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传统发动机的新动向
作者: 周应军(编译) 来源: 轿车情报杂志 日期: 2002年第05期

在替代能源方兴未艾的今天,传统发动机技术也在不断地发展和进步。以下是世界上各大整车及零配件制造商推出的发动机新技术。

新型柴油机共轨直喷系统

1997年年末,博世首次推出了应用于阿尔法-罗密欧156及奔驰C系列具有1350巴(1bar≈1kg/cm2)喷射压力的第一代共轨直喷系统。

博世第二代共轨系统的喷射压力达1600巴。同时,其他供应商的竞相追逐也推动了共轨技术的飞速发展。

工作原理

高压泵使得位于气缸盖上方轨道内的柴油燃料具有满足点火需要的压力。系统通过中央处理单元(而不是泵自身)实现对喷油器的电子控制。

喷射压力由1350巴提升至1600巴,使得柴油发动机具有更高的动力输出、更低的燃油消耗及排放。博世已经展开第三代共轨系统的研发工作,新系统预计于2004年推出。第三代共轨系统的喷射压力将达到1800巴,并且由于新型喷油器的应用,新系统具备了多次喷射功能。博世第一代及第二代共轨系统仅具有两次喷射能力,即预喷射及主喷射。

竞争状况

德尔福于2001年年初推出了应用于福特Focus具有1400巴喷射压力的共轨系统。

最近,西门子开始为标致307提供类似的系统。

玛格涅特-马瑞利预计将于2004年起为菲亚特及欧宝提供具有多次喷射能力的共轨系统。

对共轨系统具有绝对竞争优势的产品是博世单体喷油器系统(Unit-Injector)。该系统已被大众公司大量采用,其点火压力已经达到2050巴。

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应用车型

博世第二代共轨系统已经应用于沃尔沃S60及V70 D5和宝马320d。其他博世共轨系统的客户都将采用更为先进的博世共轨产品。

德尔福共轨系统目前应用于雷诺Clio及福特Focus车型。2001年8月起,该系统开始应用于现代—起亚KJ 2.9发动机(搭载于起亚Carnival及现代Terracan车型)。另外,德尔福与标致-雪铁龙(PSA)公司的合作计划亦在进行之中。

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五缸发动机

虽然五缸发动机已经应用多年,但是其应用范围仍极其局限。大众公司是当今五缸发动机I-5的先导之一,并已经为8款不同的大众、西特及斯柯达车型提供了欧洲版的I-5发动机产品。

无论如何,当汽车制造商意欲步入发动机设计及制造工艺模块化时代之时,低成本(相对而言)的I-5发动机便是不可忽视的重要选择之一,即五缸发动机很可能大量生产。福特及通用已经计划于5年内推出

新型五缸发动机。

工作原理

发动机模块化设计的基础是相同尺寸部件的共享一一包括可建造相同结构不同尺寸发动机所需的活塞、活塞环及缸套。同时,制造工具也可用于不同构造的发动机。如果汽车制造商需要一款功率大于四缸且小于六缸的发动机,那么模块化设计的I-5发动机无疑是一个较好的选择方案。

技术障碍

五缸发动机庞大的体积仍是一个难于解决的问题。与1-4发动机相比,直列五缸发动机长度约增长25%,因而增加了发动机舱的匹配难度.特别是在前驱车辆采用横向布置发动机的情况下。此外,因为I-5发动机的平衡性逊色于I-6发动机,所以大部分五缸发动机需要额外的平衡轴。附加的平衡轴增加了成本、复杂性及重量。

竞争状况

菲亚特与福特集团的陆虎及沃尔沃公司已经加入了竞争行列。供应欧洲市场的戴-克大切诺基吉普搭载了意大利VM Motori公司提供的五缸发动机。

福特及通用都制订了壮大新型模块化发动机家族的五缸发动机研发计划。

绅宝计划建造采用可变压缩比及增压技术的1.6L I-5发动机。绅宝称:在加速过程中,其活动的气缸盖能够产生从14:1到8:1的可变压缩比。与当前3.0L I-6发动机相比,计划中的1.6L I-5发动机不仅具有更高的动力输出,而且还能节省燃油20%~30%。另外、,绅宝没有计划为这款小行程发动机设置平衡轴。

推出计划

虽然目前市场上已经出现了几款I-5发动机,但是最新模块化设计的I-5发动机登场还需假以时日。福特公司I-5发动机的面市时间预计为2004年或2005年。通用计划在5年内推出I-5发动机。

绅宝I-5计划(可能是通用公司模块化发动机计划的组成之一)没有公布具体的进度表。

气缸失活技术

燃油经济性是困扰大型豪华车及运动型车制造商的一大难题。降低燃油消耗率即意味着减少车辆的运营成本。另外,降低包括CO2在内的有害物排放也至关重要。

一些汽车制造商正在开发大型发动机气缸失活技术。这也就是上世纪80年代初期卡迪拉克8-6-4 V8发动机的设计思路。现今,汽车制造商正在积极尝试开发不同的技术及发动机管理系统。

工作原理

气缸失活的理论基础是当车辆不需要发动机所有气缸参与动力生成时,系统能够使个别气缸失活(即不参与正常的工作循环)。现已面市的搭载于奔驰CL600及S600的V12发动机便应用了此项技术。在奔驰主动气缸控制系统中, 当车辆不需要发动机生成最大功率时,计算机通过两套摇臂分隔气门与凸轮轴的连接来关闭每组六气缸中的某只(些)气缸。奔驰宣称,与全时V12发动机相比,采用气缸失活技术的V1 2发动机能够节省燃油20%。

竞争状况

奔驰两款采用该技术的V12发动机已经上市。

福特及通用都在开发类似技术来提升大型运动型车V8发动机的燃油经济性,并计划5年内提高燃油经济性25%。

通用计划应用伊顿技术在大部分时间内失活(关闭)其中的两只气缸,并只有在加速时发动机才进入真正的V6发动机角色。通用预计该技术的釆用可节省燃油6~12%。

福特动力及车辆技术部门官员称,“提高燃油效率是我们所有工作的重中之重。我们所有的工作几乎都是围绕提高燃油经济性和降低CO2排放展开的。”

应用车型

已有车型:奔驰CL600及S600。通用计划于2004年将其第一代气缸失活系统推向市场。福特公司也公布了类似的进度表。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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