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作者 各种汽车用新技术知识
我心永恒我心


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于 2013-03-26 07:59  个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
CVT
    CVT,通常指一种汽车变速器,也叫无级变速器,已经有了一百多年的历史。CVT与有级变速器的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,从而实现了良好的经济性、动力性和驾驶平顺性,而且降低了排放和成本。另外,CVT也指英特尔清晰视频技术、电容式电压互感器。
    现在市场上销售的汽车,装备的变速箱主要有手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、无级变速器(CVT)。
    1、MT
    手动变速器(MT:Manual Transmission)采用齿轮组,由于每挡的齿轮组的齿数是固定的,所以各挡的变速比是个定值(也就是所谓的“级”)。比如,一挡变速比是3.455,二挡是2.056,再到五挡的0.85,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比,总共只有5个值(即有5级),所以说它是有级变速器。
    手动变速器是最常见的变速器,它的基本构造用一句话概括,就是两轴一中轴,即指输入轴、轴出轴和中间轴,它们构成了变速器的主体,当然还有一根倒档轴。手动变速器又称手动齿轮式变速器,含有可以在轴向滑动的齿轮,通过不同齿轮的啮合达到变速变扭目的。
    2、AT
    自动变速器(AT:Automatic Transmission)是利用车速和负荷(油门踏板的行程)进行双参数控制,挡位根据上面的两个参数来自动升降。AT与MT的相同点,就是二者都是有级式变速器,只不过AT能根据车速的快慢来自动实现挡位的增减,可以消除手挡车“顿挫”的变挡感觉。
    (1)AT的结构:
    与手动变速器相比,液力自动变速器(AT)在结构和使用上有很大的不同。手动变速器主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。
    (2)AT的优缺点 :
    AT不用离合器换档,档位少变化大,连接平稳,因此操作容易,既给开车人带来方便,也给坐车人带来舒适。
    但缺点也多,一是对速度变化反应较慢,没有手动波灵敏,因此许多玩车人士喜欢开手动波车;二是费油不经济,传动效率低变矩范围有限,近年引入电子控制技术改善了这方面的问题;三是机构复杂,修理困难。在液力变扭器内高速循环流动的液压油会产生高温,所以要用指定的耐高温液压油。另外,如果汽车因蓄电池缺电不能启动,不能用推车或拖车的方法启动。如果拖运故障车,要注意使驱动轮脱离地面,以保护自动变速器齿轮不受损害。

    (3)AMT
    AMT在机械变速器(手动变速器)原有基础上进行改造,主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。因此AMT实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。由于AMT能在现生产的手动变速器基础上进行改造,生产继承性好,投入的费用也较低,容易被生产厂接受。AMT的核心技术是微机控制,电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。
    3、CVT
    无级变速器(CVT:Continuously VariableTransmission)与有级式的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。
    其原理与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比不同,而像自行车的踏板经大小轮盘与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也随之变化,从而实现不分档次的徐缓转动。
    CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽时,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,油耗较低。但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车,因此在自动变速器占有率约4%以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究,情况有所改善。CVT将是自动变速箱的发展方向。
    国内目前有几款CVT产品,分别是东风日产、奥迪、飞度、西耶那(帕力奥),东南V3菱悦、奇瑞旗下旗云及A3等。这四款产品中只有东风日产的天籁等车型、以及奥迪和旗云带均有巡航定速配置。
    编辑本段发展史CVT技术的发展,已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖,早在1886年就将V型橡胶带式CVT安装在该公司生产的汽油机汽车上。1958年,荷兰的DAF公司H.Van Doorne博士研制成功了名为Variomatic的双V型橡胶带式CVT,并装备于DAF公司制造的Daffodil轿车上,其销量超过了100万辆。但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷:功率有限(转矩局限于135Nm以下),离合器工作不稳定,液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大,因而没有被汽车行业普遍接受。
    然而提高传动带性能和CVT传递功率极限的研究一直在进行,将液力变矩器集成到CVT系统中,主、从动轮的夹紧力实现电子化控制,在CVT中采用节能泵,传动带用金属带代替传统的橡胶带。新的技术进步克服了CVT系统原有的技术缺陷,导致了传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT的面世。
    进入20世纪90年代,汽车界对CVT技术的研究开发日益重视,特别是在微型车中,CVT被认为是关键技术。全球科技的迅猛发展,使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中。
    1997年上半年,日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基础上,日产公司在1998年开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高液压控制系统。通过采用这些先进的技术来获得较大的转矩能力,日产公司研究开发CVT的电子控制技术,传动比的改变实行全档电子控制,汽车在下坡时可以一直根据车速控制发动机制动,而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划将它的CVT的应用范围从1.0 L扩大到3.0L的轿车。
    日本三菱公司已选择了CVT平顺无能量损失地传递直喷式发动机的动力来驱动汽车。V型带/传动轮机构可以保证在所有速率下发动机动力平顺无间断地传递。CVT根除了传统的自动变速器通过齿轮换档时的打齿现象,从而获得更满意的响应和控制。三菱公司准备采用直喷式发动机(1.5L或更小)与CVT组合。
    日本富士重工同时拥有15年开发CVT的经验。1997年5月,富士重工将它的Vistro微型车装配了全计算机控制式E-CVT(含有六档手动换档模式的CVT)。驾驶员无须操作离合器就可以进行六档变速。富士重工在Pleo微型车上采用一种有锁止式变矩器的电控式CVT、通过小范围锁止可以使液力变矩器的滑动保持在最小值,行星齿轮用来切换前进档/倒退档。传动比范围从1:10-5.5:1。
    1999年上半年,美国的福特公司和德国ZF公司合作为福特公司的轿车和轻型载货车生产CVT。在巴达维亚和俄亥俄州新建的合资企业将从2001年生产为福特公司设计的、带有电子管理功能的CFT23型CVT。ZF公司设计的CVT是一种变矩器式变速器,使用为安装横向发动机前轮驱动汽车生产的钢带。ZF公司也能为安装纵向发动机的前轮驱动汽车和后轮驱动汽车生产CVT系列。ZF公司称:与四档自动变速器相比,CVT系统能够将加速性能提高10%,燃油经济性提高10%-15%。与锁止式变矩器相比,CVT系统在不漏油的前提下效率更高。福特公司正在设计一种与公司内所有轻型载货车匹配的牵引驱动CVT,包括后轮驱动和全轮驱动载货车。牵引驱动使用沿特殊滑液的可移动滑件代替传动带和传动轮。滑动部分的相对位置决定传动比,由一层部件间非常薄的液油来传递动力。
    德国ZF公司从1999年中期开始为Rover 216型汽车提供钢带驱动的VT1型CVT。这种CVT包括螺旋齿轮或变速器、合适的液压系统、湿式离合器。在系统中集成的ECU可以允许机械、液力和电子系统进一步组合,这就更好地利用了各种系统的独特优点。
    德国博世的电子式CVT控制系统是基于用传感器和执行器单元控制基础上的电子/液力模块。博世公司已经将独立部件、执行器、传感器和变速器换档ECU组成一个单独的模块,变速器制造商只需增加一个集成控制单元。
    CVT变速器的应用
    1987年,日本Subaru把装备CVT变速器的汽车投放市场,获得成功。欧洲的Ford和Fiat也将VDT-CVT装备于排量为1.1L到1.6L的轿车上。随着技术的发展,能源危机引发全球性的节约能源和环境保护意识的提高,在总结第一代的CVT的经验基础上,开发出了性能更佳,转矩容量更大的CVT。当前,全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力,都大力进行CVT的研发工作。现在NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽车品牌中,都有配备CVT变速器的轿车销售,全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆。有一点值得注意的是,装备有CVT的汽车市场,由最初的日本,欧洲,已经渗透到北美市场,因此无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势。
我们国家有巨大的汽车销售市场,汽车工业是我国的民族工业之一。然而我国汽车业所需的自动变速器(AT)全部依赖进口,这使得国产汽车配备AT后,成本增加很大,而装备自行开发生产CVT变速器,其成本提高不大,说明CVT的市场前景令人乐观。
    目前我国正在考虑发展轿车自动变速器的问题。自“九·五”期间轿车金属带式无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划,以跟踪世界技术的发展和开发适合我国国情的汽车。 2012年4月17日,国内首款自主研发的CVT无级变速器在奇瑞汽车股份有限公司顺利下线。奇瑞的CVT变速器与国外相比,成本能降低50%。[1]
在最近的十几年中,CVT技术已经上前迈进了一大步,使得CVT比有着超过100年历史的机械变速器MT和有着超过50年历史的自动变速器AT更有竞争力。CVT技术正处于寿命周期的开始,CVT的特性将进一步提高。
    本段工作原理该系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。
    金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成,与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动,另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构,它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带啮合。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮,然后通过V型传动带传递到从动轮,最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径,从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节,从而实现了无级变速。
    在金属带式无级变速器的液压系统中,从动油缸的作用是控制金属带的张紧力,以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动,在主动轮组金属带沿V型槽移动,由于金属带的长度不变,在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化,实现速比的连续变化。
汽车开始起步时,主动轮的工作半径较小,变速器可以获得较大的传动比,从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保证汽车有较高的加速度。随着车速的增加,主动轮的工作半径逐渐增大,从动轮的工作半径相应减小,CVT的传动比下降,使得汽车能够以更高的速度行驶。
编辑本段特性1、经济性
    CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速,从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配,提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的Golf VR6轿车上分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试,证明CVT能够有效节约燃油(如表1)
安装4-AT和CVT的大众公司的Golf VR6汽车的燃油消耗对比
试验油耗 4-AT CVT
ECE市区循环,L/100km 14.4 13.2
ECE郊区/远程循环,L/100km 10.8 9.8
90km/h匀速,L/100km 8.3 7.0
120km/h,L/100km 10.3 9.2
    2、动力性
    汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大,汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性,能够获得后备功率最大的传动比,所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。
    3、排放
    CVT的速比工作范围宽,能够使发动机以最佳工况工作,从而改善了燃烧过程,降低了废气的排放量。ZF公司将自己生产的CVT装车进行测试,其废气排放量比安装4-AT的汽车减少了大约10%。
    4、成本
    CVT系统结构简单,零部件数目比AT(约500个)少(约300个),一旦汽车制造商开始大规模生产,CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油,随着大规模生产以及系统、材料的革新,CVT零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本,将降低20%-30%。
    勿庸置疑,CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高,与AT变速器相仿,由于金属带式CVT的结构简单,所含的零件数量比AT变速器少40%左右,整车的质量因而也有所减轻。
    5、驾驶平顺性
    由于CVT的速比变化是连续不断的,所以汽车的加速或减速过程非常平缓,而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。


我心永恒我心 编辑于 2013-05-23 08:21

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从操控开始 各种悬挂形式优劣详细解析(摘自汽车之家)
通常在我们看车买车的过程中,经常会在车辆的参数配置中见到诸如麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式、双连杆式、四连杆式、扭力梁式、拖拽臂式等等,多种前后悬挂系统的名称。这些专业名词,看着就让人头晕。有些人索性置之不理,更别说去弄明白其中的差异了。
    其实汽车的悬挂系统是选择汽车时极其重要的参考依椐,它决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性,是汽车最为关键的部件之一。简单的来说悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器与车架连接部分组成的整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善驾驶与乘坐的感觉,因为使用不同的悬挂系统,会使驾驶者与乘客在车辆行驶过程中都有不同的感受。

●非独立悬挂
非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。
非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。

●独立悬挂
独立悬挂的优点是:质量轻,减少车身受到的冲击,提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。不过,独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。

今天的介绍重点还是独立悬挂系统,现代轿车大都是采用独立式悬挂系统,按其结构形式的不同,独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。
● 麦弗逊式悬挂系统

麦弗逊式悬挂系统的车轮也是沿着主销滑动的悬挂系统,它的主销是可以摆动的,麦弗逊式悬挂系统是摆臂式与烛式悬挂系统的结合。与双横臂式悬挂系统相比,麦弗逊式悬挂系统的优点是:结构紧凑,车轮跳动时前轮定位参数变化小,有良好的操纵稳定性,加上由于取消了上横臂,给发动机及转向系统的布置带来方便。

麦弗逊式悬挂系统多应用在中小型轿车的前悬挂系统上,如国产奥迪、桑塔纳、夏利、富康等轿车的前悬挂系统均为麦弗逊式独立悬挂系统。虽然麦弗逊式悬挂系统并不是技术含量最高的悬挂系统结构,但它仍是一种经久耐用的独立悬挂系统,具有很强的道路适应能力。

● 横臂式悬挂系统
横臂式悬挂系统是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统,按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬挂系统。

●单横臂式具有结构简单,侧倾中心高,有较强的抗侧倾能力的优点。但随着现代汽车速度的提高,侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大,轮胎磨损加剧,而且在急转弯时左右车轮垂直力转移过大,导致后轮外倾增大,减少了后轮侧偏刚度。单横臂式独立悬挂系统多应用在后悬挂系统上,但由于不能适应高速行驶的要求,目前应用不多。

●双横臂式独立悬挂系统按上下横臂是否等长,又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬挂系统。等长双横臂式悬挂系统在车轮上下跳动时,能保持主销倾角不变,但轮距变化大(与单横臂式相类似),造成轮胎磨损严重,现已很少用。对于不等长双横臂式悬挂系统,只要适当选择、优化上下横臂的长度,并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内,保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬挂系统已广泛应用在轿车的前后悬挂系统上,部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬挂系统结构。


● 多连杆式悬挂系统
多连杆式悬挂系统是由3-5根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬挂系统。能使车轮绕着与汽车纵轴线成一定角度的轴线内摆动,是横臂式和纵臂式的折衷方案,适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角,可不同程度地获得横臂式与纵臂式悬挂系统的优点,能满足不同的使用性能要求。多连杆式悬挂系统的主要优点是:车轮跳动时轮距和前束的变化很小,不管汽车是在驱动、制动状态都可以按司机的意图进行平稳地转向,其不足之处是汽车高速时有轴摆动现象。

● 钢板弹簧式非独立悬挂系统
钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件,由于它兼起导向机构的作用,使得悬架系统大为简化。这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链,也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起,前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连,后端可以自由摆动,形成活动吊耳。当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之间的距离有变化的可能。

钢板弹簧式非独立悬挂系统

● 主动悬挂系统
主动悬挂系统是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬挂系统。它汇集了力学和电子学的技术知识,是一种比较复杂的高技术装置。一般此类车型的悬挂系统系统的中枢是一个微电脑,悬挂系统上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较,选择相应的悬挂系统状态。

同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动。因此,这种轿车备有多种驾驶模式选择,驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮,轿车就会自动设置在最佳的悬挂系统状态,以求最好的舒适性能。

● 空气悬挂系统
与大多数轿车目前采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬挂系统相比,空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度,使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。出于这种设计目的,空气悬挂系统多用于经常在恶劣的路况条件下行驶的越野车上,以保证车辆能够顺利地通过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很先进实用的配置,但是却很“脆弱”。

由于系统结构较为复杂,其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”,减振器的密封性还需要进一步提高,倘若空气减振器出现漏气,那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁地调整底盘高度,还有可能造成气泵系统局部过热,会大大缩短气泵的使用寿命。随着SUV的设计越来越小型化、城市化,SUV的越野性能正在逐渐被压缩,在城市平坦的路面上,空气悬挂系统似乎没有了用武之地。面对这样的窘况和技术上的瓶颈,空气悬挂系统自然也就无法博得广大消费者的喝彩。




我心永恒我心 编辑于 2013-05-23 09:46

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发动机气缸排列形式气缸排列形式,
顾名思义,是指多气缸内燃机各个气缸排布的形式,直白的说,就是一台发动机上气缸所排出的队列形式。

目前主流发动机汽缸排列形式:

L:直列

V:V型排列

其他非主流的汽缸排列方式:

W:W型排列

H:水平对置发动机

R:转子发动机

直列发动机
    直列发动机,一般缩写为L,比如L4就代表着直列4缸的意思。直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式,尤其是在2.5L以下排量的发动机上。这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面,并且只使用了一个气缸盖,同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单,好比气缸们站成了一列纵队。


『直6发动机』
    具体来说,我们常见的大致有L3、L4、L5、L6型四款(数字代表气缸数量)。这种布局发动机的优势在于尺寸紧凑,稳定性高,低速扭矩特性好并且燃料消耗也较少,当然也意味着制造成本更低。同时,采用直列式气缸布局的发动机体积也比较紧凑,可以适应更灵活的布局。也方便于布置增压器类的装置。但其主要缺点在于发动机本身的功率较低,并不适合配备6缸以上的车型。



V型发动机
    所谓V型发动机,简单的说就是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定夹角布置一起(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°),使两组汽缸形成一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形(通常的夹角为60°),故称V型发动机。

    与我们上面介绍的直列布局形式相比,V型发动机缩短了机体的长度和高度,而更低的安装位置可以便于设计师设计出风阻系数更低的车身,同时得益于汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更为平顺。比如一些追求舒适平顺驾乘感受的中高级车型,还是在坚持使用大排量V型布局发动机,而不使用技术更先进的“小排量直列型布局发动机+增压器”的动力组合。



概括的说:我们可以这样理解,发动机气缸采用V型布局,可以说在结构层面上克服了一些传统直列布局的劣势,但同样,精密的设计让制造工艺更复杂,同时由于机体的宽度较大,也不方便安装其他辅助装置。



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。
    W型发动机,W型发动机是德国大众专属发动机技术。将V型发动机的每侧汽缸再进行小角度的错开,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,两组V型发动机共用一根曲轴。严格说来W型发动机还应属V型发动机的变种。


    W型与V型发动机相比可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,使得发动机舱更满。

    W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向转动的平衡轴,让两个部分的振动在内部相互抵消。



    目前应用W发动机的只有大众以及它旗下其他品牌的车辆,比如老帕萨特的W8,大众辉腾、宾利欧陆和奥迪A8的W12以及布嘉迪的W16。

    

水平对置发动机
    在上面介绍气缸V型排列发动机的时候已经提过,V型布局形成的夹角通常为60°(左右两列气缸中心线的夹角γ<180°),而水平对置发动机的气缸夹角为180度。但是水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。


优点:

    水平对置发动机的最大优点是重心低。由于它的汽缸为“平放”,不仅降低了汽车的重心,还能让车头设计得又扁又低,这些因素都能增强汽车的行驶稳定性。同时,水平对置的汽缸布局是一种对称稳定结构,这使得发动机的运转平顺性比V型发动机更好,运行时的功率损耗也是最小。当然更低的重心和均衡的分配也为车辆带了更好的操控性。





缺点:

    那为什么其它厂家没有研发水平对置引擎呢?除了因为水平对置结构较为复杂外,还有如机油润滑等问题很难解决。横置的气缸因为重力的原因,会使机油流到底部,使一边气缸得不到充分的润滑。显然保时捷和斯巴鲁都很好的解决了众多技术难题,但高精度的制造要求也带来了更高的养护成本,并且由于机体较宽,因而并不利于布局。

转子发动机
    相比常见的L型、V型气缸布局形式,可能很多朋友会对三角转子发动机感到陌生。转子发动机又称为米勒循环发动机,由德国人菲加士•汪克尔发明,之后这项技术由马自达公司收购。我们都知道:传统的气缸往复运动式发动机,工作时活塞在气缸里做往复直线运动,而为了把活塞的直线运动转化为旋转运动,必须使用曲柄连杆机构。转子发动机则不同,它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。



    工作原理:在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合,齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似“8”字形。三角转子把汽缸分成三个独立空间,三个空间各自先后完成进气、压缩、做功和排气,三角转子自转一周,发动机点火做功三次。而转子发动机的转子每旋转一圈就作功一次。



    与一般的四冲程发动机每旋转两圈才作功一次相比,具有高功率容积比(发动机容积较小就能输出较多动力)的优点。另外,由于转子发动机的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就能达到较高的运转转速。整个发动机只有两个转动部件,与一般的四冲程发动机具有进、排气活门等二十多个活动部件相比结构大大简化,故障的可能性也大大减小。

    除了以上的优点外,转子发动机的优点亦包括体积较小、重量轻、低重心等。相应缺点是发动机在使用一段时间之后容易因为油封材料磨损而造成漏气问题,增加油耗。另外其独特的机械结构也造成这类引擎较难维修。



VR发动机
    VR发动机是大众的专属产品,1991年,大众公司开发了一种15°夹角的V6 2.8L发动机,称做VR6,并安装在第三代高尔夫上。这种发动机结构紧凑,宽度接近于直列发动机,长度不比直列4缸发动机长多少。

    众所周知,对于V型6缸发动机而言,60度夹角是最优化的设计,这是经过无数科学实验论证过的结果。因而绝大多数的V6发动机都是采用这种布局形式的。但为了能在更小的空间内放下V6发动机,大众集团另辟蹊径的研发出了夹角为15度、体积更小的VR6发动机。而从动力参数来看,它并不逊色与普通的V6发动机,但在研发之初就暴露了明显的抖动问题。通过一系列的平衡稳定手段虽使问题得以明显改善。但这依然无法超越改变其本身结构上的特性,就像普通直列发动机的震动通常都会大于V型发动机一样,夹角更小的VR6从结构本身就决定了它的震动会大于V6。诸如大众旗下的高尔夫R32、EOS等车型都曾装配过这款发动机。

    VR发动机的汽缸夹角非常小,两列汽缸接近平行,汽缸盖上火花塞的孔几乎并在一条直线上。VR发动机的特点就是体积特别小,所以非常适用于大众车系的前置发动机平台,因为大众的前置发动机前轮驱动底盘都是纵置式的设计,而且发动机在前轴之前所以发动机不能过长否则难以布置前悬挂。这款发动机非常紧凑,虽然是V缸机,但由于两列汽缸相离很近所以只需要一个汽缸盖就可以搞定,比90度和60度夹角的V6成本低很多(因为普通V缸机必须加工两个汽缸盖如果是DOHC的V缸机还需要加工4根凸轮轴,所以成本很高)。

『大众VR6发动机』

    在基于VR发动机的基础上,大众还研发出了W12发动机,由于大众的汽车平台,通常都是用的前置发动机布置。也就是说发动机是安装在前轴之前的。由于空间有限,所以对发动机的紧凑性提出了很高的要求。奔驰和宝马使用的普通V12发动机长度很大,在大众车上显然是行不通的。因此大众工程师想把两台VR6发动机以一定的汽缸夹角合在一起,制造出了一台拥有4列汽缸的W型12缸发动机。它充分的利用了VR发动机的紧凑优势,使得这种12缸的超级机器只有普通V6发动机的长度。



『奥迪W12 发动机』


我心永恒我心 编辑于 2013-05-24 08:19

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发动机布局
    发动机可以说是汽车上最重要的部分,而它的布置形式对于汽车的性能具有重大影响。对于轿车来说,发动机的布置位置可以简单的分为前置、中置和后置三种。目前市面上大多数车型都是采用的前置发动机,中置和后置发动机只在少数的性能跑车上使用。

  当然根据发动机放置形式,也可分为横置、纵置发动机。

前置发动机
    前置发动机,即发动机位前轮轴之前。前置发动机的优点是简化了车子变速器与驱动桥的结构,特别是对于目前占绝对主流的前轮驱动车型而言,发动机将动力直接输送到前轮上,省略了长长的传动轴,不但减少了功率传递损耗,也大大降低了动力传动机构的复杂性和故障率。


    另外,将发动机置驾驶员的前方,在正面撞车时,发动机可以保护驾驶员免受冲击,从而提高了车的安全性。

中置发动机
    中置发动机,即发动机位于车辆的前后轴之间,一般驾驶舱位于发动机之前或之后。可以这么说,中置发动机的汽车肯定是后轮驱动或者四轮驱动。

    汽车在转弯时,汽车各个部分因为惯性都会向弯外移动,引擎是质量最大的部分,所以引擎因惯性而对车体的作用力对汽车在弯中的转向有至关重要的影响。发动机中置的特点就是将车辆中惯性最大的发动机置于车体的中央,这样可以使车身重量分布接近理想平衡状态。一般来说,只有那些超级跑车或者讲究驾驶乐趣的跑车才采用中置发动机。

[img][(外部链接,不予显示)shuyu/20110720/500/5504111374595338705.jpg/img]

    当然中置发动机也有缺点,由于发动机中置,导致车厢狭窄,不能布置较多座位,另外,由于驾乘人员离发动机太近,因此噪声较大。但是,只追求汽车驾驭性能的人们,是不会再乎这些的,甚至一些人更愿意听到发动机咆哮的轰鸣声。

后置发动机
    一般来说,最纯正的后置发动机就是将发动机布置在后轴之后,最有代表性的就是大客车,而后置发动机的乘用车屈指可数,最有代表性的就是保时捷911,当然smart也是后置发动机。

    


    曾经的经典车型大众甲壳虫和菲亚特126P也是后置发动机。

    

            『菲亚特126P』 『老甲壳虫』

横置发动机
    横置发动机是指发动机和汽车前桥平行。简单的讲就是你站在车头前面向发动机,如果发动机横着放在你眼前,就是横置发动机。



    一般来说,前驱的紧凑型轿车、大多数的中级轿车和少数高级轿车都采用了横置发动机的布置方式。

优点:

    横置发动机的曲轴、变速器的输入输出轴以及车桥都是平行的,所以如果是前驱车的话,最适合的就是前横置发动机,动力传输距离短,方向一致,因此传动效率较高。

    另一方面,由于横置发动机占用的纵向空间小,可以极大限度缩短了发动机舱的纵向空间,换来的是宽敞的驾乘空间,尤其是前排乘客的腿部拓展的空间。这对于尺寸有限的紧凑型轿车来讲尤为重要。

缺点:

    前后重量分布不平衡的问题则横置发动机的最大缺陷,由于横置发动机发动机曲轴变速箱输入轴平行连接在一起的,使其可以布置在发动机前轴之前,但是这些重量最重的汽车部件全部集中在车头前方就使得前轴负荷过大,从而容易出现转向不足的情况,而头重脚轻的前后轴配重也会在高速过弯时使车尾的后轮缺乏重压,某些轴荷分配不合理的横置发动机轿车甚至达到了前70%后30%,其性能可想而知。

    另一方面,由于横置发动机变速器安装位置过于偏向一侧的原因,其驱动轴是一长一短的,当巨大的驱动力作用在不等长的传动轴上时,会使车两个前轮有转速差,从而导致急加速时车头有左右摆动现象,也就是我们常说的扭力转向,这一点在大排量前置前驱车型上尤为明显。

纵置发动机
    纵置发动机是指发动机与汽车的前桥垂直,简单的讲就是你站在车头前面向发动机,如果发动机竖着放在你眼前,那就是纵置式发动机。



    一般来说后驱车都采用了纵置发动机,因为动力要传递到后桥上,在传动距离无法缩短的情况下,就要尽可能减少动力的方向转换。如果采用横置的话,因为曲轴和传动轴的方向垂直,所以先要转换一次方向,以通过传动轴传输动力,但是传动轴的方向和后桥的方向也是垂直的,所以在后桥需要再将旋转方向转换过来,这无疑降低了传动系统的效率。而使用纵置发动机就可以使得曲轴与传动轴平行,减少了一次传动方向的转换,无疑是降低了能量的损失。

    另一方面纵置发动机可以让变速器的位置尽量向后伸,使动力总成的重心位于前桥之后,这样可以让车身前后重量更加平均。

    在纵置发动机平台上,还有一个比较特殊的例子,这就是使用纵置发动机前轮驱动的奥迪。虽然奥迪使用纵置发动机更多是为了照顾quattro这个传统,但是其纵置发动机前轮驱动发动机的布局同样可以带来不错的前后配重比。这种布置可以将发动机纵向布置在汽车前轴之前,与发动机直接相连的变速箱就会受到发动机舱空间的限制,就要布置在前轴之后,变速箱的输入轴与发动机曲轴围绕同一轴线转动,对于承受着发动机和变速箱重量的车前轴来说,他就像是天平的支点,发动机和变速箱分布在前轴的前后两侧,使得前轴承受的发动机和变速箱重量分布更加均匀,重心配比更为合理,虽然还是会有前驱车的推头现象,但是其配重比要明显优于普通横置发动机车型,例如前驱的奥迪A4的前后配重比就达到了较完美的55:45。

    不过纵置发动机也有缺点,由于纵置致使发动机占用发动机舱较长的空间,导致驾乘空间有所损失。

反置发动机
    “反置”是横置发动机的一种特殊布置方式,通常的横置发动机排气歧管在前,进气歧管在后的布置方式,简单的说就是“前出后进”,如果将进排气的位置调换,将进气歧管置于前端,排气歧管置于后部,变成“前进后出”,就是所谓的“反置”了。只有横置发动机才有“正反置”之说,纵置发动机进排气歧管在左右两端,互换并没有什么差别,所以是没有这样的说法的。在我们周围采用反置发动机的车子有很多,福特福克斯、蒙迪欧致胜、马自达睿翼、蓝瑟翼神、以及新君威2.4等车型上使用的都是反置式发动机。





    

    『“反置”发动机的前端是进气歧管』


『“正置”发动机前端为排气歧管』

     反置式发动机的优势在于进气歧管处在迎风面,能够更好的降低进气温度,温度的下降使空气密度提高,单位体积内的氧含量也随之提升,能够使燃烧更加充分,提高效率,有效降低油耗。对于非缸内直喷的发动机而言,反置式的布置使得供油管路也随进气歧管的移到了前方,有更好的散热效果。而排气歧管后移的设计,使排气管不再经过发动机下方,可以使发动机位置整体下移,有效降低重心提升操控表现,并且排气管与发动机距离更远,降低了散热系统的热负荷,也避免了高温尾气对油底壳的影响,不再“曲折”的管路使得排气阻力大大降低,排气更加顺畅,效率更高,发动机在高转速时能够输出更高的功率。

  
    不过,反置发动机也并非完美,首先排气管位置的后移使之更加靠近乘员舱,高温和排气噪音很容易渗透到乘员舱,所以为了减少高温和噪声的影响,就需要花更多的成本在防火墙等位置做隔热隔音的处理。另一个缺点是,反置发动机顺畅的排气管路减小了排气管内的回压,使得发动机低转速时的排气效率降低,进而影响进气的效率,进气歧管内的混合气常常不能被完全吸入气缸内,也容易造成混合气密度不均、燃油燃烧不够充分等情况,而未进入气缸而吸附在进气管壁和气门上的细小油滴也很容易在高温环境下形成积碳。这就是反置式发动机通常在低转速时的动力输出较弱的原因,也是很多使用反置发动机的车型容易产生积碳的主要因素之一。

   不过,随着可变长度进气歧管以及目前主流的可变正时气门技术、正在逐渐兴起的缸内直喷技术的应用,反置发动机的弱势正在被逐渐改善。可变正时气门技术使“气流及气门开关”对于传统多点电喷发动机混合气浓度的不利影响大大降低,而直喷技术的应用则进一步削弱了气门开关和歧管气流对混合气浓度的不利影响,将燃油直接注入汽缸,能够更加精准的计算和控制喷油量,相比缸外喷射减少了燃油损失,达到提高效率降低油耗的目的。可以说,反置发动机在这方面的弱势已被有效的弥补,能够在全转速段实现更高的效率,并且更好的发挥其高转速输出的特性。


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OHV
    发动机的凸轮轴布局形式分为OHC(顶置凸轮轴)和OHV(底置凸轮轴)这两种。目前日本及欧洲的汽车厂家较为青睐顶置凸轮轴这种设计;而底置凸轮轴,通常我们只有在美国车上才能看见。



在了解OHC和OHV的区别,我们先简单的从技术上认识、了解一下他们各自的结构和特点:

    OHC(顶置凸轮轴),历经发展现在被分成SOHC(单顶置凸轮轴)和DOHC(双顶置凸轮轴)。单顶置凸轮轴就是依靠一根凸轮轴来控制进、排气门的开合。通常来说单顶是配合两气门发动机的设计,由于两气门发动机在进、排气效率比多气门要低,气门间角布置局限性大。而双顶置凸轮轴就能把这些问题优化,因为一根凸轮轴只控制一组气门(进气门或排气门),因此省略了气门的摇臂,简化了凸轮轴到气门之间的传动机构。总的说来,双顶置凸轮轴由于传动部件少,进、排气效率高,更适合发动机高速时的动力表现。对于追求高功率的日本、欧洲厂商,凸轮轴顶置设计当然是最合适不过了。

    底置凸轮轴这种设计的发动机一般都是大排量、低转速、追求大扭矩输出,因为底置凸轮轴,是依靠曲轴带动,然后凸轮与气门摇臂采用一根金属杆来连接,是凸轮顶起连杆,连杆推动摇臂来实现发动机气门的开合,所以过高的转速会使顶杆承压过大以致折断。但是这种用顶杆的设计,也有它的优点,结构简单,可靠性高、发动机重心底、成本低等。因为发动机转速低,强调的是扭矩表现,所以底置凸轮轴设计是足够满足这种需求的。



    既然这两种设计偏向不同,前者是最求大功率,后者是追求大扭矩。我们知道汽车提速快、牵引力强靠的是扭矩,而实现最高速度是依靠功率。这里还有一个简单的公式:功率=转速 X 扭矩。自然吸气时发动机提升功率最简单的办法,就是提高转速,转速越高升功率自然就越高。

为何只有美国人钟爱底置凸轮轴?

    在汽车工业发达的德国,很多高速公路是不限速的,200多公里的速度飞驰是常见的事,因此,大功率自然就是他们的最爱了。但美国人不一样,他们追求的是公路巡航表现,发动机不用很高的转速。这跟美国的国情有很大关系,美国地大物博,且多半是平原,路都是修得笔直笔直的,二战以后美国人就一直热衷造型独特、宽大、强调舒适性的豪华大车,这类车通常重量大、悬挂软,直线行驶的舒适性非常好,而且美国油价很低,大排量发动机很受民众青睐。所以这种动辄6.0、7.0的发动机普及率很高。说到这,还有一点必须补充,我们经常谈论的是发动机升功率,并以此来判定发动机的运转效率。但是否有听过功率密度这个名词呢?对于这一概念简单说来就是释放相同的功率,发动机的体积越小,功率密度就越高。底置凸轮轴的发动机得益于它的低转高扭矩,不需要像顶置凸轮轴那样布置复杂的多气门、双凸轮轴、高强度的缸顶罩。

    因此美国发动机采用底置凸轮轴设计是出于美国国情需要,并不是美国人不会造好发动机。但这也导致了美系发动机不太适合美国以外的市场,因此在开发海外市场时,美国人需要开发出更适合其他市场的发动机。


我心永恒我心 编辑于 2013-05-23 11:21

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顶置凸轮轴
    凸轮轴英文全称为Overhead camshaft,简称OHC。一般发动机的凸轮轴安装位置有下置、中置、顶置三种形式。顶置凸轮轴是将凸轮轴被放置在汽缸盖内,燃烧室之上,直接驱动摇臂、气门,不必通过较长的推杆。与气门数相同的推杆式发动机(即顶置气门结构)相比,顶置凸轮轴结构中需要往复运动的部件要少得多,因此大大简化了配气结构,显著减轻了发动机重量,同时也提高了传动效率、降低了工作噪音。尽管顶置凸轮轴使发动机的结构更加复杂,但是它带来的更出色的引擎综合表现(特别是平顺性的显著提高)以及更紧凑的发动机结构,使发动机制造商很快在产品中广泛应用这一设计。顶置凸轮轴与顶置气门结构的驱动方式并不一定不同。动力可以通过正时皮带、链条甚至齿轮组传递到顶置的凸轮轴上。

    此外,顶置凸轮轴结构也使采用这一设计的发动机达到比采用顶置气门结构或整体式凸轮轴结构的发动机更高的转速。如今,许多顶置凸轮轴发动机都采用了多气门结构或可变气门正时结构以提升发动机的工作效率和动力表现。

    按照配气结构内包含的凸轮轴数目,顶置凸轮轴可分为以下两种形式:
    单顶置凸轮轴(Single overhead camshaft, SOHC)
    双顶置凸轮轴(Double overhead camshafts, DOHC)

单顶置凸轮轴
    单顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内只设置一条凸轮轴的设计。采用这一设计的直列汽缸发动机只需一条安放在汽缸盖上方的凸轮轴,而V形汽缸发动机则需要两条凸轮轴,分别安放在一侧汽缸组之上。

    单顶置凸轮设计中,需要往复运动的部件及其总质量较同等条件下的推杆式发动机显著减少。因此单顶置凸轮轴能提高发动机转速,从而在输出扭矩相同的情况下提高发动机的功率输出。在这一设计中,凸轮轴能够直接或通过摇臂控制气门开闭,而不需像顶置气门的推杆式发动机样,需要通过挺杆、较长的推杆以及摇臂将发动机组内凸轮轴上凸轮的运动传递到汽缸盖内的气门上。


    相比推杆式结构,单顶置凸轮轴设计能使发动机结构(主要是配气结构)更加紧凑。这一优势在同时采用多气门设计(即一个汽缸有两个以上的气门)时特别显著。不过有时为进行调节的单顶置凸轮轴发动机的典型。希尔曼顽童是一款1960年代初设计制造的小型双门轿车。其后置合金发动机是由考文垂顶点(Coventry Climax)系列赛车发动机改进而来的。在这台发动机中,进气与排气气门被安放在发动机体的同一侧,因而无需采用交叉气流汽缸盖(crossflow cylinder head)的设计,同时有利于火花塞的工作。

    不过单顶置凸轮轴也有其缺点。由于进气门和排气门在进气道中位置不同,气门开闭时间的精确性会受到一定影响。在1980年代早期,丰田(Toyota)和大众汽车(Volkswagen)也曾在单顶置凸轮轴的每缸两气门发动机中使用过直接驱动、平行气门的结构以使体积进一步紧凑。丰田采用的是液压挺杆,而大众汽车采用的是桶状挺杆,同时还配备了气门间隙调节垫片以精确控制气门开闭时间。在单顶置凸轮轴发动机的所有气门排列形式中,这种设计可能是最为紧凑和简单的。

双顶置凸轮轴
    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。根据引擎的构造不同(主要是汽缸排列形式的不同),一台一般的双顶置凸轮轴汽车发动机可最多拥有两条到四条不等的凸轮轴。

    双顶置凸轮轴结构的发动机并不一定有两个以上的进气门和排气门,但是如果多气门发动机的气门需要被直接驱动(虽然一般都通过挺杆驱动),那么双顶置凸轮轴是必不可少的。并非所有的双顶置凸轮轴都是多气门的--在多气门技术普及之前,两气门发动机上也经常配备两条凸轮轴。不过在当今,双顶置凸轮轴已经与多气门技术划上了等号,因为在几乎所有的双顶置凸轮轴发动机中,每个汽缸都有三个到五个气门。

(外部链接,不予显示)v_show/id_XOTQ0MjEzNjg=.html


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活塞
    发动机好比是汽车的”心脏“,而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”,除了身处恶劣的工作环境外,它还是发动机中最忙碌的一个,不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动,吸气、压缩、做工、排气......活塞的内部为掏空设计,更像是一个帽子,两端的圆孔连接活塞销,活塞销连接连杆小头,连杆大头则与曲轴相连,将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。


    每个活塞的裙体处都有三条皱纹,是为了安装两道气环和一道油环,且气环在上。在装配时,两道气环的开口需要错开,起到密封的作用。油环的作用主要是刮除飞溅到缸壁上的多余润滑油,并将润滑油刮布均匀。目前广泛应用的活塞环材料主要有优质灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。



    此外,活塞环由于位置不同,它们采用的表面处理也有差别,其中第一道活塞环外圆面通常进行镀铬或喷钼处理,主要是为了改善润滑和提高活塞环的耐磨度。其他活塞环大都会采用镀锡或磷化处理,主要是为了改善耐磨性。



『由于每缸内活塞的工作环境略有不同,使得活塞的积碳程度有差异』



『活塞顶部的积碳』

    如果活塞环的安装不当或密封性不好,就会导致缸壁上的机油上窜至燃烧室与混合气一起燃烧,引起烧机油现象。若活塞环与缸壁的配合间隙过小或活塞环因积碳被卡死在环槽内等情况,活塞做上下的往复运动时,很可能会将气缸壁刮伤,长时间后会在气缸壁上形成很深的沟纹,也就是常说的“拉缸”现象。气缸壁有了沟纹,密封性不良,同样会造成烧机油的情况。因此应定期检查活塞的工作状态,避免以上两种情况的发生,保证发动机的运行状况良好。


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多点电喷
    汽车发动机的电喷装置一般是由喷油油路、传感器组和电子控制单元三大部分组成的。如果喷射器安装在每个气缸的进气管上,即汽油的喷射是由多个地方(至少每个气缸都有一个喷射点)喷入气缸的,这就是多点电喷。

    多点电喷在每个气缸盖上安装一个电磁喷油器,直接将燃油喷入进气歧管,再与流经进气歧管的空气流混合,当进气门打开时,混合气体被吸入气缸。多点电喷与化油器式进气系统相比,而且从根本上解决了相邻气缸进气重叠而引起的配气不均匀,功率下降,油耗增加的问题,而且多点喷射发动机可以采用顺序喷射,因此空燃比的控制比单点喷射更精确,可以根据正时进行喷油,对喷油量、喷油时刻进行精确控制,所以多点喷射发动机的排放更好,更经济省油。



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空腔注蜡
    空腔注蜡就是在车身底部四个空腔中打入一定量的液态蜡,经过特定工艺流程使留在车身空腔内部的蜡形成均匀的保护蜡膜,令水滴无隙可入,保证了整车良好的防腐性能。

   汽车车身在造出来之后,要经受五到十年甚至更长的考验,在这期间,环境可能很恶劣。生锈(被氧化)是众多金属的基本化学特性,在常温下就会慢慢发生,特别是汽车常用的钢铁材料,一旦生锈,产生的氧化铁会吸附空气中的水分子,造成更严重的锈蚀。从材料上讲,只要在用钢材,就没法避免生锈。镀锌钢板也不能完全防止生锈。

  汽车的防锈处理主要集中在车身上。在制造过程中的车身称为“白车身”。白车身在制造过程中,使用“阴极电泳涂装”进行了防锈处理,但这并不能防止内腔锈蚀的发生。

  汽车车身中有许多的空腔,这些空腔对于增加车身强度和减小车身重量非常重要,在普通的防锈涂装过程中,这些空腔是没法处理到的。为了防止这种电化学腐蚀从空腔内部发生,技术人员发明了空腔注蜡技术。

    在制造带有空腔的部件时,一般预先已经留好注蜡孔。注蜡孔一般很小。而在纵梁这样的部位,根本就没有专门开孔,而是在纵梁的顶端进行喷注。经过了焊接之后的白车身,在进行基本防锈处理之后,就进入了注蜡的过程。注蜡工艺的一开始是用热风吹,一般这时的温度在85度左右,比洗车时的热风温度要高。全车身加热完毕后,将专用的内腔防锈蜡加热到115度,用专用的泵向预先留的注蜡孔注入已经溶化的蜡,并保持一定的时间让多余的蜡液自动流出。最终蜡膜的厚度在几百微米左右。然后进入冷却区用冷风吹至常温。最后,将所有注蜡孔全部封死。

空腔注蜡在中国发展
  大众是国内第一家引入空腔注蜡技术的汽车生产商。用120公斤蜡注入车身空腔,经过一定时间,最后残留在车内的一公斤蜡在空腔表面形成均匀的保护膜。  

  目前国产品牌中,奇瑞公司也引进了空腔注蜡技术,其新车型A3即采用此技术制造车身,在国产品牌中赢得了不少口碑。



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防撞梁
防撞梁可以起到什么作用?


    大家都知道三角形是最稳定的一个结构,而车身骨架其实就是由许多不规则的三角形所组成,用以抵御来自四面八方的冲击,但是需要说明的是,汽车的骨架并不是所有地方的承受力都一样,因为这关系到力的传导、溃缩等等。从图中我们可以看到,不同颜色代表着材料的屈服强度不同,红色为超高强度钢,黄色材质的屈服强度则稍弱一些,而粉色部位的屈服强度最低,它主要起到溃缩吸能的作用。


    前后防撞梁的意义就是车辆第一次承受撞击力的装置,在车身被动安全方面有一个重要理念就是一点受力全身受力。说白了就是汽车车体的某一个位置受到了撞击,如果仅仅让这一部位去承受力的话,那么达到的保护效果会很差。如果在某一点受到力的时候,让整个骨架结构去承受力,则可以最大限度的降低一个点所受到的力的强度,特别是前后防撞钢梁在这里就起到很明显的作用。


    在这个结构中我们可以看到,防撞梁两端连接的是屈服强度很低的低速吸能盒,然后通过螺栓的形式连接在车体纵梁上。低速吸能盒可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量,尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害,这样可以降低维修成本,而螺栓连接的方式可以更方便的对防撞梁进行更换。

    在高速偏置碰撞中,防撞梁可以有效的将撞击力从车身左侧(或右侧)传递到右侧(或左侧),尽可能让整个车体去吸收碰撞能量。在发生低速碰撞时(一般为15km/h以下),防撞梁可以避免撞击力对车身前后纵梁的损害,降低维修成本。

防撞梁的样式、薄厚是否对车辆安全有影响?


   其实车身被动安全涉及到车身的整体结构,防撞梁的样式与薄厚以及材质会关系到它最终的强度。而防撞梁的强度既不能太大,也不能太小,需要和整车相配,只有配合完美的车身结构才是最安全的。所以很难单纯的从防撞梁的样式、薄厚去判断整车的安全性。

防撞梁的安装高度应是多少?


   防撞梁的安装位置需要根据车身高度,轮毂直径的大小来综合评定,并没有一个明确的标准,同时还要考虑到相容性原理,即两车发生正面相撞时,不合适的防撞梁高度既保护不到自身,还会对对方车辆造成巨大伤害。一般车型的安装高度在40-50cm左右,但如果超过52cm,则会对C-NCAP等相关碰撞试验的成绩造成影响。

标准的防撞梁结构应该是什么样的?


   上图是一个比较标准的防撞梁结构,低速吸能盒通过溃缩有效吸收低速撞击时的能量,防撞梁通过螺栓连接到车身,方便拆卸和更换。现在很多车型的防撞梁上都加装有一层泡沫缓冲区,它的主要作用还是在4km/h以下的碰撞时,对外部塑料保险杠起到一个支撑,缓解碰撞力的作用,减小碰撞对塑料保险杠的损伤,降低维修成本。

为什么很多车型来到国内后,厂商对防撞梁进行减配或干脆取消掉?

    要想解答这个问题首先就要从国家碰撞标准和我国保险行业对车辆投保的定价方式来进行说明。

    其实在汽车安全方面,除了大家熟知的C-NCAP外,我国是有国家强制标准的,也就是说所有上市的车辆都必须通过国家碰撞标准的测试。该标准主要是对车身的正面、侧面和尾部三个位置进行碰撞测试,下面我就来具体介绍一下。

    GB11551—正面100%碰撞:车辆以50km/h的速度正面撞击由混凝土制成的刚性壁障。碰撞试验后,不使用工具,应能:

    ① 对应于每排座位,若有门,至少有一个门能打开。

    ② 将假人从约束系统中解脱时,如果发生了锁止,通过在松脱位置上施加不超过60N的压力,该约束系统应能被打开。

    ③ 从车辆中完好的取出假人。

    ④ 在碰撞过程中,燃油供给系统不允许发生泄漏。

    ⑤ 碰撞试验后,若燃油供给系统存在液体连续泄漏,则在碰撞后前5分钟,平均泄漏速率不得超过30g/min。

    GB20071—侧面碰撞:可变形的壁障以50km/h的速度撞击静止车辆的驾驶员一侧

    碰撞试验后除了能满足国标正面100%碰撞的要求外,还要求车内部件在脱落时不得产生锋利的凸出物或锯齿边。

    GB20072—尾部100%碰撞:刚性碰撞臂(宽度不小于2500mm,高度不小于800mm)以50km/h的速度和100%重叠的方式撞击车辆尾部。

    ① 在碰撞过程中,燃油供给系统不允许发生泄漏。

    ② 碰撞试验后,若燃油供给系统存在液体连续泄漏,则在碰撞后前5min平均泄漏速率不得超过30g/min。

    ③ 不应引起燃料的燃烧

    ④ 在碰撞过程中和碰撞试验后,蓄电池应由保护装置保持自己的位置。

    国内目前有关尾部碰撞的测试只有国家标准,C-NCAP中也没有相关测试。可以看到,国标中关于尾部撞击的速度与欧洲的E-NCAP一样,都为50km/h,不过碰撞后考察的指标并没有涉及驾驶舱乘员的受伤害程度,而且在采用100%重叠的方式进行试验时,就导致了后防撞梁在这样的速度和碰撞方式下起不到太大作用,因为车身尾部的纵梁和承载式车身结构可以完整吸收这种撞击力。如果在发生40%偏置碰撞的情况下,后防撞梁就会起到类似前防撞梁把一侧撞击力传递到车身另一侧的作用,也就是我前面提到的一点受力,全车受力的概念。所以说有无后防撞梁对尾部碰撞测试的结果微乎其微,我想正是基于此原因,一些厂商为了追求利益的最大化将本该有的后防撞梁进行减配或干脆拿掉。

    总体来看,国家碰撞标准对车内成员安全的考察不够全面和细致,虽然表面看上去碰撞速度不低,但考察标准并不高。而且国标只有通过和没通过两个结果,60分与100分在结果上并没有任何区别,当然也不能体现车辆在安全方面的差异,同时测试过程和结果并不对外公开。


     相对国家强制标准,C-NCAP的测试采取的则是抽取方式。而且车身被动安全性能的优劣以星级直接体现,同时测试结果向社会公示,这样消费者在购车时对各种车的安全性能差异一目了然。国家碰撞标准是法律层面上的一个最低要求,也可以说是汽车行业的一个准入门槛。而C-NCAP则是汽车生产企业的一个行业标准,它规定的实车碰撞速度往往比国家制定的要高,从而在更严重的碰撞下评价车内乘员的伤害程度。

    国内的消费者在购车时更多的是关注车辆在发生碰撞后对成员的安全保护,而几乎不会关心低速碰撞后车辆的维修成本。可在国外不是这样,国际上有一个汽车修理研究理事会(RCAR),它是一个致力于通过提高汽车的抗损性、修复性、安全性和防盗性,从而减少保险成本的国际性组织。

    其实现实中绝大多数的事故是在低速时发生的,低速碰撞的测试同样非常重要。RCAR就制定了一个正面和尾部的低速碰撞试验,来对车辆低速碰撞性能进行评级。保险公司会依据RCAR对车辆的碰撞评级确定基本保费。级别高的其保险费较高,级别低的保险费就低。安全性不好或修理费较高的车辆,即使销售价格很低,但其所交的保险费依然很高。这与国内根据车价定保险费用的方式完全不同,所以说国外的厂商在车体结构上会针对低速碰撞进行一些特殊的设计。

RCAR的测试标准分为正面碰撞和尾部碰撞:

正面碰撞:试验车质量为整备质量加上一个75kg的驾驶员质量,车辆以15km/h的速度,正面以40%重叠的方式(碰撞侧为驾驶员侧)碰撞不可变形的刚性壁障。

尾部碰撞:驾驶员侧须放置一个75kg碰撞假人,车辆与碰撞台车行进方向成l0度角摆放,碰撞侧为乘员侧尾部,车辆手制动处于松开位置,试验速度为l5km/h,台车要求为不可变形的刚性壁障。

   根据这种低速碰撞标准,要想减少碰撞中的损坏程度,那么在车身设计上有以下原则:

   ① 安全气囊在低速碰撞测试中不能起爆

   ② 防撞梁与车架为螺栓连接,并有能充分吸收碰撞能量的吸能盒结构
    在低速碰撞时,后防撞梁的作用立刻凸显,如果没有防撞梁,撞击力会直接对承载式车身造成损伤,维修费用必然会增加。而根据RCAR的标准,在发生15km/h的碰撞后,只允许防撞梁和吸能盒发生变形,车身的纵梁结构不得发生塑性变形。由于我国目前收取保险费用并没有参考这方面的内容,所以就出现了一些车型在国外有后防撞梁,而到国内则采取减配或取消的方法。

总结:

    防撞梁的作用主要用于中低速碰撞时减少维修成本,并能在一定程度上减轻对成员的伤害。在现有的汽车结构之下,防撞梁就像汽车的轮胎一样必须有,任何的取消、缩水或者简配只能说明厂家对消费者是不负责任的。

车门防撞梁
    依据美国国家公路交通安全管理局NHTSA发布的数据,车门防撞梁在2002年拯救了994名事故受害者。这些钢结构或铝结构的部件被安装在车门内部,从外面并看不到。有些采取的是垂直布局,还有一些采用对角线式,也就是从底部的门框一直延伸到窗玻璃的底部边缘。无论其具体位置如何,车门防撞梁都是作为一种额外的吸能保护层而设计的,它可以降低乘员可能遭受的来自外部的力量。事实证明,车门防撞梁在车辆撞击固定物体(比如树木)时的保护效果非常明显。


我心永恒我心 编辑于 2013-05-24 09:33

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于 2013-03-26 09:34  个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
车体结构
    按照车身受力情况可分为非承载式车身和承载式车身两种。

非承载式车身
    我们现在接触的非承载式车身车型比较少,多数是卡车、专业越野车之类。非承载式车身的汽车有刚性车架,又称底盘大梁架。这种车架一般都是矩形或者梯形的,布置在车身的最底部,我们平时是看不到的。下图就是一个非承载式车身的车架,我们可以看到上面很多的横纵梁构成一个矩形结构。

    车架承载着整个车体,发动机、悬挂和车身都安装在车架上。我们从图片中可以看到车架上有用于固定车身的螺孔以及固定弹簧的基座。所以从理论上说,即使没有车身,单是一个车架“裸奔”也是没有什么问题的。那么车身的作用是什么呢?显而易见,为了给驾驶者和乘客提供一个舒适安全的环境,以及为了美观。

『理论上说,即使没有车身,单是一个车架“裸奔”也没问题』

    这种结构的最大优点就是车身强度高,钢架能够提供很强的车身刚性,也有利于提高安全性,对于载重车和越野车来说这一点非常重要。另外驾驶过这种车的人应该有所体会,悬挂对路面颠簸的反馈在车内的感觉要轻微很多,这是因为有些车的车身和底盘之间采用降低振动的方法连接在一起,所以在走颠簸路面时更平稳舒适一些。

『非承载式车身适合载重和高强度越野』

    非承载式车身结构是一种历史非常悠久的底盘形式,在早期几乎所有汽车都采用这种结构。一百多年以前,当时的汽车还是定制车的时代,人们买车时会先选择底盘,然后在底盘的基础上再选去择不同的车身制造商定制不同样式的车身。

    但是随着时代的发展,非承载式车身的缺点暴露出来,其中之一是重量大,车架本身就很重,而车身和车架又是两个独立的部件,所以整体重量就更大了,用的钢材多,成本也会相对较高。非承载式车身还有另外一个问题就是车辆重心比承载式更高。我们可以想象一下,车架在底部,而车身是安装在车架上,那么车身的地板无论如何也要在车架之上。如果各位有坐过非承载式车身结构的专业越野车可能会有这样的感觉:整辆车看上去非常高大,可是坐进去感觉却没有想象中那么大,因为地板也很高



我心永恒我心 编辑于 2013-05-30 08:34

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于 2013-03-26 09:36  个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
承载式车身
    对于家用车来说,非承载式车身最大的问题就是车身重量太大,因而随着汽车技术的发展,人们取消了非承载式结构中独立的刚性车架,整个车身成为一个单体结构,这就是承载式车身。

    看到这里有些读者可能疑惑了,承载式车身没有“梁”?仅用钢板包裹出一个车身,在日常行驶中岂不是会像纸箱子一样脆弱?况且我们也经常听到厂家宣传说自己的轿车使用了多少兆帕的高强度钢梁,那么这里的“梁”和非承载式车身的“梁”有什么区别呢?

    承载式车身到底有没有“梁”,请仔细看下面这张图片,这是一个普通紧凑型车的车身半成品,我们可以看到车身的外壳、车顶和地板以及通常我们所说的A、B、C三根柱都是连接在一起的。在冲压阶段,钢板先被冲压成不同的形状,然后焊接成一个完整的车身。其实这些部件按照功能可以大致分为两种:车身覆盖件和结构件。

  

『车身覆盖件』

    所谓覆盖件就是覆盖在车身表面的部件,基本上我们从车外看到的部分都属于覆盖件,例如车门、车顶、翼子板等等,它们通常起到美观和遮风挡雨的作用,一般都用厚度不超过1毫米的钢板冲压而成。我们平时所说的某辆车钢板的薄厚就是指这些部位。实际上这些部位对于车身强度的影响很有限,所以我们已经不能从车身覆盖件的薄厚来判断一辆车的碰撞安全性了。当然,较厚的钢板在抵御轻度刮蹭方面还是要更强一些。

『车身结构件』

    接下来我们说说承载式车身所谓的“梁”,它的学名应该叫做车身结构件。车身结构件隐藏在车身覆盖件之下,对车身起到支撑和抗冲击的作用,分布在车身各处的钢梁是车身结构件的一种。下图就是典型的车头处钢梁。我们可以看到它由钢板围成一个闭合断面结构,钢板的厚度和材质规格都要比车身覆盖件高很多,而且为了在碰撞时有效吸收撞击能量,这些钢梁还会将不同强度的钢材焊接在一起,形成有效的溃缩吸能区。还有一些钢梁不一定是闭合断面结构,它们在尽量轻量化的原则下被设计成各种不同形状以承受特定方向上的力。

    承载式车身最大优点莫过于重量轻,而且重心较低,车内空间利用率也比非承载式车身结构更高,所以在家用轿车领域已经取代了非承载式车身结构。但承载式车身的抗扭刚性和承载能力相对较弱,所以在越野车和载重货车领域还是非承载式车身的天下。



我心永恒我心 编辑于 2013-05-30 08:36

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于 2013-03-26 09:38  个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动。因此,这种轿车备有多种驾驶模式选择,驾车者只要扳动位于副仪表板上的“正常”或“运动”按钮,轿车就会自动设置在最佳的悬挂系统状态,以求最好的舒适性能。




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● 空气悬挂系统



与大多数轿车目前采用的传统的不可变高度的螺旋弹簧悬挂系统相比,空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度,使得车辆能够适应多种路况条件下的驾驶需求。出于这种设计目的,空气悬挂系统多用于经常在恶劣的路况条件下行驶的越野车上,以保证车辆能够顺利地通过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很先进实用的配置,但是却很“脆弱”。




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于 2013-03-26 09:41  个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
由于系统结构较为复杂,其出现故障的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统,而用空气作为调整底盘高度的“推进动力”,减振器的密封性还需要进一步提高,倘若空气减振器出现漏气,那么整个系统就将处于“瘫痪”状态。而且如果频繁地调整底盘高度,还有可能造成气泵系统局部过热,会大大缩短气泵的使用寿命。随着SUV的设计越来越小型化、城市化,SUV的越野性能正在逐渐被压缩,在城市平坦的路面上,空气悬挂系统似乎没有了用武之地。面对这样的窘况和技术上的瓶颈,空气悬挂系统自然也就无法博得广大消费者的喝彩。




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