各系发动机详解,学汽修的必须的看!!!

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楼主 2020-11-13 08:27:56
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大众EA111发动机:
   

大众的EA111系列发动机是大众公司小排量发动机的主力,有1.2L、1.4L、1.6L三种排量。大众的EA111系列发动机融合了缸内直喷、涡轮增压等先进技术,具有小排量、高功率、低油耗等性能优势。材质有铸铁缸体和铝制缸体两种类别,但引进到国内,并搭载在多款大众车型的1.4L和1.6升发动机均为铝制缸盖、铸铁缸体。 

1.4TSI发动机
  

大众的EA111系列1.4TSI发动机是大众于2005-2006年间推出的排量为1.4L具备双增压、缸内直喷技术的发动机。TSI代表的是Twincharger Fuel Stratified Injection这几个单词首字母的缩写,通过字母表面意思可以理解为双增压+分层燃烧+缸内直喷的意思。



在欧洲市场使用大众1.4TSI双增压发动机匹配的车型有高尔夫、尚酷、EOS、Jetta以及途观等,发动机的最大功率可达到125kW/5500rpm,扭矩可达240Nm/1750-4500,因为同时具备机械增压和涡轮增压系统,无论在低转速或高转速下,发动机都能起到很好的增压效果,因此1.4TSI发动机的扭矩有着十分出现的表现。 
 

 考虑全球战略部署,大众于2009年在国内投入批量生产1.4TSI发动机。基于油品质量和成本控制等因素的考虑,国内生产的1.4TSI发动机取消了机械增压和分层燃烧,只保留涡轮增压和缸内直喷。发动机的最大功率为96kW(131ps)/5000rpm,最大扭矩为220Nm/1750-3500rpm。目前搭载1.4TSI发动机的车型有高尔
夫六、速腾、迈腾、朗逸等车型。

  

废气涡轮增压系统解析


增压器与排气管集成式设计。1.4TSI这款发动机的涡轮增压器和排气管采用了集成式的设计,这样可以一定程度上减少多余零件的体积和重量,使得这套系统相对稳定可靠。




增压系统上的涡轮叶片和叶轮叶片均采用了小尺寸设计(分别为37mm和41mm),这样涡轮的转动惯量会减小,废气就更容易带动涡轮做高速旋转,可以有效地缓解涡轮增压系统低速迟滞的现象。涡轮增压的最大压力达到1.8bar,而GTDi(240PS版本)的增压压力只是1.2bar。

 

精准监控进气压力的传感器和阀体。在涡轮增压系统的中冷器前后分别安装两套传感器(进气压力传感器和进气温度传感器),用于精准监测增压空气在冷却前后的状态,再通过ECU计算分析来调节涡轮增压器上的阀体开度,从而精确地控制所需要的进气量。 




另外,涡轮增压器上设计了两个执行压力控制的阀体,分别是涡轮增压端的排气旁通阀和空气叶轮一段的进气泄压阀,由ECU控制。主要是防止发动机转速过高时,保证涡轮在一个较为固定的转速下工作,同时防止压力过大损害涡轮和节气门等部件。所以如果废气压力超过压力单元设定的值后,阀会被打开,过多的废气就会绕过涡轮叶片被排出。
  

双循环冷却系统


1.4TSI发动机中采用了两套独立的冷却系统,一套是依靠发动机动力实现对其自身冷却循环的冷却系统(主冷却系统)。另一套冷却系统是通过电动水泵驱动,主要用于对涡轮增压器和增压空气的冷却(副冷却系统)。限流器将主、副冷却循环管路连接起来,并共用一个平衡液罐。





主冷却循环系统。主冷却循环管路可以分为两个循环管路,一个循环管路流过气缸体,另一个循环管路流过气缸盖。通过双节温器,实现对冷却液的分流。三分之一流经发动机缸体,用于冷却气缸。三分之二流经气缸盖,用于冷却燃烧室。节温器1控制气缸体的冷却液,节温器2控制气缸盖的冷却液。 




使用双节温器分离两个循环回路,主要有两个优点:一是快速加热气缸体,可以降低曲轴连杆机构内部的摩擦;二是气缸盖得到良好的冷却,降低了燃烧室的温度,增加容积效率且降低发生爆震的可能性。
  

副冷却循环系统。由电机带动的冷却循环系统,主要包括两个循环通道,一个是经过涡轮增压器,对涡轮增压系统进行冷却;另一个是经过进气歧管内的冷却器,对增压空气冷却。主要由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。

 
进气歧管翻板


其实要满足缸内的分层充气、均质稀混合气等多种不同燃烧室充气模式,“进气歧管翻板”就起到很重要的作用。如发动机在低速工况采用分层充气模式下,通过进气歧管翻板关闭下进气通道,可以减少气流通过的横截面,来增加气流流速,结合活塞顶的特殊设计,有效形成强烈的进气涡流,有利于“分层”模式下混合气的形成与雾化。同样地,当发动机进入高速工况采用均质混合气模式时,进气歧管翻板开启下进气通道,增大气流通过的横截面,以获得更多进气,提高发动机的输出功率。

 

不过,由于国产的1.4TSI发动机取消了“分层燃烧”,进气歧管的翻板也被取消,同时对进气歧管的设计做了相应的改进,如在进气道外缘的气门座上设计一个倾斜的凸峰,可以使进气缸内形成特殊的涡流,让汽油与空气混合得更充分。而“小截面,增流速”、“大截面,增流量”的进气效果,可通过节气门来实现。 




进气门可变正时


  EA111系列1.4TSI发动机上也应用了VVT可变气门正时技术,不过只应用到进气系统上,即进气可变气门正时。这套系统主要通过ECU电子控制单元、叶片槽式调节器、凸轮轴调整电磁阀等元件实现气门正时的连续可变。



TSI燃油供给系统


  直喷发动机的燃油供给系统是能否实现缸内直喷最为关键的一部分。燃油要喷入压力非常高的气缸内,就必须具备足够的喷射压力;而且为了保证缸内直喷的燃烧效率,喷油系统还需要对喷射的燃油进行精确的控制,这对喷油嘴的设计要求更高。



1.4TSI发动机配备高压燃油系统和低压燃油系统,燃油箱里的燃油泵和高压燃油泵可以根据发动机实际需求定时定量地供给燃油。在低压油泵将燃油送到高压泵之后,根据发动机的负荷,压力可以在50bar-100bar之间调节。高压油泵里集成了燃油压力调节阀和限压阀,可以为系统提供过压保护。


1.6L发动机


  进气方式:自然吸气
  最大功率:77kw/5000rpm
  最大扭矩:155Nm/3800rpm
  应用车型:朗逸、POLO、斯柯达明锐


1.6L发动机采用双顶置凸轮轴16气门结构,具有可变进气正时系统。它会根据发动机转速的需要,动态调整发动机正时,有效匹配各种转速,使车辆在各种路况和转速下可享有更线性及更为平稳的动力输出。





大众EA888发动机:


大众[ft=rgb(0, 0, 0),3,宋体, arial]EA888系列发动机诞生于2006年,相对于EA111、EA113等系列的发动机则要“年轻”得多。EA888发动机是大众全新设计的一款发动机,集合缸内直喷、涡轮增压、可变气门正时等一系列先进技术于一身,实现了动力与经济环保的结合。



EA888系列发动机包括1.8L和2.0L两种排量:1.8TSI最大功率为118kw(160PS)—5000-6200rpm,最大扭矩为250Nm—1500-4500rpm;2.0TSI最大功率可达147kw(200PS)—5100-6000rpm,最大扭矩为280Nm—1700-5000rpm。
  

这两种排量的发动机的机械结构基本一致,不同的是曲轴与活塞的连杆的长度,2.0TSI比1.8TSI的连杆有所缩短,曲轴半径加大,以增加排气量。而两者的活塞顶部结构也有所不同,主要是为了调节燃烧室的工作容积,从而保证一致的压缩比,实现相同的燃烧效果。

首批国产EA888系列发动机装备到一汽-大众迈腾

和上海大众明锐车型上。EA888系列发动机作为大众目前的主力发动机之一,现已搭载到大众旗下多种车型上,包括一汽-大众CC、速腾、上海大众途观、帕萨特等。



● 大众EA888发动机的技术特性


  

进气可变气门正时
  

EA888发动机采用了进气可变气门正时技术,能有效提高进排气效率。主要是通过位于进气凸轮轴的叶片式液压调节器来实现气门正时可变。


叶片式调节器由外壳体、内部叶片转子以及位于叶片转子内部的锁销组成。外壳体与外部的正时齿轮固定,由曲轴带动。而内部的叶片则直接与进气门凸轮轴固定,并与之一同旋转。




工作原理主要是通过凸轮轴调节阀控制相应管道中的液压机油,来驱动调节器中的叶片,进而带动凸轮轴旋转,实现气门开闭的提前或延迟,可调范围达到60°的曲轴转角。
  

缸内直喷系统


燃油供给系统是实现缸内直喷最为关键的一部分,燃油要喷入压力非常高的气缸内,就必须具备足够的喷射压力。

 

高压燃油泵是燃油加压的关键环节,EA888发动机的燃油泵是一个结构简单的单柱塞泵,靠进气凸轮轴上的四方(四点式)凸轮来驱动。四点式凸轮可使油泵供油行程和各缸相应喷油过程同步,各缸喷油均匀性和重复性比较好。 



高压燃油泵产生最大的油压为150bar,根据发动机工况需要,通过对油压控制阀的调节,燃油压力可在50bar-150bar之间调节。采用6喷孔喷油器,喷嘴锥角为50°,更有利于汽油与空气的充分混合。
  

水冷涡轮增压技术


发动机的涡轮增压器和排气管采用了集成式的设计,这样可以一定程度上减少多余零件的体积和重量,使得这套系统相对稳定可靠。




  

涡轮增压冷却系统,主要由冷却循环泵把冷却液从辅助冷却器中输送至增压空气冷却器和废气涡轮增压器中。主要包括两个循环通道,一个是经过涡轮增压器,对涡轮增压系统进行冷却;另一个是经过进气歧管内的冷却器,对增压空气冷却。请加大师微信:qxzydzb  

进气歧管翻板

  

通过控制进气歧管翻板的开闭,可以满足发动机在不同工况下的充气需求。如发动机在低速工况时,通过进气歧管翻板关闭下进气通道,可以减少气流通过的横截面,来增加气流流速,结合活塞顶的特殊设计,有效形成强烈的进气涡流,有利于混合气的形成与雾化。



同样地,当发动机进入高速工况采用均质混合气模式时,进气歧管翻板开启下进气通道,增大气流通过的横截面,以获得更多进气,提高发动机的输出功率。
  

可变排量机油泵


传统的机油泵工作中,随着发动机转速的增加,机油压力也不断增大,机油的压力主要是通过机油泵内部的限压阀限制,但是这时的机油本仍然运行在最大输出量,不仅消耗发动机的动力,而且输入的能量转化为热能,加速了机油的老化。


EA888发动机采用可变排量机油泵,主要是通过调节泵齿轮的供油量来实现机油压力的调节。怎样来实现的?主要是通过机油泵内部两个泵齿轮相对移动来实现的。两个泵齿轮无位移(正对着),供油能力最大;两个泵齿轮最大轴向位移(偏移),供油量最小。
  

双对旋平衡轴


EA888发动机采用了双平衡轴,位于气缸体的下端两侧,由曲轴和链条驱动。利用两根平衡轴自身的旋转产生的离心力正好与曲轴产生的离心力方向相反,可以抵消掉大部分的振动,从而增强发动机动平衡状态特性,降低噪音。



大众EA888发动机同样集合了缸内直喷、水冷涡轮增压、可变气门正时等先进技术,拥有更低的油耗、排放以及更强劲的动力输出,与EA111 1.4TSI发动机相比,EA888发动机采用了双平衡轴、气门滚珠摇臂与发电启动一体机等技术,使发动机运转更为平顺、噪音进一步降低。



通用ECOTEC LLU发动机:
   

ECOTEC LLU发动机是一款1.6L直列四缸多点电喷的涡轮增压发动机,被配置于国内热销的科鲁兹及君威等车型上。这款发动机的缸体及配气结构和ECOTEC LDE(1.6L自然进气)基本相同。


LLU发动机可以看成是LDE发动机的涡轮增压版本,拥有更强大的输出动力。LLU发动机最早被配置于07年的欧宝Astra H及Vauxhall Corsa VXR车型上。随后此发动机被装配于欧宝Corsa、欧宝Insignia(国内的君威)、萨博9-5、雪弗兰科鲁兹等车型上。



LLU发动机换用了ECOTEC GEN III的新型缸体,使这款发动机支持DCVCP(Double Continuous Variable Cam Phasing)、TwinPort技术(一种关闭单侧进气道的技术,在低转速时能提升燃油经济性)。国内的LLU发动机仅搭载了DCVCP技术,而TwinPort技术则未被使用,没有明确的资料表明其采用ECOTEC GEN III缸体。从数据上看,不使用TwinPort技术的同排量ECOTEC发动机在最大动力输出上会稍大一些。



LLU(这种3个字母组成的发动机代号叫GM Code,在通用集团发动机中被广泛使用)在同系列发动机中属于低功率型号,在其上还有192PS的LDW(A16LER)以及210PS的A16LES(这种6个数字和字母组成的发动机代号叫做Motor Code,各字符代表相应的发动机特性)。



● ECOTEC LLU发动机的技术特性


DCVCP(Double Continuous Variable Cam Phasing)可变气门正时系统
  

ECOTEC LLU发动机带有DCVCP可变气门正时技术。此技术类似于丰田的D-VVT、宝马的VANOS、福特的iVCT,可以实现气门开闭时间的调整。ECOTEC LLU发动机的DCVCP正时机构采用叶片式(Vane Type)设计,控制更为精准。其进气凸轮轴最大调整幅度为30度(凸轮轴转角),排气凸轮轴最大调整幅度为22.5度(凸轮轴转角)。


传统的进气歧管电喷系统
  

ECOTEC LLU发动机并没有采用时下流行的缸内直喷系统,而采用了自然进气发动机广泛采用的进气歧管燃油喷射系统。这种传统的燃油喷射系统会存在一定的壁膜损失,且喷油量控制无法达到直喷系统的精确程度,因而油耗会稍高一些。由于国内绝大部分汽油增压发动机都采用了均质燃烧模式,进气歧管燃油喷射系统在动力输出上较直喷系统不存在太大的弱势。由于进气歧管燃油喷射系统不需要高压油泵、高压喷嘴、高压管路以及各种高压密封用的密封件,因而在保养成本上有较大的优势。 




博格华纳K03单窝管涡轮
  

英朗和科鲁兹1.6T上的LLU发动机使用的是博格华纳K03单涡管涡轮,最大增压压力为1.4Bar。而这款发动机具有Superboost超推进功能,当发动机低速运转时,驾驶员深踩油门时,排气旁通阀关闭,增压压力可以在短时间内达到2.4Bar,瞬间输出265Nm的强大扭矩。官方称Superboost超推进功能并不影响发动机的寿命。



ECOTEC LLU发动机的涡轮是采用油冷、水冷双介质冷却模式,利用发动机冷却液和机油进行散热。


外置式中冷器


ECOTEC LLU发动机采用外置式中冷器。外置式中冷器体积更大,对增压空气的冷却效果更好。大众的EA888 1.8/2.0L TSI发动机均采用外置式中冷器。

  

钠冷却排气门


中空钠冷气门技术多用于柴油发动机。由于涡轮直喷发动机内部工作温度较高,使得排气门工作环境比较严酷,因而就引进了钠冷气门技术。通用Ecotec LLU发动机的排气门使用的就是钠冷气门。钠冷气门是空心的,。当气门工作时,头部温度非常高,钠吸热气化上升至气门杆顶部经冷却水散热,从而提高是气门散热能力得到提升。同样的技术在日产MR16DDT以及通用自己的LDK发动机上都有运用。

  

电子式节温器


LLU发动机采用了电子加热式节温器。可以通过PWM信号控制节温器的开度最终精确调节发动机冷却液的温度。请加大师微信:qxzydzb

宝马N20发动机:
 

宝马N20发动机可以看做是N55发动机的缩小版,凭借着先进的技术在2011年的全球十佳引擎榜上有名,在国内首次使用于国产的宝马X1车型上。





N20B20按功率高低有三种调校,高功率版本最大功率180Kw(245ps),最大扭矩350Nm;中功率版本最大功率为160Kw(218ps),最大扭矩为310Nm;而低功率版本最大功率为135KW(184ps),最大扭矩为320Nm。




N20发动机在最低1250转时就能爆发最大扭矩,是目前量产涡轮增压发动机中,最大扭矩输出转速设定最低的。最大扭矩可以一直持续到4800转,拥有3550转的宽广扭矩平台,涵盖了日常行车所要用到的转速范围。在1250转时就能达到扭矩峰值,涡轮增压发动机中很少见,如搭载在奔驰B级
车型上的1.6T M270发动机,在1250转时达到200Nm的最大扭矩,并一直持续到4000转。

  

N20发动机的技术特性 


进排气门可变正时系统(双Vanos)


N20发动机同样采用了双Vanos进排气门可变正时系统(类似于丰田的D-VVT、福特的iVCT等技术),主要通过对电磁阀对机油的控制,来相应调节进排气vanos调节机构,从而实现气门的提前或延迟连续可变。




进排气可变正时系统的进气vanos的调节范围可达70°的曲轴转角,排气vanos的调节范围可达55°的曲轴转角,双vanos可变正时技术处于领先水平。ECOTEC LLU 发动机的DCVCP可变正时系统,进气端可调范围为60°的曲轴转角,排气端可调范围为50°的曲轴转角。


气门升程调节装置(Valvetronic)


宝马的Valvetronic可变气门升程系统,主要是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。



当电动机工作时,蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同,从而实现对气门升程的控制。N20发动机的进气门最大升程达9.9mm,排气门最大升程达9.3mm。


高精度燃油直接喷射技术


N20发动机同样采用了Bosch高压喷射装置HDE,能根据发动机工况高精度控制燃油喷射。高压泵是一个单活塞泵,由排气凸轮轴通过一个三段凸轮进行驱动。



使用的Bosch的7孔喷射嘴式电磁阀喷射器能有效提高燃油与空气混合,这种电磁阀喷射器的喷射角度和喷射形状可变性较高,喷射压力最高可达200bar


单涡轮双涡管增压技术



N20发动机采用N55发动机上运用成熟的双涡管单涡轮增压技术。所谓单涡轮双涡管增压器,可以简单理解为将普通的增压器上的涡管分割为两根涡管,涡轮是由两个通道的废气推动的。这样做有什么好处?


充分地利用废气脉冲的能量推动涡轮,有效缓解涡轮增压低速时的迟滞性。N20发动机在1250rmp的时候就能爆发最大的扭矩,一直持续到4800rmp(高功率版)。 



进排气更为充分。按照发动机的点火时间,将点火时间相邻的两个气缸的排气管两两分开(1和4一组、2和3一组),合成两个废气通道,进而推动涡轮。这样可以有效降低各缸的排气干涉,使气缸的排气进气更为充分。


双平衡轴


四缸发动机相对于V型发动机来说平顺性不好,因而在发动机内部都会设计有平衡轴用于抵消发动机内部振动。其原理是使用偏心轴旋转产生与发动机振动相反的振动从而实现消振的效果。



 N20发动机采用了双平衡轴,位于发动机底部,由曲轴通过一个齿形链条进行驱动,可对发动机进行一阶和二阶的振动进行消除。


特性曲线调节式机油泵


N20发动机采用了已在N55发动机上应用的特性曲线调节阀,数字式发动机电子系统可通过该调节阀以电动控制的方式来控制机油泵的输送功率。 






特性曲线调节式机油泵可根据发动机的转速进行调节,如在较低负荷时,可相应减小机油泵的输送功率而减小机油压力。
  

总结


宝马N20发动机可以说是少了两个缸的N50发动机,集合了单涡轮双涡管增压技术、电子气门技术、高精度燃油直喷技术,使得N20发动机拥有高的性能下,进一步降低了油耗。N20发动机在1250转时就能达到最大扭矩,并能持续到4800转(高功版),涵盖了日常行车所要用到的转速范围。


丰田8A发动机的历史 


丰田8A是上世纪90年代丰田公司专门为其小型车开发的一款发动机,其被丰田主要用在一些低端产品上。由于8A不错的动力性以及低油耗,同时成本控制的较低,在面市后就大受欢迎,被誉为“1.5的动力,1.0的油耗”。1998年第一批采用进口丰田8A发动机的金夏利在国内投产。在2000年,丰田与当时的天津夏利汽车股份有限公司合资建厂,天津夏利则近水楼台先得月,将国产后的8A发动机陆续搭载在自己的夏利2000、威姿、夏利N3等车型上。



由于早期的丰田8A发动机是对外销售的,也就是非丰田车系也可以购买。因此当时以吉利为代表的系列车型,通过采购8A发动机实现了首批车型的动力匹配。不过随着丰田在国内整车布局的逐步完善,8A发动机也就不再提供给非合作伙伴的汽车厂商。
  

技术平平 皮实、耐用是最大优势


丰田8A发动机的排量为1342ml,最大功率63kW(86Ps)/6000rpm,最大扭矩为110N·m/5200rpm,这样的一个数据即使在今天看来也不落后,而且装配在整备质量还不足900公斤的夏利上,可谓大马拉小车,这样的动力表现只需花不多的钱就能享受到,还是满足了当时部分购车人的心理。

这款发动机在结构上采用了16气门的双顶置凸轮轴设计,压缩比为9.3,升功率在47kW。点火方式采用了相对落后的分电器点火,由于是机械式结构,所以在点火正时的控制上不够精确。而且该车也没有现在普遍装配的可变气门正时、电子节气门等技术。8A发动机在技术上可以说没有任何亮点,而它能成为经典的最重要原因在于皮实、耐用、油耗低、维修保养也十分方便,这在经济型轿车的购买人群里是最看重和专注的一点。
  

90号汽油即可 国产后依旧保持了丰田的品质


8A发动机配有三元催化器,尾气排放达到了欧Ⅱ标准。由于发动机的压缩比较低,所以即使长期使用90号汽油也不会有任何问题,而使用93号汽油,则可以更节能,动力性也更好,这种不挑食的特性很适合中国的国情。同时8A发动机在国产化中仍能保持一定的丰田品质,正是对产品质量的精益求精,让8A发动机在国内生产的这些年间几乎占据了经济型家用车发动机的半壁江山。
  

后来天津一汽丰田对8A发动机进行了改进,将技术老旧的分电器点火方式改成了电子点火,推出了升级版的8A+发动机。同时8A+发动机还配备了电子节气门,节气门的开度不再只由油门踏板的深度决定,而是通过采集一系列传感器的数据,直接由ECU来控制节气门的开度,这也降低了燃油消耗。通过这些改进,8A+发动机的最大功率提高了5kW,达到了68kW。扭矩也由原先的110N·m增加到了114N·m。
  

技术和品牌使用费让天津一汽开始自主研制发动机
  

当天津一汽将有着丰田技术和品质的发动机搭载在夏利车型上时,丰田绝不会只做一个默默“奉献的人”,天津一汽的代价就是其每一辆装配8A发动机的汽车都必须向丰田缴纳技术和品牌使用费,这就导致了整车的成本相对较高。同样是夏利车型,搭载1.3L排量8A发动机的车型要比1.0排量的车型贵出1万多元。为此,天津一汽也开始着手研发有自主知识产权的发动机。
  

天津一汽在8A发动机的基础上通过扩大缸径的方式研制出了1.4L发动机,并于2005年开始装配在夏利车型上。不过对于发动机的设计和研发绝不只是“扩大”或者“缩小”这么简单。这款1.4L发动机在排量上略有增加,但是发动机的参数却没有什么变化。虽然省下了技术和品牌使用费,但是简单的扩大缸径的方法却破坏了发动机原有的平衡,这台1.4L发动机无论是在噪音、油耗还是机械性能上都不如8A发动机。

与此同时,由于一汽丰田不再将8A发动机卖给非合作企业,所以国内其它汽车企业痛下决心决定自己研发。最早则是吉利汽车开发完成他们的仿8A发动机,一下子占据了市场的主动。随后长城汽车

和力帆汽车也都在丰田8A发动机的基础上,完成了自己发动机的基础研发。
  

吉利的第一台1.3升发动机MR479Q就是源自丰田的8A,整个过程耗时3年。吉利的这款发动机将8A的分电器点火改为了电子点火,从根本上解决了8A发动机老旧的技术问题。由于能够通过发动机运转情况更加精准的控制点火时间,所以很大程度上避免了发动机的爆震。在当时国内技术和装备比较落后的生产条件下,MR479Q的各项指标完全达到了原装8A的性能,工况图也几乎与丰田8A一模一样。吉利则将这款发动机搭载在自己的豪情、美日、自由舰、美人豹、华普等旗下众多的经济型轿车上。请加大师微信:qxzydzb  

力帆自主研制的发动机479Q1也借用了吉利的现成经验,但在具体调校上略所不同。479Q1具有65kW的最大功率,比丰田8A和吉利的MR479Q增加了2kW,最大扭矩也增加了5N·m,而且最大扭矩的转速由5200rpm降低到3500rpm,这种调教也更适合城市中的日常行驶。除此之外,长城精灵、新雅途等多款自主车型也装配了仿8A的发动机,而且这些发动机在结构和参数上也都与丰田8A发动机基本一样。

  

仿8A发动机在动力匹配和调教上的劣势导致最终的表现与原装8A大相径

  

众多自主汽车品牌通过仿制和二次开发的形式,研制出第一批具有自主知识产权的发动机。虽然从发动机参数上看与丰田8A发动机并无差距,但是在真正的驾驶感受上,二者却不可同日而语。这其中关键的一点就是发动机与传动系统之间所存在的匹配和调教问题。目前,很多动力数据更大的车型,其表现往往比数据小的车型还差,这种状况比比皆是也正源于此。
  

原装的8A发动机经过了丰田的工程师反复的试验以及精心的调教,再加上多年积累的经验而完成的。不仅如此,每个转速区间对应的传动系统齿比,乃至与车型整体的匹配也都非常重要。如果任何一个环节出现问题,动力表现就会大打折扣。
  

同时,威志、威姿这些车型,其原型车就是丰田车,丰田8A发动机本身就是为这种小车研制的,在车型开发之初,就已经考虑到发动机动力的匹配问题,所以综合动力表现自然出色。仿8A的车型,其发动机只是结构上做到与8A发动机类似,但具体的调校却无法做到与原装8A一致,这里涉及到配气机构的调校、点火正时以及喷油控制等多方面,以当时国内自主厂商的技术实力,还很难调校得完美。所以最终的动力表现与原装8A大相径庭,自然也就不奇怪了。
  

总结:
  

丰田8A发动机能够成为经典,有着其特殊的历史背景,在中国汽车市场刚刚起步的年代里,它凭借着皮实、耐用、省油等特点赢得了众多消费者的信赖。同时以它作为标杆,一些民族汽车品牌也开启了一条仿制加二次开发的新道路。虽然它没有突出的技术亮点,但是在一定程度上却十分符合中国的国情,即使现在看来,留在人们记忆中的8A发动机依旧是如此的美妙。


北极星发动机:


说到美国近年来的优秀发动机,那最值的大说特说的是通用的NORTHSTAR北极星,该发动机现在普遍搭载在通用的高档品牌凯迪拉克各车型上。 美国人不善于做发动机,这是不争的事实。当日本人、德国人花巨资研究发动机技术时,烧油不眨眼的美国人还在追求着宽大、舒适的享受,美国的汽车制造商也不去注重对发动机的开发,使得美国发动机技术落后于日本、欧洲等同行。但是北极星发动机的出现改变了这一局面,毫不夸张的说,北极星发动机对美国的发动机工业有着划时代的意义。 



发展历程


北极星发动机最早亮相于1993年的凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS三款车上,正因为它是V8大排量引擎,所以基本都使用在凯迪拉克这个豪华品牌外,当时这款北极星V8的代号为L37,排量为4.6升。当时的北极星凭借自己出色的升功率、优异的油耗表现和可靠的性能在美国市场上令奔驰和宝马的同排量引擎都相形见绌。


1994年, L37北极星V8引擎迎来了自己的最新版本LD8。LD8最大的变化是把凸轮形状重新打造过,降低了功率,不过却提升了低转速的扭矩,更加适合SRX这样的SUV使用。


1995年,第一代L37北极星4.6升V8发动机被调整到300匹。而LD8版的北极星也升到了275匹。就是说到了95年,4.6升排量的北极星引擎有了两个版本,分别是275匹和300匹。值得一提,这两款L37和LD8的北极星一直沿用到了今天,目前凯迪拉克DTS就是使用L37,别克最新旗舰车Lucerne使用LD8。




时间到了2004年,在凯迪拉克超级跑车XLR和豪华SUV SRX上出现了代号为LH2的北极星引擎,2005年的凯迪拉克STS 也用上LH2。LH2采用VVT可变气门正时技术,该技术虽然在日系、德系车上已经稀松平常,但是在美国发动机中是一次突破。此外,LH2还带来了全新的ETC电控油门技术。其他的北极星引擎也逐渐装备了ETC。整个北极星家族目前共有4款引擎,分别是4.4LV8(LC3) 、4.6LV8(L37)、4.6LV8(LD8)和4.6LV8VVT (LH2)。 北极星引擎总体特点 北极星V8引擎由铝合金压铸而成,2000年后,通用为了降低铝合金在成形过程出现气孔,采用了一种新的高压铸造工艺,改善了性能。在2000年以前,北极星引擎压缩比为10.3:1,到了2000年后改成了10:1。每缸双凸轮轴、四个气门、凸轮轴采取链条传动,北极星引擎的进气歧管是热塑尼龙66制成,它能够在冷却进气的同时却不会收到发动机传过来的热量的影响,从而保持良好的工作状况。北极星采用通用的SFI(sequential fuel injection)燃油顺序式喷射方式进入气缸,进排气凸轮的位置由感应器进行控制,以便精确地配合气缸气体的进进出出。



北极星还有一个特点,就是当所有冷却液都失效时引擎还可以继续运行。当电脑探测到引擎处于过热状况时,它会暂时停止一半的气缸运行,这样可以降低整个引擎的温度,以便可以让车辆能继续行驶,但是通用警告说,出现这种情况也最多只能行驶不超过50英里。 在凯迪拉克DeVille和Seville身上的北极星还装备了带有液体冷却的交流电机由于凯迪拉克身上过多的电子零件加大了电力系统的负担,于是采用液体冷却的方式能保证发电机的运行。不过2001年开始,通用重新为交流电机使用空气冷却的方式,目的是杜绝液体冷却带来的泄漏问题。 北极星引擎代表着现在美国引擎技术的最高科技,该引擎已经随着SRX和XLR的引入销售而来到中国,笔者希望通过本文,让读者能更清晰的认识北极星引擎。

历史及技术详解


任何一个品牌都有区别于其他品牌的特点,想把这个特点长久,唯一地保持住,最好的做法就是依靠领先的技术。就像大众
拥有最好的FSI和TDI技术,丰田有演绎得出神入化VVT-I技术一样,通用也有着享誉世界最好的发动机总成——北极星系列发动机。

  

1996 North star 32valve v8 发动机


北极星发动机最早亮相于1993年的凯迪拉克Allante、Eldorado和Seville STS这三款车上,代号为L37。当初正是因为其具有的V8大排量特点,所以几乎都被配置在了凯迪拉克这个豪华品牌上。1994年, L37北极星V8引擎通过改进迎来了更新的版本LD8。LD8最大的变化是重新设计了凸轮的曲线,降低了一部分发动机功率,但却提升了低转速时发动机的扭矩,因此LD8更加适合SRX这样体重较大的SUV使用。 1995年,两代北极星发动机L37和LD8都分别经过调教把输出马力调整到了300匹和275匹。自此,这两款北极星发动机就一直没有改变过,一直沿用到现在。
  

2004年Cadillac XLR配置的Northstar-V8发动机



在2004年,在凯迪拉克的超级跑车XLR和豪华SUV—SRX上出现了代号为LH2的北极星发动机,2005年的凯迪拉克STS上也出现了这款LH2北极星发动机。这款新LH2采用了在美国发动机历史上第一次应用的VVT可变气门正时技术。该技术允许进气门和出气门各自独立控制开闭时间,通过从低速到高速运转之间的调节,保证了气门在最恰当的时机开合、配合对燃油喷射的精确控制,更加高效地提高气缸内汽油的燃烧效率,使提高性能的同时,也提高了发动机废气的清洁度。此外,LH2还带来了全新的ETC(电控油门技术)系统,此系统取代了油门踏板和油门之间的机械传动。通过油门踏板位置传感器、发动机控制传感器、自动巡航命令、防侧滑控制记录以及发动机控制模块发出的变挡能量指令,发送到发动机的油门控制单元,从而改变油门大小。该系统有助于最大限度降低油耗,同时保证动力强劲、反应直接,并且利于排放清洁。在LH2之后,L37和LD8也陆续装备了ETC控制单元。
  

LC3 发动机


  

LC3发动机配置的机械增压及冷却系统
  

除了LH2,当年凯迪拉克又专门为其V系列运动轿车开发了全新的4.4L排量,代号为LC3的北极星V8机械增压发动机,该发动机提供了媲美赛车的动力性能,装载于STS-V和XLR-V上。至此,整个北极星家族目前共有4款引擎,分别是4.6L V8(L37)、4.6L V8(LD8)、4.6L V8VVT (LH2)和4.4L V8(LC3)。



北极星发动机的总体特点

  

北极星V8发动机全部由铝合金制成,掀起的发动机缸体制造工艺采用压铸技术,到2000年后,通用集团为了解决铝合金在冷却成形过程出现的气孔,采用了一种新的高压铸造工艺,降低了发动机内铝合金部件的气孔,提高了发动机性能。另外,在2000年以前,北极星发动机压缩比为10.3:1,到了2000年后改成了10:1,以适应每缸双凸轮轴、四气门、链条带动凸轮轴的设计。最后,北极星引擎的进气歧管是用热塑尼龙66制成,该材料制成的进气歧管能够在冷却进气的同时却不会受到发动机传导过来热量的影响,从而保持良好的发动机进气环境。
  

除了以上所述,北极星发动机还有一个特点,就是当所有冷却液都失效时引擎还可以继续运行,这被称作“Limp home”模式。在这种模式下,当电脑探测到引擎处于过热状况时,它会暂时停止一半的气缸运行,这样就能降低整个引擎的温度,以便可以让车辆能继续行驶,但是通用集团加了个备注:此情况下车辆最多只能行驶50英里。
  

北极星家族中的第五成员:
  

目前,北极星发动机家族里面最新的一位成员是伴随概念车CIEN一同推出的North star XV12 概念发动机。这款发动机是一款采用了60度气缸夹角,全铝质双顶置凸轮轴(DOHC),单缸四气门设计的V12发动机,排量为7.5升。能够输出750马力的功率和450磅/英尺的扭矩,但其体积却紧凑到与V8发动机相同。
  

设计该款发动机的通用汽车公司动力总成部副总裁Thomas Stephens说:“尽管通用汽车公司的动力总成产品非常多,但是到目前为止我们还没有开发过V12发动机,而这正是我们的North star XV12发动机正在探索的一个领域。我们的汽车同高级汽车市场上的其他产品相区别的重要之处就是动力总成,而采用诸多先进技术的XV12发动机可以满足大多数V8发动机的外形要求和燃油经济性标 准,这使通用汽车公司理所当然地在这一领域中处于领导地位。同时,这一发动机还继承了我们的一些设计传统。”
  

通用汽车北极星North star XV12发动机的项目经理、工程师Steve Kowalk说:“外形可能是我们所面临的一个最大的挑战,因为我们一开始就希望使V12发动机与V8发动机的外形大小相同。我们尽量缩减发动机的体积,以使其能够应用于尽量多类型的汽车之中。同时,我们还要使发动机排量最大化,并要运用‘可变排量’技术,使之能够随时提供所需的动力。我们将汽缸壁的厚度缩减至7毫米,并采用后部凸轮轴驱动方式,以使体积更加紧凑、发动机罩更低。”
  


XV12 发动机


North star XV12发动机相对于其他北极星发动机采用的先进技术包括:
  

l .“可变排量”技术
  

这款发动机可以通过关闭气门使气缸停止工作。气缸的关闭仅对于一侧的缸体适用,因此当一侧的气缸关闭时,这台发动机与一台直列6缸发动机毫无二致。系统关闭和再次激活的响应时间很短,机油系统和电磁阀的布置能使气门在6000转/分钟的情况下自由启动和关闭。
  

2 . 汽油直喷技术
  

直喷式汽油燃烧系统的采用为这款发动机赋予了更高的功率和燃油经济性,同时还降低了排放物中碳氢化合物的排放量。类似的技术可以在大众的FSI发动机中见到。
  

3. 可变进气歧管技术
  

North star XV12发动机重新设计了一级和二级歧管的三段可变进气系统使得发动机扭矩输出曲线更加平缓。它采用一种简单、紧凑而可靠的设计。使电动可变进气门执行器驱动歧管变化速度比传统的气动执行器要快。
  

4. 后部正时传动链
  

在这款发动机后部,还有一条可以带动发动机的附属部件的后部传动链,其与发动机的正时链条一同运行。这样可以减少发动机前部的附属部件数量、缩短发动机的整体长度和降低发动机的前端高度来达到更高的外形和体积要求。
  

5. 36000英里的换油周期
  

为了降低了对环境的压力和用户的使用成本。North star XV12发动机的设计换油周期为36000英里,而这是通过改进机油传感器和监控器、降低机油消耗量、提高机油冷却性能并扩大油箱容积而实现的。
  

总的来说,北极星发动机代表了北美发动机制造的最高境界。在德系,日系发动机厂商都在不断推出日益经济环保的发动机的同时,在北美,还有一个北极星在向着更高的动力目标前进。



VR6:


VR6发动机是大众集团研制开发的,它可以堪称汽车动力系统里的一朵奇葩,特殊的小夹角结构可以使其占用更小的空间,为车辆整体的结构布局提供了更为广阔的可行性。


 

VR6发动机上经过巧妙设计的进、排气机构可以使其搭载当今众多帮助发动机顺畅呼吸的电子技术,同时通过一系列减小振动的措施使其达到了较为出色的运转平稳性,最重要的是,VR6发动机的成功为新一代大排量紧凑型发动机的开发奠定了坚实的基础。




全新的VR6发动机另一个较大的变化就是缸体材质由铸铁换成了铝合金铸造,让发动机的散热更良好。





 

同时在进气系统上,VR6发动机采用了塑钢材质的进气道,同时带有进气长度可变的控制装置,通过旋转可以在不同的进气通道间切换,实现高低转速下更佳的扭矩输出。 





对于V型6缸发动机而言,采用60度的夹角属于最优化的设计,可以得到出色的运转平稳性。


而VR6上的15度V型小夹角自然打破了这一黄金角度的惯例,而工程人员通过一系列的手段,特别是通过引入平衡轴来有效降低发动机运转时的振动,但是VR6先天结构上的差异还是让其无法媲美V6发动机的平稳性。






VQ35DE:


发动机中的一个神话
  

说起VQ35DE,那简直就是一部毋庸置疑的神话。连续十四年步入沃德十佳发动机行列,出奇的安静、出色的响应及无敌的平顺性是历届评委赋予其的美誉。




VQ35DE根据不同调校,输出功率范围可以从231马力(170Kw)跨越到304马(224Kw),扭矩从334N·m到371N·m,这得益于其应用的各种当时世界先进的进气技术,安静、平顺、耐用的优先侧取决于其精湛的加工工艺和降低摩擦、保持发动机平衡的诸多方法




可变气门正时控制系统(C-VTC)可以根据发动机转速的变化连续调整进气门开启的时间及点火时机,高速时会气门提前打开,使发动机在高转速时能够吸入更多的空气,同时ECU精确计算出点火提前角,线性调整最佳点火时间,使燃油充分燃烧,达到最理想的输出功率和扭矩表现。


VQ35DE采用了微粒化喷油嘴,每个喷油嘴12 喷孔(内径130微米),传统喷嘴为4孔(内径250 微米),喷出的燃油粒径缩小约40%。喷油射程缩短,产生雾团效果更佳,增加燃油与空气的接触面积之后使得混合气体,更加均匀,燃烧更充分 



VQ发动机的气门顶筒采用了钻石级硬度的DLC(Diamond Like Carbon)涂层,这种应用将会使凸轮和气门顶筒之间的摩擦减少40%。





VQ35DE具备了当时几乎所有能减小摩擦损失的先进工艺和技术,减少的损失将会被转化为动力输出到车轮上,同时,减少摩擦还将大幅增长相关零部件的使用寿命。


VQ35DE在应用进气控制技术提升动力的同时,应用了诸多世界先进的抗摩擦工艺和技术。让这台发动机拥有了极强的平顺性和极小的噪音,成为一头“安静的野兽”。这些也正是如今各厂家追求的目标,可见日产在技术方面的领先。


日产VQ35DE V6 技术参数

排量            3498ml
气缸排列形式    V型六缸
缸径            95.5mm
行程            81.4mm
升功率—
最高转速—
最大功率        231马力(170Kw)-304马力(224Kw)
最大扭矩         334-371N·m
特有技术       全铝合金缸体、连续可变气门正时C-VTC 


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