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宝骏610有涡轮增压加vvt
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出门在外也不愁　　肖庆钊　　T：total,全面；　　E：energy,能量；　　M:managy，管理；或C：contol　　TEM:temperature,温度　　即以温度为核心的全面能量管理技术。
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　　在以大众为首的德系车采用涡轮增压、缸内直喷+VVT技术出现后，现欧洲的其它车企、美系以及国内自主品牌企业均已跟进。这种技术的车型，最早在2004年面世，至今已经十年时间。按汽油机技术十年一代，现已经临近换代门槛。
　　涡轮增压+缸内直喷+VVT，是已量产汽油机技术的最佳组合，其优点已经广为人知。　　缸内直喷技术，最初是为实现分层燃烧开发的。与均质燃烧相比，在部分负荷，分层燃烧可节油10%以上。　　但分层燃烧需要过量氧气。尾气中含有氧气量过多，三效催化器不能有效地转化氮氧化合物。最初的一个方法：采用LNT，即稀氮转换器，先将氮氧捕捉，然后对混合气周期性加浓，使增加尾气中的碳氢和一氧化氮，以分解氮氧。　　这种方式，加浓混合气增加的燃油消耗，抵消了分层燃烧的节油效果，且还需要增加昂贵的LNT，现已经被多数厂家弃用。　　失去了分层燃料的功能，缸内直喷还剩下几个价值：　　一是冷起动的速度较快，有利于减少这个阶段的污染物排放。　　二是降低缸内温度，可适当提升压缩比。　　三是缸内混合气温度下降后，密度相应上升，可容纳更多混合气，即可适当提升输出扭矩。　　四是加速时，汽油直接进入汽缸，避免PFI来不及及时汽化的问题，既可提升发动机响应性，也可减少加速的喷油量，少许节油。　　提高发动机响应性和提升压缩比，都刚好弥补了涡轮增压的短板，使两项技术相得益彰。
　　但缸内直喷本身也有些问题：　　一是汽油与空气混合时间短，存在局部过浓，由此将产生颗粒物。缸内直喷汽油机产生的颗粒物数量很少，但直径极小，属PM2.5的范畴，对健康影响很大。　　二是小负荷时，需要更高的混合气温度（减少泵气损失，提高燃烧速率等等），但缸内直喷却还是在对混合气降温。　　丰田公司对精细无限追求，于是搞了个双喷射：起动、加速和大负荷时采用缸内直喷，其余工况用进气道喷射（PFI）。但双喷射机构冗余，成本过高。
　　自已给自己歪楼了。言归正传。　　车用汽油机需要满足的几个基本要求：　　1、有劲。增压技术出现后，升功率升扭矩提升幅度极大，已充分满足汽车需求。　　2、节油。继兰金循环（蒸汽机）和奥托循环后，汽油机的百余年发展，均只是在原有基础上修修补补，热效率的提升有限。　　3、油门响应性好。在需要大幅提升动力时，需要立即增加汽油和空气供应，释放化学能并完成能量转化。这方面自然吸气和机械增压均胜过涡轮增压。　　车用汽油机油耗过低，是个老大难问题。事实上，因汽油价格低廉，在相当长的时间内，发动机均已提升功率优先，高功率才能吸引高端消费者，才能获得丰厚利润，搞节油技术常常费力不讨好。在宝马宣布要搞节油技术时，很多人都认为是个笑话：开得起宝马的人还能在乎那几个油钱？
　　现在节油已经成为了全球共识。　　汽油机热效率有多少？有文献说，平均热效率只有16~18%。当然，这个热效率包括了对怠速（热效率几乎为零）等工况的平均，也除去了内燃机本身的机械损失。　　80%的热能没能成为有用功，其中40%被废气带走，30%左右通过燃烧室壁面损失，如何充分利用这些能量，TEM技术就应运而生。
　　TEM技术的三根支柱：　　一是进气温度及密度控制；　　二是尾气余热回收及燃烧室壁面散热控制；　　三是制动能回收。　　下面逐一解读。（下午更新）
　　燃油机已经发展到尽头，未来是清洁能源为主的发动机　　
　　现在高级点的就是启停，制动能量回收，可变气缸。吧
　　难得一个技术贴，养肥　　
　　TEM技术的预期目标：　　热效率比当前提升一倍，即如果今天乘用车平均综合油耗7升，TEM将达到4升以下。　　成本：较涡轮增压缸内直喷（TGDI）技术成本高出5000元以内（按当今人民币购买力）。　　油门响应性：优于自然吸气或机械增压汽油机，远优于TGDI汽油机。　　动力性：略优于TGDI汽油机（升扭矩预计在200Nm左右）
10:30:10　　燃油机已经发展到尽头，未来是清洁能源为主的发动机　　-----------------------------　　清洁能源：　　电动汽车：核心是电池。电池的能量密度、成本、循环次数、对气候适应性等，现在都有问题。如果你做哈尔滨，买个电动车，至少一个季度不好用。　　中国当前的电，70%以上来自火电，碳排放高得要命，一点都不清洁。　　很多国家还采用燃油发电，用油发电，把电充到电池里，再到车上使用，与直接烧汽油，根本无优势。电池充放电、驱动电机及车上的逆变器等，都有能量损失，预计效率就80%；油变成电，效率30%，输电损失10%，从油井到车轮，效率就20%。　　成本上，电动汽车中央补6万，地方补5~6万。如果没补贴，电动汽车就是下一个光伏。　　混合动力：跟电动汽车的问题差不多，不再一一解释。　　天然气：非常有前途。TEM同样适用。　　甲醇、乙醇、生物柴油：甲醇煤化工产物，量小，乙醇、生物柴油，与民争地。TEM同样适用，与之不矛盾。　　现在很多人以清洁能源的名义，骗国家的钱，我们要警惕。
　　其实我真不相信大众能搞出什么名堂来。
　　@我我我不该 8楼
10:49:10　　现在高级点的就是启停，制动能量回收，可变气缸。吧　　-----------------------------　　启停：能省油。但只要你长时间停车时，关掉发动机，与启停省的油是一样的。如果关掉发动机后30秒内就重启，是不省油的。　　长安有条起停的生产线，后来国家只给3000/辆补贴，成本高，节油效果又不如意，就停掉了。启停要有市场，必须还要国家给政策。　　制动能量回收：当前的主要办法是发电回收。制动时能量过高，电池储存不了，回收效率很低。一般用超级电容，但这个东西太重，装一度电要一吨重（几年前的数据，现在可能要好些，但好不多）。用超级电容，可回收近20%的能量。　　可变气缸：中小负荷停掉一些气缸，让正在工作的气缸活塞平均有效压力提高，即使其工作状态提高到热效率更高的水平。节油10%左右，难点在于NVH和平稳切换。　　可变气缸技术出来很多年了，实际效果不是很理想，现在用得不多。相比较，VVT成本低，效果明显，都快成标配了。
　　现在先讲进气温度控制。　　1、为什么要控制进气温度？　　对于奥拓循环，要获得较高的热效率，最好是实现等容燃烧，即活塞在接近压缩上止点时，混合气燃烧放热。但燃烧需要时间。燃烧速度取决于：　　（1）混合气成分，比理论空燃比稍浓一点最佳，但考虑节油，最好用理论空燃比或略稀；另外，残余废气率越低越好，EGR不要有。　　（2）混合气密度。密度越大，燃烧速度有所降低。混合气密度越大，产生的能量越高。所以，混合气密度取决于油门，技术控制手段有限。　　（3）湍流。湍流越大，燃烧速度越高，但控制困难。A、湍流来源于进气涡流和滚流，以及气缸压缩、燃烧室形状等。涡流和滚流越大，混合气从缸壁吸热越多，大负荷易爆震。B、小负荷时，残余废气比例大，实际压缩比低（考虑到先节流后压缩），压缩终了混合气温度低，如果湍流过大，易吹熄火核。所以，曾有利用强涡流促进小负荷燃烧速度的可控燃烧速率（CBR）技术，但实际效果欠佳。　　（4）温度。在一段温度区间，汽油的燃烧速度随温度上升而略有下降。总体上，温度越高，燃烧速度越快，两者呈自然对数的指数关系。　　在低速大负荷时，如果燃烧速度过快，活塞下行速度又较慢，因存在高温热壁面（如排气门），部分混合气先被高温热壁面加热，再被已燃气体再次压缩，会产生自燃，即爆震。所以，应适当降低进气温度。　　对于其它工况，则需要提高燃烧速度，让混合气尽量在活塞上止点处烧完。因此，提高其进气温度是一个非常好的途径。
　　楼主学汽车方面的，，？
　　小负荷时提高进气温度的其它好处：　　1、同等密度下，进气温度越高，压力越高，对于小负荷，泵气损失越少；　　2、进气压力高，可减少进气门打开时尾气回流进气道的数量，减少残余废气率；　　3、汽油能够更快地汽化和与空气混合；在急加速时，可减少和避免汽油在进气道的存留，减少加速加浓的程度，降低燃油消耗；　　4、冷起动时，可加快发动机预热，减少污染物生成并降低磨损。（冷起动时的污染物排放在汽油机的污染物排放中占很高比例）
　　控制进气温度的方法和难点：　　方法：　　提高进气温度：利用废气加热；　　降低进气温度：先增压，再冷却，最后节流。　　难点：空气在进气歧管内会被管壁加热或冷却，有必要对进气歧管内腔加绝热层。
　　提高燃烧速率是发动机技术研究的重点之一。除提供合理的涡流外，常用的办法有：　　紧凑性燃烧室，将火花塞置于燃烧中央，缩短火焰传播距离；　　高压缩比，使压缩终了的混合气达到更高温度；　　双火花塞点火，同样属缩短火焰传播距离；　　提前点火。　　除提前点火可根据工况调节外，其它几乎难以根据工况需求灵活调节，很难满足各个工况对燃烧速率的不同需求。　　点火提前相对灵活，但存在以下问题：　　1、点火太早，压缩不到位，缸内温度低，在低负荷时失火机率反上升；　　2、点火太早，燃烧大部分在压缩冲程进行，高温时间较长，缸壁热损失大；　　3、燃烧远离上止点，正负功抵消后，实际做功行程下降，热效率也下降。　　另外，有可变压缩比发动机（未商业化），利用类似技术原理（另外，还提升膨胀比，但小负荷提升膨胀比几乎没有价值，大负荷又无法提高压缩比（膨胀比）），热效率可提升10%以上，但缺点是结构复杂，成本高，机械损失大。　　相比较，控制进气温度最简单有效；另外，该技术也可与其它技术共同使用。
　　@我我我不该 15楼
14:26:37　　楼主学汽车方面的，，？　　-----------------------------　　没学过汽车，仅对内燃机的燃烧部分略有研究。　　从事20余年内燃机相关工作。
　　进气温度控制的可行性：　　HCCI通过控制进气温度，控制混合气在压缩上止点附近被压燃。　　使混合气在活塞上行的某一位置，刚好被压缩到自燃状态，其难度远高于只是将混合气加温到某一区域。　　另外，混合气达到理想的燃烧速率所需温度，远低于其自燃温度。　　与HCCI相比，仅在个别工况（低负荷）使用经废气加热的混合气，还可调节点火时间控制燃烧过程，技术灵活性高出很多。
　　汽油机的最佳燃烧状态，是接近于爆震的状态，现在很多汽油机，在发动机上装爆震传感器，在负荷较大时，尽量让发动机在临近爆震的状况下工作。　　这常常需要点火提前。　　但点火提前的效果是有限的（前面已经论述），有必要与进气温度控制协调工作。
　　进气温度控制仅是TEM技术的一小部分，　　后续将分析进气密度控制和刹车能量回收，　　以及回收尾气余热及避免（减少）燃烧室壁面散热的具体方法。　　其中第一项仍然是为奥拓循环打补丁，　　第二项稍有突破。　　第三项是真正具有革命性的技术创新。　　以上各项工作，均有全球知名企业主持研究，但把各项研究成果整合，提出全面能量管理的概念，使下代发动机初具雏形，目前还没有见到公开文献，但不排除有企业在做研究。
　　控制进气温度是让混合气以最佳速度燃烧，让已燃气体在燃烧室充分膨胀做功，是在奥拓循环打补丁，适当提高热效率。　　控制进气密度则是让发动机按需输出扭矩。　　在热效率变动有限的情况下，如果混合气成分不变，则混合气的数量越大，输出扭矩越高。　　要降低混合气的数量很简单：减少节气门开度就行了。　　提高混合气的数量，则有两种方式：　　一是提高充气效率。发动机的机械结构确定后，一般只在某特定转速下充气效率最高，这一点对应的就是发动机的最大力矩。　　为提高在不同转速下的发动机的充气效率，较成熟且已商品化的技术有：　　1、VVT　　2、VVL　　3、多气门，如4气门或5气门　　4、可变长度进气歧管　　这些技术，个别能将充气效率提升5~10%，直观表现是外特性曲线上个别转速下最大力扭上升5~10。　　另外一个方法是提高进气密度。
　　@我我我不该
14:26:37　　楼主学汽车方面的，，？　　-----------------------------　　@动力阿剑 19楼
18:52:03　　没学过汽车，仅对内燃机的燃烧部分略有研究。　　从事20余年内燃机相关工作。　　-----------------------------有机会好好跟你学习下。我学的汽车方面
　　@我我我不该
16:25:34　　@我我我不该 15楼
14:26:37 　　楼主学汽车方面的，，？ 　　----------------------------- 　　@动力阿剑 19楼
18:52:03　　-----------------------------　　他要是内燃机方面的工作的话，劳资名字倒着写，写这样漏洞百出的东西
　　涡轮80%以上的时间在起反作用。　　多数人通常最关心发动机的最大力矩和最大功率，其实最大力矩就偶尔一用，最大功率，很多车用到报废都没用到那个工况。　　对于多数涡轮增压汽油机，输出力矩达到最大力矩的50%以上才需要涡轮介入，在80%以上的时间，汽车行驶所需要的力矩都不及最大力矩的40%。
　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。　　
　　@wizlxy
08:22:05　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。 　　-----------------------------　　他还说存1千瓦的电力要1吨重的电池
　　@我我我不该
16:25:34　　@我我我不该
14:26:37　　楼主学汽车方面的，，？　　-----------------------------　　@动力阿剑
18:52:03　　-----------------------------　　@无敌贱男 25楼
01:23:00　　他要是内燃机方面的工作的话，劳资名字倒着写，写这样漏洞百出的东西　　-----------------------------　　呵呵。没注意。 你是从事这方面的？
　　@wizlxy 27楼
08:22:05　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。　　-----------------------------　　40安400伏多少千瓦？16千瓦！刹车制动能才16千瓦？回家补补物理课吧！
　　@wizlxy
08:22:05　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。　　-----------------------------　　@无敌贱男 28楼
10:21:37　　他还说存1千瓦的电力要1吨重的电池　　-----------------------------　　拜托！第一，是一度电，不是一千瓦，一千瓦是功率概念，一度电是能量概念，不要混用。　　第二，不是1吨电池，是一吨重的超级电容。超级电容快速充电能力特强，但就是太重。　　上海有家超级电容公司，为上海做了条试验线，采用超级电容储能。几年前我公司探讨做混合动力的可行性，他们的技术副总介绍的。后来百度了一下，只有那个样。　　本想请教你一点专业问题，但你的智商太低，又中学没毕业，想评论发动机技术，可能只能等下辈子了。
　　另，本人申明一下：　　1、本人对丰田、大众、宝马等都很佩服的，虽然他们的产品都不是很完美，但他们各自的创新精神和取得的成绩，较国内自主品牌还是要强不少。本人谈论技术，纯粹就事论事，如果没根据地攻击我，本人有足够能力和信心驳倒他。对于善意指出本人错误的，本人视为前辈，非常感激。　　2、有无水平，是不是内行，得凭知识说话。因工作原因，本人与清华教授、宝马、丰田的专家、同济教授、清华的三名专攻燃烧学的在读博士等有过充分探讨和交流，其中，宝马专家是德国宝马派住中国的动力系统负责人，他已经邮件告知我，计划抽时间到我公司与我当面深入探讨相关理论。　　本不想提这些，受不了那些不学无术的人的诽谤。
　　对国内的企业，本人第一佩服比亚迪，第三佩服长城。但申明：本人不是那两家公司的。　　另：本人又汽油机懂得多些，对柴油机次之，对自动变速器略知一点，对于汽车的其它部分，就外行了。本人不会不懂装懂。
　　说点正题。　　涡轮增压对中小负荷状态的油耗有负面影响，原因为：　　1、增压后即使中冷，也最多冷到50度以下，大负荷状态下高温进气，在低转速时易爆震，所以需要把几何压缩比定得低一点，一般低0.5。这样，理论热效率就略低。　　2、增压后缸内最大爆发压力增加，活塞、连杆需要做得结实些，曲轴的轴颈也要大些，由此造成机械损失高一点。　　3、涡轮的安装影响排气道的设计（在不增压时，一般排气旁通），排气背压高些，活塞需要多做功把废气推出来，有点效率损失。　　但总体上，增压发动机仍然能够省油，这是因为增压发动机提升了扭矩储备，可设计为常用工况活塞平均有效压力更大些，而活塞平均有效压力增加，热效率是明显上升的。（一般在90%负荷左右，热效率最高）　　在同等车重的情况下，理论上：　　同等排量，自然吸气发动机更省油，但加速性能远逊于涡轮增压（涡轮介入后，介入前自然吸气的加速性能略好）。　　同等功率，涡轮增压更省油，但加速性能略逊（主要是油门响应慢）。
　　与柴油机不同，汽油机的增压，仅为高负荷时偶尔一用。　　但为此却需要对很多明显影响发动机的特征进行折中。　　可否不牺牲发动机的原有特性呢？　　机械增压的油门响应性好，不影响排气。　　但有几个缺点：　　一是需要使用发动机输出的机械能；　　二是增压同样面临温度高的问题，需要降低一点压缩比；　　三是高转速时进气跟不上。　　当然，想要在低转速获得大扭矩，难度也很大。　　想要提高进气密度，还需要一个更完美的解决方案，这就要结合压缩空气混合动力的研究成果。
　　@wizlxy
08:22:05　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。　　-----------------------------　　@无敌贱男
10:21:37　　他还说存1千瓦的电力要1吨重的电池　　-----------------------------　　@动力阿剑 31楼
19:27:18　　拜托！第一，是一度电，不是一千瓦，一千瓦是功率概念，一度电是能量概念，不要混用。　　第二，不是1吨电池，是一吨重的超级电容。超级电容快速充电能力特强，但就是太重。　　上海有家超级电容公司，为上海做了条试验线，采用超级电容储能。几年前我公司探讨做混合动力的可行性，他们的技术副总介绍的。后来百度了一下，只有那个样。　　本想请教你一点专业问题，但你的智商太低，又中学没毕业，想评......　　-----------------------------　　我的天
1度电是什么概念 你这个汽车专家不懂？/???
　　@动力阿剑
19:19:25　　@wizlxy 27楼
08:22:05 　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。 　　-----------------------------　　@动力阿剑
19:19:25　　@wizlxy 27楼
08:22:05　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代...　　-----------------------　　16千瓦你还才16千瓦？这个16千瓦的回收能覆盖掉一个人开车大部分的刹车了。你以为汽车刹车就是一脚踩死？大部分就是减速！再说电容，只要是电容就是近乎无限的输入电流，所谓超级电容是储存能量密度很高的电容，接近于电池。你还吹这个教授那个专家。你的t所谓TEM先拼对好么。你的managy好歹也是management。你的t也不会是total，估计是termal，要不你再double check下再接着吹？
　　@无敌贱男
20:32:19　　@wizlxy
08:22:05 　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可以40安以上。电池电压是374伏。一代哦！现在3代了已经。 　　--　　-----------------------------　　你这个吹牛先打打草稿的好。骗骗不懂的还行。就是一张嘴就是错，还十分不谦逊，没礼貌，让人笑掉大牙
　　@wizlxy
00:18:48　　@动力阿剑
19:19:25 　　@wizlxy 27楼
08:22:05 　　真的是漏洞百出。还说混动车刹车回收能量过大回收不了。楼主你知不知道普锐斯一代刹车时充电电流可　　-----------------------------　　你吹的TEM，应该是thermal energy management，听着还挺那么回事！
　　@动力阿剑
19:41:05　　对国内的企业，本人第一佩服比亚迪，第三佩服长城。但申明：本人不是那两家公司的。　　另：本人又汽油机懂得多些，对柴油机次之，对自动变速器略知一点，对于汽车的其它部分，就外行了。本人不会不懂装懂。　　-----------------------　　楼主可否有机会交流一下，我从事汽车电子，有做过EGR，动力系统电控不敢涉及，因为专业性太强及基本被国外垄断。现要做新能源车电控！
　　全部看下来，貌似控制进气温度没有那么神乎其技吧？学习中，坐等楼主继续上课
　　好帖子，顶起来。
　　EGR在柴油机上用得很广泛，主要是废气的三原子分子多，同样热量下，比空气的升温速度低，以此降低燃烧最高温度，抑制氮氧生成。　　EGR现在在汽油机上也有运用，作用有两个，一是降低小负荷时的泵气损失，二是降低缸内最高温度，以此减少缸壁散热，有一定节油效果，但不明显。　　对于汽油机，负荷过低不宜EGR，因稀释混合气，影响燃烧速度；负荷过高也不宜，因占用混合气的空间，影响最大力矩。　　与柴油机不同，汽油机的EGR，追求与混合气分层。　　丰田曾尝试：对汽油机，中高负荷用冷EGR，中低负荷用高温EGR。　　EGR在柴油机上使用，成本低，但油耗要上升，相关零件的耐久性要下降，美国已经开始禁止在柴油机上用EGR，在欧洲前途也不妙，但在国内还很有市场。　　总体上，不看好EGR的前途。
　　通过增加进气密度提升扭矩，即增压，最为人诟病的就是增加了爆震的机率，不得不降低压缩比。　　为提升压缩比，日企有采用阿特金逊循环（米勒循环），其思路是，提高膨胀比，但保持较低的压缩比。其实就是降低充量系数，如晚关进气门，让进入气缸的混合气被重新送入进气道；或早关进气门，减少进气量，实质就是避免发动机在低转速时，在最大负荷处工作，其负面效果是明显的，就是牺牲最大力矩。　　经压缩后，空气的冷却需要时间，但无论机械增压还是涡轮增压，都无法留给压缩空气过多的冷却时间。　　另外一个问题是，无论涡轮增压还是机械增压，都难以同时兼顾低转速和高转速。　　国外研究压缩空气动力汽车，在车上放一罐压缩空气（30MPa或以上），利用压缩空气直接驱动汽车。其缺点是，工作过程中，发动机温度迅速下降，没有时间为经膨胀降温后的空气加热，导致热效率很差（转速越高效率越低）。　　增压需要低温空气，而压缩空气驱动汽车，刚好产生低温空气。　　再看另外一个事实：对大多数车辆，早晨出门的时候和晚上回家的时候，停车位置的海拔都差不多，即有多少上坡就几乎有多少下坡，有多少加速就有多少刹车（不绝对，但几乎成正比）。　　另外，近两年来，除机械增压和涡轮增压以外，电动涡轮增压也开始出现在混合动力车上。电动涡轮的好处是，将增压彻底与发动机转速分离，但缺点是比机械增压还浪费能源。　　既然可以用发电机回收制动能，再将电能用于涡轮增压，为何不用制动能直接增压呢？　　因此，综合以上研究，出现了一条最合理的技术路线，即用刹车能量产生压缩空气，将压缩空气储于气罐中冷却，在车辆需要急加速或上陡坡，发动机需要输出高扭矩时，供给发动机使用，其优点如下：　　一是与电动涡轮类似，即使在怠速，也可立即大幅增加发动机力矩，且没有丝毫油门响应迟滞问题；　　二是刹车带动空气泵，产生的压缩空气压力完全可设置为1MPa或更高，进入气缸前先节流，这样可以得到极低的进气温度。大负荷时低温进气，即避免的爆震发生，压缩比甚至可比自然吸气的更高，相应发动机所有工况的热效率将得到不同幅度的提升。　　发动机的扭矩几乎正比于进气密度，如果要提高升扭矩，只需要增加进气密度，即升扭矩较自然吸气增加数倍丝毫不是问题，扭矩的提升唯一受到发动机机械强度的限制。　　当然，这种方式不适合长时间连续高负荷；但长时间连续高负荷，在实际驾驶过程中很难碰到。中国高速公路限速，老将油门踩到底加速，很快就违反交规了。另一种情况是满负载爬长陡坡，出现这种状况的机率也极少。但一旦出现怎么办？这时只能通过电脑给指令，强制空气泵接入工作，当然会浪费一些能量，但总体上是非常合算的。
　　汽油的汽化和混合问题　　汽油的汽化和混合都需要较高的温度和一定时间。　　在电喷发动机出现以前，汽油的汽化和混合发生在进气歧管的始端——化油器里，这个位置远离进气门，给了汽油汽化和混合足够时间，但遗憾的是，距气缸远，温度太低。　　为提高温度，当初的标准设计是将进气歧管置于排气歧管上方，利用排气温度加热。　　但由此引起了另外一个问题：进气温度过高，易爆震，故当时的压缩比常在9以下。　　采用多点电喷后，喷油器将汽油喷到进气门背上及附近。为了让汽油有足够的汽化时间，常在进气门关闭后就进行下一个循环的喷射。　　进气门背上温度高，在热车条件下，能够满足汽油的汽化要求；但喷到进气道上的汽油，在急加速时，气压上升，汽油汽化速度下降，就难以在下个循环进气门开启时使汽油汽化完毕，故不得不多喷汽油，这时很难精确控制好喷油量，需要靠氧传感器的信号校正——这个反馈又需要时间，由此造成加速略有滞后和油耗略有增加。对于涡轮增压汽油机，因涡轮本身的响应就滞后，两相迭加，问题更大。故把汽油直接喷入气缸就是一个相对合理的选择。　　汽油直接喷入气缸，气缸内温度很高，但距燃烧的时间很短。为了在这极短的时间内让汽油完成汽化和混合，首先需要油滴尺寸小（平均直径低于20微米才能满足需求），其次需要喷雾形状与燃烧室相匹配，避免油滴接触缸壁和活塞顶部，另外还需要对缸内气流进行组织，避免两股油雾属性碰撞导致油滴变大（一般都采用多孔喷嘴）。因此，缸内直喷汽油机的燃烧室、汽油喷嘴和气道等匹配设计，对多数企业都是一个挑战，也增加了发动机制造成本。　　因此，在低负荷，采用高温进气，解决汽油汽化温度不足的问题；高负荷时，进气门处气道温度高，汽油汽化不是问题，采用低温进气，使爆震发生机率降低，以提升压缩比，是最理想的选择。
　　进气温度是影响爆震的重要因素，另一个因素是缸内高温壁面。　　气缸内燃烧温度场分布明晚再谈。
　　目前EGR无法达到国四标准，所以国四已经不用EGR了，EGR可能在不远的将来会匿迹！
　　回复第33楼，@动力阿剑　　对国内的企业，本人第一佩服比亚迪，第三佩服长城。但申明：本人不是那两家公司的。 　　另：本人又汽油机懂得多些，对柴油机次之，对自动变速器略知一点，对于汽车的其它部分，就外行了。本人不会不懂装懂。 　　--------------------------　　TEM是楼主自己提出的概念吗，佩服，希望中国发动机能越来越好　　
　　好　　
　　占座留名
@强悍的苍蝇
　　@黄马褂的爷爷 时间： 16:54:14 　　占座留名 @强悍的苍蝇 @苏南小贩　　------------------------------------------------------------　　这是什么意思？？苍蝇能借我点钱不？
　　混合气被火花点燃后，一是受缸内气流影响，二是已燃气体温度大幅上升，密度下降；其中第二项是影响火焰移动的决定性因素，火焰朝前后左右移动的机率很不确定，同样的发动机，同样的工况，不同的循环都不一样，但总体将向上漂移。　　火焰到达燃烧室顶部时，受壁面限制火焰变形；同时，壁面导致热量散失，由此可能产生壁面淬熄。因此，此时的火焰必须足够强大。　　个别厂家采用长型火花塞，使点火位置距活塞顶部更近，到达燃烧室顶的距离更成，为火焰成长留下更大的空间。　　火焰的这种现象导致燃烧室顶部的混合气要早于活塞顶部。早燃烧的气体，受晚燃烧的气体压缩，温度更高。　　高温的已燃气体导致燃烧室顶部高温，这也是当今发动机散热的关键位置。　　由此，我们知道：　　燃烧室顶部的温度最高，其中排气门受废气加热时间最长，冷却最差。排气门盘面向燃烧室的温度可达750度左右。　　排气门的高温对混合气的局部加热，是导致发动机爆震的重要因素。个别厂家使用中空充钠排气门，加强排气门的散热能力，可将压缩比提升0.5左右。　　因此，要防止爆震，一是采用低温进气，二是需要降低燃烧室顶部的高温壁面温度。
　　回复第33楼，
@动力阿剑　　对国内的企业，本人第一佩服比亚迪，第三佩服长城。但申明：本人不是那两家公司的。　　另：本人又汽油机懂得多些，对柴油机次之，对自动变速器略知一点，对于汽车的其它部分，就外行了。本人不会不懂装懂。　　--------------------------　　@锡萡人生 48楼
05:27:29　　TEM是楼主自己提出的概念吗，佩服，希望中国发动机能越来越好　　-----------------------------　　是本人提出的概念，但不敢肯定是否有企业正在秘密研究相关产品。有些企业的某些行为，让圈内圈外的人士都看不明白。　　希望国内的企业能早日引起重视。
　　@动力阿剑 26楼
07:55:44　　涡轮80%以上的时间在起反作用。　　多数人通常最关心发动机的最大力矩和最大功率，其实最大力矩就偶尔一用，最大功率，很多车用到报废都没用到那个工况。　　对于多数涡轮增压汽油机，输出力矩达到最大力矩的50%以上才需要涡轮介入，在80%以上的时间，汽车行驶所需要的力矩都不及最大力矩的40%。　　-----------------------------　　你难道不知道啥子叫做机械增压么？
　　想省掉废气排放的浪费，那不如就让废气不排放再燃烧呗，、直接通过加料，一口气循环到死的燃烧才是牛B的燃烧。烧掉啥就加啥 ，你说这多美好撒，污染也小，也不浪费，是不是啊？缺氧就加氧，缺氮就加氮，在废气循环到发动机前将混合空气调校到最佳状态，这才叫牛B。
　　@黄马褂的爷爷
时间： 16:54:14 　　占座留名
@强悍的苍蝇
@苏南小贩　　------------------------------------------------------------　　@苏南小贩 51楼
16:56:50　　这是什么意思？？苍蝇能借我点钱不？　　-----------------------------　　我靠，这有我什么事？？表示完全看不懂。。。楼主高深。。。膜拜一个。　　小贩缺钱了？一两百没问题。。
　　@动力阿剑
07:55:44　　涡轮80%以上的时间在起反作用。　　多数人通常最关心发动机的最大力矩和最大功率，其实最大力矩就偶尔一用，最大功率，很多车用到报废都没用到那个工况。　　对于多数涡轮增压汽油机，输出力矩达到最大力矩的50%以上才需要涡轮介入，在80%以上的时间，汽车行驶所需要的力矩都不及最大力矩的40%。　　-----------------------------　　@忤沿 54楼
20:33:50　　你难道不知道啥子叫做机械增压么？　　-----------------------------　　楼书说的是涡轮增压，没说机械增压呢，急什么。
　　@除四害灭苍蝇日粪 47楼
02:12:25　　目前EGR无法达到国四标准，所以国四已经不用EGR了，EGR可能在不远的将来会匿迹！　　-----------------------------　　加我好友，我密你了。。
　　机械增压，奔驰用过，奇瑞也用过。　　油门响应性接近自然吸气。　　低转速时加速性强于涡轮增压，高转速则较涡轮增压差。　　大众的TFSI有机械增压+涡轮增压的。　　机械增压需要消耗发动机的输出功率，这点略影响油耗。　　另，上文已经说到了，机械增压同样需要把刚刚完成压缩的空气送入气缸，没有足够冷却时间，需要略为降低压缩比以免爆震。
　　降低燃烧室壁面的温度，特别是消除高温壁面，还有一个好处是减少燃烧室散热。　　减少燃烧室散热的方法有：　　一是将燃烧室设计得紧凑些，相同容积下表面积少些；缸径小、行程大的设计，燃烧室可更紧凑，但气门的尺寸，缸盖上火花塞（GDI的喷油器）布局受限，摩擦损失略高。　　二是单缸排量大些，容积的增加幅度远高于表面积增加幅度。　　但单缸排量越大，噪声也大幅增加。两相折中，选择单缸0.5升逐渐成了主流。　　三是提高升扭矩。　　燃烧室的散热，主要有对流和热幅射两种方式，其中对流起主要作用。　　因此，强涡流的发动机，除缸内气体流速过高导致活塞有效压力下降外，热损失也要增加。　　上世纪八十年代，学术界曾认为，已燃气体的温度超过壁面温度的幅度越大，气体向缸壁传热越厉害。　　于是有了绝热性能好的陶瓷发动机。　　但陶瓷发动机工艺难度大，成本高，后来又被证明其减少燃烧室热损失的效果并不理想。经深入研究，影响燃烧室壁面热损失的最大因素，是贴近壁面、不燃烧且流速极低的一层气体。这层气体距壁面太近，火焰传播到不了，称这淬熄层。　　淬熄层越厚，温度越低，则燃烧室壁面热损失越小，而降低燃烧室壁面温度刚好可实现这一点。　　陶瓷发动机反会造成淬熄层变薄，温度上升，故热损失反有所增加。　　爆震会导致热损失迅速增加，有理论认为其原因为冲击波击穿了淬熄层。　　由此，导致了散热性更好的铝缸体，在热效率上反略有优势。
　　减少燃烧室壁面散热，一个更理想的方法是降低已燃气体温度，这就是EGR降油耗的理论依据之一（另外，EGR可降泵气损失）。　　分层燃烧也可达到类似效果，但分层燃烧时氮氧化合物处理困难，前面已有分析。　　最好的方法是，在高温的已燃气体和高温燃烧室壁面间，加入一层温度相对较低、既不产生污染，又不增加氧含量的气体，把高温气体与燃烧室壁面隔开。　　能做到吗？明天将给出答案。
　　好高深，看不懂。　　不过我想未来动力发展方向应该是超高容量电池或者电容或者类似能存储大能量的东西。　　体积小，重量轻，清洁，能快速存储太阳能，闪电等等。　　到那时，欧佩克股票跌得一钱不值。　　煤矿，电厂全部倒闭。　　哈哈，汽车在马路上全都跟电动助力车一样悄无声息滑过。　　没有尾气，没有噪声。　　会有那么一天吗？
　　除个别汽油机有个别工况中采用EGR，以及个别汽油机采用稀燃+LNT外，90%以上的汽油机均采用化学当量空燃比均质燃烧。　　没有EGR和多余空气稀释，做功冲程结束时，尾气温度仍然可达900摄氏度以上。汽油机所用涡轮，成本远高于柴油机，就是因为其工作温度要远高于柴油机所用涡轮，需要采用耐高温材料制造，对润滑油的冷却要求也高一些。　　采用高温尾气将水加热成高温蒸气，用蒸气驱动动力涡轮做功，是当今美国内燃机科技界的一个研究方向。宝马也有类似研究，采用其动力辅助驱动传动轴。　　把这个高温蒸气在做功冲程直接加入燃烧室，利用这个蒸气做高温混合气与燃烧室壁间的隔热垫，不就两全其美吗？　　其一，减少了燃烧室散热；　　其二，不需要另加动力系统，即实现了尾气余热的回收利用。
　　楼主高人，佩服一个
　　在做功冲程把水加入气缸的条件：　　1、压力应在23MPa以上；　　2、水温应在370摄氏度以上。　　在此条件下，水的汽化潜热几乎为零。同等温度水在液态和气态的体积不再发生变化，避免相变造成体积和压力突变的问题。水温更高时，水只以气态形式存在。　　这样，水几乎只以干蒸汽的形式进入气缸，避免对缸内零件表面的破坏或锈蚀。　　如果把加热不足的水喷入气缸：　　1、液体对气体贯穿能力非常强，水滴将侵入火焰，剧烈吸热，导致燃烧迅速恶化；　　2、水蒸汽和缸内原有气体不能做到分层；　　3、水极大的汽化潜热，使大量原本可立即转化为机械能的能量被用于水的汽化，降低了热效率。（进入缸内的是水，排出的是700度以上的水蒸汽，二者的能量差）。　　与高温水蒸汽比较：高温水蒸气进入缸内的是23MPa的水蒸气，排出的是700度，约1bar的水蒸气。水蒸汽在缸内会被加热，但：　　如果能量来源于已燃气体，气体间的内部传热对缸内压力几乎没有影响；　　如果能量来源于燃烧室壁面，则缸内压力将增加，即这种方式将部分缸壁的热能也转换成了机械能。
　　水蒸汽喷入气缸的时机：　　在中小负荷，在活塞接近压缩上止点前。水蒸气进入气缸，对混合气进一步压缩，使其温度上升，燃烧速度加快；　　在大负荷，在活塞已过上止点、缸内出现最大压力点后。避免水蒸气的加入使最大爆压增加，避免为此提高相关零件的机械强度。另外，也避免对未燃混合气的进一步压缩导致爆燃。　　正如原分析：在中小负荷，有必要加快燃烧速度，提高燃烧的等容度；在大负荷，尽量避免提高燃烧速度，以避免爆震（TEM技术给出的方案是降低进气温度）。灵活控制水蒸气喷射时机，则可实现这点。
　　楼主，如果喷水蒸汽的话，如何避免水蒸气进入机油润滑系统导致机油乳化而损害发动机？
　　天涯难得一见的技术强贴！学习了，收藏。　　
　　@强悍的苍蝇 67楼
09:50:29　　楼主，如果喷水蒸汽的话，如何避免水蒸气进入机油润滑系统导致机油乳化而损害发动机？　　-----------------------------　　气缸时刻处于水蒸气的威胁之中。　　混合气燃烧时，会自然产生水蒸气。　　乙醇汽油，乙醇含量越高，产生的水蒸气比例越大。　　宝马曾用氢气为能源做内燃机，产生的废气几乎都是水蒸气。　　如果燃烧室密封未受到破坏，曲轴箱通风系统工作正常，水蒸气是可以通过曲轴通风系统排除的，但有注意：　　一是水必须加热到足够温度才允许进入气缸，不允许气缸内有液态水存在。此时，发动机也已经完成预热，燃烧室壁面有足够温度不致水蒸气冷凝。　　二是在发动机熄火时，先停止喷水，发动机运行几个循环后再彻底熄火，避免熄火状态下缸内水蒸气浓度过高。
　　缸内温度情况：　　混合气燃烧后，温度至少达到1500摄氏度以上。　　燃烧室顶部的温度600~700摄氏度以上，个别时候排气门盘部会超过750摄氏度。燃烧室壁面的热损失，大部分是通过燃烧室顶部损失的。　　活塞顶部、缸壁上部的温度200~300度左右。　　水蒸气从燃烧室顶部水平方向喷入气缸。因压力下降，370摄氏底的水蒸气温度会降至300摄氏度以下，将受到燃烧室顶部和已燃气体的同时加热。这样既起到了隔离高温气体，又起到冷却燃烧室高温壁面的作用。　　理论上，通过这种方法，燃烧室壁面温度得到控制，可不再需要发动机的传统冷却系统。
　　综述　　以温度为核心的全面能量管理（TEM），通过对影响燃烧和做功的关键因素的研究，将使车用汽油机技术进入一个崭新的发展阶段。　　对于动力性：　　以进气密度为控制核心，摆脱了进气密度与转速的关系，无论何种转速，扭矩均可瞬时暴发，其唯一制约是机械结构能够承受的最大爆发压力；　　对于经济性：　　通过降低进气温度，以及采用高压水蒸汽隔离燃烧室传统意义上的高温壁面，避免低速高负荷的发生，为提高压缩比打开了空间。　　通过提高进气温度，降低了泵气损失；与提升压缩比共同作用，减少了残余废气，加速了低负荷时的燃烧速率，使燃烧等容度提升，使低负荷的热效率大幅提升。　　尾气余热回收　　以尾气热交换制造高温水蒸气，并将高温水蒸气在做功冲程喷入气缸，既隔离已燃气体向燃烧室壁面传热，同时又增大活塞平均有效压力做功，又不另外增加动力机构。水蒸气从燃烧室壁面吸热，增大缸内压力，事实上将缸壁有废热也转换为了有用的机械功，是目前已知技术中最完善的技术方案。　　制动能回收　　采用制动能量驱动空气压缩泵的形式。这种方式的能量回收率低于发电机和电池组合，更低于发电机和超级电容组合，但有两个优势：一是压缩空气是发动机可直接利用的产品，不需要再做二次转换，没有了二次转换的能量损失；二是与电池和超级电容相比，储存压缩空气的气罐成本极低，不会因为成本问题导致技术推广障碍。　　事实上，发动机就是一个空气压缩泵，如何利用这个泵，我们下面探讨。
　　不看好大众这个鸟公司能搞出什么新技术　　新技术还是要看奔驰和丰田，日产
　　神马时间开始发售啊，
　　理论上，对于传统的汽油机，刹车时采用另外一套凸轮，不喷油、不点火，关闭掉传统的排气道，旁开一压缩气道，气道上最接近气缸的位置装一单向阀，就转化为一个压缩泵。　　但缸盖的燃烧室内壁被进排气门和气道、火花塞所占据，旁开压缩气道没有空间。　　有一个方案是在缸体顶部开一气门供压缩空气出气缸专门，气门后建一个装单向阀的压缩气道，注意，为达到较高压缩比，单向阀必须尽量接近气门。　　缸体顶部开气门，在内燃机历史上曾出现过——二冲程发动机上有较广泛的运用——气门的细节设计可以此为参考。　　进气道和气门则无须任何改变，唯一需要改的是凸轮轴型线——由两次活塞下行开闭一次改为每次活塞下行均打开。排气门则始终处于关闭位置。　　两套凸轮驱动同一气门，不同的工况采用不同的凸轮，是本田、日产常用的分段式可变气门正时及升程这个成熟技术；停缸也采用这个技术。　　这种设计，即避免了另加一个压缩气泵，设计复杂些，但从成本和轻量化两方面考虑，则是划算的。　　压缩空气会被汽油机缸内余热加热，但因气罐存储，有充分时间冷却，不是太大障碍。　　再次从刹车换到加速时，则应考虑先采用热空气——无论是经排气管加热的热空气还是压缩后未冷却的热空气（视加速的急缓定），否则因缸内温度过低，会有类似冷起动的弊病。
　　@黄聃禹习 73楼
12:53:05　　神马时间开始发售啊，　　-----------------------------　　从现有的蛛丝马迹看，有公司可能在做；但是否考虑得有本贴这样全面很难说。具体的研发时间最早可能在07年后，但这种全新技术其完善、优化和实验所需时间长，乐观的话，应该在15~17年推出——暂时没有任何公开消息。　　当然，现阶段一切只是猜测，我没有确切信息——如果有，我就不能发这个贴，否则严重泄密。　　本贴涉及到的几乎所有技术，都有相近的成熟技术；但将这些技术综合到一起，发现其技术潜力，则完全属本人的技术创新，不涉及任何单位和个人的机密——当然，如本贴猜测正确，可能有企业与本人的构思相仿——或正运用本人的专利在开发，但一切只是猜测。
　　没看懂喷水蒸气功能的具体操作方式，要在缸盖上开个新的孔么？需要气门和凸轮轴抑或喷嘴么？供水的水泵是否会造成较多的附件损失？如何保证23bar压力？水泵、水箱的布置如何考虑？
　　气动混合动力，楼主提的方式在09年苏黎世工大一个教授的讲座上听过，助力时候空燃比的控制是个难点，当时他们还在做台架试验，不知道楼主的样机测试的如何？psa研发的系统跟这个差别就比较大了
　　@动力阿剑 59楼
19:47:50　　机械增压同样需要把刚刚完成压缩的空气送入气缸，没有足够冷却时间，需要略为降低压缩比以免爆震。　　-----------------------------　　如果不加中冷，也没法改变压缩比。原车压缩比在10、5，那么机械增压设定增压多少不会爆震？
　　@大型皮蛋超人 72楼
21:32:24　　不看好大众这个鸟公司能搞出什么新技术　　新技术还是要看奔驰和丰田，日产　　-----------------------------　　大众公司的技术不是丰田能比较的，不是一个档次的，我只是说技术，你要是说销售能力丰田世界第一。在日本是，技术日产营销丰田，日产倒闭让雷诺收购了，丰田销售世界第一
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