1.可变气缸管理（VCM）系统技术

VCM系统为本田公司发动机的新技术，应用在雅阁车型上。新一代VCM系统能够在三缸、四缸和全六缸工作模式间切换。VCM系统能够让新雅阁在起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下保证全部六个气缸投入工作。而在中速巡航和低发动机负荷工况下，仅运转一个气缸组，即三个气缸，另一排气缸组停止工作。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用四个气缸来运转，即前排气缸组的外侧和中间气缸正常工作，后排气缸组的右侧和中间气缸正常工作。

2.电喷发动机

电喷发动机通过各种传感器将发动机的进气温度、空燃比、节气门开启状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号参数计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化，并与进入的空气气流混合，进入燃烧室燃烧，从而确保发动机始终工作在最佳状态。

（1）电喷发动机的类型 电喷发动机按喷射位置可分为缸内喷射和进气口喷射两种，如图4-16所示。缸内喷射为多点喷射（MPI）；进气口喷射又可分为单点喷射（SPI）和多点喷射（MPI）。

图4-16 缸内喷射和进气口喷射

缸内喷射方式是将喷油器安装在缸盖上直接向缸内喷油，简称DI。汽油直接喷射与柴油直接喷射在喷油时刻上有根本的区别。汽油机直接喷射发生在压缩冲程开始前或刚开始时，而柴油机的直接喷射发生在压缩冲程将要结束时。汽油机直接喷射的特点：①直接喷射汽油机有较长的时间用于生成混合气；②直接喷射汽油机喷油时，缸内充气量的温度和压力较低，但相比进气管汽油喷射发动机要高得多；③直接喷射汽油机仍需要火花塞点火。

缸内直喷式汽油机能进行分层燃烧，可以点燃稀混合气。缸内直喷式汽油机的空燃比可达40∶1，压缩比可达12.5。这种发动机排放污染也很小。缸内喷射是近几年来燃油喷射技术的发展趋势之一。

（2）电控燃油喷射系统的优点 电控燃油喷射系统的优点主要有：①提高了发动机的充气系数；②汽油燃烧更充分；③可均匀分配各缸燃油；④提高了汽车的驾驶性能和排放性能。其缺点在于价格偏高，对维修技术的要求较高。

3.内燃机增压技术

内燃机增压就是利用增压器将空气或可燃混合气进行预压缩后再送入气缸燃烧的过程。增压后，每个工作循环进入气缸的新鲜空气密度增大，使实际充气量增加，从而达到提高发动机功率和改善发动机经济性的目的。内燃机增压技术主要有如下四种不同的增压方式：

（1）机械增压（Super Charge） 机械增压器如图4-17所示。增压器带轮与发动机曲轴带轮之间用传动带连接，利用发动机的动力带动机械增压器内部的工作叶片旋转，工作叶片旋转时，压缩进气歧管内的新鲜空气，使发动机充气量增加。

机械增压器理想的工作区域在发动机转速为1000～7500r/min，这个区间能产生稳定的增压压力，让发动机输出功率提升20%～40%。因此机械增压器在发动机低转速时能产生增压效果，通常发动机一脱离怠速区域，在1000～1300r/min即能带动机械增压器产生增压效果，并延续至发动机最高转速。机械增压的优点是增压转子的速度与发动机转速同步进行，增加动力不存在滞后问题，动力输出更为流畅；缺点是机械增压消耗部分发动机动力，增压效率不高。

图4-17 伊顿Roots式机械增压器

图4-18 废气涡轮增压原理示意图

（2）废气涡轮增压（Turbo Charge） 废气涡轮增压是利用发动机排出的废气达到增压目的。发动机排出的尾气具有很大的动能，废气涡轮增压器利用发动机排出的尾气动能推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮再压送由空气滤清器管道送来的新鲜空气，使之增压再进入气缸，达到增压目的，如图4-18所示。

发动机转速越快，废气排出的速度就越大，涡轮的转速也就同步增大，叶轮就能压缩更多的新鲜空气进入气缸。新鲜空气的压力和密度越大，进入进气歧管内的新鲜空气总量就越多，按照理论空燃比计算，需要燃烧更多的燃料，增压所增加的新鲜空气总量和燃料总量就可以增加发动机的输出功率和转矩。

一般增压器的增压压力可达180～300kPa，并且需要增设空气中间冷却器来给高温压缩空气进行冷却。涡轮增压器的最大优点，是在不加大发动机排量的前提下就能较大幅度地提高发动机的功率及转矩，加装增压器后发动机的功率及转矩能增大20%～30%。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用，对节气门瞬时变化反应迟缓，这对于要突然加速或超车的汽车而言，驾驶人会觉得有少许操纵滞后的感觉。

涡轮增压简称Turbo，在轿车尾部看到排量加T的标记表明该车采用的发动机属于涡轮增压发动机。

（3）复合增压 复合增压是废气涡轮增压和机械增压并用的内燃机增压技术，这种增压方式在大功率柴油机上用得较多。复合增压发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，但结构过于复杂。

（4）气波增压 气波增压是利用空气的脉冲气波迫使新鲜空气压缩后再进入进气歧管。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大。

4.柴油机共轨直喷技术

柴油机共轨技术是指高压油泵、压力传感器和ECU组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就避免了传统柴油机的缺陷。由ECU控制喷油器的喷油量，喷油量大小取决于燃油轨（公共供油管）压力和电磁阀开启时间的长短。

5.可变气门技术(www.daowen.com)

可变气门正时技术（Variable Valve Timing，VVT）是近些年来被应用于现代轿车上的发动机新技术中的一种，采用可变气门正时技术的发动机可以提高充气系数，使充气总量增加，发动机的转矩和功率可以得到进一步的提高。

合理选择配气正时，保证最好的充气效率，是改善发动机性能极为重要的技术问题。在进、排气门开闭的四个过程中，进气门迟闭角的改变对充气效率影响最大。

不同的进气迟闭角，具有不同的充气效率η_v。不同的进气迟闭角的充气效率η_v最大值所对应的转速又有所不同，一般迟闭角增大，与充气效率η_v最大值所对应的转速也增加。迟闭角为40°与迟闭角为60°的充气效率η_v相比，最大值相当的转速分别为1800r/min和2200r/min。这是由于转速增加，气流速度也加大。

因此，改变进气迟闭角可以改变充气效率η_v随转速变化的趋向，以调整发动机功率与转矩，满足不同工况下汽车的使用要求。显然，理想的气门正时应当根据发动机的工作情况及时做出调整，而对于传统的凸轮挺柱气门机构，是无法做到这一点的。

（1）丰田VVT-i发动机技术 VVT-i系统的英文全称为Variable Valve Timing-intelligent，是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，汉语意思是“智能可变配气正时系统”。

VVT-i系统由传感器、电控单元、液压控制阀和控制器等部分组成，丰田发动机的VVT-i系统可连续调节气门正时。它的工作原理如图4-19所示：当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在机油压力的作用下，小涡轮就相对于涡轮壳旋转一定的角度，使凸轮轴在60°的范围内向前或向后旋转（相对于曲轴），改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。

图4-19 VVT-i发动机工作示意图

该系统最大特点是可根据发动机的工作状态控制进气凸轮轴的转角，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得最佳的配气正时，从而在所有速度范围内提高转矩，并能大大改善燃油经济性，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。

按控制器的安装部位不同，VVT-i分成两种：一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVT-i，比如说丰田普锐维亚；另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVT-i，如雷克萨斯400、430等高级轿车。

（2）本田发动机的VTEC技术 “VTEC”为英文“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System”的缩写，中文意思为“可变气门正时及升程电子控制系统”。VTEC也是可变进气门控制技术，与丰田发动机只改变进气门开启时刻的VVT-i技术不同的是，VTEC技术是通过同时改变进气门开启时刻和升程来改变进气量，以提高发动机功率和转矩。

该系统由ECU接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、冷却液温度等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，VTEC发动机有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。通过VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和开启高度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。

近年，本田又推出了比VTEC更先进的i-VTEC系统，i-VTEC系统是在现有的基础上，添加了一个“可变正时控制系统”，通过ECU控制程序调节进气门的开启和关闭，使气门的重叠时间更加精确，达到最佳的进、排气时机，并且进一步提高了发动机的功率。从长远发展来看，VTEC将会被i-VTEC所取代。

6.可变排量技术（VDE）

美国福特汽车公司利用最先进的电脑控制技术，开发出可变排量发动机（VDE），可以很好地控制汽车发动机的动力输出和改善汽车的燃油经济性。这种技术适合多气缸的发动机使用。比如，一台具有12个气缸的发动机，利用VDE技术，根据行驶条件的需要，可以让12个气缸全部工作，也可以让6个气缸正常工作，而让另6个气缸处于怠速状态。这样，就可以随时调整发动机的排量，从而减少能源的消耗。

7.可变压缩比技术（SVC）

一般汽车发动机的压缩比是不可以变动的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经确定好。近几年，萨博（SAAB）开发的SVC发动机以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量，它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的容积，从而改变压缩比。其压缩比范围可从8至14之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动机大负荷时采用低压缩比，并辅以增压器来实现大功率和高转矩输出。

8.典型发动机新技术应用举例

（1）FSI技术发动机 大众、奥迪公司的FSI发动机是Fuel Stratified Injec-tion的词头缩写，意指燃油分层喷射燃烧。该技术的运用使FSI发动机与一般电喷发动机相比拥有更低的油耗、更好的环保性能和更大的功率和转矩输出。

FSI发动机的特点是新鲜空气在进气道中已经产生可变涡流，使进气气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。稀燃技术的混合比在25∶1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12∶1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

大众、奥迪公司发明的FSI技术在汽油机直喷技术上具有重大意义。如今世界市场大多数汽车上采用的汽油机直喷技术都来自大众和奥迪，这种技术最显著的优点就是在提供更大的输出功率和转矩的同时，能够提高燃油经济性和减少有害物质的排放。

（2）TSI技术发动机 TSI代表Twincharger（涡轮增压和机械增压）和FuelInjection（燃油分层直喷），是一款双增压的燃油分层直喷发动机技术。

从技术上讲TSI与FSI是同一家族，缸内直喷的工作原理相同，由于加入了增压技术，TSI比FSI更先进，属于大功率、低转速大转矩的发动机技术。

配备增压器后的缸内直喷发动机与普通直喷发动机技术相比，TSI发动机拥有更小的体积和更出色的动力表现和节油优势。

TSI燃油直喷技术是当今汽车发动机中最成熟、最先进的技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。