發動機十大熱門技術上：提升動力、降低油耗、消滅渦輪遲滯

在動力和油耗的雙重要求下 發動機在很多人眼中已經不再是簡單的汽車部件 而是一件充滿精密零件的藝術品 尤其是在電氣化的大趨勢下 爲發動機匹配各種先進的技術 已經成爲很多車企的研發重點 今天我們就來盤點一下當下發動機十大熱門技術 第一個就是渦輪增壓技術 最開始是採用廢棄渦輪增壓 就是通過發動機排出的廢氣帶動渦輪液片轉動 液片轉動會驅動同軸的壓氣機液輪轉動 將壓縮後的空氣送入氣缸 增加發動機的進氣量 提高發動機單位時間內所做的功 從而帶來更強勁的動力表現 但是廢棄渦輪的增壓形式在發動機低速工況下 會因爲廢氣不足帶來明顯的渦輪遲滯現象 爲了消滅渦輪遲滯 誕生了很多種發動機增壓形式 比如機械增壓 氣波增壓 電子增壓 可變截面渦輪 雙增壓等等 它們的增壓原理都一樣 只是增壓的動力來源不同 渦輪增壓的出現讓同排量的發動機可以擁有更強的動力 當排放政策收緊時 可以通過降低排量的方式來獲得生存空間 所以小排量渦輪機型變得越來越多 第二項技術是缸內直噴技術 燃油噴射系統最早採用化油氣 主要是利用進氣氣管產生負壓吸入空氣 利用負壓形成的空氣流動與噴油嘴噴出的氣油進行混合 再一起送入氣缸內 這種燃料噴射方式缺點非常多 最重要的就是不能根據駕駛員油門的大小精準控制噴油量 不僅開起來毫無樂趣還非常地費油 後來就有了氣管噴射 最大的特點就是引入了電控技術 可以根據發動機的負荷 動態改變混合器的濃度大小 而且高壓噴油嘴還可以沖刷節氣門背面 減少發動機產生的積碳 但是氣管噴射需要較高的缸壓和燃燒溫度 這就讓燃燒式的溫度控制成了一大難題 發動機的壓縮比遲遲難以突破 於是又出現了缸內直噴技術 把噴油嘴佈置在氣缸內部 利用更高的噴射壓力 把氣油霧化後直接噴射到氣缸內部 不僅大大提升了燃燒效率 還能有效降低氣缸內的溫度 發動機的壓縮比也得到了提升 但是缸內直噴會讓氣油霧化時間縮短 尤其是在低溫狀態下碳煙會明顯增多 所以就有了雙噴射技術 在低溫工況下使用氣管噴射 讓尾氣排放更加環保 在發動機高效運行時 再切換到缸內直噴 保證動力的高效輸出 第三項技術是分層燃燒技術 氣缸內的混合氣濃度 對發動機的動力有着非常重要的影響 分層燃燒的核心思路 就是在燃燒室內依次製造出 不同濃度的多層混合氣 最靠近火花塞的混合氣濃度最大 最底層的濃度最低 通過引燃最上層的混合氣 實現依次向下燃燒 最終實現燃料的充分燃燒 第三項燃燒技術 就是在發動機活塞下行時 先進行一次少量的噴油 在氣缸內形成稀薄混合氣 在活塞上行壓縮時 進行二次噴油 利用特殊的結構或者噴射角度 讓火花塞附近的混合氣體濃度增大 從而實現了分層燃燒 第四項技術是可變壓縮筆 壓縮筆是指氣缸最大容積 和最小容積的筆直 壓縮筆越高可以簡單理解爲 可燃混合氣被壓縮的程度越大 空間被壓縮的越小 燃燒壓力就會越大 發動機的功率和扭矩都會得到提高 但是壓縮筆太高 又會導致混合氣在沒有點燃之前就被壓燃 出現發動機爆震 所以壓縮筆的大小 要根據發動機的特性進行設定 也就有了可變壓縮筆技術 可以在不同的發動機工況下 使用不同的壓縮筆 既保留了發動機的動力容量 又能帶來更低的油耗 這項技術也被稱爲 最難量產的發動機技術 其中比較出名的有日產 薩博和保時捷 第五項技術是頂置雙塗輪軸 作爲發動機氣門控制機構 其核心的目的 就是控制發動機的進氣門和排氣門 以前的單塗輪軸 是通過一根塗輪軸來控制進排氣門 無法精準控制氣門正時和氣門生成 更無法實現可變氣門正時 可變氣門生成這些氣門控制技術 而頂置雙塗輪軸 則可以很好地完成這項工作 通過兩根塗輪軸 將進氣門和排氣門分開獨立控制 爲匹配先進的氣門控制技術 提供最關鍵的硬件基礎 今天就先講這五項技術 下一期我們再來聊聊剩下的五項技術 感興趣的朋友可以點贊關注支持一下