- 汽車源動力:圖解汽車動力傳動系統
- 林揚
- 1332字
- 2020-06-04 12:40:31
1 新概念發動機
Diesel—柴油機,Otto—汽油機,Diesotto—奔馳新概念發動機。
奔馳把它的新概念發動機稱為Diesotto發動機,從字面上看就是結合了柴油機和汽油機的有利因素。在奔馳推出的F700概念車上,Diesotto動力系統已經得到應用。
一輛車的燃油消耗受多種因素制約,如車重、空氣阻力、滾動摩擦(以輪胎為主)以及能量消耗管理方面的問題。但最重要的還是發動機,提高發動機效率是主要的燃油經濟性解決方案。
到目前為止,柴油機和汽油機的特點都比較明確,即柴油機更經濟,而汽油機在排放控制上更容易一些。奔馳的目的就是要制造像柴油機那樣省油的汽油機,同時生產像汽油機那樣干凈的柴油機。
正是基于這樣的思路,把兩種內燃機的優勢結合起來,創造一種全新的發動機型式,因此Diesotto驅動概念被提出。
Diesotto是獨一無二的系統,它是一個綜合體系,能有效降低燃油消耗,它的內容包括:
1)降低氣缸尺寸和排量瘦身。
2)渦輪增壓。
3)汽油直噴。
4)可變氣門控制。
5)可控自動點火(CAI)。
6)整體起動—發電混合動力模塊。
Diesotto把柴油機上的先進技術帶到汽油機上,在CAI模式下混合氣像柴油機一樣壓燃,對汽油品質也沒有額外的要求。壓燃不僅比傳統汽油機的點燃模式更省油,對于人們關心的有害物排放上也更少。在奔馳設計的壓燃過程中,幾乎很少產生氮氧化物,可以說,Diesotto給未來的汽油機發展指明了一條道路。
要降低燃油消耗,第一步是縮小發動機尺寸,用緊湊的渦輪增壓發動機代替大排量的自然吸氣發動機。氣缸尺寸和排量的縮小有助于降低發動機內耗,讓發動機更多地在高效區域內運轉。如F700上的1.8升4缸汽油機,至少相當于一臺傳統的3升排量6缸發動機。
Diesotto動力有兩級增壓系統,低壓大渦輪和高壓小渦輪串聯排列,以最優化的工作方式覆蓋發動機各個工況。整套增壓系統從低速開始就有良好的響應,助推發動機輸出高轉矩和強大的牽引力,同時對峰值動力輸出很有幫助。即使某一時段有動力缺口,混合動力模塊的電動機還能提供幫助。
下一個決定因素是直接噴射。在CLS 350 CGI車型上應用的結果告訴人們,采用奔馳第二代噴射導向直噴系統發動機(在部分負荷下使用稀薄燃燒)與傳統多點噴射相比,節油大約在10%。
Diesotto直噴技術與CGI發動機又有所不同,CGI的稀薄燃燒需要在火花塞周圍形成可燃混合氣,而Diesotto只用稀混合氣,同時要求整個氣缸內的混合氣均勻一致,噴射時間可以自由控制。
另一個要素是可變氣門控制,氣門的開啟時間能在一個寬范圍內調整,氣門升程也可以改變。實現這一目標的做法是在凸輪軸上對應一個氣門有兩個凸輪,一大一小,大凸輪對應全負荷和高轉速下的大氣門開度,小凸輪對應部分負荷(CAI)下的小氣門開度。
為了滿足部分負荷和全負荷的不同要求,Diesotto發動機配備了可變曲軸機械結構,它能讓氣缸壓縮比連續變化,這樣,不管輸出多高的功率,經濟性總能得到一定程度的保障。
燃油效率的優勢來自于稀混合燃燒以及壓縮比按工況調節。而低氮氧化物是由于持續和相對低溫的勻質燃燒。在傳統的汽油機中,難以避免的溫度峰值導致了氮氧化物的產生。為進一步降低排放,普通的三元催化轉化器可與Diesotto發動機相連,這將確保能滿足更嚴格的排放法規。
CAI可以應用到最頻繁使用的工況中,包括中、低轉速和中等負荷情況。在高負荷時,Diesotto在做功行程又轉回傳統模式,這時,氣門變成大升程,點火用火花塞,燃燒采用汽油直噴和理想混合氣方式。