汽车发动机

最新 精品 Word 欢迎下载 可修改 发动机描述发动机（英文：Engine），又称为引擎，是一种能够把一种形式的能转化为另一种更有用的能的机器，通常是把化学能转化为机械能（把电能转化为机器能的称谓电动机）。 装配在汽车上都主要以汽油或柴油为原料，现在的新能源汽车则包括电动、氢气等形式。发动机描述这个参数主要是简要地描述一下这款车的发动机，我们标准的描述方式是：排气量排列形式汽缸数发动机特殊功能。例如宝马335i的“3.0升直列6缸双涡轮增压直喷发动机”，奔驰C200的“1.8升直列4缸机械增压发动机”。 发动机放置位置根据发动机相对车身所处的位置和自身安置的方向，我们将发动机放置按以下两种划分。 发动机放置以前后轴划分：发动机整体在前轮轴前面的称为“前置发动机”（常用英文”F”表示），绝大部分轿车都是前置发动机。发动机整体在前后轴之间的称为“中置发动机”（常用英文”M”表示），很多双座的超级跑车均采用这种布置方式，例如：兰博基尼LP640，法拉利F430等。发动机整体在后轮轴后面的称为“后置发动机”（常用英文”R”表示），这类车型比较少，典型代表车型就是保时捷911。 发动机位置以曲轴纵横标准划分：发动机位置以曲轴位置为标准，我们将发动机分为横向式（常用英文”Q”表示）和纵向式（常用英文”L”表示）两种放置类型。曲轴和车体方向成直角的叫横置发动机，一般前驱车均为横置发动机，例如：大众速腾、标致307、丰田凯美瑞等。曲轴和车体方向平行的叫纵置发动机，一般后驱车和全驱车多数都为纵置发动机，例如：奔驰C级、宝马3系、丰田锐志等。不过也有特例，奥迪就是典型的前驱车，但是纵置发动机。可能您还有点不明白，说的再简单点，如果您站在车头前方，如果发动机横向放在你眼前就是横置式发动机，纵向呈现在你眼前则为纵置式发动机。丰田凯美瑞240G采用发动机横置宝马3系采用发动机纵置所以在我们的数据库中，发动机放置位置这一项，就有出现6种情况，分别是：前置发动机，横向；前置发动机，纵向；中置发动机，横向；中置发动机，纵向；后置发动机，横向；后置发动机，纵向。 发动机结构形式 发动机结构形式就是汽缸的排列形式，主要有以下几种方式： 直列发动机(LineEngine) 发动机所有汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面，气缸是按直线排列的，我们称这样的发动机为直列发动机。直列发动机特点：它的优点是缸体和曲轴结构十分简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，尺寸紧凑。直列发动机稳定性高，低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少；但缺点是随排量汽缸数的增加长度大大增加。所以直列发动机一般都是4缸机，少数有6缸机，比如宝马著名的直列6缸发动机。 V型发动机将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定夹角布置一起，使两组汽缸形成有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。因为V型发动机是两组汽缸，所以汽缸数均是偶数，如常见的：V6、V8、V10、V12等，而且V型发动机排量都比较大，一般都在2.5L以上。V型发动机特点：V型发动机高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便，也能够为驾驶舱留出更大的空间。V型发动机汽缸对向布置，还可抵消一部分震动，使发动机运转更平顺；V型发动机的缺点则是必须使用两个汽缸盖，结构较为复杂、成本较高。另外其宽度加大后，发动机两侧空间较小，不易再安排其它装置。 W型发动机W型发动机是德国大众专属发动机技术。其原理是：将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开，简单点说，W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大W形，严格说来型发动机还应属V型发动机的变种。W发动机特点：W型比V型发动机做得更短一些，有利于节省空间，同时重量也可轻些；缺点是它的宽度更大，使得发动机室更满。大众旗下的辉腾6.0和奥迪的A8L 6.0都采用了W12发动机，布加迪威龙则是采用了8.0L W16发动机，W型发动机一般都是大排量的发动机。 H型水平对置发动机如果将直列发动机看成夹角为0度的V型发动机，当两排汽缸的夹角扩大为180度，汽缸水平对置排列，就是水平对置发动机了。水平对置发动机特点：由于它的汽缸为“平放”，因此降低了汽车的重心，同时又能让车头设计得又扁又低。这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构，这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好，运行时的功率损耗也是最小。不过由于两排汽缸水平放置，所以造成发动机缸体很宽，使得发动机舱排列会变的比较复杂，所以很少有厂家采用。目前只有两家公司采用水平对置发动机，分别是斯巴鲁和保时捷。 转子发动机上面我们讲解的几种都是通过汽缸内活塞的往复运动最终驱动车子前进，都是往复式式发动机，发动机及气缸本身都是相对不动的。而转子发动机则是一种三角活塞旋转式发动机，它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放。与往复式发动机相比，转子发动机取消了无用的直线运动，因而同样功率的转子发动机尺寸较小，重量较轻，而且振动和噪声较低，具有较大优势。转子发动机的运动特点是三角转子的中心绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时，以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动，内齿圈与齿轮的齿数之比为3比2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹（即汽缸壁的形状）似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气，三角转子自转一周，发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。转子发动机特点：转子发动机的优点十分明显，它尺寸较小、重量较轻、功率很大，并且震动和噪声极低。缺点是转子技术复杂，制造成本极其高昂，耐用性也低于传统发动机。经典实例：现在使用转子发动机的仅有马自达一家厂家，RX-8跑车使用的就是1.3L的转子发动机。 混合动力系统故名思意，混合动力系统就是在传统的汽柴发动机的基础上，加上一种其他能源的动力系统。现在普遍应用的是油电混合系统，即在汽柴发动机的车上，再加上一个电动机，两个发动机一起工作。混合动力系统其实是一种在未研究出替代能源之前的一种折中方案，他的最大优点是能够有效地降低油耗。现在市场上比较常见的混合动力车型有：丰田普锐斯、本田思域混合动力、雷克萨斯RX400H等。 进气方式 自然吸气我们一般常见的发动机多数为自然吸气式发动机，自然吸气发动机是利用汽缸内产生的负压力，将外部空气吸入，跟人类吸取空气一样，这种吸气方式的发动机称为自然吸气发动机。自然吸气发动机特点是：动力输出非常平顺,不会因为转速的变化而出现骤然的猛加速，而且使用寿命更长,维修更为简便。 涡轮增压涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Tubro)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压特点：一般增压后的发动机动力能比原发动机增加40%或更高；而缺点就是我们常说的“迟滞性”。不过目前经过技术改进，发动机在较低转速时增压器就可以介入，“迟滞性”感觉已很小。目前，除了单涡轮发动机外，很多运动型车为追求高性能还会搭载了双涡轮甚至四涡轮发动机。典型实例：萨博是涡轮增压发动机的最初应用者，他的全系车型都是用涡轮增压发动机。比较常见的还有：大众迈腾1.8TSI，别克君威的2.0T、1.6T都是涡轮增压发动机，宝马335i使用的是双涡轮增压发动机，布加迪威龙则搭载了8.0L W16四涡轮增压发动机。 机械增压机械增压器采用皮带与发动机曲轴皮带盘连接，利用发动机转速来带动机械增压器内部叶片，以产生增压空气送入引擎进气歧管内，以此达到增压并使发动机输出动力变高的目的。机械增压特点：机械增压优点是“全时介入”，使其在低转速下便可获得增压，加速感受相当线性化没有增压迟滞感；缺点就是依靠发动机曲轴带动的机械增压器，将损耗一定量发动机的动力，高转速损耗明显，燃油经济性降低，这点就不如涡轮增压系统好了。目前，普通轿车多采用单机械增压，而一些超跑为了获取更大动力，还搭载装配两台增压器的双增压发动机，这两个增压器各为一半汽缸服务。典型实例：现在国内比较常见的机械增压发动机有奔驰C200k上的1.8L机械增压发动机，奥迪的3.0T上的3.0L机械增压发动机等。 混合气形成方式 化油器化油器式是一种已经被淘汰的燃油供给方式，主要利用高速气流将汽油雾化，并与空气充分混合，然后汽缸将混合气吸入并点燃做工。化油器的缺点是控制不够精确，在正常驾驶时不能迅速对发动机负荷的改变作出反映，调整混合气浓度。致使发动机经常处于不充分燃烧的状态，所以尾气排放中有害物质含量无法满足日益严格的排放法规，同时会产生较高的油耗，到上世纪90年代末,即被国家明令禁止生产，现在已经完全被淘汰了。使用车型：1994年产普桑JV化油器发动机、90年代的夏利等。 单点电喷以喷油嘴取代了化油器，进气总管中的节流阀体内设置一只喷射器，对各缸实施集中喷射，汽油被喷入进气气流中，形成可燃混合气，由进气岐观分配到各个气缸内。单点电喷实现了电子控制，供油量精确度有所提高。但是，化油器和单点喷射存在一个共性的缺陷，燃油雾化与进气混合的位置处于进气管距离气缸的最远端，油气混合后，要分配给各个气缸，无法实现精确的按比例并且均匀的油气混合，所以油耗高且动力低。所以单点电喷现在基本也被淘汰了，使用的车型很少。使用车型：吉利豪情1.3L 三缸单点电喷发动机、奇瑞首款风云1.6L发动机。 多点电喷与单点电喷不同，多点电喷每个气缸都由单独的喷油嘴喷射燃油。燃油喷嘴安装于进气管最靠近气缸的位置，燃油喷射与进气混合在进气门之前，实行各缸分别供油。多点电喷是现在的主流技术，目前大多数车型都采用了多点电喷发动机。 。多点喷射能够按照每个气缸的需求实现精确的按需供油，因此，显著降低了油耗和排放。但是，这种“缸外喷射混合”的缺点在于，进入气缸的混合气只能够通过气门的开闭来被动控制，不能完全适应发动机不同工况的需求。并且，油气混合受进气气流的影响较大，还会吸附在进气管壁和气门上形成积碳，造成浪费，并影响发动机性能。 直喷式燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。 传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。汽油在歧管内开始混合，然后再进入到汽缸中燃烧。空气跟汽油的最佳混合比是14.7/1（也叫理论空燃比），传统发动机由于汽油跟空气是在进气歧管内混合，那么他们只能均匀的混合在一起，所以必须达到理论空燃比才能获得较好的动力性和经济性，但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离，汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大，并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上，这就的理论空燃比很难达到，这是传统发动机无法解决的一个问题。 要想解决这一难题，就必须把燃油直接喷射到汽缸中去，直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。现在很多厂家都开始采用汽油直喷技术，比如大众的1.8TSI，奥迪的3.2FSI，宝马的3.0L双涡轮增压直喷发动机，别克君越上的3.0L汽油直喷发动机等。 排气量指活塞从上止点到下止点所扫过得气体容积，又称为单缸排量，它取决于缸径和活塞行程。发动机排量是各缸工作容积得总和，一般用于毫升（ml）来表示，排气量是发动机最重要的结构参数之一。排气量简单计算公式：活塞直径mm活塞直径mm行程mm0.7854(为一固定常数) / 1000(换算为cc数)汽缸数理论上排气量越大，功率和扭距就会越大。但这也不是绝对的，关键看对发动机的调校。同一款发动机，用在跑车上功率调教就会比用在越野车上高，反之越野车的扭矩会比跑车上的高。追求的目的不同，对发动机的调教也会有差别。同时，由于增压技术的介入，小排量已拥有超越更高排量发动机动力的水平。 最大功率最大功率也叫最大马力，功率的单位是千瓦（kw），马力的单位是匹（PS），1千瓦=1.36匹。输出功率与发动机的转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高。到了一定的转速以后，功率就不会在增加了，而会成下降趋势。所以，最大功率的标注会同时标注千瓦数与相应的发动机转速，转速的表达方式是每分钟多少转（rpm）。所以，完整的发动机最大功率表达方式是：千瓦（匹）/转速，例如100kw(136ps)/6000rpm。通常最大功率决定了汽车的最高速度。 最大扭矩扭矩是发动机性能的一个重要参数，是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲”。扭矩的大小也是和发动机转速有关系的，在不同的转速会有不同的扭矩，所以扭矩的单位是牛顿.米/转速（N.m/rpm）。扭矩越大，发动机输出的“劲”就越大。扭矩决定了汽车的加速能力，爬坡能力和牵引力量。 压缩比压缩比就是发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示。为了能更直观全面的了解，我们还需要明白以下几个相关的概念。往复式发动机：简单地讲，就是在发动机气缸中，有一只活塞周而复始地做着直线往复运动，且一直循环不已。在周而复始又持续不断的工作行程之中有其一定的运动行程范围。最大行程容积与最小行程容积：就发动机某个气缸而言，当活塞的行程到达最低点，此时的位置点便称为下止点，整个气缸包括燃烧室所形成的容积便是最大行程容积。当活塞反向运动，到达最高点位置时，这个位置点便称为上止点，所形成的容积为整个活塞运动行程是最小行程容积。压缩比的表示和范围：压缩比就是这最大行程容积与最小容积的比值。常见的汽油发动机压缩比表示方法为9.0：1、9.5：1或10.5：1等。汽油发动机压缩比一般是811，柴油发动机压缩比一般是1823。压缩比与发动机性能的关系：压缩比越高就意味着发动机的动力越大。通常低压压缩比一般在10以下，高压压缩比在10以上。目前所知汽油发动机的压缩比最高已经达到了12：1。压缩比与冷却系统的关系：发动机的运转正常的工作温度都设计在80110之间。压缩比太高可能会导致汽油自燃、预燃，而引起爆震的发生，使发动机无力、损坏机械元件。所以，在提升压缩比的同时又能使发动机保持正常的工作温度是至关重要的。发动机冷却系统 爆震：正常燃烧是由火花塞的电极间隙附近形成火焰核心，此火焰燃烧速度为3040米/秒。而爆震则是远离火花塞的末端未燃混合气经过压缩后达到自燃温度，自身产生火焰提前引燃，此火焰燃烧速度为2001000米秒以上。比正常燃烧的火焰传播速度高几十倍，很容易造成发动机损坏。压缩比与90号、93号、97号汽油：汽油发动机压缩比越高，引发爆震的可能性越大。我们通常说的标号90号、93号、97号汽油，标号越高，辛烷值越高，抗爆性能就越强，当然价钱也越贵。增压与可变压缩比：增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。现今运用在汽车的增压系统有两大主流：机械增压、涡轮增压。发动机在低速时，增压作用滞后，等发动机加速至一定转速后，增压系统会开始工作，在同等行程容积下，空气密度的提升就相当于压缩比的提高。机械增压 压缩比与环保：众所周知，发动机气缸的压缩比高时，燃烧的温度也相对的升高，则排放出来的废气中氮氧化合物的含量也就增加，会引起污染。如何才能达到动力与环保的最佳平衡点，也是现今发动机技术的着重研究课题。 汽缸数汽缸：举个简单的例子，见过医院打针用的针管吧？里面推药的是活塞，那个外壳就可以看做是汽缸。按照冷却方式分为水冷发动机气缸体和风冷发动机气缸体。汽缸数：汽车发动机常用缸数有3、4、6、8、10、12、16缸。一般家用轿车发动机采用4缸居多，售价多在20万以下。6缸以上的车型售价基本都高于20万元。而8缸甚至更多缸数的发动机则是被中大型豪华车和超级跑车所采用。这其中，具备1001匹马力的布加迪威龙就是16缸发动机的典型代表车型。布加迪威龙 汽缸数与发动机性能的关系：一般来说，在同等缸径下，缸数越多，排量越大功率越高，也就是最高速越高。在同等排量下，缸数越多，缸径越小，转速越高扭矩越大，也就是加速度越快。 每缸气门数气门：指汽缸的进气门和排气门。进气门直接连接进气歧管是发动机用来吸入混合气（或新鲜空气）的入口；排气门则连接着排气歧管，是发动机排出燃烧废气的出口。每缸气门数：是指发动机每个汽缸所拥有的气门数，有两气门，三气门，四气门和五气门几种。达到或超过六气门不仅使配气结构过于复杂，还会导致发动机寿命缩短，气门开启的空间帘区(气门的圆周和气门的升程)也较小，效率下降。因此，四气门技术目前使用最为普遍。气门数与发动机性能的关系：一般来说，同等排量情况下，气门越多，进排气效率越好，就像一个人跑步，累得气喘吁吁时，需要张大嘴巴呼吸。排量较大、功率较大的发动机要采用多气门技术。汽缸和气门数可以作为判断发动机优劣的标准之一，但不是唯一标准。宝马公司的直列4缸2.0升发动机，由于其独特的可变气门技术，在功率和扭矩输出上丝毫不逊于普通的6缸机，这也是宝马318轿车动力性广受好评的原因。奔驰公司长期采用每缸3气门技术，也达到了很好的功率、扭矩和环保水平。 凸轮轴和气门的布置凸轮轴：凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。其材质一般是特种铸铁，偶尔也有采用锻件的。凸轮轴的主体是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体。上面套有若干个凸轮，用于驱动气门。凸轮轴的一端是轴承支撑点，另一端与驱动轮相连接。凸轮：凸轮侧面呈鸡蛋形，目的在于保证汽缸充分的进气和排气。一般来说直列式发动机中，一个凸轮都对应一个气门，V型发动机或水平对置式发动机则是每两个气门共享一个凸轮。而转子发动机和无阀配气发动机由于其特殊的结构，并不需要凸轮。凸轮轴和气门的布置：在以前很长的一段时间里，底置式凸轮轴在内燃机中最为常见。而现在大多数量产车的发动机配备的是顶置式凸轮轴。顶置式气门与顶置凸轮轴(OHC)：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。现代轿车发动机将凸轮轴配置在发动机的上方，相比中、下置更为合理。既缩短了凸轮轴与气门之间的距离，又省略了气门的挺杆和挺柱，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。顶置凸轮轴分类：按凸轮轴数目的多少，一般可分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)两种比较常见，当然还有制作工艺更复杂的四顶置凸轮轴。单顶置凸轮轴(SOHC)就是Single Overhead Camshaft。在双顶置凸轮轴出现之前，就叫OHC，单顶置凸轮轴的凸轮轴置于汽缸顶部，在气门之上。有些还配有可变正时凸轮用来调整发动机扭矩曲线，满足不同的使用要求。双顶置凸轮轴(DOHC)就是Double Overhead Camshaft。每个汽缸头有两个曲轴，V型汽缸因为分坐左右两块，就会总共有4个曲轴，这样对每缸4气门的设计就很便利，同时发动机也可达到更高的转速。而气门的位置更有利于高马力输出，但是这样的设计，其缺点就是重量加大，构造复杂且较昂贵。四种常见的气门和凸轮轴布置：第一种：顶置气门，侧置凸轮轴。即凸轮轴在气缸侧面，由正时齿轮直接驱动。由于此布置必须使用气门挺杆来传递动力，往复运动的零件较多，惯性质量大，容易引起振动，所以现在已经基本不采用这种布置了。如今比较常见的两种布置类型是：顶置气门，顶置凸轮轴(SOHC)和顶置气门，双顶置凸轮轴(DOHC)。这两种顶置气门布置各有优势，单顶置凸轮轴(SOHC)的成本要低于双顶置凸轮轴(DOHC)。单顶置凸轮轴(SOHC)在低转速的马力较好，比较适合市区行车；而双顶置凸轮轴(DOHC)则在高转速时马力较佳，比较适合高速行驶。汽车厂商会根据发动机成本预算和车型受众对象的不同来选择相应布置，所以我们并不能单纯以发动机的排量大小、车型的分类或是车价的高低来简单界定单还是双顶置凸轮轴。例如比亚迪F0，虽然是发动机只有1.0L排量微小型车，但使用的就是顶置气门，双顶置凸轮轴。而本田第八代雅阁中的2.0车型考虑到各方面因素，发动机所用的是顶置气门，单顶置凸轮轴也很正常。不过，就未来的发展趋势而言，顶置气门，双顶置凸轮轴将是更为主流的布置。第四种：顶置气门，四顶置凸轮轴。这是一种更高端的布置，一般用在采用V型或W型发动机的顶级跑车上面。像世爵C8就是典型的四顶置凸轮轴代表车型。宝马Double-VANOS/Valvetronic1992年，宝马推出了气门无级调节管理Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统，是应用在BMW M3上的世界首创技术。VANOS系统是一个由车辆发动机管理系统操纵的液压和机械相结合的凸轮轴控制设备。此控制系统的优点是可以根据发动机运行状态，通过凸轮轴精确的角度控制对进气门和排气门的气门正时进行无级调节，并且不受油门踏板位置和发动机转速的影响。VANOS系统基于一个能够调整进气凸轮轴与曲轴相对位置的调整机构。在实际驾驶中，这意味着在发动机转速较低时可以提供充足的扭矩，而在高转速范围内则可达到最佳的功率。此外，Double-VANOS增加了对进排气凸轮轴的调整机构，双凸轮轴可变气门正时系统可极大地减少未燃烧的残余气体，从而改进了发动机的怠速性能。VANOS系统根据发动机转速和加速踏板位置来操作进气凸轮轴。Valvetronic电子气门是具有可变进气门升程控制功能的气门驱动系统，发动机的进气完全由无级可变进气门升程控制，不再需要以往对于内燃式汽油发动机来讲必不可少的节气门。在发动机转速达到最低时，进气门将随后开启以改善怠速质量及平稳度。发动机处于中等转速时，进气门提前开启以增大扭矩并允许废气在燃烧室中进行再循环从而减少耗油量和废气的排放。最后，当发动机转速很高时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。电子气门技术的另一重要优点，是踩踏油门时发动机产生反应的时间加快。传统发动机以油门控制节气阀的方式，油门踩下节气阀打开，还要等待空气流入填满进气歧管之后，才会大量进入发动机气缸，产生所需要的动力。而电子气门发动机油门踩下时可直接控制加大进气阀门开启深度，大量空气立刻流入发动机气缸，产生所需要的动力。电子气门发动机进气阀门开启深度最浅0.25mm，最深可以到9.7mm，相差近40倍，然而从最浅变化到最深，电子气门整体机构所需要的反应时间大约只要0.3s。VANOS系统极大增强了尾气排放管理能力，增加了输出和扭矩，提供了更好的怠速质量和燃油经济性。VANOS系统的最新版是双VANOS，被用于新M3车型上。该技术于1992年被首次应用于宝马5系车型的M50发动机上。在顶置凸轮轴发动机中，凸轮轴通过一根皮带或者链条和齿轮与曲轴相连。在宝马VANOS系统发动机内有一根链条和一些链轮。曲轴驱动排气凸轮上的链轮，排气凸轮链轮被螺栓固定于排气凸轮上，第二套齿轮驱动穿过进气凸轮的第二根链条，进气凸轮上的大链轮没有固定在凸轮上，因为其中间有个大孔，孔内有一套螺旋形的齿，在凸轮的一端有一个外侧也是螺旋形的齿轮，但它太小，无法与大链轮内侧的齿轮相连接。有一小块杯状带有螺旋形齿轮的金属，其内侧与凸轮相配合，外侧与链轮配合。VANOS系统的可变性就是源于齿轮的螺旋形。杯状装置由作用于受DME（数字式电子发动机管理系统）控制依靠油压的液压机构驱动。 怠速时，凸轮正时延迟。在非怠速状态下，DME为电磁线圈通电控制油压推动杯状齿轮，在中等转速下推动凸轮提前12.5度，然后在5000转/分时，允许其回到初始位置。中速运转时推力越大气缸充气越好，扭矩也就越大。我们听到的噪声是因公差而造成的杯状装置进出时链轮的轻微摆动声音。在油门踏板位置和发动机转速的作用下，进排气凸轮轴的气门正时根据发动机所需的功率进行了调整，双VANOS系统（双可变凸轮轴控制）以此使扭矩得到了显著提升。在多数使用单VANOS系统的宝马发动机中，进气凸轮正时仅在两个明显的转数点变化。而双VANOS系统中，进气和排气凸轮的正时在大部分转数范围内持续变化。使用双VANOS系统，气门升程增加了0.9毫米，使得进气门的开启时间因而延迟了12度。为迅速而精确的调整凸轮轴，双VANOS系统需要非常高的油压，以确保在发动机低转速下能提供更大的扭矩，在高转速时有更大的功率。随着不完全燃烧气体的减少，发动机怠速得到了改善。预热阶段的特殊发动机管理控制系统能帮助催化转化器更快地达到工作温度。双VANOS系统改善了低转速功率，使扭矩曲线趋于平缓并能为该组凸轮轴扩展功率带。双VANOS系统发动机的扭矩峰值比单VANOS低450转，功率峰值高200转/分，1500-3800转/分下的扭矩曲线也得到了改善。同时，扭矩下降的速度不会超过功率峰值。双VANOS系统的优点在于在各种工作状态下，系统能够单独控制热的废气流入进气歧管。这被称为“内部”废气再循环，使得废气中的可用成分得以进行再循环。在发动机加热过程中，VANOS系统改善了油/气混合气，并有助于快速将催化转化器加热至正常工作温度。当发动机怠速时，系统能够保持怠速转速的平稳和连贯，这归功于废气再循环被减少到了最低程度。在部分负载条件下，废气再循环提高到更高水平，允许发动机在更大的蝶形气门开启角度下工作以获得更佳的燃油经济性。全负荷件下，系统恢复较低的再循环容量以为各缸提供尽可能多的氧气。从动力性方面来说，由于宝马的VANOS系统通过一些列电子装置的管理，基本实现了发动机无段的线形输出，因此它也是得到全球广泛性能迷们承认与喜爱的一项技术，在宝马的各系车中都能看到它的身影；但同时，相比于i-VTEC等比较偏重机械控制的技术，由于其采用了比较多的电控设备，因此成本上也要高出一块。双VVT-i技术全面解析1.双VVT-i（智能可变气门正时）系统 概述：双VVT-i系统根据车辆运行的实际状况，通过对进气和排气凸轮轴分别进行适时控制，从而使发动机在不同工况现均处于最佳的气门正时状态。实现全转速范围内的扭矩以及燃油经济性改善，同时降低排放。机油控制阀： 通过发动机转速、进气量、节气门位置和发动机冷却液温度，发动机ECU可以计算每个驾驶条件下的最佳气门正时，控制凸轮轴正时机油控制阀。此外，发动机ECU用来凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号来检测实际气门正时，从而提供反馈控制以达到目标气门正时。 VVT-i系统的有效运用 In 代表进气气门打开 Ex 代表排气气门打开ESA 电控点火提前发动机ECU根据各种传感器提供的信号确定并校正点火正时，以应对发动机爆震。2.Acis 谐振控制进气系统概述：通过进气歧管内的进气控制阀将进气线管分为2段来实现Acis，打开和关闭进气控制阀在发动机在不同转速和节气门不同开度下，现实现不同的进气歧管有效长度，从而提高所有低至高不同转速范围内的功率输出。2.1构造： 进气控制阀：打开和关闭进气室中的进气控制阀，以更改进气歧管的有效长度 执行器（马达）：执行器根据来自发动机ECU的信号启动进气控制阀2.2操作：（1） 关闭进气控制阀时发动机在高负载下以中速运行时，在发动机ECU的控制下，进气控制阀关闭，这样就可延长进气歧管的有效长度，有效利用进气动态效应改善发动机中速运转范围内的进气效率，继而使功率输出增加（2） 打开进气控制阀时除了发动机在高负载下以中速运行之外，发动机控制进气控制阀打开。打开控制阀时，进气室的有效长度被缩短，峰值进气效率提升改善发动机低至高发动机转速范围，继而提高在低至高转速时的输出功率。3.主动控制式发动机支架概述 前副车架采用3点支撑，前发动机支座采用主动式控制发动机支座，左、右发动机支座采用液体填充复合式发动机支座，以减少噪声和振动，并达到最高的驾驶舒适度和操控性 主动控制式发动机支架：(电动型)3.1主动控制式发动机支座（电动型） 主动控制式发动机支座（电动型）用于降低怠速时的发动机振动和噪声。由主动控制式发动机支座ECU通过信号进行控制，从而有效地将发动机的振动和噪声降到最小，这些信号根据发动机不同的工况而变化。 主动控制式发动机支座的振动被用来抵消发动机怠速振动。来自执行器电磁线圈上的主动控制式发动机支座ECU的控制信号使发动机支座振动，这些触发发动机支座内的柱塞，使膜片振动。透过主液体室将振动传递给橡胶架。 主动控制式发动机支座装有加速传感器，用于检测发动机支座的振动，传感器连续监视发动机变速的工作状态4.进气控制系统概述：该系统具有进气双路径设计，进气控制阀和执行器控制气流路径。这样，低速范围内的进气噪声降低，高速范围内的功率输出增加。操作： 发动机在低至中速范围内运行时，该系统运行进气控制阀，使其关闭一侧空气滤清器进气口。这样就将进气区域降至最小，并降低了进气噪声。 发动机在高速范围内运行时，该系统运行进气控制阀，使其打开两侧的空气滤清器进气口，这样就将进气区域增至最大，并改造了进气效率。VSV:进气控制单元 缸径行程(mm）缸径、行程：缸径是气缸的直径。行程是活塞运动行程上止点和下止点的距离。发动机工作时活塞在汽缸中往复运动，从汽缸的一端到另一端的距离叫做一个行程。也叫冲程。缸径行程：缸径行程BoreStroke所得到的乘积，就是单缸的排气量。再乘以汽缸数目，所得到的乘积，就是整具发动机的排气量。四冲程发动机：按发动机在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数，分为四冲程和二冲程发动机。在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃，称作四冲程往复活塞式内燃机，完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。而活塞往复两个行程完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机。“大缸径短行程”与“小缸径长行程”：在排气量不变的前提下“大缸径短行程”的设计，缺点是在发动机室里会占掉比较大的地方。优点是行程短，发动机高度低，整车的重心低，对高速稳定度、操控表现都有助益。相对的，“小缸径长行程”的设计优点是发动机占用空间小，车头有机会设计得较短，把宝贵的空间让出来给乘客。缺点是发动机的高度会变高，车头降低风阻和流线造型的设计不容易实现。“缸径行程”与发动机性能的关系：“小缸径长行程”峰值扭力出现的转速会比较低，适于低转速马力发动机，起步加速快。这是因为活塞每在汽缸内跑一次的行程较长，因此产生的动力加速度较高，扭力也就容易变大！用最简单的解释，就好比拳击手，直拳比刺拳有力，勾拳又会比直拳有力，是因为出拳前行程较长的缘故。反之，“大缸径短行程”设计的发动机，因为活塞的每个行程较短，产生的动力加速度较低，因此起步加速快的话，就只能靠提高发动机转速来实现了 排放水平必须靠多跑几次才能获得等量的力道输出，适于高转速马力发动机，更高的极限速度是它的专长。而想要排放水平是指从发动机排出的废气中CO(一氧化碳)、HCNOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒，碳烟)等有害气体不得高于国家规定的标准。从2021年1月1日起，北京对机动车的尾气排放标准由欧洲I号改为欧洲II号，到2022年，正式实施欧洲III号标准。欧洲I号标准：汽油车一氧化碳不得超过3.16克/公里，碳氢化合物不得超过1.13克/公里。柴油车的颗粒物标准不得超过0.18克/公里，耐久性要求为5万公里。欧洲II号标准：汽油车一氧化碳不超过2.2克/公里，碳氢化合物不超过0.5克/公里。柴油车一氧化碳不超过1.0克/公里，碳氢化合物不超过0.7克/公里，颗粒物不超过0.08克/公里。欧洲III号标准（等同于国三）：汽车排放从欧到欧，不是像欧到欧那样简单，提升幅度大了很多。欧排放标准比欧在NEDC和燃油蒸发排放检测项目上的内容有所变化，欧标准中增加了低温HC/CO排放检测、车载诊断系统检测和在用车排放检测。从欧到欧执行不同的排放控制技术，欧排放标准只要求三元催化器及发动机改进措施两项，而欧排放则还包括改进的催化转化器涂层、催化剂加热及二次空气喷射。可以看出，欧排放控制技术要比欧复杂和困难得多。三元催化器 欧洲号标准：欧洲号标准污染物排放限值比号标准降低约30%，而号标准则降低60%。7辆执行欧标准的汽车，相当于1辆化油器车的污染物排放量；14辆执行欧标准的汽车，才相当于1辆化油器车的污染物排放量；而欧标准要求更高，更臻完美。排放水平与标识：排放水平达到欧与欧但是不带OBD的车辆，是二星绿色车标，达到欧标准带OBD的车辆发三星绿色车标，现在的新车上牌照都要求达到欧标准，是四星绿色车标。北京地区从2008年1月1日起就已出台政策规定，所有新车上牌照必须要达到欧标准。 燃料类型汽油发动机与柴油发动机：汽油发动机是以汽油作为燃料的发动机。优点是转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。缺点是热效率低于柴油机，油耗较高，点火系统比柴油机复杂，可靠性和维修的方便性也不如柴油机。柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。优点是功率大、经济性能好，适合于载货汽车的使用。缺点是成本较高，振动噪声大，冬季冷车时起动困难。90号、93号、95号、97号、98号汽油：汽油是由C4C10各族烃类组成，外观为透明的液体。按研究法辛烷值分为90号、93号、95号三个牌号。目前市场上所见到的97号、98号汽油产品执行的产品标准均为企业标准。标号代表辛烷值，辛烷值越高，抗爆性能就越好，燃烧完全、积炭少，具有较好的安定性，在贮运和使用过程中不易出现氧化变质，对发动机部件及储油容器无腐蚀性。汽油选用的原则：一般来说，压缩比为78的汽油机应选用90号汽油；压缩比在8以上的汽油机应选用93号或97号汽油。价格越昂贵的汽车发动机工艺越复杂，应使用标号97或更高的汽油。需要说明的一点是，在某些特殊情况下，如在较高海拔行驶或是需要大负荷、大扭矩拖挂车辆货物的时候，发动机容易产生爆震，应选用较高辛烷值的汽油。无铅汽油：无铅汽油是一种在提炼过程中没有添加铅的汽油，一般每升汽油只含有百分之一克来源于原油中微量的铅。无铅汽油比普通汽油更为环保，从2000年起在全国范围内就开始推广使用无铅汽油了。天然气：与石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。以天然气代替汽车用油，天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有价格低、使用安全、热值高、洁净等优势。氢气：当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，作为一种理想的新的合能体能源，氢能源的优点非常多，最大的特点是环保而且取之不尽，只是由于成本较高，一时还难以普遍使用。 机油容积(L)机油，即发动机润滑油，被誉为汽车的“血液”，能对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨等作用。黄色部分为机油箱 机油品质的分类：机油的识别有质量等级(API)和粘度(SAE)两种标准。API机油分为两类：“S”开头系列代表汽油发动机用油，规格有：SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL。“C”开头系列代表柴油发动机用油,规格有：CA、CB、CC、CD、CE、CF、CF2、CF4、CG4、CH4、CI4。当“S”和“C”两个字母同时存在，则表示此机油为汽柴通用型。在S或C后面的字母越靠后，质量等级越高，国际品牌中机油级别多是SF级别以上的。相关阅读：告诉你不知道的国内润滑油品牌大汇总 防冻液容积(L) 防冻液的全称应该叫防冻冷却液，意为有防冻功能的冷却液。防冻液不仅仅是冬天用的，它应该在全年使用。优质防冻冷却液的沸点通常在零上110摄氏度，在夏季使用，防冻冷却液比水更难开锅。而且可以防垢、防腐和除锈。棕色方盒为防冻冷却液箱 防冻液使用注意：注意一：尽量使用同一品牌的防冻液。 不同品牌的防冻液其生产配方会有所差异，如果混合使用，多种添加剂之间很可能会发生化学反应，造成添加剂失效。注意二：防冻液的有效期多为两年（个别产品会长一些），添加时应确认该产品在有效期之内。注意三：必须定期更换，一般为两年或每行驶4万公里更换一次，出租车应该更换得勤一些。 更换时应放净旧液，将冷却系统清洗干净后，再换上新液。注意四：避免兑水使用。 传统的无机型防冻液不可以兑水使用，那样会生成沉淀，严重影响防冻液的正常功能。 有机型防冻液则可以兑水使用，但水不能兑得太多。 缸盖材质缸盖安装在缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃气相接触，因此承受很大的热负荷和机械负荷。缸盖一般采用铸铁或铝合金材质，由于铝合金的导热性好，有利于提高压缩比，所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。铝合金：以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 缸体材质铸铁发动机与铝合金发动机：当前，汽油发动机的缸体分铸铁和铝合金两种。在柴油发动机中，铸铁缸体占绝大部分。铝合金缸体的优点是重量轻，相对于铸铁缸体而言，铝合金缸体可以减轻发动机的重量，降低油耗。在同等排量的发动机中，使用铝缸体发动机，能减轻20公斤左右的重量。汽车的自身重量每减少10，燃油的消耗可降低68。铸铁缸体的优点是体积较小，价格较铝合金缸体便宜，耐腐蚀性较高，热负荷能力强，尤其是在发动机的升功率方面铸铁的潜力更大。打个比方，一台1.3升排量铸铁发动机的输出功率可以超过70kW，而一台铝合金发动机的输出功率只能达到60kW。铝合金缸体发动机内部仍然有一部分使用铸铁材料，特别是气缸，要使用铸铁材料。在生产过程中，铸铁缸体和铝合金缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大，对环境污染大，加工工艺复杂；而铝合金缸体的生产特点恰好相反，从市场竞争的角度来说，铝合金缸体具有一定的优势。但当汽车的发动机体积要求较小时，使用铝合金缸体就很难达到铸铁缸体的强度。所以说，高增压的发动机大多采用铸铁缸体。