汽车发动机类型.ppt

随着私家车越来越多的步入寻常百姓家，各种复杂的引擎类型与难懂的引擎技术足以让每一位普通车主头昏眼花。我们在这里将常见的汽车汽油发动机类型与各种先进的汽油发动机技术归纳在一起，希望能够帮助您更多的了解汽车的发动技术，从而更准确的选择适合自己的轿车。,部分新款车型发动机简介,部分新款车型发动机简介,直列发动机（Line Engine）：它的所有汽缸均肩并肩排成一个平面，它的缸体和曲轴结构简单，而且使用一个汽缸盖，制造成本较低，稳定性高，低速扭矩特性好，燃料消耗少，尺寸紧凑，应用比较广泛。其缺点是功率较低。“直列”可用L代表，后面加上汽缸数就是发动机代号，现代汽车上主要有L3、L4、L5、L6型发动机。,将所有汽缸分成两组，把相邻汽缸以一定的夹角布置在一起，使两组汽缸形成两个有一个夹角的平面，从侧面看汽缸呈V字形，故称V型发动机。V型发动机的高度和长度尺寸小，在汽车上布置起来较为方便。尤其是现代汽车比较重视空气动力学，要求汽车的迎风面越小越好，也就是要求发动机盖越低越好。另外，如果将发动机的长度缩短，便能为驾乘舱留出更大的空间，从而提高舒适性。将汽缸分成两排然后“打斜”，便能缩小发动机的高度和长度，从而迎合车身设计的要求。由于汽缸之间已相互错开布置，因此在汽缸之间有较大的空间，这样便于通过扩大汽缸直径来提高排量和功率。V型发动机的汽缸均成一角度对向布置，还可以抵消一部分振动。V型发动机的缺点是必须使用两个汽缸盖，结构较为复杂。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。V型发动机的汽缸数一般为5、6、8、10、12、16。V5发动机笔者第一次听说大众的V5发动机时，认为可能是搞错了，两侧汽缸数量不一样一定不利于发动机平衡。但据说用平衡块将平衡问题解决后它的优势就显现出来了。它不仅为车主多提供了一种选择，而且还能显示与众不同的个性来。笔者现只知道大众汽车公司生产V5发动机，并广泛装在新甲壳虫、高尔夫和宝来轿车上。据透露，大众汽车公司还有V7、V11等非对称式V型发动机，但笔者未见有关资料，不敢乱语。V6发动机V6发动机的长度与直4相当，因此可以横放在前轮驱动的轿车上，从而使它的应用范围比直6较广，现在中高级轿车上普遍采用V6发动机，就像普通轿车上使用直4一样常见。V6发动机的汽缸夹角一般为60度或90度。60度的夹角对V6的平衡性较好。使用V6发动机的轿车，机盖下一般都是“满当当”的，发动机周围空间紧张，要求设计师对发动机室空间要精打细算。V8发动机V8发动机应是高级车的“标配”了。虽然V8发动机的性能极其优秀，但它的制造成本太高，重量太大，油耗极高，厂家一般不敢轻易采用，只有在4升以上的车上才能见到V8的影子，国产车中现只有大切诺基拥有V8发动机，即将投产的金杯通用豪放也是由V8发动机提供动力。美国车比较喜欢V8，这与美国人的喜好及不知柴米油盐贵有关。V8发动机不论是放在前驱还是后驱车上，由于重量大，都容易造成汽车重心前移，即头重脚轻。因此，许多汽车制造商喜欢将V8用在四轮驱动的车上。采用90度的夹角，可使V8发动机获得较佳的平衡性。V10发动机理论上讲，V10发动机的平衡性不是特好，因此一般市售版汽车上很少采用V10发动机，要用也是在高性能的跑车上。现在美国的道奇蝰蛇一直使用V10发动机作为其动力源泉，后来又有保时捷的Carrera GT跑车，大众辉腾5升V10柴油车，即将投产的兰博基尼Gallardo也是采用V10发动机。最常见到V10发动机的地方应是F1赛车场，那里每辆车上装配的都是V10发动机。F1比赛规则规定，所有赛车的发动机排量不能超过3升，当然车队都想达到最高排量以获得最大功率。如采用V8，汽缸数较少，不利于提高发动机转速，每个汽缸直径也太大，很难达到所要求的功率；如采用V12，功率是提高了，但发动机重量太大，整车性能又受到影响。综合考虑，还是用V10最合适，凡正赛车追求的又不是平衡性，有点振动无所谓，只要发动机功率强大即可。V12发动机在我看来，V12发动机的象征性意义要大于实用意义。使用12缸发动机的汽车，主要集中在欧洲，并以德国、英国的顶级豪华车和意大利顶级跑车为主。V12发动机工艺复杂，造价昂贵，重量奇大，油耗高得你都找不到厂家提供的官方数据。也是，买这种车人怎会在乎其油耗高低！现在装配V12发动机的豪华轿车有：奔驰旗舰S600、宝马旗舰760Li、迈巴赫、劳斯莱斯新幻影；使用V12发动机的跑车有法拉利的456GT和ENZO、兰博基尼的“魔鬼”和Murcielago、阿斯顿马丁的V12 Vanquish、布加迪的EB16-4、埃多尼斯的BEX38等。虽然V8在美国车上不少，但讲究派头、喜欢大气、不知油贵的美国人对V12却不感兴趣。这并不是因为他们的性格发生改变，而是他们要玩就玩最大最好的，这才导致卡迪拉克V16发动机今年在美国底特律亮相。V16发动机2003年元月，美国通用汽车公司在北美车展推出一款概念车凯迪拉克“16”，这款不可思义的轿车以一台V16型发动机为动力，发动机排量高达13.6升，能产生1000马力的功率和1000磅英尺的扭矩。在行驶中的大部分时间里，这台V16发动机只有一半的汽缸工作，以减少燃料消耗。当需要增强功率时，如急加速或重载荷时，另一半汽缸会自动、自然地工作，以满足汽车对驱动力的需求。凯迪拉克在上世纪30年代制造出世界第一台V16发动机，但与现在的V16发动机决不可相提并论，那时的V16发动机的排量只有7.4升，最大功率才165马力。,V型发动机简介,大众汽车公司在发动机技术上不一定是世界第一，但在发动机的汽缸排列方式上绝对是最能出花样的。除了前面提到的V5、V7、V11等非对称发动机外，还独创一种W型发动机。许多人以为就像V型发动机的汽缸呈V形排列那样，W型发动机的汽缸排列形式也一定是呈W形，其实不然，它只是近似W形排列，严格说来还应属V型发动机，至少是V型发动机的一个变种。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开(如帕萨特W8的小角度为15度)，就成了W型发动机。或者说W型发动机的汽缸排列形式是由两个小V形组成一个大V形。W型与V型发动机相比可以将发动机做得更短一些，曲轴也可短些，这样就能节省发动机所占的空间，同时重量也可轻些，但它的宽度更大，使得发动机室更满。W型发动机相对V型发动机最大的问题是发动机由一个整体被分割为两个部分，在运作时必然会引起很大的振动。针对这一问题，大众在W型发动机上设计了两个反相转动的平衡轴，让两个部分的振动在内部相互抵消。德国大众汽车公司现有三种W型发动机W8、W12和W16。W8发动机现在只有帕萨特W8使用W8型发动机，排量为4升，最大功率为270马力/6000rpm。由于W8的长度较短，因此它可以纵置在并不太大的发动机室，为驾乘舱留出更大空间。W12发动机装用大众W12发动机的汽车有大众的旗舰车型辉腾、本特利新车GT和奥迪旗舰车型A8L60 三款量产车。另外大众的W12概念跑车也装用W12发动机。大众的W12发动机排量为6升，最大功率为420马力/6000rpm。W16发动机大众公司在200年北美车展上推出的布加迪EB16-4Veyron.概念车，装配一种W16缸的发动机，排量为8升，冲程和缸径均为86mm，64气门，最大功率为1001马力/6000rpm。其实在1928年，布加迪就曾制造出两款U16型发动机来，分别装配在布加迪T45(3.8升)和T47(3升)赛车上，最大功率分别只有270马力/5000rpm和240马力/5000rpm。那可能是最早的16缸发动机了。W18发动机1998年，世界名车布加迪(Bugatti)被大众汽车公司收购，就在当年的巴黎国际车展上，大众推出一款装有18个汽缸发动机的布加迪EB118。此台W18发动机由大众开发，是世界上轿车上使用的汽缸数最多的发动机。它的排量为6.3升，最大功率555马力。18个汽缸分成三排(而不是像上述的W型发动机那样“兵分四路”)，每排6个汽缸，就像是在V12发动机的中央又加了一台直6发动机。当时大众公司将此种发动机称为W型发动机，显然它与现在大众的W型发动机的汽缸排列方式有区别，不过笔者认为它的排列方式与W字母更近似。,W型汽车引擎简介,汽油发动机先进技术简介,自从汽油引擎开发出来以后，一直以来为了改善其性能和耗油量，进行了很多努力。随着近年来对环境保护的认识逐渐提高和国际化的CO2规则的行动具体化，汽车的耗油量改善变的更加重要。燃油发动机的稀薄燃烧一直受到燃料节减技术方面的关注。通过一般的稀薄燃料引擎,近年来把注意力集中在稀薄燃料尽可能的直接喷射到引擎的开发当中。直接喷射引擎的开发 汽油直接喷射引擎早在很早时已经在航空器的引擎和一些竞技赛车的引擎上使用。在这时的使用原因是为了提高性能和更好的应答性。但是，除了上面极少数以外，都没能实现直喷汽油引擎的实用化。原因是，为了实现实用化，需要注射器包括在内的准确的燃料量供给系统，在使用方面系统的价格一般很昂贵。在过去数十年间,电子控制和机械加工技术得到了飞跃的发展。随着它的发展，可以准确的燃料量控制系统，小型的可以喷雾微粒燃料的注射器和燃料泵的制造变成了可能。这些技术的发展，使一直处在汽油直接喷射引擎的实用化变成了可能。一般的汽油引擎使用电子控制式燃料喷射系统。注射器安装在吸气端口，喷射的燃料在吸气端口与空气混合均匀后进入到燃烧室。在汽油直喷引擎，只有空气吸入到燃烧室，燃料被精确控制的注射器直接喷射到燃烧室。这个方式不论是使混合气均匀，还可以形成成层气。从而达到高功率，低耗油量。,何为汽油直喷引擎,近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。发动机可变气门正时技术(VVT,Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。如今如本田的i-VTEC、丰田的VVT-i等也都是源自VVT的发动机控制技术。对于一台4冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭，发动机进入压缩冲程。这样来理解气门的动作是否正确呢？差不多是吧。然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动机已经获得的能量。如果在缸内压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程之后再关闭进气门。如何呢？直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？答案是：只要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。说到这里，对一些VVT技术有所了解的兄弟可能要不耐烦了：讲了这么多，和VVT边还没沾呢！不要急，还没讨论排气门的关闭时机和进气门的开启时机呢。这是大家可能都想到了，排气时同样会形成高速气流，如果排气门也在活塞越过上止点一定角度之后再关闭，虽然活塞已经开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对侧的进气门的，于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说，其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内可燃混合汽的压强了。如此看来，进气门也应当提前一点开启才好。前边讲到了进气门和排气门同时打开的情况，也就是进气门和排气门的重叠。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行的角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的固有特性来看待了。重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短，但是前面讲到的进气岐管或排气岐管内的气流也越快。想想看，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间，而且也有有利条件可以利用，还犹豫什么？只要重叠的角度大一些不就行了？当然，也不能太大，前边说了，这里有个时机问题，重叠角度太大肯定也不好，要不干脆让进气门和排气门同时开闭得了。很显然，这个时机是与转速有关的，转速越高，要求的重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机就容易得到较高的最大转速，也就容易获得较大的峰值功率。但在低转速工况下，这样的系统重叠角度肯定就偏大了，废气就会过多的泻入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，最终的效果是怠速不稳，低速扭矩偏低。相反，如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的峰值功率就会下降。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。,何为VVT引擎,说到这里，我们终于和VVT的主题接近一些了。不过还是再耐心一下，前面讲了半天，都只把注意力放在发动机的动力性方面了，下面让我们看看重叠角度对发动机的经济性和排放的影响。可能大家都知道，发动机的油耗转速特性曲线是马鞍形的，转速太高，超过了一定的范围，可燃混合汽的燃烧就会越发的不充分，发动机的经济性和排放特性都会恶化，尤其如今发达国家的环保法规日益严格，问题就变得更加严重。于是，很多厂商就采用复杂的废气再循环(EGR)装置来改善发动机的高转速经济性和排放。顾名思义，EGR装置的作用就是吸入部分废气，使其中的尚未燃烧的可燃物质有机会继续燃烧，部分有害中间产物得以分解。不难想到，如果此时将进气门和排气门的重叠角度调得高一点，略微超过原来所说的对动力性来讲最合适的角度一些，就会有部分废气和新鲜的可燃混合汽混合，提高了发动机的空燃比，使燃烧更充分，排放更清洁。大家可能发现了，这简直就是不需要额外装置的EGR技术嘛！然而很不幸，这种偏大的重叠角度设置，同样使发动机难以提供令人满意的低转速性能。好了，现在不用我说，大家也知道为什么我们如此重视VVT技术了吧！各个厂家的VVT技术千差万别，共同之处就是都要对气门正时进行调节，使发动机在不同的转速下进气门和排气门能有不同的重叠角度，从而改善前面说的那些问题。改变气门正时可以有很多不同的方法，但最主要的无外乎两大类，一类是改变凸轮轴的相位，再一类就是直接改变凸轮的表面形状。想想看就知道，改变凸轮的表面形状哪可能容易呢？所以第一类VVT比较容易实现些。回到Valvetronic，它依然保留了Double VANOS可变进、排气凸轮轴相位的气门正时调节系统，那么它又是如何实现对气门升程进行连续调节的呢？BMW为此增加了一种额外的偏心轴，凸轮轴则又通过一个额外的摇臂系统驱动传统的气门摇臂，并且该附加摇臂与气门摇臂的接触的角度取决于附加偏心轴的相位。附加偏心轴的相位可以由一个ECU控制下的调节装置来调整，从而使附加摇臂的角度发生变化，这样，对于相同的凸轮运动，传递到气门摇臂上的反应就可以不同，气门的升程也就会相应发生变化。从BMW的资料看，Valvetronic系统对气门开放时程的影响应当不大，调节的只是气门升程。不过，气门开度很小的时候，气体的进出效率是很低的，如果考察气门开度超过一定程度的持续角度，姑且称之为有效的气体交换时程，通常也是随气门升程的增加而增加的。为了限制发动机的复杂度，目前实际应用的Valvetronic系统在气门升程方面，调整的只是进气门。尽管理论上类似系统也可以作用于排气门，但那样的话整个配气机构就过于复杂了。就目前Valvetronic的发展情况来说，由于参与气门运动的机件还是太多，高转速下机械能损耗就大，不利于提高发动机的最大转速。所以在提高升功率方面，Valvetronic的表现是不及一些诸如VTEC之类的更简单的气门升程调节系统的，它的优势在于综合能力，在于发动机经济性的提高。如果说VVTL-i、i-VTEC和VarioCam Plus是融合了第一类和第二类VVT的话，Valvetronic在可变气门升程方面采用的方式似乎可以看作是独辟蹊径的第三条道路。还有其他的VVT吗？有。BMW的工程师强调对气门升程进行调节，Rover的工程师则选择了气门的开放时程作为调整的目标。在Rover VVC中，由于凸轮可以受设计独特的偏心轮驱动，其转动并非匀速，这样一来，在调整气门正时的同时，气门的开放时程也发生了改变，尽管升程并没有变化。VVC系统相当复杂，我也没见过具体的结构图，对其具体原理也不太清楚，只知道它通常只用于调节进气门，而且可以做到连续的改变进气门正时和开放时程。疯狂的英国人！本文写到这里，还从来没有提到Mercedes-Benz发动机的VVT技术呢，很多人会感到奇怪了吧？其实尽管Mercedes-Benz发明了无数的电子技术，各种新配置总是层出不穷，D-C在发动机方面却一贯比较保守，目前为止，它的确在VVT领域走在了后面，大部分车型的发动机实在是乏善可陈，还是多年未变的每缸三气门SOHC结构，也没有使用任何VVT技术。所以，Mercedes-Benz车在同级车中往往是升功率偏小，动力一般，油耗不低。然而世事无绝对，最近我也注意到，在新款CLK等车型上，D-C也在暗暗的抛出猛料。不但顺应主流，改为使用四气门DOHC结构，什么汽油直喷，双火花塞，VVT全都一下子冒了出来。永远不要低估D-C的技术储备，它的VVT是和Valvetronic一个水平的：两个凸轮轴的运动通过三个摇臂系统复合在一起，理论上，可以同时提供进、排气门的正时、开放时程和升程调节。听上去不错？还有呢！在D-C正在开发的另一套VVT系统中，发动机的凸轮轴被彻底的抛弃了，每个气门，或每几个气门的动作直接由专门的电磁系统驱动，ECU需要它们怎么动，它们就怎么动，这也正是VVT技术追求的最高境界！相信各个大厂都有类似的努力吧！本文写到这里，我对VVT的认识也就这么多了，谢谢大家的耐心！错误肯定有不少，再次恳请大家的指正！最后，请允许我对以下厂商表示敬意：Alfa Romeo，1980年，首次使用VVT技术；Honda，1989年，首次使用具有可变气门升程能力的VVT技术；BMW，2001年，首次使用VVT技术取代了传统的节气门,何为机械增压发动机,机械增压，此类增压器是以不增加引擎排气量为前提，使动力轮输出提升的方法。是直接利用引擎出力来驱动增压器，再将高密度空气送入汽缸内以提高引擎的输出功率。机械增压器压缩机的驱动力来自引擎曲轴，一般都是利用皮带连接曲轴皮带轮，间接将曲轴运转的扭力带动增压器，达到增压目的。依构造不同，机械增压会经出现过许多种类，包括叶片式(Vane)、鲁氏(Roots)、温克尔(Wankle)等型式，而活塞运动最早也被认为是一种机械增压，时至今日，则以鲁氏增压器最被广泛使用，更是改装的大热门。鲁氏增压器有双叶与三叶转子两种型式，目前以双叶转子较普遍，其构造是在椭圆形的壳体中装两个茧形的转子，转子之间保有极小的间隙而不直接相连，藉由螺旋齿轮连动，其中一个转子的转轴与驱动的皮带轮连结，转子转轴的皮带轮上装有电磁离合器，在不需要增压时即放开离合器以停止增压,离合器则由计算机控制以达到省油的目的。机械增压的特征，除了在低转速便可获得增压外，增压的动力输出也与曲轴转速成一定的比例，即机械增压引擎的油门反应随着转速的提高，动力输出随之增强，因此机械增压引擎的操作感觉与自然气极为相似，却能拥有较大的马力与扭力。,涡轮增压技术的回顾,说到涡轮增压器，在我的印象里，也就是近10年才被人们常常提到，哪知道它已经100岁了。在1905年，Sulzer Brothers Research and Development 公司的Alfred Buchi博士申请了第一款涡轮增压器的专利动力驱动的轴向增压器，1911年在瑞士的Winterthur增压器厂开工，在1915年制造出了原型航空器发动机增压器，利用发动机废气驱动，主要目的是用来克服高海拔稀薄空气对动力的负面影响。在1919年，通用电气(GE)制造的增压器将飞行器升到了一万米高空。当时的人们还没有完全认识到增压器的潜力，直到1938年第一款带增压的卡车发动机面市。汽车增压技术走向成熟Buchi是涡轮增压器之父，Garrett将它广泛推广。到了1961年，小轿车才开始试探性地安装增压器，首先出现在Oldsmobile F85上,并在1962年上市。使用了增压技术的Oldsmobile Jetfire3.5升V8发动机达到了215马力，而非增压的最好成绩只有185马力。对于轿车，20世纪70年代是涡轮增压器的一个转折点。带增压的Porsche911于1975年面市。1977年Saab 99 将涡轮增压器技术传播得更广泛，使2升发动机的动力性能与3升发动机相同。接着是奔驰300D Turbo，它的动力性能给人留下了很深的印象。1978年别克Regal和Le Sabre运动款安装了涡轮增压器。在20世纪最后20年中，带涡轮增压器的车型一款款的出现了。涡轮增压器在赛车中也起着重要的作用，包括WRC、勒芒24小时。涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求，1989年出现了可变增压的涡轮增压器(VNT)。在发动机低速时，涡轮增压器减小喉口，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器喉口增大，保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。优点是提高了发动机低速时的加速性能。今天的涡轮增压器已经变得部件更少、体积更小、转速更高(高达280000rpm)，空气压缩比已经达到2-2.51(汽油机)和4-61(柴油机)。涡轮增压器工作原理简单，但制造工艺要求高涡轮增压器就是一个气泵，由发动机排出的废气来驱动涡轮增压器一侧的叶轮，当它越转越快时，另一侧的叶轮也在同步加快，增大了进入燃烧室的进气量。就像你所理解的，压缩后的空气会变得很热，所以在进入燃烧室前要进行冷却，就是我们常说的中冷。中冷也帮助降低了燃烧室的温度。涡轮增压器的原理很简单，但实际上它是很复杂和精密的。不仅需要内部配件的严密配合，涡轮增压器还要和发动机严密匹配，否则就会降低发动机的效率甚至造成损坏。涡轮增压器带来的好处今天，随着排放标准的越来越严格，汽车制造商不仅要满足环保要求，同时又要满足客户的需求，保证足够的驾驶乐趣。涡轮增压器正好能满足降低排放并提高燃油经济性，同时又不会以失去驾驶乐趣为代价。涡轮增压器能够提供更好的燃油经济性，因为增压会给燃烧室提供更多的空气，使燃烧更彻底，排放更干净。对于汽油机，CO2的排放与相同功率的自然吸气发动机相比要少10-20%。其他好处有：在高海拔地区也能满足空气供给；在冷启动时使三元催化更快进入工作等。今天在欧洲，涡轮增压器已经占到了50%，在亚洲、美国也都在增长。现代涡轮增压器也改变了人们对柴油机的看法，涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。随着新的耐高温材料、新的平衡技术和微量润滑油轴承系统及全新电子控制的使用，涡轮增压器对于21世纪的汽车还同样起着重要的作用。,转子发动机：马自达汽车公司的核心(图),在2004北京汽车展中首次展出的RX-8动力总成：RENESIS转子发动机，象征着马自达汽车公司的核心。转子发动机发展史和马自达的成长缠绕在一起，密不可分。今天，马自达是世界上唯一生产和销售转子发动机汽车的公司。1961年，被转子发动机的潜在优势深深吸引，马自达的工程师决定积极大力地进行转子发动机的不断开发。六年过去了，经过无数个小时的努力奋斗，终于在1967年，工程师们自豪地在Cosmo Sports上安装了世界上第一台双转子发动机。当然，不断努力完善这种独特发动机的工作从来没有停止过。迄今为止，马自达已经生产了将近两百万辆以转子发动机为动力的汽车，其中一辆曾在1991年的法国创造了历史。在巴黎的勒芒24小时汽车赛是一个考验车辆性能和耐力极限的汽车大赛。1991年，以转子发动机为动力的Mazda 787B，成为第一辆在此赛事上大获全胜的日本汽车。这种前所未有的胜利为马自达在汽车历史上写下辉煌的一页。更重要的是，这次胜利证明了公司在转子发动机上的成熟技术。转子发动机经常被描述为“时尚”、“创意”和“活力”。这三个词语同样可以用来定义马自达品牌形象和其独特技术。四十年的追求自从马自达开始从事完善转子发动机的研发工作，公司就成功利用这种发动机本身所固有的轻量化、结构紧凑和高动力性能的优点，同时逐步克服其耗油和废气排放量大的缺点。在为RX-7开发的13BREW涡轮增压转子发动机上，马自达在转子发动机的发展中，就最大功率而言，达到了它的一个技术高峰。然而推动马自达转子发动机开发的激情和梦想永无止境。工程师开始努力让这种动力装置更紧凑，并提高它的进气和燃烧效率。这些努力在MSP-RE上达到充分体现，并在1995年东京汽车展中推出的RX-01概念车上安装了这种发动机。自然吸气式MSP-RE 随后作为RX-8的动力总成进行批量生产，并更名为RENESIS，它代表着“The RE(rotary engine)s GENESIS”(转子发动机的起源)。RENESIS转子式发动机，这种自然吸气式转子发动机在8,500 rpm下能够产生184 kW(250 PS)的最大功率(针对日本的高功率车型)，结构紧凑的轻量化车身使RX-8得以采用先进的前中置动力总成布置，和以前的RX-7相比，发动机位置更低更靠后。由于RENESIS具有平稳的性能、紧凑的尺寸和独特的行驶特点，在全新的RX-8推出不久，即在2003年6月被命名为International Engine of the Year(国际年度最佳发动机)。,作为世界上唯一的转子发动机制造商，同时作为被全世界驾驶员高度评价的跑车生产商，马自达不断地努力把公司的梦想变为现实。正是这种梦想和我们在跑车开发中投入的热情，使马自达的客户对创新性的RENESIS发动机拥有很高的期望度。汪克尔型转子发动机的结构和工作原理在过去的400年中，许多发明家和工程师一直都想开发一种连续运转的内燃机。人们希望有朝一日往复活塞式内燃机将被优雅的原动力引擎所取代，它的运动轨迹应该非常接近人类伟大的发明之一：轮子。实际上，在十六世纪末期，在出版物中首次出现“连续运转内燃机”的说法。连杆和曲柄机构的发明人沃特詹姆斯(1736-1819)，也曾研究转子式内燃机。特别是在过去的150年里，发明者提出了许多关于转子发动机结构的提案。在1846年，人们画出了当今转子发动机工作室的几何结构，设计了使用外旋轮线的第一辆概念发动机。但是，这些概念都没有实用化，直到汪克尔菲加士博士在1957年研制出汪克尔转子发动机。汪克尔博士通过研究和分析各种转子发动机类型的可行性，找到了旋轮线壳体的最佳形状。他对飞机发动机上所用的回转阀以及增压器的气密性密封机构具有深刻的了解，这些机构在其设计中的使用，使汪克尔型转子发动机得以实用化。现代的转子发动机由茧形壳体(一个三角形转子被安置在其中)组成。转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。和普通内燃机一样，转子发动机必须在其工作室中相继形成进气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。如果将三角形的转子放置在圆形壳体的中心部，工作室将不会随着壳体内部转子的旋转而在体积上发生变化。即使空燃混合气在那里点燃，燃烧气体的膨胀压力也仅作用在转子的中部，不会产生旋转。这就是为什么壳体的内侧圆周被设计成旋轮线外形并和安装在偏心轴上的转子组装在一起的原因。因此，每转一圈，工作室的体积变化两次，从而实现内燃机的四个工作过程。在汪克尔型转子发动机上，转子的顶点随着发动机壳体内圆周的椭圆形壳体而运动，同时保持与围绕在发动机壳体中心的一个偏心轨道上的输出轴齿轮的接触。三角形转子的轨道是用一个相位齿轮机构来规定的。相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿，轴齿轮将在其外原周上有20个齿，由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比，转子和轴之间的转速比被限定为1:3。,和偏心轴相比，转子有较长的转动周期。转子转动一圈，偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 rpm时，转子的速度只有1000 rpm。与传统往复式发动机的比较往复式发动机和转子发动机都依靠空燃混合气燃烧产生的膨胀压力以获得转动力。两种发动机的机构差异在于使用膨胀压力的方式。在往复式发动机中，产生在活塞顶部表面的膨胀压力向下推动活塞，机械力被传给连杆，带动曲轴转动。对于转子发动机，膨胀压力作用在转子的侧面。从而将三角形转子的三个面之一推向偏心轴的中心。(见图中PG)。这一运动由两个分开的力作用而成。一个是指向输出轴中心(见图中的Pb)的向心力，另一个是使输出轴转动的切线力(Ft)。壳体的内部空间(或旋轮线室)总是被分成三个工作室。在转子的运动过程中，这三个工作室的容积不停地变动，在摆线形缸体内相继完成进气、压缩、燃烧和排气四个过程。每个过程都是在摆线形缸体中的不同位置进行，这明显区别于往复式发动机。往复式发动机的四个过程都是在一个汽缸内进行的。转子发动机的排气量通常用单位工作室容积和转子的数量来表示。例如，对于型号为13B的双转子发动机，排量为“654cc 2”。单位工作室容积指工作室最大容积和最小容积之间的差值；而压缩比是最大容积和最小容积的比值。往复式发动机上也使用同样的定义。如上一页图中所示，可看到转子发动机工作容积的变化，以及与四循环往复式发动机的差别。尽管在这两种发动机中，工作室容积都成波浪形稳定变化，但二者之间存在着明显的不同。首先是每个过程的转动角度：往复式发动机转动180度，而转子发动机转动270度，是往复式发动机的1.5倍。换句话说，在往复式发动机中，曲轴(输出轴)在四个工作过程中转两圈(720度)；而在转子发动机中，偏心轴转三圈(1080度)，转子转一圈。这样，转子发动机就能获得较长的过程时间，而且形成较小的扭矩波动，从而使运转平稳流畅。此外，即使在高速运转中，转子的转速也相当缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为那些能够获得较高的动力性能的系统的运行提供了便利。汪克尔型转子发动机的特点体积小重量轻：转子发动机有几个优点，其中最重要的一点是减小了体积和减轻了重量。在运行安静性和平稳性两方面，双转子RE相当于直列六缸往复式发动机。在保证相同的输出功率水平前提下，转子式发动机的设计重量是往复式的三分之二，这个优点对于汽车工程师们有着无比的吸引力。特别是近年来，在防撞性(碰撞安全)、空气动力学、重量分布和空间利用等方面的要求越来越严格。精简结构：由于转子发动机将空燃混合气燃烧产生的膨胀压力直接转化为三角形转子和偏心轴的转动力，所以不需要设置连杆，进气口和排气口依靠转子本身的运动来打开和关闭；不再需要配气机构，包括正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等，而这在往复式发动机中是必不可少的一部分。综上所述，转子发动机组成所需要的部件大幅度减少。均匀的扭矩特性：根据研究结果，转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线，即使是在两转子的设计中，运行中的扭矩波动也与直列六缸往复式发动机具有相同的水平，三转子的布置则要小于V型八缸往复式发动机。运行更安静，噪音更小：对于往复式发动机，活塞运动本身就是一个振动源，同时气门机构也会产生令人讨厌的机械噪音。转子发动机平稳的转动运动产生的振动相当小，而且没有气门机构，因此能够更平稳和更安静的运行。可靠性和耐久性：如前所述，转子的转速是发动机转速的三分之一。因此，在转子发动机以9000 rpm的转速运转时，转子的转速约为该转速的三分之一。另外，由于转子发动机没有那些高转速运动部件，如摇臂和连杆，所以在高负荷运动中，更可靠和更耐久。在1991的勒芒汽车赛中的大获全胜就充分证明了这一点。,采用汽油直喷引擎的部分车型,采用机械增压引擎的部分车型,采用涡轮增压引擎的部分车型,采用汽油直喷引擎的部分车型,采用机械增压引擎的部分车型,采用涡轮增压引擎的部分车型,采用转子引擎的部分车型,采用水平对置引擎的部分车型,采用转子引擎的部分车型,采用水平对置引擎的部分车型,