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发动机五大系统


汽车发动机的五大系统
汽油发动机主要分两大机构五大系统: 五大系统包括:燃料供给系,起动系,冷却系,润滑系,点火系。 燃料供给系: 燃料供给系由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。 起动系: 主要由蓄电池、起动控制与传动机构和起动机(马达)等组成

冷却系: 冷却系统主要由水泵、散热器、风扇、水套和节温器等组成。

1

风扇罩 11 回水管

2

5

风扇电机

12 补水管

4 水箱 6 水泵皮带 7 水泵 8 9 10 水管 13 次水箱 14 过热蒸汽管 15 下水管 16 上水 管 17 水箱固定胶

3 风扇

润滑系: 润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、集滤器等组成。此外,润滑系 统还包括机油压力表、温度表和机油管道等。

点火系: 点火系组成:传统式由蓄电池、发电机、点火线圈、断电器、火花塞等组成。 普通式和传统式点火系统类似,只是用电子元件取代了断电器。电子点火式全 部是全电子点火系统,完全取消了机械装置,由电子系统控制点火时刻,包括 蓄电池、发电机、点火线圈、火花塞和电子控制系统等。

1、点火开关 2、点火线圈 3、绝缘盖 4、初级线圈 5、次级线圈 6、分电器 7、蓄电池 8、点火控制器 9、传动齿轮 10、真空提前装置 11、分电器主轴 12、分火头 13、分电器盖 14、离心提前装置 柴油机是没有点火系,柴油机是工作原理:空气进入气缸后,压缩成高温体同

时再由高压的柴油泵通过喷油嘴直接喷到气缸后自燃后产生动能。 不过是柴油机还是汽油都是四冲程:进气冲程,压缩冲程,燃烧冲程(作功冲 程),排气冲程。

发动机—燃料供给系详解
燃料供给系由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统组成。 空气供给系统的组成: 空气滤清器、空气流量传感器(进气温度传感器)、怠速转速控制阀(怠速控 制电动机)、进气歧管、动力腔、节气门体 功 用:向发动机提供必要的空气,并测量出进入气缸的空气量 。 分类(进气道形式分): 有旁通空气道 无旁通空气道

(a) 旁通空气式供气系统;(b) 直供空气式供气系统 1-空气滤清器;2-空气流量传感器;3-怠速转速控制阀; 4-进气歧管;5-动力腔;6-节气门体
空气通道--无旁通空气道

发动机工作或怠速时:进气口→空气滤清器→空气流量传感器→进气软管→节 流阀体→动力腔→进气歧管→进气门。
空气通道--有旁通空气道

发动机工作时:进气口→空气滤清器→空气流量传感器→进气管→节气门→动 力腔→进气歧管→发动机进气门→发动机汽缸。 怠速时:进气口→空滤器→空气流量传感器→进气管→节气门前端旁通空气道 入口→怠速控制阀→节气门后端旁通空气道出口→动力腔→进气歧管→进气门 →汽缸。 燃油供给系统的组成: 汽油箱、电动燃油泵、输油管、回油管、喷油器、油压调节器、燃油分配管、 汽油滤清器

1-汽油箱;2-电动燃油泵;3-输油管;4-回油管; 5-喷油器;6-油压调节器;7-燃油分配管;8-汽油滤清器 功 用:向发动机供给混合气燃烧所需的燃油

供油油路

汽油箱 1→汽油泵 2→输油管→汽油滤清器 3→燃油分配管 6→喷油器 5

回油油路

汽油箱 1→汽油泵 2→输油管→汽油滤清器 3→燃油分配管 6→油压调节器 7→回 油管 8→油箱 1

电子控制系统

控制原理:采集发动机况信号,根据采集的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷 油时刻以及最佳点火时刻等,从而提高发动机的动力性、燃油经济性和排放性 能。

ECU 根据传感器信号确定喷油时间长短,从而控制喷油量。每次喷油持续时间为 2ms~12ms。

车型实例

1-汽油箱;2-电动汽油泵;3-空气滤清器;4-汽油滤清器;5-油压调节器; 6-喷油器; 7-进气温度传感器;8-电控单元 ECU;9-怠速控制阀;10-节气门位置传感 器;11-氧传感器;12-冷却液温度传感器; 13-曲轴位置传感器;14-蓄电池;15-点火开关;16-燃油喷射继电器

采用歧管压力传感器测量进气量

采用翼片式空气流量传感器测量进气量——测量精度较高

采用热丝式空气流量传感器测量进气量——测量精度高; 没有机械运动部件 ——进气阻力小。

采用大规模集成电路——结构简单、体积小、控制精度高、响应速度快、控制 功能强; ECU 同时控制点火提前角和燃油喷射——实现最佳匹配控制。

涡轮增压器
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力 来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入 气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气 的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的 输出功率了。工作的环境经常处于高速、高温之下,增压器废气涡轮端的温度在 600 度以上,因此为了保 证增压器的正常工作,对它的正确使用和维护十分重要。 1、汽车发动机启动之后,不能急踩加速踏板,应先怠速运转三分钟,这是为了使机油温度升高,流动性

能变好,从而使涡轮增压器得到充分润滑。 2、发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。原因是发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子 轴承润滑和用于冷却,正在运行的发动机突然停机后,机油润滑会中断,涡轮增压器内部的热量也无法被 机油带走。 3、在选用涡轮增压轿车机油时,所使用的机油必须抗磨性好,耐高温,建立润滑油膜块,油膜强度高和 稳定性好。所以机油除了最好使用原厂规定机油外还可以选用合成机油、半合成机油等高品质润滑油。 4、发动机机油和滤清器必须保持清洁,防止杂质进入,因为涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小, 如果机油润滑能力下降,就会造成涡轮增压器的过早报废。 5、需要按时清洁空气滤清器,防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件 加剧磨损。 6、需要经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。因为如果密封环没有密封住,那么废气会通过密封环进 入发动机润滑系统,将机油变脏,并使曲轴箱压力迅速升高,从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情 况。 7、涡轮增压器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动,润滑油管和接头有没有渗漏。 8、涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格。

发动机出现故障八个主要要因
每个人都有一颗心脏,如果心脏停止跳动,生命也将随之消逝。汽车也不例外,发动机就是汽车的心脏, 保养的好与坏直接影响着汽车的性能和它的使用寿命。为了让我们的爱车远离“心脏病”,就要像爱护自己 的心脏一样爱护汽车的发动机。下面所介绍的导致车辆患“心脏病”的八大要因,或许会给让你有所受益。

要因一、不按期保养

通常人们总是喜欢在改装上投入很多钱, 但却容易忽视按期给发动机做保养。 据有经验的汽修师傅说: “在他们所经手维修的汽车中,车辆因发动机保养不良造成的故障占总故障 50%之高。”可见发动机保养对 延长车辆使用寿命能起到至关重要的作用。当然也会给你减少不必要的损失,要不怎么会有“以养代修”这 个名词。

要因二、机油变质及机油滤芯不畅

不同等级的润滑油在使用过程中油质都会发生变化。车辆行驶一定里程之后,性能就会恶化,可能会 给发动机带来种种的问题。 为了避免这些故障的发生, 应该结合使用条件定期给汽车换油, 并使油量适中, 一般以机油标尺上下限之间为好。 机油从机油滤芯的细孔通过时,把油中的固体颗粒和黏稠物积存在滤清器中。如滤清器堵塞,机油则 不能顺畅通过滤芯时,会胀破滤芯或打开安全阀,从旁通阀通过,仍把脏物带回润滑部位,促使发动机磨 损加快,内部的污染加聚。因此机油滤芯的定期更换同样重要。

要因三、空气滤芯堵塞

发动机的进气系统主要由空气滤芯和进气道两部分组成。 根据不同的使用情况, 要定期清洁空气滤芯, 可使用的方法有高压空气由里向外吹,把滤芯中的灰尘吹出。由于空气滤芯为纸质,所以吹的时候要注意 空气的压力不能过高,以免损坏滤芯。空气滤芯在一般在清洗 3 次后就应更换新的,清洗周期可以由日常 驾驶区域的空气质量而定。 要因四、进气管道过脏

如果车辆经常行驶于灰尘较多、空气质量较差的路况区域,就应该注意清洗进气管道,保证进气的畅 通。进气管道对于发动机的正常工作非常重要,如果进气管道过脏,会导致充气效率的下降,从而使发动 机不能在正常的输出功率范围内运转,加剧发动机的磨损和老化。

要因五、曲轴箱油泥过多

发动机在运转过程中,燃烧室内的高压未燃烧气体、酸、水分、硫和氮的氧化物经过活塞环与缸壁之 间的间隙进入了曲轴箱中,使其与零件磨损产生的金属粉末混在一起,形成油泥。少量的油泥可在油中悬 浮,当量大时从油中析出,堵塞滤清器和油孔,造成发动机润滑困难,从而加剧发动机的磨损。此外,机 油在高温时氧化会生成漆膜和积炭粘结在活塞上,使发动机油耗增大、功率下降,严重时使活塞环卡死而 拉缸。

要因六、燃油系统保养不善

燃油系统的保养包括更换汽油滤芯、清洗化油器或燃油喷嘴以及供油管路。燃油在通过油路供往燃烧 室燃烧的过程中,不可避免地会形成胶质和积炭,在油道、化油器、喷油嘴和燃烧室中沉积下来,干扰燃 油的流动,破坏正常空燃比,使燃油雾化不良,造成发动机喘抖、爆震、怠速不稳、加速不良等性能问题。 使用燃油系统清洗剂清洗燃油系统,能够始终使发动机保持最佳状态。

要因七、水箱生锈、结垢

发动机水箱生锈、结垢是最常见的问题。锈迹和水垢会限制冷却液在冷却系统中的流动,降低散热的 作用,导致发动机过热,甚至造成发动机的损坏。冷却液氧化还会形成酸性物质,腐蚀水箱中的金属部件, 造成水箱破损、渗漏。定期使用水箱强力高效清洗剂清洗水箱,除去其中的锈迹和水垢,不但能保证发动 机正常工作,而且可延长水箱和发动机的整体寿命。

要因八、冷却系统状况不良

人们对汽车发动机的养护,尤为重视的是润滑系统,很少重视冷却系统。殊不知汽车发动机最常见的 故障,如活塞拉缸、爆震、缸体冲床内漏、产生的严重噪声、加速动力下降等等,都是由于汽车发动机的 工作温度异常,压力过大,冷却系统状况不良而造成。冷却系统状况不良将直接导致发动机不能在正常的 温度下工作,随之而来就会产生上述严重的故障现象。

发动机新技术
CVVT 是 ContinueVariable Valve Timing 的缩写,翻译成中文就是连续可变气门正时技术。 其设 计思想是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。 CVVT 的主要设计原理是通过电子控制系统改变凸轮轴打开进气门的时间早晚,从而控制所需的气 门重叠角。这项技术着重于第一个字母 C(Continue 连续),强调根据发动机的工作状况连续变化,时时 控制气门重叠角的大小,从而改变气缸进气量。当发动机低速小负荷运转时,如怠速状态,这时应延迟 进气门打开时间,减小气门重叠角,以稳定燃烧状态。当发动机低速大负荷运转时,如起步、加速、爬 坡时,应使进气门打开时间提前,增大气门重叠角,以获得更大的扭矩。当发动机高速大负荷运转时, 如高速行驶时,也应延迟进气门打开时间,减小气门重叠角,从而提高发动机工作效率。当发动机处于 中等工况时,如中速匀速行驶时,CVVT 也会相对延迟进气门打开时间,减小气门重叠角,此时的目的 是减少燃油消耗,降低污染排放。 CVVT 系统包含通常包括:油压控制阀、进气凸轮齿盘、曲轴为止感应器、凸轮位置感应器、油泵、 引擎电子控制单元(ECU)等。 对于该项技术不同厂家有不同的名称, 例如: 宝马公司叫做 Vanos, 丰田叫做 VVTI, 本田叫做 VTEC, 三菱叫 MIVEC,日产 CVTC,马自达 S-VT 等等。

双 VVT-i 是目前丰田发动机的当家技术,也是目前最好的发动机技术之一。VVT-i 中的 i 代表 intelligence,翻译成中文就是只能可变气门正时技术的意思,而单 VVT-i 一般只针对进气门进行正时变 化,而双 VVT-i 对排气门也进行正时控制变化。 发动机气门的开合受到进排气流惯性的影响,为了利用这种惯性,进气门打开比活塞到达上止点的时间 开始稍早,排气门的关闭比活塞到达上止点的时间稍晚,这样进排气门会出现同时打开的情况,将它按 照活塞的夹角来计算,就称之为气门叠加角。不同转速下发动机需要的气门叠加角是不一样的。没有采 用可变正时技术的发动机在气门叠加角方面只好采用折中的办法,所以扭矩曲线会是马鞍形,功率上也 不是很高,它的低速和高速工作效率也受到影响,降低了经济性。有了 VVT-i,这个叠加角就可以变,从 而解决这一问题。双 VVT-i 由于可以调整两个凸轮轴,调整范围更大,因此综合性能会更好。而科鲁兹 上的 DVVT 和丰田的双 VVT-i 结构原理是类似的,只是因为调校方式的不同。 本田的 VTEC 的英文全称是 Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System, 意思是“可 变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。 那个 i 同样表示智能的意思。 虽然 VVT-i 和 i-VTEC 两种技术 都旨在提高进排气的效率, 但是两者之间还是有本质区别的。 VVT-i 改变的是气门开合的时间, i-VTEC 而 改变的则是气门的行程。形象一点就好像是一扇门,为了控制好人流量,VVT-i 改变的了门开关的时间, i-VTEC 改变了门开合的大小。常规发动机同样只能折中,因此低速时进气负压不足,高速时进气量又不 够大,不利于将发动机的潜能发挥出来。 i-VTEC 在改变行程的时候,正时也可以随之改变,理论上“功能”比 VVT-i 多。 FSI,燃油分层直喷技术 FSI/TSI/国产 TSI/TFSI/SIDI/CGI/GDI FSI 是 Fuel Stratified Injection 的词头缩写,意指燃油分层直喷技术。该技术利用一个高压泵,使汽油通 过一个分流轨道(共轨)到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流,使进气 流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内,以分层填充的方式推动,使混合气体集中在位于燃烧室中央的火 花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到 25:1 以上,按照常规是无法点燃的,因此必须采用由浓至稀的

分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气,混合比达到 12:1 左右, 外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后,燃烧迅速波及外层。 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,可以让每一滴燃油都能更加充分的燃烧,从而节省汽车的燃油消耗量。 TFSI——加了涡轮的 FSI 而 TFSI 实际上就是比 FSI 多了一个“T”字,这个“T”字代表的则是(Turbocharger)涡轮增压技术,即 在 FSI 发动机上增加了一个涡轮增压机。涡轮增压是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动,在带 动进气涡轮压缩进气,提高空气密度,同时电脑控制增大喷油量,配合高密度的进气,因此可以在排量 不变的条件下可以提高发动机的工作效率。 简单点说就是废物再利用,将排气导入涡轮工作组,然后改变压力,形成压力差,增大发动机的工 作压力。由于废气涡轮是靠排气推动的,因此在发动机转速底时(待速)不启动,只要发动机转速足够(通 常在 1500 转以上)涡轮增压器就开始工作,在启动转速范围以上都持续工作。 TSI——涡轮-机械增压发动机 TSI 发动机其实是属于更加先进的技术,它把一个涡轮增压器(Turbocharger)和机械增压器 (Supercharger)一起装到一台发动机里面。因此,TSI 是 Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机 械增压)和 Injection(燃油直喷),Fuel Stratified Injection(分层燃烧)四个关键特色的首字母缩写,其中 S 代 表了机械增压和分层两个意思。 其实这种技术主要是弥补涡轮增压器的不足之处,因为安装有涡轮增压器的发动机由于废气涡轮的 惯性,会有发动机响应的迟滞现象。而机械增压器则是由发动机转轴直接带动,能够随着发动机转速变 化而线性地改变自己的转速。因此两种方式结合可以互为弥补。 TSI 国产版——实为 TFSI SIDI 对于缸内分层燃烧的技术并不只有大众拥有, 美国通用公司也有类似的技术, 那就是安装在凯迪拉克 CTS 上 SIDI 发动机。它采用了双模的设计理念,配合 D-VVT 双可变气门正时技术。所谓双模就是指发动机 在不同运行情况下,采用分层稀薄燃烧模式和均质燃烧模式,以达到提高发动机动力和降低油耗的目的。 SIDI 的优势在于其使用的并不是超高压缩比技术,所以对燃油辛烷值的要求并没有 FSI 和发动机这 么高,也不会因为压缩比不够而导致发动机无法运行。 CGI——分层汽油直喷 奔驰在几年前就发布了 CGI 直喷汽油机产品,将直喷汽油机技术又向前推进了一步。这款发动机与 大众 TSI 的工作原理基本相同。不同点有二:一是奔驰现有的 CGI 发动机上都没有采用增压技术;二是 奔驰不再利用进气流作为混合气分层填充的动力,而是通过喷嘴来实现这一效果。 尽管奔驰 CGI(即:Stratified-Charged Gasoline Injection,分层汽油直喷)发动机在很多方面都有突 破,但和其他直喷发动机一样,它也面临难以解决的问题,那就是因高压缩比带来的高温副作用,产生 过多的氮氧化合物的排放。奔驰用了专门的氮氧化合物净化器以及传感器来净化,但该装置是比三元催 化器贵得多的器件。 采用类似直喷技术的还有三菱的 GDI 技术。 VCM:可变排量控制技术 VCM/DOD/AFM/MDS 美国通用在第二代凯迪拉克 Seville(赛威),就采用了全新得铸铝缸盖的 HT-4100 V8 引擎,这副引擎 成为世界上第一副可变汽缸技术(VDE,Variable Displacement Engine)引擎,在不需要大功率的输出时, 可以控制关闭一半气缸,以减少燃油的消耗。

但受限于当时的计算机技术落后,无法完成每秒 200 次的运算,一些引擎甚至要采用机械的方式来 控制,因此不仅节油效果不明显,而且还存在可靠性差的问题。 2005 年上海通用推出全新的君越轿车,顶级版就搭载了一副 AFM V6 3.0L 引擎,AFM(Active Fuel Management)译为“智能燃油管理系统”,这副引擎的亮点就是采用先进的 DOD(Displacement on Demand)可变排量控制技术。当引擎负荷较小时,DOD 会发出指令关闭其中的 3 个气缸,以达到省油的 目的。君越的 DOD 技术不仅可以节省最高达 8%的油耗,而且气缸切换时非常平顺,完全没有震动,驾 驶者已经感觉不到。 本田的 VCM 技术其指导思想与通用的 DoD 相类似。 VCM,即 Variable Cylinder Management。是本田公司研发的一种可变汽缸管理技术。传统的可变 气缸技术只是应用于 V8、V12 等多气缸引擎,而且一般只能关闭双数的气缸。但本田开发的 VCM 技术, 可通过关闭个别气缸的方法, 使到 3.5L V6 引擎可在 3、 6 缸之间变化, 4、 使得引擎排量也能在 1.75-3.5L 之间变化,从而大大节省燃油。 得益于本田经营多年的 i-VTEC 技术,使得 VCM 技术更加成熟。只需在 VTEC 机械结构中加入一些 新设计,就可以方便地做到在关闭气缸的同时,可以改变气门的正时,不仅让正在工作的气缸进排气更 有效率,而且更可以停止被关闭气缸的进、排气动作。广州本田的第八代雅阁 3.5L 是首先应用 VCM 技 术的车型。 MDS——8 缸与 4 缸的完美转换 MDS 是英文 Multi Displacement System 的简称,翻译成中文就是多段式排气量调节系统。它作为 奔驰特有的发动机技术,随着 1998 年戴姆勒?奔驰与克莱斯勒的联姻,也逐渐被克莱斯勒旗下众多车型 所采用,其中就包括 5.7 升 V 型 8 缸 HEMI 发动机。 MDS 系统的灵魂在于奔驰掌握了如何提高电控装置反应速度以及用于控制系统的更加成熟的算法等 先进技术,但气门挺柱却是实现汽缸禁用最重要的机械设备。这种特殊的两件式滚轮挺柱的内部机构和 外部套筒并非硬性连接,当发动机处于 8 缸工作状态的时候,它的内外两部分被两个受到弹簧作用力的 链接销锁死,这时挺柱的内外部分都随凸轮轴转动从而可以推动顶杆正常的控制气门开合。然而,当机 油温度传感器感知发动机处于轻负荷的情况时,管理电脑会接通电磁阀电源,电磁阀通电后把更高的机 油压力传递到与其相对应的挺柱并将链接销推入,从而使挺柱内部与套筒分离,此时外部的套筒随着凸 轮轴运转,而内部的推杆已经失去了作用。最终的结果就是顶杆失去了推动力,从而气门的弹簧机构就 可以保证气门一直处于关闭状态。气门关闭后,汽缸内部的火花塞放电以及燃料注入的工作也将停止, 发动机最终处于 4 缸工作状态。 MDS 系统使发动机工作汽缸在 8 缸和 4 缸之间切换, 它最大的好处就是提高了发动机的燃油经济性。 克莱斯勒对其进行的长期测试表明,在市区和高速公路行驶时 MDS 的使用率分别为 17%和 48%, 总体平均使用率为 40%,这样在各种行驶条件下,估算的燃油经济性将提高 20%,而预计燃油经济性总 体将提高 10%。 MDS 系统的另外一个成功之处就是汽缸的切换可以在 0.04 秒内安静的完成,如此灵敏的切换速度 使得 MDS 系统真正具有了实用价值。因为只有灵敏的切换才能实实在在的达到节油的目的,才能让驾驶 员不会为了适应它而去改变驾驶习惯,同时只有灵敏、安静的切换才不会影响到乘坐的舒适性。

发动机机油消耗过大的原因
发动机各密封面和油封损坏,将造成机油的渗漏。一旦渗漏发生,在发动机外部就可以观察到。如排气

管冒蓝烟,则是机油进入燃烧室被烧掉。机油可以通过七个途径进入燃烧室: 1、导管与气门杆之间发生磨损,间隙过大,在行使时,气门罩中的机油滴就会沿间隙进入燃烧室,如发 生这一故障或扩大了气门导管孔径,应配用大一号的气门杆的进气门。 2、气门挡油圈失效,不能有效阻止机油通过气门进入燃烧室。 3、活塞与汽缸壁磨损过大,油环刮油作用减弱,使机油进入燃烧室。 4、曲轴箱通风阀发生粘结而不能移动,失去控制通风量的作用,曲轴箱中过多的机油蒸汽便通过曲轴箱 通风管进入进气管。 5、空压泵窜机油过多。 6、空气滤清器滤芯堵塞,空气泵进气负压大,机油倒窜。 7、增压器密封环失效。

VR6 发动机
德国大众在 1991 年开发了一种小夹角(15 度)V6 发动机,并将它装配在第三代高尔夫上,用以取代以前 的 2.8 升 V6 发动机,这就是大家经常听说的“VR6”。VR6 发动机是真正的紧凑型设计,其夹角几乎接近直 列发动机,但仅稍长于直列四缸发动机,所以它能与绝大多数小型车匹配,甚至包括 A0 级别的 POLO (POLO 之所以没有装这款发动机是因为成本太高)。的 V 系列,由于其短头设计,不能安装奔驰自己的 V6 发动机,也采用了 VR6 发动机来匹配。VR6 虽然只采用了 15 度的夹角,但是由于汽缸与汽缸之间是 错开的,因此汽缸之间有相当宽裕的间隙(如下图),虽然其长度有所增加,但其宽度仅相当于 V6 发动 机的一半。

VR 发动机的不对称结构(从左至右依次是 L4、V6、VR6)

VR6 发动机的另一个重要特征就是它的 24 气阀设计和 W 型结构。与普通的 V 型发动机比,VR6 采用的 是不对称型设计。汽缸与汽缸之间相互交错,这就意味着从进气总管引入的新鲜空气很难进入外侧的进气 岐管(反之废气很难从内侧的进气岐管汇总到排气总管)。如下图:

VR6 发动机一侧用来进气,一侧用来排气。由于其不对称性,使得进排气系统异常复杂地占用了气缸盖的 大量空间,使得气缸盖周围温度很高,但是这种设计节省了大量的空间。 配气机构 第一代 VR6 发动机采用单顶凸轮轴(SOHC)每缸 2 气阀设计,尽管两根凸轮轴距离很近,看起来就像双 凸轮轴设计一样。其结构仍然相当于传统的 V6 2 气阀发动机。 气缸盖设计 许多 VR6 发动机看上去就像直列发动机一样,因为在它上面只看得到一个气缸盖,这是由于它的超小夹角 设计导致的。由于夹角小,两列气缸盖被集成到一起,这个汽缸盖可以同时控制 6 个气缸的配气。而传统 的 V6 发动机有 2 个气缸盖,因此,VR6 不仅比它更小,而且重量更轻,成本也更低。 24 气阀的 VR6 发动机 当全世界都在流行 4 气阀发动机时,大众 VR 发动机(VR6 和 VR5)已经无法依靠其 2 气阀设计赢得市场 了。在 1999 年 7 月,大众推出了它的第二代 VR6 发动机。也许大家会觉得很奇怪,为什么要花 8 年时间

才能推出 4 气阀的 VR6 发动机呢? 因为由于 VR6 的特殊结构,将 VR6 的 2 气阀改为 4 气阀需要突破很大技术难题。 技术难点 可以设想一下,如果 VR6 按照主流 4 气阀发动机 DOHC 的设计,这就需要在超级狭小的气缸盖内安装四 根凸轮轴,而且需要预留一些位置安装火花塞,这几乎是不可能的事情。如果不采用四根凸轮轴,那么它 就和与三菱的许多发动机一样,采用的是 SOHC 的 4 气阀技术。

对于本田和三菱来说,SOHC 4 气阀设计是出于低成本的考虑,这种设计的发动机相比 DOHC 的发动机来 说有许多先天的缺陷。由于需要通过摇臂控制气门的运动,因此要损失很大能量。事实上,本田所有的高 性能发动机(CIVIC SiR 和 Type R)都用 DOHC 代替了 SOHC 设计,并且在高性能车上使用。而且这种 设计用在 VR6 上同样有许多问题: 首先它需要在狭小的气缸盖内集成 3 到 4 根凸轮轴, 所以其结构异常复 杂;其次需要更多的空间布置摇臂和凸轮机构,用来驱动气门垂直运动,这些机构在工作还会损失一部分 动力。 而且最要命的是,SOHC 的发动机不能实现可变气门正时设计。 德国大众是怎样解决这些技术难题的呢?

与传统的 DOHC 和 SOHC 不同,VR6 采用一个凸轮轴控制两列气缸的进气阀,一个凸轮轴控制两列气缸 的排气阀。从图上可以清楚的看出,轮轴 A 用来控制进气阀,凸轮轴 B 用来控制排气阀,它们被集成在一 个气缸盖内。

这种结构就可以设计可变气门正时机构了。 这种 24 气阀的 VR6 发动机的进气凸轮轴就采用了 VVT 的设计, 如果有必要,排气凸轮轴也可以采用 VVT 设计,就像 BMW 的 Double Vanos 一样。 如果是传统的 V6 发动机,它需要 4 根凸轮轴,4 个可变正时机构,而且要两个气缸盖。所有这些东西, 新的 VR6 只需要一半就可以了。


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图解发动机各大系统
完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系。 汽油机由以上两大机构和五大系统组成,即由曲柄连杆机构,配气机构、燃料供给系、 润滑系、冷却系、点火系和起动系...
发动机两大机构五大系统 EBD
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两大机构五大系统习题
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