内燃机技术
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直列、V型还是水平对置?气缸布局如何影响驾驶体验
气缸布局比功率和扭矩数值更能将发动机的特性鲜明地体现到驾驶中.直列(R4、R6)、V型(V6、V8)和水平对置布局在机械平衡、振动、重心、声浪和发动机舱布置方面各不相同.简而言之:R4提供紧凑的布置和低成本,V6提供功率和扭矩,水平对置则提供低重心和平衡;问题不在于哪种“更好”,而在于哪种更适合特定的车辆和用途.要点速览 水平对置四缸发动机可消除一阶和二阶谐振 180度 具有成对相反的活塞运动. 直列六缸被认为是仅次于V12的最平衡布局;它对曲轴施加最低且最均匀的应力. R4凭借单个气缸盖垫片…
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涡轮迟滞真的已成为过去了吗?
涡轮迟滞是指从踩下油门踏板到涡轮增压器介入提供额外动力之间的短暂时间的技术名称.在现代发动机中,得益于电动辅助、双涡管和可变几何技术,这种迟滞对大多数驾驶者来说已经察觉不到;但物理规律依然以同样的方式运作,尤其是在低转速下,某些车辆仍能感觉到迟滞. 要点 涡轮迟滞在低转速下最为明显,因为此时废气不足以驱动涡轮旋转. 在美国生产的新车中,涡轮增压的比例在2000年仅为 1%,到2019年已超过 33% ,并且还在持续增长. 小排量涡轮增压发动机与同等功率的自然吸气发动机相比,燃油效率可高出 20…
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短挡位还是长挡位?齿轮比与发动机如何匹配
短挡位对应数值较大的传动比;长挡位则对应数值较小的传动比:小传动比向车轮传递更大的扭矩,让车辆感觉更有活力,而大传动比在相同车速下让发动机转速更低,带来燃油经济性和安静的巡航.哪个"更好"不能单独提问;正确的问题是传动比如何与发动机特性相匹配.亮点 差速器传动比示例: 41齿齿圈 / 10齿小齿轮 = 4.10:1 缩短主减速比会提高每个挡位的扭矩,但牺牲最高车速 超速挡是将传动比 降至1:1以下的 低转速巡航挡位 最经济的巡航通常发生在最长挡位、略低于扭矩峰值的转速区间 过低的转速行驶("拖…
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EGR和DPF发动机如何保持清洁?
EGR和DPF/GPF系统是两项相辅相成的排放技术,有助于保持发动机清洁:EGR将一部分废气重新送回气缸,降低燃烧温度,从源头上防止氮氧化物(NOx)的生成;DPF以及汽油发动机上的GPF则在排气系统中捕获产生的碳烟颗粒,并通过周期性再生将其烧掉.这两套系统都为清洁而设计,但在频繁的短途城市行驶中,它们无法完成自清洁循环,因此会逐渐堵塞. 要点速览 在汽油发动机上,EGR通常以 %5-15 的比例回馈废气;柴油发动机在某些工况下这一比例 %50可达 NOx由氮与氧在高温下结合而成;EGR通过降…
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压缩比为何是区分汽油机与柴油机的分水岭?
压缩比是区分汽油机与柴油机的基本分界线:由于爆震风险,汽油机通常在 8:1–12:1 范围内工作,而柴油机为将燃烧室加热到足以点燃柴油的温度,则在 14:1至23:1 之间进行压缩.燃油的化学特性决定了这一界限;而发动机的架构则是对这一界限的适应方式. 要点 汽油乘用车发动机通常以 8:1–12:1的比例工作,而柴油机为 14:1–23:1 . 马自达SkyActiv技术将汽油机的极限推到了 14:1 的压缩比;而SkyActiv-D在柴油机上则降到了 14:1 以下. 汽油机从 10:1提升…
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进气道喷射还是直喷?发动机供油方式的选择为何重要
歧管喷射将燃油喷入进气歧管,而直喷则将燃油直接喷入燃烧室内部;歧管喷射提供更平顺的油门响应和更低的颗粒物排放,直喷则提供更高的效率和更低的二氧化碳排放.因此,希望同时兼顾动力、效率和排放平衡的制造商在同一台发动机上同时使用这两种系统.亮点 直喷的工作压力比歧管喷射 高 50-100 倍 . 燃油雾雾 135 英里/小时 的速度;液滴直径 0.000003 英寸. 丰田 D-4S 系统在中低负荷下同时使用两种喷油器. 福特将双喷射与更高的增压压力相结合,使峰值扭矩 30 磅-英尺 . 阿特金森循…
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可变气门正时如何调节发动机的呼吸?
可变气门正时 (VVT) 是指根据发动机转速和负荷持续重新调整进气门和排气门开启与关闭时刻的技术.由于单一固定正时无法在整个转速范围内保持高效,VVT通过在低转速时保留扭矩、高转速时保留功率,同时提升性能、燃油经济性和排放表现. 亮点 采用VVT后,扭矩和功率曲线的两端通常可获得 %5-10 的输出提升. 进气门延迟或提前关闭策略可将部分负荷下的泵气损失降低至多 %40. 对于进气道喷射发动机,优化的气门正时策略可带来 超过%8 的燃油经济性改善. 量产车上首次应用VVT见于 1980年的Al…
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阿特金森循环和米勒循环:为效率而做出的动力牺牲
阿特金森循环通过让膨胀冲程长于压缩冲程,将燃油的热能更多地转化为机械功;米勒循环则是同一技术与涡轮增压或机械增压相结合的形式.两者都以牺牲部分功率来换取效率提升——也正因如此,它们与混合动力系统和现代涡轮增压汽油机相得益彰.本文将阐述这两种循环的共同原理、压缩比与膨胀比的区别,以及它们为何在哪些车辆上发挥作用.要点 阿特金森循环 1882年由 James Atkinson 获得专利,比奥托循环晚了 6年 . 效率的来源不是压缩而是膨胀:有效压缩比被降低,膨胀比得以保留. 进气门在压缩冲程完成 …
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直喷为什么容易导致积碳堆积?
缸内直喷发动机进气门产生积碳的根本原因很简单:燃油完全接触不到进气门.在旧的歧管喷射(进气道喷射)系统中,每次喷射循环燃油都会流经气门表面,相当于把它冲洗一遍;而直喷系统中燃油是以高压直接喷入燃烧室的,这种清洁作用就不存在了.到达气门背面的只有从气门油封渗入的微量机油蒸气和来自EGR回路的废气.它们在高温金属上烘烤、变硬,随时间形成一层阻碍气流的坚硬积碳层. 要点速览 歧管喷射的燃油会冲洗气门;直喷系统没有这种冲洗作用. 积碳的主要原料是机油渗漏和EGR碳烟;燃油清洁剂无法到达气门. 积碳表现…
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汽油还是柴油?2026年依然热门的对比
2026年,“汽油还是柴油”这个问题已经没有唯一的标准答案:正确的答案不取决于发动机的工作原理,而取决于你的用车模式.简单来说:如果你的年行驶里程较低,且行程以城市内短途为主,选汽油;如果有大量长途高速出行和载重需求,柴油通常是更合理的选择.其余的工作,就是把这一决定建立在可量化的数据之上. 要点速览 柴油发动机的热效率比汽油发动机领先约 20% ;这一差距直接体现在燃油经济性上. 汽油机的压缩比在 8:1-12:1,柴油机则在 14:1-23:1 的范围内. 柴油发动机全生命周期的维护成本可…
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从双离合到CVT的自动变速箱类型指南
说到自动变速箱,它并非单一技术,而是应理解为其工作原理截然不同的三大主要门类: 液力变矩器自动变速箱、双离合变速箱(DCT)和无级变速箱(CVT). 三者都将换挡的任务交给驾驶员之外的系统完成; 但第一种依靠一对浸泡在油液中的叶片来完成,第二种依靠预先准备好的两套挡位,第三种则依靠由摩擦盘组成的锥形系统. 其结果,就是方向盘后三种截然不同的驾驶性格. 亮点 DCT的换挡时间最低可达80毫秒,换挡速度甚至可以超过手动挡. 根据一家制造商的官方数据,一台7速DCT相比6速手动挡可节省6%,相比液…
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涡轮还是自吸?功率和扭矩与发动机排量的关系
涡轮增压发动机虽然排量小,但通过回收废气能量来输出更大的扭矩和功率;自然吸气发动机则在油门与动力之间提供直接、不间断的关系.哪一种更好是一个没有唯一答案的问题:结果取决于您在排量、功率和扭矩三者之间优先看重什么.本指南从日常使用、燃油经济性和耐久性的角度比较这两种进气形式. 要点速览 涡轮增压器在许多情况下可将发动机的功率和扭矩 提升至多30% . 与同等功率的自然吸气发动机相比,小型化涡轮增压发动机的 燃油经济性可高出20%-40% . 现代涡轮增压器可在 2000 RPM 左右或更早达到最…
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