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第五章汽车新技术与车辆安全学****目标汽车发动机新技术汽车安全技术的发展汽车智能技术的发展新能源汽车的高压安全与防护12345汽车新车安全评价6学****目标通过本章的学****学生应能:。。。。2020/9/29第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术汽油发动机缸内直喷((GasolineDirectInjection,简称GDI))的工作方式,早在20世纪50年代德国的Benz300SL车型、60年代的MAN-FM系统、S系统和Ford的PROCO系统就曾经采用过。三菱汽车公司GDI发动机的研制成功令全世界的汽车制造商和发动机制造商瞠乎其后,于是世界车坛掀起了GDI发动机研制开发利用热潮。从此,汽油机的发展又迈出新的一步,这也将推动世界汽车工业的发展。缸内直喷汽油发动机喷油嘴安装在燃烧室内,图5-1所示的是目前法国PSA集团和德国BMW合作研发应用的一款缸内直喷汽油发动机。燃油直接喷注在燃烧室内,空气则通过涡轮增压后进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃做功,这种形式与直喷式柴油机相似,因此有人认为缸内直喷式汽油机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。2020/9/29第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术1、GDI发动机燃烧系统的技术特征(1)实现低的燃油消耗在超稀薄燃烧时,喷油时刻为压缩行程后点火前,此时气缸内空气密度高,燃油经高压喷嘴喷入后容易雾化。同时,又由于活塞曲顶的作用,使得混合气形成涡流并呈层状分布,即混合涡流上行时靠近火花塞部分的混合气浓度高,而远离火花塞部分的浓度低。靠近火花塞的混合气浓度高,便先着火,当着火后气缸内温度压力提高,混合气浓度低的部分也能连续稳定地燃烧。(2)实现高的功率输出发动机大负荷运转时要求发动机要具有较大的升功率。GDI发动机采用直立进气使得进气阻力减小,同时进气行程中燃油直接喷射使进气冷却,因而提高了进气效率,由于采用缸内直喷,燃油在燃烧室内气化,气化热冷却了吸入的空气,使空气密度增加。同时,汽油在气缸内气化也冷却了燃烧室,从而降低了发动机的爆震倾向,,这样在设计发动机时便可提高压缩比(有的压缩比可达12)。2020/9/29第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术2、GDI发动机燃烧系统的方式GDI发动机与传统的汽油机相比,其要求使混合气在中小负荷实现分层,那么燃烧系统的设计非常重要。按混合气形成的方式不同,可以分为三种:(1)喷束引导:燃油喷嘴靠近火花塞,窄间距布置,喷油器安装在汽缸中央,火花塞紧靠燃油喷嘴位于燃油喷束的边缘,喷油器直接将燃油射向火花塞的电极,见图5-2a)所示。(2)壁面引导:使用特殊形状活塞表面,同时优化涡流和滚流之间的平衡,控制喷射到活塞表面的燃油传输方向即可控制分层燃烧,见图5-2b)所示。(3)气流引导:采用接近水平的进气道,在缸内产生顺向的滚流,见图5-2c)所示。2020/9/29第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术3、GDI发动机的发展方向GDI发动机的发展面临排放、稳定燃烧控制、燃油经济性提高、性能可靠性、控制复杂性等方面的挑战。GDI发动机的燃烧技术将按照图5-3所示的四个方向发展。2020/9/29第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案1、气门双顶置凸轮轴技术双顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内配备两条凸轮轴的气门排列形式。两条凸轮轴分别控制进气门和排气门。最早一批采用双顶置凸轮轴设计的发动机分别是由菲亚特(Fiat,于1912年)、标致(于1913年)、阿尔法·罗密欧(于1914年)设计制造的。在后来的阿尔法·罗密欧6C(1925年)、玛莎拉蒂蒂波26(MaseratiTipo26,1926年)、布加迪51型(BugattiType51,1931年)以及早期的奥迪(Audi)等车上也采用了这一技术。EP6CDTM型缸内直喷汽油发动机的正时采用的是双顶置凸轮轴和链条(图5-4所示),正时静音链条可通过优化摩擦性能,降低油耗,降低发动机运转噪音,同时终身免维护可降低使用成本。2020/9/29第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案(1)进气凸轮轴新技术可变相位凸轮轴包括:气缸相位传感器齿轮、进气凸轮轴在变速箱侧和高压燃油泵相连,如图5-5所示。进气凸轮轴特性:可变相位凸轮轴齿轮安装在进气凸轮轴上,可变相位凸轮轴齿轮的电磁阀由发动机电控单元控制,来调节相位调整器内的机油方向。2020/9/29第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案(2)排气凸轮轴新技术排气凸轮轴在变速箱侧驱动真空泵(用于产生真空),供制动助力真空装置,如图5-6所示。2020/9/29