机转速不同而变化,以及利用进气的惯性及谐振效应是提高充气效率的重要途径。
进气惯性及谐振效应是随着发动机转速、进气管长度及管径大小的变化而变化。
在不同转速下,进气管长度应有所不同,方能获得良好的进气惯性效应。
并且,只有采用可变配气相位,可变进气系统才能适应不同发动机转速下的要求,才能较全面地提高发动机性能。
2.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
机械学上减少活塞的侧推力,同时也会改良在低速/低载情况时的燃烧提高热效率,大大减少做功冲程时活塞与汽缸壁的摩擦
优化排放
3.电子式节气门
作用: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,提高了汽车的燃油经济性。
五十铃发动机
低嗓音
作为1^'2吨级以货运为主,在闹市区行驶频繁的车用发动机,应按柴油机轿车标准,大幅度降低车内外从惰转到全负荷高速运转从惰转到全负荷高速运转的噪音。
以轿车用各种柴油机和4BC2直喷式发动机的技术为基础,从分析主要零部件结构开始,对各种分析技术运用自如,进行了设计和实验。
新型ELF车用发动机的噪音比C系列发动机低,其全负荷噪声强度示于右图。
采取的措施有,选用重量轻、刚度高的气缸体和曲轴,在直喷式发动机和2吨上采用同步传动2.5升和2.8升发动机由于采用直喷式,使曲轴、活塞等主要部件以改进设计实现了小型和减轻重量,并力求减少摩擦力,比同一等级的涡流室式发动机在大幅度地提高燃油经济性方面获得成功。
小型、轻量、高功率
如上所述,新发动机在保持同C系列发动机气缸体尺寸不变的情况下,用相同的缸心距增大了排量,同的缸心距增大了排量,尽管采用了各种防出噪音的措施,重最仍然比C240减轻7 kg,比同样排量的4 BA 1减轻70kg,成功地进行了大幅度的轻化。
这是由于对结构进行分析而减轻了气缸体、轴承盖、连杆、曲轴的重量。
启动性能
五十铃公司在小型柴油机起动系统方面,接连不断地开发新系统,如快速起动系统QOS和UQOS,在本发动机上,又新开发了快速起动系统QOSII,供直喷式
用。
本来无需预热就能很好起动的直喷式发动机,由于增加了这种系统,在一25℃时,在10秒钟内就能起动,具有与轿车柴油机相同的起动性能。
起动性能的比较示于右图
结语:通过全文对日本本田、丰田、五十铃汽车发动机新技术的研究,希望得以借鉴,全力提高我们汽车水平。
参考文献:
1、《汽车发动机原理》徐兆坤主编北京清华大学出版社 2010
2、《现代汽车发动机原理》赵丹平主编北京北京大学出版社 2010
3、《新型汽车发动机集中控制系统的硏究与开发》陈渝光主编西安交通大学 2004
4、《汽车发动机构造与维修》吕秋霞主编人民交通出版社。