第二章 發(fā)動機系統(tǒng)

第一節(jié) 發(fā)動機類型及其結(jié)構(gòu)特點

一、發(fā)動機分類

發(fā)動機通常可按下列特征進行分類：點火方式（圖2-1）、沖程數(shù)（圖2-2）、缸數(shù)及排列方式（圖2-3）、冷卻、工作方式（圖2-4）。

汽油自燃溫度高，采用火花塞強制點火，汽油發(fā)動機為點燃式發(fā)動機。

柴油自燃溫度低，采用高壓縮比壓燃，柴油發(fā)動機為壓燃式發(fā)動機。

二沖程發(fā)動機：曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)。雖然換氣不徹底，經(jīng)濟性較差，但結(jié)構(gòu)簡單，因此在摩托車上廣泛使用。

四沖程發(fā)動機：曲軸旋轉(zhuǎn)二周完成一個工作循環(huán)。四沖程發(fā)動機有獨立的進氣和排氣沖程，換氣徹底，在汽車上廣泛使用，并已逐漸用于摩托車。

轉(zhuǎn)子發(fā)動機采用三角轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動來控制壓縮和排放，與傳統(tǒng)的活塞往復(fù)式發(fā)動機的活塞直線運動迥然不同，因為取消了無用的直線運動，所以同樣功率的轉(zhuǎn)子發(fā)動機尺寸較小，重量較輕，而且振動和噪聲較低，具有較大優(yōu)勢。三角轉(zhuǎn)子把氣缸分成三個獨立空間，三個空間各自先后完成進氣、壓縮、做功和排氣，三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，發(fā)動機點火做功三次。但是目前還存在氣密性、潤滑和磨損等一系列技術(shù)難題。

二、發(fā)動機常用術(shù)語

① 上止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線運動時，當活塞向上運動到最高位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的極限位置。

② 下止點：活塞在氣缸里作往復(fù)直線運動時，當活塞向下運動到最低位置，即活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置。

③ 活塞行程：活塞運行在上下兩個止點間（即上止點和下止點）的距離。

④ 燃燒室容積：活塞在上止點時，活塞頂部上方整個空間的容積。

⑤ 工作容積：活塞從上止點到下止點所讓出的空間容積。

⑥ 總?cè)莘e：工作容積與燃燒室容積之和。

⑦ 壓縮比（圖2-5）：

三、雅閣車用發(fā)動機

第八代雅閣車用發(fā)動機是本田ACCORD車型五年一次的大換型產(chǎn)品，由2.0 L i- VTEC（Intelligent Variable Valve Timing And Lift Electronic Control，智能可變氣門正時及升程控制系統(tǒng)）、SOHC（Single Overhead Camshaft，單頂置凸輪軸）發(fā)動機；2.4L i-VTEC、DOHC（Doub-le Overhead Camshaft，雙頂置凸輪軸）發(fā)動機和3.5 L i-VTEC、VCM（Variable Cylinder Man-agement System，可變氣缸管理系統(tǒng)）、SOHC發(fā)動機組成。

新款發(fā)動機在功率和扭矩相對于第七代雅閣車用發(fā)動機都有較大幅度提升的同時，通過提高進排氣效率和燃燒壓力以及對原有VTC（Variable Valve Timing And Lift Electronic Control，可變氣門正時及升程電控）和i-VTEC系統(tǒng)進行改進、優(yōu)化等，使得發(fā)動機燃油經(jīng)濟性得到了6%～8%的提升。

2.0L和2.4L發(fā)動機均采用直列四缸、16氣門的設(shè)計思想，3.5L發(fā)動機在原有V形（60°）、24氣門的理念基礎(chǔ)上增加了VCM可變氣缸管理系統(tǒng)，可以在三缸、四缸和六缸的工作狀態(tài)下自由切換。

三種不同排量的發(fā)動機都采用了PGM-FI（Programmed Fuel Inj ection System，程序控制多點燃油噴射系統(tǒng)），裝配高霧化汽油噴射器和高精度空燃比控制單元、i-VTEC智能可變氣門正時及升程控制系統(tǒng)和帶前后氧傳感器的三效催化轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的閉環(huán)ECU（Electronically Control Unite，電控單元）排放控制系統(tǒng)，對發(fā)動機的工作狀態(tài)進行有效的優(yōu)化、控制，在保證發(fā)動機高輸出功率的前提下，使得低油耗和低排放等多項指標兼顧的世界性重大課題得到完美地解決。2.0L和3.5L發(fā)動機裝備了先進的EGR（Exhaust Gas Recirculation，廢氣再循環(huán)）廢氣再循環(huán)控制裝置。2.4L和3.5L發(fā)動機使用了雙級TWC（三效催化轉(zhuǎn)化控制系統(tǒng)）。目前上述發(fā)動機的排放水平可以輕松地滿足GB18352.3—2005（國Ⅳ）和98/69/EC法規(guī)要求。在此基礎(chǔ)上，裝備以上三款發(fā)動機的部分車型配備了先進的OBD隨車診斷系統(tǒng)，可對整個使用周期的車輛狀態(tài)進行監(jiān)控。

1. 2.0L i-VTEC雅閣車用發(fā)動機

該款水冷式汽油機采用直列4缸、16氣門、單頂置凸輪軸的設(shè)計，應(yīng)用世界先進的智能化可變氣門正時及升程電子控制（i-VTEC）技術(shù)，通過樹脂齒輪驅(qū)動下置平衡器，在使發(fā)動機的結(jié)構(gòu)更加緊湊的同時，具備良好的運轉(zhuǎn)平衡性和較低的噪聲，如圖2-6所示。

2. 2.4L i-VTEC車用發(fā)動機

該款水冷式汽油機采用直列4缸、16氣門、雙頂置凸輪軸的設(shè)計，應(yīng)用世界先進的智能化可變氣門正時及升程電子控制（-i VTEC）技術(shù)，通過樹脂齒輪驅(qū)動下置平衡器，在使發(fā)動機的結(jié)構(gòu)更加緊湊的同時，具備良好的運轉(zhuǎn)平衡性和較低的噪聲，如圖2-7所示。

3. 3.5L VCM車用發(fā)動機

該款水冷式汽油機在原有V形（60°）、24氣門的理念基礎(chǔ)上增加了VCM可變氣缸管理系統(tǒng)，可以在三缸、四缸和六缸的工作狀態(tài)下自由切換。在車輛起步、加速或爬坡等需要大功率輸出的情況下，六個氣缸全部投入工作；在中速巡航和低發(fā)動機負荷工況下，系統(tǒng)僅運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即三個氣缸；在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時，發(fā)動機將會用四個氣缸來運轉(zhuǎn)，從而大大降低了燃油消耗，如圖2-8所示。

4．雅閣車用發(fā)動機技術(shù)參數(shù)（表2-1）

四、奧德賽車K24Z2型（2.4L）i-VTEC發(fā)動機

裝備于多功能轎車新奧德賽的i-VTEC發(fā)動機，為直列四缸、16氣門、雙頂置凸輪軸、2.4L水冷式汽油機。結(jié)合先進的VTEC（可變氣門時及升程電子控制）技術(shù)，和在發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速區(qū)域連續(xù)調(diào)控進氣門相位的VTC（可變正時控制）技術(shù)，通過智能燃燒控制，同時兼顧最佳的燃油經(jīng)濟性，實現(xiàn)了強大的扭矩輸出、澎湃的動力和敏銳的加速性能。其排放水平可以輕松地達到國Ⅳ標準。

奧德賽車用發(fā)動機與雅閣車2.4L發(fā)動機屬于同一款型，均為K24Z2型。

五、鋒范車用發(fā)動機

09款鋒范（CITY）系列轎車裝備先進的1.5L和1.8L直列四缸、16氣門、SOHC單頂置凸輪軸水冷發(fā)動機。

該系列發(fā)動機采用了HONDA的PGM-FI程序控制多點燃油噴射系統(tǒng)（裝配高霧化汽油噴射器和高精度空燃比控制系統(tǒng)）、i-VTEC智能可變氣門正時及升程控制系統(tǒng)和帶有前后氧傳感器的三效催化器構(gòu)成的閉環(huán)ECU排放控制系統(tǒng)，一同控制發(fā)動機的燃料的供應(yīng)和燃燒，把整車的排放，如NOX、CO和HC等廢氣控制在最低值。

09款CITY使用的i-VTEC發(fā)動機，通過對發(fā)動機進氣和排氣系統(tǒng)的改進和優(yōu)化，提高了發(fā)動機在各工況條件下的進、排氣效率；通過改良發(fā)動機內(nèi)部的冷卻水流動方式，實現(xiàn)了冷卻水的流向集中化，從而提高了發(fā)動機的冷卻效率；在此同時，通過對活塞進行重新優(yōu)化設(shè)計，使得活塞頭部結(jié)構(gòu)更加緊湊，讓氣體不易在此殘留，從而減少了發(fā)動機在低速高扭矩的工況下發(fā)生爆震的傾向。

1.1.5L發(fā)動機

為了能使各氣缸的脈動波產(chǎn)生共鳴效果，09款CITY車用1.5 L發(fā)動機配備了優(yōu)化改進的進氣歧管，使得整車駕駛過程中的暢快感得到明顯提升。

09款CITY車裝用的1.5 L發(fā)動機使用了雙級TWC三效催化轉(zhuǎn)化控制系統(tǒng)（圖2-9）。目前上述發(fā)動機的排放水平可以輕松地滿足GB18352.3—2005（國Ⅳ）法規(guī)要求。實現(xiàn)了在不同工況下高動力、低油耗與清潔排放的高度和諧。

2. 1.8L發(fā)動機

09款CITY車裝用的1.8L發(fā)動機采用了VIM可變進氣歧管技術(shù)，該技術(shù)可以使發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下具有不同進氣路徑，從而滿足發(fā)動機在不同工況下對進氣量的不同需求。

VIM可變進氣歧管技術(shù)在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時，為了提高發(fā)動機的扭矩，采用較長的進氣路徑；在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機被允許的充氣時間較短，為了提高發(fā)動機的功率輸出，此時采用較短的進氣路徑。采用可變進氣歧管技術(shù)的目的是優(yōu)化發(fā)動機整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的扭矩曲線的同時改善加速性能和響應(yīng)性，從而使發(fā)動機在不同工況下的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放水平達到和諧、統(tǒng)一，如圖2-10所示。

3．鋒范車用發(fā)動機技術(shù)參數(shù)（表2-2）

六、飛度車用發(fā)動機

裝備于廣州本田08款飛度（FIT）系列轎車的緊湊型發(fā)動機，由1.3L、1.5L兩種排量組成，均采用直列四缸、16氣門、SOHC單頂置凸輪軸、液冷、i-VTEC智能可變氣門正時及升程控制系統(tǒng)的設(shè)計。

新款發(fā)動機通過改善液態(tài)冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)循環(huán)路徑、增大氣門的直徑、優(yōu)化活塞的形狀、采用高強度的連桿和鋁質(zhì)搖臂和DBW電子線控節(jié)氣門系統(tǒng)以及全球首創(chuàng)的活塞花紋涂層等先進技術(shù)，使得新款發(fā)動機的功率和扭矩都有較大幅度提升，同時，發(fā)動機燃油經(jīng)濟性也得到了進一步的提高。

新款發(fā)動機采用緊耦合雙級TWC三效催化尾氣轉(zhuǎn)化控制系統(tǒng)，第一級催化轉(zhuǎn)化器直接與缸蓋排氣側(cè)相連，使發(fā)動機輕量化、緊湊化的同時提高了發(fā)動機的低溫冷啟動排放控制性能。

新款發(fā)動機不僅實現(xiàn)了更合理的動力輸出與燃油經(jīng)濟性的結(jié)合，更憑借超低能耗與排放使得其匹配的整車達到了更高的環(huán)保水準。

1.3L的輸出功率由原來的60kW提升至73kW,1.5L -i VETC發(fā)動機也有原來的79kW提升至88kW。雖然發(fā)動機功率得到提升，但是兩款發(fā)動機仍舊保留了節(jié)油的特性，1.3L手動舒適版在標準城市路況90 km/h等速行駛百公里油耗為4.9L，而1.5L版本的百公里90 km/h等速行駛油耗為5.1 L，如圖2-11所示。

1. L13Z1型（1.3L）i-VTEC、SOHC發(fā)動機

該發(fā)動機為直列四缸，氣門數(shù)由原來的2個氣門/缸變更為4個氣門/缸，單頂置凸輪軸，1.3 L水冷式汽油機。采用智能可變氣門正時及升程控制i-VTEC技術(shù)，取代了舊款發(fā)動機所使用的i-DSI智能雙火花塞順序點火系統(tǒng)。由于i-VTEC的加入和可減小單側(cè)氣門提升量的氣門間歇技術(shù)的使用，使得新飛度的1.3L發(fā)動機動力得到提升，而油耗反而有所下降，如圖2-12所示。

2. L15A7型（1.5L）i-VTEC、SOHC發(fā)動機

該機為直列四缸、16氣門、單頂置凸輪軸、1.5L水冷式汽油機。是裝備于精巧型轎車的新型發(fā)動機，它在本田VTEC的基礎(chǔ)上將控制單元升級為i-VTEC，新發(fā)動機可以根據(jù)實際工作狀況判斷并且自動調(diào)節(jié)氣門升程，當發(fā)動機在較大負荷下需要更高動力輸出時改變凸輪軸升程，獲得更充沛動力，而勻速駕駛時發(fā)動機通過提高氣門升程，以獲得良好的燃油經(jīng)濟性，實現(xiàn)了動力、油耗、排放的高度和諧，如圖2-13所示。

3．飛度車用發(fā)動機技術(shù)參數(shù)（表2-3）