多喉直喷发动机

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1、 文章要点: 多喉直喷系统可以有效提高发动机输出功率,压榨动力潜能 多喉直喷需要诸多方面的配合才能达到理想效果,目前只应用于赛车和高端车型 提高发动机功率是各大汽车生产厂商的必争环节,多喉直喷(Multi Throttle Body,或 称为独立节气门系统) 技术一直以来成为了提高发动机性能的有效办法, 不少专攻高性能发 动机的知名厂商都曾运用过这项技术,无奈原厂配置这种设计的引擎多属于赛车及高档跑 车,额外修改也只是在极少数重度改装车可以看到,稀有且带着些许神秘感。本文就带您详 细了解发动机多喉直喷系统。 对于多数量产民用车型来说, 发动机在设计制造过程中需要考虑到制作难度以及生产成 本问题

2、,零部件最大简化是其诉求。另一方面,设计时考虑动力输出的实用性以及燃油经济 性也是非常重要的, 使用单一节气门不但可以将生产成本及难度降到最低, 并且使燃油经济 性与实用性得到了较好的平衡。 可对于赛车或是高性能车型来说, 更高的进气效率才能保证 最大化的功率输出,为了追求高峰值马力、瞬间及后段加速力,在此原则下,生产成本及燃 油经济性会放在动力性能之后来考虑, 从而直接使用多喉直喷系统。 而使用这种技术的自然 进气发动机几乎都达到了升功率超过 100 马力的性能。 赛车使用的多喉直喷系统直接放弃了空气滤清器的使用, 车外的空气直接通过节气门进入汽 缸,这样的设计只适用于为了追求更高速度的赛道

3、行驶 何谓 Multi Throttle Body 多喉直喷系统?何谓 Multi Throttle Body 多喉直喷系统? 所谓多喉直喷系统,简单来说就是一种独立节气门技术。在传统发动机上,做功燃烧时 所需要的空气由进气口导入进气道, 经过空气滤清器过滤后由节气门进入进气歧管, 与燃油 混合形成混合气, 最后进入汽缸燃烧。 多喉直喷则在空气经过空气滤清器后变为每缸一个独 立的节气门,每个节气门上单独设置空气流量传感器,独立监控每缸的进气动作。通常还会对进气歧管内部进行抛光处理,使进气阻力更低,此时供油系统需要配合增加的进气量,提 高燃油压力及精确的燃油喷射量,以达到提高功率输出的目的。 其

4、实多喉直喷的构造并不复杂, 但是需要精确地调整以及高精度的发动机内部部件来配 合才能达到理想的效果, 原因很简单, 这种设计的进气系统是为了配合高转型发动机提高输 出功率的, 发动机内部零件相对一般发动机需要格外的强化以便应付更高转速所带来的热量 与冲击。 图片是多喉直喷系统三种不同的进气过滤形式,左边带有集气箱的设计可减少低扭的损失,最右边的则直接放弃图片是多喉直喷系统三种不同的进气过滤形式,左边带有集气箱的设计可减少低扭的损失,最右边的则直接放弃了过滤层,完全不顾及低转速扭矩输出与发动机的清洁性,多用于赛车,中间则属于折中方式了过滤层,完全不顾及低转速扭矩输出与发动机的清洁性,多用于赛车,

5、中间则属于折中方式 多个节气门的好处非常明显,增大了节气阀门的总体面积,提高了气缸的进气量。每缸 单独的节气门也可以减轻节气门阀体重量从而提高响应性能, 多喉直喷技术还可使难以实现 的等长进气歧管得以应用,较短的进气歧管可以显著提高发动机高转速时的进气效率。 增加了进气阀门的面积与使用较短的进气歧管,虽然在高转速时拥有更佳的进气效率, 但在低转速时会导致进气压力很小,气流速度下降,损失了低转扭力,想改善这种情况理论 上最简单的办法就是提高发动机排量, 但实际这样做只能算是治标不治本, 加大排量后还是 会呈现出低转扭力匮乏的情况,这时就需要更多的方法来配合改善损失的低扭。 另一方面, 多喉直喷系

6、统由于每缸使用单独的节气门设计, 对于节气门的调教与控制要 求极高,调教不当,轻则发动机不顺畅,影响动力输出,重则使各缸进气量失衡,发动机出 现异常抖动,与供油系统形成的混合气调节不当还会使发动机燃烧异常,造成磨损。而气缸 与节气门阀体自身的清洁保护也需要格外的注意。 复杂的设计与较高的工艺精度都无疑增加 了制造成本。 多喉直喷系统的应用多喉直喷系统的应用 多喉直喷系统最先被运用在赛车发动机上,F1 赛车就是最具代表性的车型。在使用自 然进气发动机的 F1 赛车性能最为辉煌的时候,3 升排量可以输出 900 马力以上,升功率超 过 300 马力,转速接近两万转,几乎达到了四冲程发动机的极限,达

7、到这样惊人的数据,除 了高精度的发动机零部件以及电脑程序的配合, 进气系统的跟进也是相当关键的。 把经压缩 的新鲜空气导入斗型集气箱, 每个气缸采用独立式节气门, 节气门阀体也有别于一般的蝴蝶 阀式进气门,采用可以完全打开的侧开式设计,取消了支撑节气阀门的转轴,在节气门全开 时阀门会隐藏在阀体边的空间里, 使节气门成为了一个没有任何部件阻碍的孔道, 进一步减 少了进气阻力,保证发动机在需要极高进气量的时候没有损失。 说到在民用车型上的应用,相信看过头文字 D 的朋友们并不陌生,拓海驾驶的 AE86 在 后来换上了一台 TRD 改装的 4A-GE 赛车发动机,1.6 升排量,最高转速达到了惊人的

8、每分钟 11000 转,最大功率达到了 240 马力,这样的数值即便是涡轮增压发动机也绝对称得上出格 表现。其量产车型配备的 4A-GE 发动机,采用双顶置凸轮轴每缸 5 气门设计,在双 VVT 技术 (可变气门正时)的帮助下,配合多喉直喷系统,发动机在每分钟 7400 转时将升功率做到了 100 马力。在 80 年代的日本高性能发动机中表现十分抢眼。这款发动机使用在轻盈的丰 田 AE 系列运动车型上表现良好。但由于较小的排量,以及多喉直喷系统带来的低扭不济现 象,使得该发动机的运用受到了诸多限制。 丰田出品的丰田出品的 4A-GE 多喉直喷发动机,原厂状态下便可提供升功率过百马力的小排量经典

9、机型,但由于低扭匮乏多喉直喷发动机,原厂状态下便可提供升功率过百马力的小排量经典机型,但由于低扭匮乏与成本问题,实际应用受到了限制与成本问题,实际应用受到了限制 而真正将多喉直喷技术运用的出神入化的品牌之一就是大家非常熟悉的宝马。早在 1978 年使用在量产车型上的 3.5 升直列 6 缸发动机就凭借多喉直喷技术使马力输出达到了 277 马力,这样的数据在当年来说实属不易。在后来的宝马的 M 系列的阵营中,几乎无一列 外的使用了多喉直喷技术。 第一代赢得 DTM (德国房车大师赛的)的 E30 M3(S14B23 发动机), 到后来的 E36 M3(S50B32 发动机)、连续六年被评为最佳发

10、动机的 E46 M3(S54B32 发动机)、 全新 V8 形式的 E90(S65B40 发动机)及使用 F1 技术的 V10 发动机的 E60 M5(S85B50 发动机) 等等,全部使用了多喉直喷技术。 曾经连续六年荣获最佳发动机大奖的曾经连续六年荣获最佳发动机大奖的 S54B32 发动机就使用了多喉直喷系统,喜欢宝马车型的朋友非常熟悉,采发动机就使用了多喉直喷系统,喜欢宝马车型的朋友非常熟悉,采用经典的直列六缸设计, 在多喉直喷系统与用经典的直列六缸设计, 在多喉直喷系统与 Double-VANOS 的帮助下,的帮助下, 3.2 升排量压榨出升排量压榨出 343 马力的强劲的动力,马力的

11、强劲的动力,成为了宝马的经典之作成为了宝马的经典之作 E60 M5 使用的 S85B50,5.0 升 V10 发动机,采用了大量的 F1 技术 配合多喉直喷系统,峰值马力达到了 507 马力 通过大型集气箱来调整低扭不足的问题,提高低转速状态下进气压力 同时降低进气温度改善进气质量宝马通过不断地研发改进, 使得多喉直喷技术的高转优势发挥的淋漓尽致, 而难以解决 的低扭匮乏特性也得到了改善,其方法通过宝马 Double-VANOS(双凸轮轴可变气门正时系 统) 优化各个转速区域的进排气状态, 特别为多喉直喷系统精心研发的大型集气箱以减少热 量对与进气质量与密度的影响, 进一步调高了发动机的响应性

12、能, 使瞬间加速与各转速区域 的扭力表现提升至全新的高度。 第一代第一代 M3 使用的使用的 S14B23 发动机,发动机,2.3 升直列四缸,升直列四缸,1989 年最终的年最终的 Evolution III 版本版本 将功率提高至将功率提高至 238 马力,即便以今天的标准看来也非常给力!马力,即便以今天的标准看来也非常给力! 多喉直喷技术在涡轮车型的应用上也比较广泛,像我们熟悉的“东瀛战神”Nissan Skyline GTR R34 那台大名鼎鼎的 RB26DETT 发动机,在双涡轮增压器的加持下采用了多喉 直喷系统,达到了 280 马力的动力输出(为了符合 06 年以前日本运输部门规

13、定的 280 马力 上限而“谎报”的保守数据),该发动机经过改装达到 1000 马力以上的例子比比皆是。说 回进气系统, 一般涡轮车型的进气量是可以通过涡轮增压值来调整的, 使用多喉直喷系统最 主要的目的是提高发动机的中后段动力输出, 为了达到自然吸气发动机般的顺畅和高转速输 出特性。RB26DETT 也是不多见的直六涡轮增压量产机型中转速最高的,实际工作特性也确 实很高转、很自然进气化。 像兰博基尼与法拉利这样的超级跑车, 也使用了类似多喉直喷的技术, 虽然没有为每个 汽缸单独设计节气门, 但多个节气门配合特殊设计的集气箱可以达到类似多喉直喷系统提高 高转进气效率的目的,充分压榨发动机的动力。 像兰博基尼与法拉利这样的超级跑车,也使用了类似多喉直喷的技术编辑总结编辑总结: 多喉直喷技术可以有效的提高发动机输出功率, 但是理想的多喉直喷系统需 要精良的调校与高昂的制造成本来支持, 目前只在赛车和比较高端的运动型车上使用。 通过 一直以来不断的研发改进, 多喉直喷系统已经完全摆脱了低扭表现差与耗油等缺点, 相信在 以后汽车技术的不断发展中,多喉直喷系统会逐渐被更多的车型所使用。

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