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盘点汽车引擎优化那些事

发布时间:2017-01-16 16:10:58 | 来源:未知 浏览次数:

  一般来讲,核心技术能力就是企业的看家本领。如沃尔玛的物流管理、苹果的生态链建设。显然,核心技术能力是企业内部知识的汇总,也是企业未来发展的方向和战略。

  汽车工业对汽车企业的制造水平和研发水平,都有着极高的要求,各个车企也都纷纷出尽招数,拿出自己的看家本领,而这种看家本领往往成为了车企的名片和招牌。

  而引擎技术又是汽车工业的核心,最能代表车企的核心竞争力和科技水平。汽车引擎技术已经历经百年发展,可以说引擎的每一个进步,都离不开各大车企的不懈努力和对每一个细节的不断改进。

  TSI汽油直喷发动机是大众汽车在FSI汽油发动机的基础上,研发的一款主打性能稳定、节能环保的发动机。TSI的含义Twinscharger(涡轮增压器Turbocharger+机械增压器Supercharger),T指双增压,S指分层,I 指喷射。与传统汽油发动机相比,TSI汽油直喷发动机拥有更紧凑的结构,更低的油耗及排放,更高效的动力输出。

  福特Ecoboost的发展理念最早在2008年推出,主要核心是涡轮增压、缸内直喷和可变气门正时技术这三大技术,以提升发动机动力表现和燃油经济性为主要目标。事实上,福特这一技术也是顺应了市场的需求,用更少的油耗来实现更高的动力输出,燃油经济性提升20%,并降低15%的二氧化碳排放。

  相比前两者主打涡轮增压发动机技术不同,马自达在2010年提出的创驰蓝天技术,实际上是对旗下产品发动机、变速器、车身结构以及油耗等方面的一系列解决方案。

  在发动机方面,马自达SKYACTIV中的柴油机和汽油机,都拥有超高的压缩比,能够明显降低油耗和提高低、中速段的扭矩表现。

  发动机是汽车的心脏,为汽车的行走提供动力,汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞作功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将最新科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。

  在整个汽车引擎优化过程中,如何真实监控其工作状态,发现结构和材料的细微变化成为关键。

  如前文所说,当今各大车企越来越关注内燃机引擎工作中的可靠数据,例如活塞的确切位置,特别是在承受压力后产生的变形,涡轮增压器的真实转速等等,都对引擎优化与莫大帮助! 根据这些数据,模拟软件可以估算核心部件的磨损进程,摩擦系数和油耗等相关指标。

  进一步的,根据分析结果,各大车企可以改进引擎的设计和选材,从而最终改善引擎核心特性。

  那么如何得到这些核心数据呢?德国慕尼黑工业大学学者们,采用德国传感器领导者米铱公司的eddyNCDT3300系列电涡流位移传感器,高精度测量活塞环和活塞二次运动。实现了微小量程0.5mm内的精确测量,分辨率高达1个µm, 并实现了极高的测量速度, 微型探头尺寸也极大地方便了安装过程,承受最高180℃环境温度,承受高频振动和高压力,承受燃油混合气体腐蚀以及持续重复的机械运动。

  对于涡轮增压器的转速进行精确监控问题,长期以来一直困扰着各大车企。德国米铱公司推出的DZ140系列专用转速测量系统成功解决了这一难题,目前已经被广泛应用于奔驰,宝马等顶级车企制造环节。

  DZ140涡轮增压器测速探头,集成了温度测量功能,可直接安装于涡轮压缩机壳体内。整套测量系统在设计时,就考虑了用于大型试验台或车载测试两种使用环境的要求。同时该系统还采用了多种方式确保采集的信号更加洁净和稳定。

  DZ140探头采用电涡流传感器原理,感知钛合金或铝制叶片。最高测量速度达到400,000rpm,叶片数量可以通过旋转码盘设定为1到16片。速度测量结果,可以是每片叶片对应一个TTL脉冲,或每圈对应一个TTL脉冲,或以0-5V模拟量信号输出。探头还可以同时测量温度信息,以0-5V 模拟量信号输出。

  除此以外,德国米铱公司的位移传感器还被广泛应用于引擎监测的各个环节,包括阀门冲程,针阀升程,发动机顶盖间隙,润滑油膜厚度,曲轴同心度,曲轴轴向运动等测量中,都可以应用德国米铱先进的激光传感器电容传感器轮廓扫描仪二维激光传感器线激光传感器拉绳位移传感器以及其他非接触式位移传感器等产品。可以说现代引擎优化改进已经离不开高端位移传感器的帮助,而德国米铱公司无疑是这个领域的佼佼者。

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