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【討論】汽車新技術(shù)專題 已有29人參與
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當(dāng)前汽車的發(fā)展方向是什么呢？我們重點研究汽車哪些技術(shù)的呢？有些技術(shù)不是抄出來的，還是要費點功夫的。這汽車的差距究竟在哪兒呢、根在哪兒呢？ [ Last edited by 三個小石子 on 2010-8-24 at 19:32 ] |
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發(fā)動機(jī)控制技術(shù)（三） ——分層燃燒技術(shù) （稀薄燃燒技術(shù)、缸內(nèi)直噴技術(shù)）
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green1223(金幣+2):辛苦了！ 2010-08-20 14:45:59
三個小石子:歡迎應(yīng)聘本版專家，參與解答或討論機(jī)械方面的問題，http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=2265040&fpage=1 2010-08-22 23:51:36
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很多人都知道，分層燃燒技術(shù)和缸內(nèi)直噴技術(shù)一直是相關(guān)聯(lián)的。那是不是說缸內(nèi)直噴就必須采用分層燃燒呢？還是說分層燃燒必須采用缸內(nèi)直噴？其實都不是，分層燃燒的真正目的是可以實現(xiàn)較稀混合氣的點燃，而設(shè)計缸內(nèi)直噴的主要目的則是為了實現(xiàn)稀薄燃燒，因此二者走到了一起。而發(fā)動機(jī)的稀薄燃燒技術(shù)是為了讓混合氣更加充分燃燒，達(dá)到減低油耗和排放的目的。 那么分層燃燒實際上就成了這一技術(shù)的手段，而相輔相成的，要實現(xiàn)分層燃燒，必須基于缸內(nèi)直噴，對于缸外噴射的發(fā)動機(jī)，是無法實現(xiàn)分層燃燒的。稀薄燃燒的目的是為了省油，而省油說起來會很簡單，少噴油不就行了嘛！但是少到什么程度才合適，才能在保障動力性能不受太大影響的前提下，實現(xiàn)燃燒效率的最優(yōu)化呢？我們知道燃油和空氣的混合比是14.7：1，當(dāng)混合氣體的濃度比超過理論空然比，我們假設(shè)達(dá)到了25：1，這時油的濃度很低，會很難點燃，光靠提高點火能量還是不夠的。 但是我們設(shè)想一下，如果此時在火花塞附近的燃油濃度較高，能達(dá)到理論空燃比的燃油濃度，那么此時這團(tuán)較濃的混合氣是很容易被點燃的。而如果用這個較濃的混合氣去點燃其他的混合氣，顯然也是很容易的，這就是分層燃燒。如果采用分層燃燒，就可以實現(xiàn)在很低的燃油濃度下，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。而從上面的分析我們可以看出，實現(xiàn)分層燃燒的前提就是氣缸內(nèi)的混合氣體不均勻化，只在靠近火花塞的區(qū)域內(nèi)達(dá)到或超過理論空燃比值。可能這樣說會有點難理解，那么我們打個比方。在一個玻璃杯中裝滿水，假設(shè)杯子是氣缸，水就是被吸入的空氣，如果這時滴入幾滴墨水到水里，我們可以很清楚的看到，墨水還沒來得及被水稀釋，杯口處的水已經(jīng)慢慢變色，但杯底部卻還是沒有受到影響，依然清澈。發(fā)動機(jī)的分層燃燒，其實就和這很相似。杯中的清水是在進(jìn)氣行程中吸入的新鮮口空氣，墨水就是燃油。 如果是采用缸外噴射的發(fā)動機(jī)，燃油噴射在進(jìn)氣歧管里，我們看看會是怎樣的情況。我們知道噴油和進(jìn)氣是同在吸氣行程內(nèi)完成的，在進(jìn)氣門打開活塞向下運動時，缸內(nèi)會形成一個很大的負(fù)壓，油氣混合物這時被吸進(jìn)來后會在缸內(nèi)形成很多渦流，這些渦流會使燃油和空氣得到充分的混合，也就是說進(jìn)入氣缸的混合氣已經(jīng)經(jīng)過了較充分的混合，點燃這種已經(jīng)充分混合的稀薄混合氣就會變得非常困難，因為它們無法實現(xiàn)分層，自然也有無所謂分層燃燒了。繼續(xù)用上面打的那個比方，就等于我們已經(jīng)將墨水滴入自來水管中，這樣杯子接到的水就已經(jīng)是被均勻染色的了。所以我們現(xiàn)在知道，只有缸內(nèi)噴射，才能實現(xiàn)分層燃燒。 顯然只有實現(xiàn)分層，才能悠所謂的分層燃燒。在達(dá)到這個目的的設(shè)計當(dāng)中，目前主要分為兩大陣營，一個是日本三菱的GDI，另一個是大眾的FSI。雖然這兩家都是達(dá)到同樣的分層燃燒的目的，但是在手法上有區(qū)別。 日本三菱的GDI是最早的缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機(jī)，其實無論是GDI還是FSI，或者其他的缸內(nèi)直噴稀燃發(fā)動機(jī)，它們的設(shè)計理念就是想借鑒柴油發(fā)動機(jī)節(jié)油的先天優(yōu)勢，來實現(xiàn)對汽油機(jī)的優(yōu)化，所以他們在結(jié)構(gòu)上有一定的相似點。柴油機(jī)是缸內(nèi)噴射，這些發(fā)動機(jī)也是，柴油機(jī)的壓縮比很高，這些發(fā)動機(jī)的壓縮比也相對較高，一般都在12：1左右，但是，在這種壓縮比下，還是不可能實現(xiàn)壓燃，而且，汽油這種燃料的穩(wěn)定性要比柴油差很遠(yuǎn)，注定不能壓燃，還是要依靠火花塞來點燃。所以稀燃技術(shù)就成為這類直噴發(fā)動機(jī)的獨門秘笈，以提高燃燒效率來實現(xiàn)節(jié)油環(huán)保的目的。 那么這兩者技術(shù)是如何實現(xiàn)混合氣在氣缸內(nèi)分層的呢？GDI采用的是真正的直接噴射，設(shè)計師將噴油嘴布置在氣缸頂部離火花塞和進(jìn)氣門都很近的地方，在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣行程中，它也會噴油，但是噴油量非常的少，在活塞向下運動到底部再向上進(jìn)行壓縮時，氣缸內(nèi)的空氣已經(jīng)得到完全混合，這就如同缸外噴射的道理。但這時的混合氣是不能被點燃的，因為濃度實在是太低了，預(yù)先達(dá)到這種濃度，只是為第二次噴油點燃缸內(nèi)氣體，并充分燃燒做準(zhǔn)備。當(dāng)活塞即將到達(dá)上頂點，噴油嘴開始第二次噴油，因為噴出的燃油是漏斗形，越是靠近噴油嘴的地方，濃度就越高，而火花塞離噴油嘴很近，顯然，此時在火花塞附近的燃油濃度是很高的，比其他部位的混合氣要高，從而實現(xiàn)了不同區(qū)域出現(xiàn)不同濃度的混合氣，也就是所謂分層�，F(xiàn)在就好辦了，火花塞附近的混合氣較濃，很容易被點燃，這部分點燃的氣體會繼續(xù)引燃剩余的混合氣，從而達(dá)到分層點火燃燒的目的。 如果說三菱的GDI噴油很直接，那大眾的FSI噴油是間接式的。大眾的FSI把噴油嘴安放在進(jìn)氣門附近上，同樣是兩次噴油，但噴油方向是對準(zhǔn)活塞，而且在活塞上有個U型槽，燃油噴射出來后，會隨著凹槽轉(zhuǎn)變方向，目的地也是火花塞附近。因此也實現(xiàn)了在火花塞附近形成較濃的混合氣，達(dá)到燃油分層的目的。大眾的目的似乎很單純，就是想要節(jié)油，活塞上的U型槽，有助于產(chǎn)生更多的缸內(nèi)渦流，使混合更充分。但如果轉(zhuǎn)速過高，這種渦流反而會影響進(jìn)排氣效率，降低燃燒效率，所以這就如同柴油機(jī)，不能將轉(zhuǎn)速做得過高。轉(zhuǎn)速低，燃燒充分，想不省油都難！但是回過頭來看三菱的GDI，日本人務(wù)實，GDI的這種設(shè)計只要能做到對噴油的精確控制，高低轉(zhuǎn)速都能兼顧，不會有瓶頸的制約。 別看分層燃燒顯得很容易，其實很多部件都是科技含量很高的，像油泵、油嘴、活塞等等，沒有過硬的技術(shù)，分層燃燒都是不可能實現(xiàn)的。另外，使用分層燃燒技術(shù)的發(fā)動機(jī)壓縮比都較高，所需的燃油清潔度也要求較高，在目前普及起來還有一定的阻礙，配備三菱的GDI發(fā)動機(jī)的車型，到現(xiàn)在還沒有一款在國內(nèi)正式銷售，而大眾的FSI則同樣讓人感覺高高在上，國內(nèi)合資大眾寧可拿2氣閥這中老掉牙的發(fā)動機(jī)來應(yīng)付市場，也不敢把它在德國幾乎已經(jīng)普及了的FSI發(fā)動機(jī)拿來。對于咱們來說，這不得不說是個遺憾。（參考資料：http://www.sogou.com/websnapshot ... dp=1&w=01020400 ） [ Last edited by laoyu308 on 2010-8-20 at 14:18 ] |
9樓2010-08-20 14:17:23
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發(fā)現(xiàn)我們學(xué)區(qū)的汽車專業(yè)的人不是很多。 汽車的發(fā)展分成了整車方向、動力方向，而整車又包括傳統(tǒng)的底盤控制、車身設(shè)計、CAN總線以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，動力方向又包括發(fā)動機(jī)控制技術(shù)、變速器技術(shù)。 底盤控制主要進(jìn)展在于通過對行駛系統(tǒng)（四個車輪）的輸出力矩和轉(zhuǎn)角進(jìn)行精確控制，來提高汽車在高速、轉(zhuǎn)向、制動時的穩(wěn)定性和操縱性能，包括ABS防抱死系統(tǒng)、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）、驅(qū)動防滑系統(tǒng)（TCS）和防滑控制功能（Skid Control），其作用類似ESP 最高階段就是目前的車輛穩(wěn)定輔助系統(tǒng)（VSA）：的英文全稱為Vehicle Stability Assist，是日本本田公司采用的一種車輛穩(wěn)定控制技術(shù)，其V6版本的VSA包括了制動防抱死系統(tǒng)（ABS）、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）、驅(qū)動防滑系統(tǒng)（TCS）和防滑控制功能（Skid Control），其作用類似ESP。在車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度時，VSA系統(tǒng)通過調(diào)整發(fā)動機(jī)扭矩，并輸出相應(yīng)的制動力，使車輛恢復(fù)平穩(wěn)的行駛狀態(tài)。 |
3樓2010-08-19 16:17:47
laoyu308
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汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子主動安全技術(shù)
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汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括通常的車載無線網(wǎng)，和汽車電器無線控制技術(shù)，前者比較好理解，而后者實際上是使用無線技術(shù)來取代線束來傳遞控制信號，這一方面本人知道的也不多，由于電子線束已經(jīng)能滿足要求，目前無線技術(shù)還是沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。 主動安全技術(shù)的發(fā)展有 1:車載環(huán)境掃描系統(tǒng)，使用超聲波傳感器和紅外傳感器技術(shù)對行車周圍一定距離的人、車進(jìn)行探測并顯示給駕駛員并自動進(jìn)行警告提示； 2、自動泊車系統(tǒng)； 3、其它：無鑰匙開門和啟動系統(tǒng)、帶有運動探測的自動電源關(guān)閉系統(tǒng) 、無線電遙控和接收器、輔助關(guān)閉側(cè)門系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)隱形防盜啟動鎖系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向柱鎖（機(jī)械型和電子型）、車門拉手（特別是無需手動開門的機(jī)電一體化車門拉手系統(tǒng)）等。 |
4樓2010-08-19 16:41:04
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