导体的电阻与温度有关。纯金属的电阻随温度的升高电阻增大，温度升高1℃电阻值要增大千分之几。碳和绝缘体的电阻随温度的升高阻值减小。半导体电阻值与温度的关系很大，温度稍有增加电阻值减小很大。有的合金如康铜和锰铜的电阻与温度变化的关系不大。电阻随温度变化的这几种情况都很有用处。利用电阻与温度变化的关系可制造电阻温度计，铂电阻温度计能测量—263℃到1000℃的温度，半导体锗温度计可测量很低的温度。康铜和锰铜是制造标准电阻的好材料。(參照：http://www.4-direct.com/gb/current-sensing/index.html
)
例如：电灯泡的灯丝用钨丝制造，灯丝正常发光时的电阻要比常温下的电阻大多少？
钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1℃电阻约增大千分之五。灯丝发光时温度约2000℃，所以，电阻值约增大10倍。灯丝发光时的电阻比不发光时大得多，刚接通电路时灯丝电阻小电流很大，用电设备容易在这瞬间损坏
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Saturday, January 1, 2011
ABS/TCS/VSA
-from Drauto
1. 最新上市的汽车大都配有side airbag,这种保护系统的工作原理基本上大同小异。就是在passenger seat
上面有一个感知重量的sensor,决定该乘客的重量。同时在椅子的靠背上有一个或者2个sensor,
用于感知该乘客的高度，计算头部的位置，从而决定side airbag 的develope 爆发位置，从而避免伤害到乘客的头部。
问题是，这几个sensor 对电磁信号很敏感。如果你在开车时候，把手机放在passenger seat上面，可能会对这些sensor
产生干扰信号，导致airbag lignt ON. 其它东西如笔记本电脑，变压器等等，都可能会对sensor
产生同样的干扰。所以在你开车的时候，尽量不要将手机放在passenger seat 上面 if your car have side
airbag.
在ACURA dealer 那里，我最近诊断了2-3部车，都是这个原因。同时，电池电压过低，也可能导致airbag indicator ON
2. July 09, 2006. 1995 toyota camry L4. noisy.
梁先生的车。第一次检查的时候我只是凭感觉，这种noisy 来自exhaust pipe, 但是
n a&J8x r7k r g z K0我没有确凿的证据。 把手放到exhaust flex pipe
附近，感觉到有热风吹到手上。由于不方便检查，我只是告诉梁先生，应该是exhaust felx pipe
由于行驶中的震动，里面裂开了。后来，梁先生将他的车开到一家白人shop 里面进行检查。（这部车的last owner 一直在这家shop
里面维护） 那里的technician 告诉梁先生， 是transmission 发出的噪音，需要更换transmission.
大约2000多块钱 今天我将那部车支撑起来，使用听诊器监听到噪音就是我第一次判断的地方，并当时就让梁先生自己试听。使用paper board
隔离了
5Z |/B @y B0transmission 转动带来的影响，那种噪音被听的非常清楚。手放到那个发出噪音的地方，感觉到热风。
这是一个小毛病，但是如果梁先生接受了replace transmission 的建议，这2000多块钱就白白花掉了。
3.以下内容为Drauto 所有以下内容针对的是passenger car, not SUV
ABS = Antilock Brake System
TCS = Traction Control System
VSA = Vehicle Stability System\
ABS 基本上应该是汽车的标准配置。它的确给驾驶带来更高的安全保障，最有经验的驾驶员也不可能在1秒钟之内进行10－15次 刹车－松开－刹车
操作，ABS 却可以。但是，仅仅有ABS,在Edmonton 的雪地里是远远不够的。于是在ABS 基础上，有些车又配备了TCS,
VSA等系统。
TCS Features\
When a drive wheel loses traction on a slippery road surface and
starts to spin, the VSA modulator-control unit applies brake pressure
to the spinning wheel and sends engine torque control request to the
ECM/PCM to slow the spinning wheel and keep traction.\
从这一点来看，如果你的车陷在雪堆里，你最好不要 spin tire,那样的结果是更不容易出来。
TCS 必须建立在ABS 的基础上。通常，它仅仅针对驱动轴上的轮胎，passenger car 大多是前驱的。因此，TCS
通常针对前面的两个轮胎。而且TCS 和ABS 通常使用的是同一个Control Unit.
更精确的说，TCS 是在ABS 功能的基础上，在Control Unit里面仅仅增加了一点点逻辑功能模块。其他和普通的4-channel
ABS 没有任何区别，TCS 使用ABS 的输入传感器（4个 wheel speed sensor）,使用ABS 的执行机构。
ABS 通常是在 刹车 的时候被激活，松开已经被保死的车轮，使得它可以重新转动。
TCS 通常是在 起步 的时候被激活，对发生spinning 的车轮 使用 刹车，使得另一个驱动轴轮胎获得转矩，增加对地面的抓紧力。
当Control unit 发现其中一个驱动轴轮胎转速高于另一个驱动轴轮胎时候，它就判定转速快的轮胎在spinning,
于是，对该车轮使用刹车，降低他的转速，使得另一个车轮也可一得到转动扭矩。同时他还可以通知PCM
减少喷油，降低发动机的输出功率。这样可以保护differential.
VSA System Features
该功能 是针对车的测滑和甩尾。该系统仍然建立在ABS 的基础之上。同时他又需要额外的传感器：steering angle sensor
用于测量steering wheel 旋转的角度，说白了就是驾驶员对汽车转弯的需求，它安装在steering wheel 旋转的轴上,
yaw rate-lateral acceleration sensor
是一个陀螺仪，用于测量汽车的测滑和旋转的加速度，它通常安装在驾驶员的右侧，Radio 下面的floor 上，类似于汽车的重心，
VSA 的操作分为以下两种情况：
Oversteer control － 以十字路口右转弯90度为例
Oversteer 指的是汽车实际的转动角度大于90度，相当于汽车180度右转弯调头一样。这时候汽车一定发生了围绕自身的旋转，yaw
rate-lateral acceleration sensor 会产生一个信号，当该值很高的时候，control unit
会根据程序，结合steering angle sensor 传来的信号，判定汽车是否在旋转。这时候，control unit
会对左侧前轮胎使用刹车。
Understeer control－ 以十字路口右转弯90度为例
Understeer 指的是汽车实际的转动角度小于90度，相当于汽车车速过快，离心力的作用，转弯时候轮胎发生
测滑，冲进了逆行道（相当于steering angle sensor 传来的是90度的信号，yaw rate-lateral
acceleration sensor在该车速下传来的是60度的信号，转弯的角度不够）这时候，control unit
就会对转弯内侧后轮胎使用刹车，让汽车转弯的角度加大。
当汽车直行 的时候，steering angle sensor ＝ 0， 如果yaw rate-lateral acceleration
sensor 传来的信号不等于0，control unit 会认为汽车发生了摆尾，从而采取程序中设定的操作。
总结：
ABS 针对的是刹车。
TCS 针对的是起步时候的驱动轮胎打滑。
VSA 针对的是行驶中的测滑和甩尾。
如果你打算在Edmonton 这样的冰天雪地里生活的话，除了选择4驱动的SUV,购买passenger car, TCS 也应该是必须的。VSA 当然更好。
我road test 2007 Acura 3.7 TL, 路面上盖满了雪，车速50Km/h,
几次突然刹车，该车都没有任何摆尾和测滑的迹象，非常稳当。只是在转弯的时候40km/h，有点测滑，但依然在控制之中。在这个转弯地点发生过几次翻车的事故。
2006年7月，Southview Acura.,我调试过1997年Acura RL 的TCS, RL 是Acura
最高档的车passenger car，最高售价over 80K$. 调试的结果是TCS sensor loose inside,
指的就是那个steering angle sensor，它产生的信号在99% 时间里面都是ok
的，但是偶尔产生的信号不好，在旋转steering wheel 的时候，有时候产生咝咝噪音。Parts
service不知道该传感器在哪里。几个licensed mechanic 也是不知所云。他们那不相信TCS light on,
问题会出在steering wheel 那里。
--
Scott
1. 最新上市的汽车大都配有side airbag,这种保护系统的工作原理基本上大同小异。就是在passenger seat
上面有一个感知重量的sensor,决定该乘客的重量。同时在椅子的靠背上有一个或者2个sensor,
用于感知该乘客的高度，计算头部的位置，从而决定side airbag 的develope 爆发位置，从而避免伤害到乘客的头部。
问题是，这几个sensor 对电磁信号很敏感。如果你在开车时候，把手机放在passenger seat上面，可能会对这些sensor
产生干扰信号，导致airbag lignt ON. 其它东西如笔记本电脑，变压器等等，都可能会对sensor
产生同样的干扰。所以在你开车的时候，尽量不要将手机放在passenger seat 上面 if your car have side
airbag.
在ACURA dealer 那里，我最近诊断了2-3部车，都是这个原因。同时，电池电压过低，也可能导致airbag indicator ON
2. July 09, 2006. 1995 toyota camry L4. noisy.
梁先生的车。第一次检查的时候我只是凭感觉，这种noisy 来自exhaust pipe, 但是
n a&J8x r7k r g z K0我没有确凿的证据。 把手放到exhaust flex pipe
附近，感觉到有热风吹到手上。由于不方便检查，我只是告诉梁先生，应该是exhaust felx pipe
由于行驶中的震动，里面裂开了。后来，梁先生将他的车开到一家白人shop 里面进行检查。（这部车的last owner 一直在这家shop
里面维护） 那里的technician 告诉梁先生， 是transmission 发出的噪音，需要更换transmission.
大约2000多块钱 今天我将那部车支撑起来，使用听诊器监听到噪音就是我第一次判断的地方，并当时就让梁先生自己试听。使用paper board
隔离了
5Z |/B @y B0transmission 转动带来的影响，那种噪音被听的非常清楚。手放到那个发出噪音的地方，感觉到热风。
这是一个小毛病，但是如果梁先生接受了replace transmission 的建议，这2000多块钱就白白花掉了。
3.以下内容为Drauto 所有以下内容针对的是passenger car, not SUV
ABS = Antilock Brake System
TCS = Traction Control System
VSA = Vehicle Stability System\
ABS 基本上应该是汽车的标准配置。它的确给驾驶带来更高的安全保障，最有经验的驾驶员也不可能在1秒钟之内进行10－15次 刹车－松开－刹车
操作，ABS 却可以。但是，仅仅有ABS,在Edmonton 的雪地里是远远不够的。于是在ABS 基础上，有些车又配备了TCS,
VSA等系统。
TCS Features\
When a drive wheel loses traction on a slippery road surface and
starts to spin, the VSA modulator-control unit applies brake pressure
to the spinning wheel and sends engine torque control request to the
ECM/PCM to slow the spinning wheel and keep traction.\
从这一点来看，如果你的车陷在雪堆里，你最好不要 spin tire,那样的结果是更不容易出来。
TCS 必须建立在ABS 的基础上。通常，它仅仅针对驱动轴上的轮胎，passenger car 大多是前驱的。因此，TCS
通常针对前面的两个轮胎。而且TCS 和ABS 通常使用的是同一个Control Unit.
更精确的说，TCS 是在ABS 功能的基础上，在Control Unit里面仅仅增加了一点点逻辑功能模块。其他和普通的4-channel
ABS 没有任何区别，TCS 使用ABS 的输入传感器（4个 wheel speed sensor）,使用ABS 的执行机构。
ABS 通常是在 刹车 的时候被激活，松开已经被保死的车轮，使得它可以重新转动。
TCS 通常是在 起步 的时候被激活，对发生spinning 的车轮 使用 刹车，使得另一个驱动轴轮胎获得转矩，增加对地面的抓紧力。
当Control unit 发现其中一个驱动轴轮胎转速高于另一个驱动轴轮胎时候，它就判定转速快的轮胎在spinning,
于是，对该车轮使用刹车，降低他的转速，使得另一个车轮也可一得到转动扭矩。同时他还可以通知PCM
减少喷油，降低发动机的输出功率。这样可以保护differential.
VSA System Features
该功能 是针对车的测滑和甩尾。该系统仍然建立在ABS 的基础之上。同时他又需要额外的传感器：steering angle sensor
用于测量steering wheel 旋转的角度，说白了就是驾驶员对汽车转弯的需求，它安装在steering wheel 旋转的轴上,
yaw rate-lateral acceleration sensor
是一个陀螺仪，用于测量汽车的测滑和旋转的加速度，它通常安装在驾驶员的右侧，Radio 下面的floor 上，类似于汽车的重心，
VSA 的操作分为以下两种情况：
Oversteer control － 以十字路口右转弯90度为例
Oversteer 指的是汽车实际的转动角度大于90度，相当于汽车180度右转弯调头一样。这时候汽车一定发生了围绕自身的旋转，yaw
rate-lateral acceleration sensor 会产生一个信号，当该值很高的时候，control unit
会根据程序，结合steering angle sensor 传来的信号，判定汽车是否在旋转。这时候，control unit
会对左侧前轮胎使用刹车。
Understeer control－ 以十字路口右转弯90度为例
Understeer 指的是汽车实际的转动角度小于90度，相当于汽车车速过快，离心力的作用，转弯时候轮胎发生
测滑，冲进了逆行道（相当于steering angle sensor 传来的是90度的信号，yaw rate-lateral
acceleration sensor在该车速下传来的是60度的信号，转弯的角度不够）这时候，control unit
就会对转弯内侧后轮胎使用刹车，让汽车转弯的角度加大。
当汽车直行 的时候，steering angle sensor ＝ 0， 如果yaw rate-lateral acceleration
sensor 传来的信号不等于0，control unit 会认为汽车发生了摆尾，从而采取程序中设定的操作。
总结：
ABS 针对的是刹车。
TCS 针对的是起步时候的驱动轮胎打滑。
VSA 针对的是行驶中的测滑和甩尾。
如果你打算在Edmonton 这样的冰天雪地里生活的话，除了选择4驱动的SUV,购买passenger car, TCS 也应该是必须的。VSA 当然更好。
我road test 2007 Acura 3.7 TL, 路面上盖满了雪，车速50Km/h,
几次突然刹车，该车都没有任何摆尾和测滑的迹象，非常稳当。只是在转弯的时候40km/h，有点测滑，但依然在控制之中。在这个转弯地点发生过几次翻车的事故。
2006年7月，Southview Acura.,我调试过1997年Acura RL 的TCS, RL 是Acura
最高档的车passenger car，最高售价over 80K$. 调试的结果是TCS sensor loose inside,
指的就是那个steering angle sensor，它产生的信号在99% 时间里面都是ok
的，但是偶尔产生的信号不好，在旋转steering wheel 的时候，有时候产生咝咝噪音。Parts
service不知道该传感器在哪里。几个licensed mechanic 也是不知所云。他们那不相信TCS light on,
问题会出在steering wheel 那里。
--
Scott
Sunday, June 13, 2010
Lighting technology
- 转自汽车点评网
对于汽车而言，最重要的莫过于安全，而汽车自身的各项安全性能的最终目的也无非是对驾驶员及车内人员进行有效和更好的保护。除了我们通常所知道的安全带、气囊等对于安全保障的各种硬性设施外，其实对于汽车而言，与安全息息相关的设施无处不在。就拿车灯而言，随着科技的发展和时代的进步，由最早的手提式照明到第一代的乙炔气前照灯，再到如今的第六代氙气大灯。而车灯也已经不仅仅只是为车辆提供照明功效的基础设施了。如日间行车灯、主动动转向前照灯的诞生让车辆在安全性能上更上一层楼。
对于汽车而言，最重要的莫过于安全，而汽车自身的各项安全性能的最终目的也无非是对驾驶员及车内人员进行有效和更好的保护。除了我们通常所知道的安全带、气囊等对于安全保障的各种硬性设施外，其实对于汽车而言，与安全息息相关的设施无处不在。就拿车灯而言，随着科技的发展和时代的进步，由最早的手提式照明到第一代的乙炔气前照灯，再到如今的第六代氙气大灯。而车灯也已经不仅仅只是为车辆提供照明功效的基础设施了。如日间行车灯、主动动转向前照灯的诞生让车辆在安全性能上更上一层楼。
汽车的前照灯一般有白炽、卤素、氙气灯类型，而时下最普遍的则是以卤素大灯与氙气大灯为主。
卤素灯，就是在灯泡内渗入少量的惰性气体碘，从灯丝蒸发出来的钨原子与碘原子相遇产生反应，生成碘化钨化合物，当碘化钨化合物一接触白热化的灯丝（温度超过1450摄氏度），又会分解还原为钨和碘，钨又重新归队回到灯丝中去，碘则重新进入气体中，如此循环不已，灯丝几乎不会烧断，灯泡也不会发黑，所以它要比传统的白炽灯寿命更长，亮度更大，也是现在汽车普遍采用的前照灯。
卤素灯泡与光线原理
卤素灯有其独特的配光结构，没之灯光内有两组灯丝，一组是主光束灯丝，发出的灯光经过灯罩反射镜反射后径直向前射去，这种光束就是我们平时所说的“远光”。另一种是片光束灯丝，发出的光给遮光板挡刀灯罩反射镜子的上半部分，其反射出去的光线都是朝下漫射向地面，不会给对面来车的驾驶者造成炫目，这种光源就是我们平常所说的“近光”。
氙气灯，又叫HID，即High Intensity Discharge高压气体放电灯的英文缩写。它的原理是在UV-cut抗紫外线水晶石英玻璃管内，以多种化学气体充填，其中大部分为氙气（Xenon）与碘化合物等惰性气体，然后再透过增压器（Ballast）将车辆上12V的直流电压瞬间增压至23000V电流，经过高压振幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，这就是所谓的气体放电。
氙气灯效果
氙气灯与卤素灯效果对比
奥迪A6L的氙气大灯
由于氙气灯市通过氙气气体放电照明，他的工作原理是没有钨丝，而是借助两极间发出的电弧来发光，电弧通常能够激活惰性气体氙气，从而促使金属盐发光。前照灯用一个氙气气体放电灯作为其中心原件，可使最小的空间得到最大的赵明强度，并使汽车前部具有空气动力风格，消耗同样的功率，发光效率高出三倍，一个35W的的放电灯的通光量是一个55W的普通卤素灯的两倍，其色温高达4200K或以上。氙气灯一般使用寿命1500——2500h，相当于汽车平均使用周期内的全部运行时间。它还有个突出的特点就是，当它出现故障时会逐渐变暗，而不是突然不亮，这可以给驾驶员充足的处理时间。而卤素灯的优点则在于价格非常的低廉
随着科技的发展，LED的技术在车上的应用也越来越普遍，它可以应用于汽车的转向指示灯、近光灯、远光灯、驻车灯、日间行车灯等。而LED灯最大的特点在于：使用寿命长、节能、光线质量高辐射小、结构简单、响应快、工作电压范围宽以及体积小有利于车灯设计。
上面说了几项LED车灯的特点，现在详细为大家逐项介绍一下。首先使用寿命长，因为LED车灯一般可达几万乃至几十万小时，因此如果汽车照明灯实用LED，那么在整个汽车使用的寿命中不需要更换车灯。节能效果也仅相对于普通卤素灯的50%。LED灯的色温为6000K，接近于日光的色温，因此有利于驾驶员在夜间行车时看清楚道路状况，以使夜间行车更加安全。其内部在用支架家狗，结构非常简单，四周用透明的环氧树脂密封，抗震性能好。而工作的代言价可以在6V——12V之间正常工作，可谓工作电压范围很宽。
发光二极管构造图
LED，其实是发光二极管（Light Emitting Diode）的缩写，是一种可以自身发光的包含PN结的固体半导体元件。LED的芯片是由P型半导体和N型半导体之间的一个过渡层，称为PN结。当采用砷化镓（红外线）、砷磷化镓（红岛黄）、磷化镓（绿）等半导体材料时，在这些半导体材料的PN中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。当给PN施加正向电压，电流从LED的阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同的颜色光线，光的强弱与电流大小有关。
主动转向前照灯AFS(Adaptive Front-lighting System)又叫做自适应转向前照灯系统，它能够根据汽车方向盘角度、车辆偏转率和行驶速度，不断对前照灯进行动态调节，适应当前的转向角，保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致，以确保道路提供最佳照明并且对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增加了黑暗中驾驶的安全性。图中以雪铁龙C5为例，主动转向系统的实用性对于夜间安全驾驶的帮助还是相当大的。
随着人们生活水平的提高，自驾游或开车返乡已经是司空见惯的事情，但高速行车无疑是存在安全隐患的，夜间的高速行车就更是危险中的危险。我们都知道，高速公路上很多大车的尾灯几乎是看不到的，而对于不熟悉的道路仅仅靠GPS导航页是不够的，夜间行车会出现很多盲区和死角。所以，这时候如果有一套优质的车灯，无疑是对自己以及车上的亲朋好友们的安全多增加了一层保障。所以千万不要将车灯的作用仅仅狭隘的局限于照明作用，其中涵盖的安全却是更值得我们去关注和重视的。
Saturday, June 12, 2010
Light load saving - FSI
- 转自汽车点评网
十多年前，购车者不太考虑发动机以及技术方面的事情，各种各样的先进技术也只是厂商标榜自己的一种宣传手段而已，并不能真正打动消费者。再看看现在，消费者越来越关心科技与技术含量的问题了，那个厂家哪款车型采用了先进的技术也会第一时间出现在媒体的头条，人们也开始用技术的先进与否来评定一款车的好坏了。在发动机的技术研发方面，德国大众与旗下的奥迪一直处于领先地位。这次，我们就来了解一下让他们引以为豪的FSI燃油分层喷射技术。
● FSI燃油分层喷射概念
FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀薄燃烧技术的一种。什么叫稀薄燃烧？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。
大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进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，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到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。
FSI特点是：能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。
奥迪R8采用的就是V8 FSI发动机
也许有人会把TSI和FSI的定义混淆，其实这两种发动机形式很容易区分。TSI是以双增压为其最主要的特点，字母TSI则是Turbo-charging（涡轮增压）、Super-charging（机械增压）和Injection（燃油直喷）三个关键特色的首字母缩写。国内的多数媒体也把其称之为：双增压技术。
另外介绍一种最新的TFSI发动机，它可以说是FSI发动机和TSI发动机的结合。它的T和TSI中的T一样，表示采用涡轮技术，其中的S与FSI中的S一样，表示“分层次的”，而不是TSI中表示增压的意思。TFSI发动机既有涡轮，又有分层燃烧，可以说是集合了FSI发动机和TSI发动机的优点。
两款不同的TSI标示
也许，细心的读者可能已经注意到了：迈腾2.0TSI和进口EOS 2.0 TSI两款车型的尾部TSI的标识是不同的，分别是TSI和TSI。经过我们向大众厂家人员的求证，这样的颜色变化代表了两款发动机在不同地方做出的一些调整，这些调整可能在ECU、动力输出等部分，是一种技术的更新变化。
● FSI燃油分层喷射工作原理
上面说过了，稀薄燃烧的目的是为了省油，而省油说起来会很简单，少喷油不就行了嘛！但是少到什么程度才合适，才能在保障动力性能不受太大影响的前提下，实现燃烧效率的最优化呢？我们知道燃油和空气的混合比是14.7：1，当混合气体的浓度比超过理论空然比，我们假设达到了25：1，这时油的浓度很低，会很难点燃，光靠提高点火能量还是不够的。
FSI发动机工作示意图
如果此时在火花塞附近的燃油浓度较高，能达到理论空燃比的燃油浓度，那么此时这团较浓的混合气是很容易被点燃的。而如果用这个较浓的混合气去点燃其他的混合气，显然也是很容易的，这就是分层燃烧。如果采用分层燃烧，就可以实现在很低的燃油浓度下，实现发动机的正常运转。而从上面的分析我们可以看出，实现分层燃烧的前提就是气缸内的混合气体不均匀化，只在靠近火花塞的区域内达到或超过理论空燃比值。
汽缸进气过程
汽缸排气过程
可能这样说会有点难理解，那么我们打个比方。在一个玻璃杯中装满水，假设杯子是气缸，水就是被吸入的空气，如果这时滴入几滴墨水到水里，我们可以很清楚的看到，墨水还没来得及被水稀释，杯口处的水已经慢慢变色，但杯底部却还是没有受到影响，依然清澈。发动机的分层燃烧，其实就和这很相似。杯中的清水是在进气行程中吸入的新鲜口空气，墨水就是燃油。
如果是采用缸外喷射的发动机，燃油喷射在进气歧管里，我们看看会是怎样的情况。我们知道喷油和进气是同在吸气行程内完成的，在进气门打开活塞向下运动时，缸内会形成一个很大的负压，油气混合物这时被吸进来后会在缸内形成很多涡流，这些涡流会使燃油和空气得到充分的混合，也就是说进入气缸的混合气已经经过了较充分的混合，点燃这种已经充分混合的稀薄混合气就会变得非常困难，因为它们无法实现分层，自然也有无所谓分层燃烧了。继续用上面打的那个比方，就等于我们已经将墨水滴入自来水管中，这样杯子接到的水就已经是被均匀染色的了。所以我们现在知道，只有缸内喷射，才能实现分层燃烧。
关于FSI燃油分层喷射技术编辑也在网上所及了一些网友提出的疑问，主要归结为三点第一、FSI的为什么能省油？第二、FSI是如何实现的？第三、FSI为何到国内会缩水？接下来我们就意义为您解答。
奥迪R8的V8 FSI发动机构造图
☆ FSI的为什么能省油？
1、发动机在低负荷运转和高负荷运转的时候，对供油量的要求是不同的，较少的供油就可以维持低负荷运转，如果能尽量减少低负荷时的供油，就可以达到省油的目的。
2、但供油减少到一定的时候，虽然燃烧后产生的能量能够维持发动机运转，但由于汽油的浓度太低了，普通方式下火花塞是无法将混合气点燃的。
3、分层燃烧解决了这个问题，它的原理就是让缸内汽油浓度不是保持一致，而是在火花塞附近的混合气浓度较大，能够被点燃，进而再点燃其余浓度较低的混合气。
4、具体能省多少油，看看空燃比就可以知道大概了，普通发动机的空燃比是14.7:1，大众的FSI可以做到65:1，当然，这些都是在低负荷时采用的方式，在高负荷的时候仍让是均匀燃烧，和普通发动机一样。
5、对于经常在城市里开车的来说，省油还是比较明显的，据大众的宣传，可以省油10%。
☆ FSI燃油分层喷射是如何实现的？
1、在活塞的顶面有设计有凹槽，使得活塞在上下运动的时候，能使缸内产生涡流。
2、喷油嘴二次喷油，在整个活塞行程中并不是只喷射一次，在进气行程中先进行第一次喷射，使汽缸内充满燃油混合物，再在压缩行程即将终了，但是却在即将点火之前时进行第二次喷射，此时的喷射就是为燃油分层而进行的。
3、提高压缩比，这样有助于形成强势涡流，并且缸内温度也随之提高，有助于稀燃。
在大众FSI的这种分层技术中，喷油嘴的位置，汽缸的压缩比以及活塞顶部凹槽的形状都是经过多次实验进行匹配的，才能在一定的行驶工况下产生适量的涡流，既而进行适当的分层。
☆ FSI为何到国内会缩水？
除了大众与奥迪系列车型之外，使用分层燃烧技术的还有三菱他们的GDI发动机的车型，到现在还没有一款在国内正式销售。为什么这些现今的技术无法运用在国内车型上呢？原因何在？
再者，由于中国的油品中含硫量高，需要催化转化装置来处理油品中较高含量的硫，从而导致NOx也就是氮氧化物排放很大，NOx氮氧化物对臭氧层和森林植被的破坏性很大而且还是酸雨的始作俑者。所以这也是厂商方面迟迟不推行FSI发动机的主要原因。
对于一台汽油发动机来说，将汽油送入汽缸，并与空气混合，再使油气混合物充分燃烧才能获得强大的动力，因此油气混合技术也是发动机的关键之一。在经历了化油器、单点电喷、多点电喷技术阶段之后，油气混合技术终于进入了直喷时代，越来越多的车型开始采用直喷发动机，那么直喷发动机的技术关键点都有哪些呢？下面就为大家逐一解析。
高压喷油系统主要可以分为发动机控制模块（ECM）、高压油轨、高压油泵和喷油嘴四部分，其中ECM主要采集发动机数据，按照预定程序控制喷油时机和喷油量，从而实现最高燃烧效率；而高压油泵则主要负责燃油的加压，高压油轨主要起均衡各喷油嘴喷射压力的作用，而最终的喷油任务则由喷油嘴来执行。此外，还有多个传感器提供燃油压力等信息，确保整个系统的高效率。
组成高压喷油系统的四个主要部分
ECM（或称ECU）不仅是直喷发动机的关键部分，也是所有技术较新的内燃机的重要组成部分，这个部分涉及到芯片、执行器、软件等多个环节，其中任何一个环节缺失都无法实现量产装车。目前ECM技术还是为国外企业所把持，在技术上已经比较成熟。部分自主品牌虽然也初步具备了ECM的制造能力，但是在软件的匹配、执行器的可靠性等环节还有不少问题尚待解决，不过就跟变速器技术一样，这样的关键技术一旦取得突破，自主品牌厂商将受益匪浅。
一汽展示的动力总成上的ECM（右侧）
高压油泵则是燃油加压的关键环节，在低压油泵将燃油送到高压油泵之后，高压油泵可以将汽油加压到十余兆帕的压力（这是普通汽油泵压力的三四十倍），并将其送入油轨。高压油泵通常是由凸轮轴带动，内部则有双头或者三头凸轮加压（如福特ECOBOOST系列发动机的“9号凸轮”）。在高压油泵上还集成了电子油轨压力调节器（FRP），它是一个由ECM控制的电磁阀，ECM以脉冲宽度调制的方式控制油压调节器，油压调节器控制着高压燃油泵的进口阀，从而控制燃油压力，当驱动线路失效时，高压油泵进入低压模式，发动机仍可应急运行。
通用Ecotec系列2.0直喷发动机上所用的高压油泵，制造商为博世
高压油泵和油轨这样的部件对工作环境和制造精度要求很高，一些传统的柴油高压设备制造商如博世在这方面具有丰富的经验，因此即便是通用的直喷发动机，其高压油泵也是由博世提供，而作为自主品牌推向市场的第一款直喷汽油机，瑞麒G5上的2.0TGDI发动机同样使用了博世的高压油泵。
瑞麒G5采用的2.0TGDI发动机同样使用博世的高压油泵
经过油泵加压之后，汽油进入高压油轨，在高压油轨稳定压力后，由于油轨和燃烧室之间存在压力差，高压油泵动作之后汽油即喷入汽缸内。喷嘴内部还有电磁阀，可以实现对喷油量和时机的控制，其控制精度要求很高，同时由于喷嘴的位置从进气歧管移到了汽缸内，工作环境和温度都发生了很大变化，对其可靠性的要求也大大提高。
高压油轨基本结构图
通用Ecotec系列2.0直喷发动机上所用的高压油轨和喷嘴
高压喷油嘴结构示意图：①高分子密封圈；②喷嘴针阀；③衔铁；④电磁线圈；⑤细滤器
除开喷油系统之外，其他发动机部件也要为直喷做出相应的设计，才能确保发动机的高效，尤其是活塞顶部的设计非常关键。按照可燃混合气形成的控制方式，缸内直喷方式又可分为油束控制燃烧、壁面控制燃烧和气流控制燃烧三类。在油束控制燃烧系统中，喷油器安置在燃烧室中央，火花塞安置在喷油器附近，油束控制对空气的利用率依靠油束的贯穿深度保证，而后者则受喷油器的喷油压力控制。这种方式可以在低负荷的分层燃烧实现良好的燃油经济性，而当发动机处于中高负荷工况时，ECM调节高压油泵压力，使油束贯穿深度增大，从而实现均质加浓燃烧。
活塞顶部的凹坑主要起导向汽缸内气流的作用
活塞顶部曲面形成的涡流可以帮助混合气更为均匀充分地燃烧
在壁面控制燃烧系统中，喷油器和火花塞相隔较远，喷油器把燃油喷入活塞凹坑中，然后依靠进气流的惯性将油气混合送往火花塞。为了避免喷油器的温度过高，一般安置在进气门侧，活塞凹坑开口对向进气门侧，油气混合后直接流向火花塞。这种类型形成混合气的时间较长，易于形成较大区域的可燃混合气。在气流控制燃烧系统中，利用轮廓特殊的活塞表面形状形成的缸内气流和油束相互作用。此种系统不是把油雾朝活塞的凹坑喷射，而是朝火花塞喷，特殊形状的进气道与喷油器呈一定的夹角，给混合气在汽缸内一定的回旋力，汽缸内形成的气流使油气不是直接喷向火花塞，而是在汽缸内形成涡流围绕火花塞旋转。这样就使大部分工况都能实行恰当的混合气充量分层和均质化。
铝合金缸体的散热效果更佳，也更容易实现轻量化
位于气缸下部的机油喷头可以在活塞下降到下止点时对活塞进行冷却
由于直喷发动机的工作温度更高，因此对缸体强度和冷却系的要求也更高一些。在保证强度的前提下，更多的新型直喷发动机采用了散热更好的铝合金缸体，同时还采用了强化的冷却系统，保证发动机更高的热效率。虽然直喷汽油机的优势明显，但是它也受到制造技术和油品质量的限制，因此短期内得到普及还不现实，不过凭借更为高效、经济的特点，它依然是未来内燃机技术的发展趋势，我们也有望见到更多性能出色、燃油经济性高的直喷发动机面世。
Friday, June 11, 2010
Five new Engine Technologies
- 转自www.kj008.com “未知作者”
1．TSI技术
TSI是大众集团开发的一套双增压技术，其实从字面上就能理解其意思。前面的T和S分别代表Turbo和Supercharger的意思，也就是涡轮增压和机械增压的相结合。而国内媒体习惯叫它双增压。这个双增压跟大众奥迪集团的双涡轮增压有很大的区别，可以说是完全两个概念。那么为什么要同时采用机械增压和涡轮增压来向发动机提供高压进气呢？既然大众已经将这套技术向量产车推广，那么在性能上肯定有它的过人之处。
要了解双增压的优越性首先得了解涡轮增压和机械增压的优缺点。其实任何一种增压它的目的都是相同的，就是要把空气压缩以后再通入到气缸当中燃烧，这样做的好处很明显，压缩以后的空气密度更大，这就意味着单位体积内的氧气分子更多。在发动机排量不变的情况下，吸入的氧气分子越多，再配合燃油喷射系统提供的更多的汽油那么可以输出更高的动力。不管是涡轮增压还是机械增压都是为了达到这一目的而设计的，只不过两者的实现手段不相同。涡轮增压发动机由一个进气涡轮来压缩空气，进气涡轮的另一头连着一个废气涡轮。
发动机的排气是高温高压的，这就意味着排气中仍然含有巨大的能量。将废气涡轮装在排气管之中则能利用排气能量来驱动涡轮高速旋转，从而能够带动进气涡轮随之高速旋转，以获得压缩进气的能量。所以涡轮增压器是不需要额外的消耗发动机能量的。而且发动机转速越高废气排放速度和能量也越大，使得涡轮的转速也越高，这样进气涡轮压缩空气的能力也越强。
对于涡轮增压的发动机来说，转速越高，进气效率也越高，能够发挥出来的功率就越大。所以涡轮增压器对于发动机的高速运转是非常有好处的。涡轮也是有质量的，有质量的物体就会存在惯性。我们知道发动机在怠速工况时转速往往只有几百转，而且在怠速工况时涡轮是不能介入工作的。除了因为发动机转速低，排气能量不足以驱动涡轮高速运转，还有一个更重要的原因就是怠速时发动机负荷低，如果此时涡轮也参与工作那么发动机会过热，并且耗费更多不必要消耗的汽油。所以怠速工况时，进气和排气旁通阀会自动打开，此时进气和排气都没有经过涡轮，新鲜空气是直接被吸入气缸，废气也是直接排入大气中的。
由于增压发动机的压缩比都比较低（通常在8.0以下，压缩比低是因为空气被增压器压缩后会放热，如果压缩比过高会导致压缩行程时混合气继续放热，引起混合气自然），所以在涡轮介入之前发动机的动力性是非常差的。即便是低值增压，起码也要到将近1800转时涡轮才会起到作用（帕萨特1.8T的涡轮介入转速为1800转/分-2000转/分）。虽然2000转以后发动机能发挥出强大的功率，而且后劲十足，但起步时可以说毫无动力性可言，即使保时捷卡宴TURBO这样的V8涡轮增压发动机，起步同样拼不过自然吸气。这就是涡轮增压发动机的通病涡轮迟滞。这种状况是非常不适合城市驾驶的。因为我们知道城市开车经常要走走停停，所以从怠速到2000转这个转速范围段是使用得很频繁的，涡轮增压低扭差劲的缺点暴露无疑。当然，大众奥迪集团曾经试图改进过涡轮迟滞问题。
机械增压器的原理与发动机机油泵有些类似，也是与发动机动力相连，只不过压缩的是空气。它与涡轮增压器在性能上最大的区别就是对压气机的转速没有限制。也就是说只要罗兹压气机在转，就可以压缩空气。而涡轮增压器由于是靠高速旋转产生的空气离心力来压缩空气，所以需要非常高的转速（通常TURBO的转速能接近10万转/分钟）。所以即便发动机怠速或者处于1000转左右的低转速，也能连接机械增压器压缩进气。
不过处于经济型考虑，怠速工况时电磁离合器是断开的，也就是说怠速时压缩比并没有与发动机动力相连，不过只要踩下油门电磁离合器可以迅速连接发动机动力。所以机械增压能够给汽车带来很好的低转扭矩，让起步时冲进十足。虽然克服了涡轮增压器迟滞的缺陷，单机械增压也并非完美。由于它需要消耗发动力动力，而且增压器中的两个转子相互摩擦会损耗大量的能量。在低转速时，由于转速低损耗也就小，但如果处于高转速工况，那么这样能量损耗是非常大的。不仅经济性差，高转动力性也要受到影响。
涡轮增压和机械增压都有着各自的先天缺陷，而这两种增压方式的优缺点又是相互互补的。大众就是利用了这两种增压性能优缺点的互补性开发出了TSI双增压系统。那么现在再看TSI就很好理解了。他是涡轮增压与机械增压的相结合。也就是说，TSI发动机拥有两套增压系统，一套靠涡轮压缩进气，另一套靠罗兹压气机压缩进气。当然，它们什么时候起作用是由电脑说了算的。电脑即能够控制进排气旁通阀的开闭，也能控制机械增压器与发动机相连接的电磁离合器的开闭。
当发动机在部分负荷工况下低转速运转时（通过节气阀传感器检测到又少许油门开度，而且通过发动机转速传感器检测到转速处于低速运转），电脑会接通机械增压器的电磁离分离，并且关闭机械增压旁通阀，让机械增压器开始工作，此时的增压值为1.2bar.我们知道机械增压器有增强低速扭矩的特点，而且在低转速时对发动机功率的消耗并不大。所以既能够获得良好的油门相应，又能够增大发动机扭矩输出。当发动机超过1500转时，涡轮开始介入，此时的增压值提高到2.5bar。当发动机转速达到3500转/’分以上的高转速时，机械增压器开始停止增压，此时完全依靠涡轮增压来进行增压，增压值从2.5bar降到1.3bar。因为我们知道一旦转速上升，机械增压器会消耗大量发动机能量，而中高转速是涡轮增压的强项，这样不仅避免了涡轮迟滞，让涡轮有足够的加速时间，还在很大程度上增加了低转扭矩，降低高转速时机械增压器产生的噪音。这样彻底解决了两种增压方式的缺陷，达到了一种完美增压的效果。
2．TDI技术
由于全球石油资源短缺和燃油价格上涨，柴油轿车的比例在逐年递增，轿车柴油化已成为一种世界趋势。在我国，一汽-大众公司继率先推出捷达SDI Suction Direct Injection)自然吸气直接喷射柴油轿车后，又于2004年2月推出了宝来TDI(Turbo Direct Injection)涡轮增压直接喷射柴油轿车。
柴油发动机与汽油发动机相比，具有压缩比高，热效率和经济性好，在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低等优点。柴油发动机在诸多方面优于汽油发动机，且由于柴油发动机的转速相对较低，发动机部件的磨损相对减少，加之柴油车没有高压点火系统和节流阀体，所以发动机的故障率低，使用寿命长；但无论是汽油机还是柴油机定期保养都是保证车辆性能的前提，由于两者的保养方面存在一定的差异，下面就针对宝来TDI柴油轿车的使用与养护特别指出几点： 凝点。柴油失去流动性而开始凝固的温度称为凝点。凝点过高，低温时容易造成油路的堵塞。在我国柴油的标号是按凝点来编定的，凝点的高低是选用柴油的主要依据。因此在不同的地区和不同的季节应选用合适的柴油。下表是不同柴油标号所对应的适用地区温度。
柴油的品质是柴油发动机“健康”运转的保证，含有水分或杂质的劣质柴油会对高压分配泵造成严重损害。所以对用户而言，一定要增强自我保护意识，最好的办法是慎重选择加油站，以及加油后索要票据。用户加注燃油时，如果误加汽油应立即熄火，并迅速和一汽-大众公司当地服务站取得联系，否则会造成高压泵损坏。
由于宝来TDI使用了可以更加精确控制喷油始点和喷油量的电控泵喷射系统(UIS)，可以优化燃烧过程，降低燃烧噪音，采用了可以更有效地提高整车动力性，更有效地增大发动机功率和扭矩的可调叶片式涡轮增压技术，所以无须再使用任何添加剂。
宝来TDI装有预热塞指示灯即发动机管理系统报警灯。该指示灯提示用户预热塞正在加热，当发动机处于冷态时，打开点火开关，该灯亮起，指示灯熄灭时即可起动发动机。若发动机处于暖态时，则该灯不亮，可直接起动发动机。同时，该灯还具有报警功能，在行驶过程中，该指示灯闪亮，则表明发动机管理系统发生故障，须尽快与一汽-大众公司特约服务站联系检修发动机。
特别提醒宝来TDI用户，当发动机长时间高速运转后，切勿立即关机，应以怠速继续运转2min左右，待温度降低后再关机，避免热量积聚。
宝来TDI的定期保养都要严格的使用原厂的三滤备件。因为劣质的三滤备件对于柴油轿车的危害非常大，下表提醒用户一定要注意按时更换三滤和机油。
3．电子气门技术
“电子气门”（VALVETRONIC）是宝马公司最新研制的技术，作为内燃机领域里的一次革命性的创新而倍受赞誉。“电子气门”技术可以在保证汽车性能不受影响的前提下大大降低油耗，并且可以大大减少二氧化碳排放量。日本汽车研究者及新闻工作者学会将“RJC 2003年度科技奖”颁给了宝马的“VALVETRONIC”。宝马杰出技术的当选是因其创新的汽车工程学、卓越的动力性能和燃料高效能。 VALVETRONIC处于21世纪初汽车技术领域的最前沿。Valvetronic少了节流阀(throttle)的设计，如同我们鼻子或肺在作呼吸动作时一样地跟空气直接接触，而省略掉throttle后，引擎在进新鲜空气时，将更顺畅，少掉因为空气流动的一些 黏著力与磨擦力，而使引擎在运转时省去不必的的loss!一般的车子，当我们用脚踏加油门时，是驱动著钢索而通到throttle这开关的，而踏油门的深浅正控制著throttle的开或关的程度，而引进的就是将进入引擎燃烧室燃烧的新鲜空气，所以，throttle正控制著燃烧室的空气量与流动速率；然而，取代这"机械式"的进气节流阀(throttle)机置后，取代的是"电子式"的可变电阻，依我们踏油门的深浅，经过这可变电阻而来决定"进气量。
4．可变气门正时与升程技术
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率。+在VTEC系统中，其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面，分别顶动摇臂轴上的三个摇臂，当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。此时中间的高速摇臂不顶动气门，只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速在不断提高时，发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中，电脑对这些信息进行分析处理。当达到需要变换为高速模式时，电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀，使压力机油进入摇臂轴内顶动活塞，使三只摇臂连接成一体，使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时，电脑再次发出信号，打开VTEC电磁阀压力开头，使压力机油泄出，气门再次回到低速工作模式
对于一台4冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭，发动机进入压缩冲程。然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动机已经获得的能量。如果在缸内压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程之后再关闭进气门，直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？只要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。说到这里，对一些VVT技术有所了解的兄弟可能要不耐烦了：讲了这么多，和VVT边还没沾呢！如果排气门也在活塞越过上止点一定角度之后再关闭，虽然活塞已经
开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对侧的进气门的，于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说，其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内可燃混合汽的压强了。如此看来，进气门也应当提前一点开启才好。
气体密度波动。前述现象可以用这种波动更科学地解释，气流对汽缸吸气和排气的影响则都与波长和进气岐管、排气岐管的长度的关系有关。所以才会有可变进气岐管、可变排气岐管等技术嘛！不过，这里我们主要不是要讨论这些技术，所以请允许我化繁为简。
前边讲到了进气门和排气门同时打开的情况，也就是进气门和排气门的重叠。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行的角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的固有特性来看待了。重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短，但是前
面讲到的进气岐管或排气岐管内的气流也越快。想想看，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间，而且也有有利条件可以利用，还犹豫什么？只要重叠的角度大一些不就行了？当然，也不能太大，前边说了，这里有个时机问题，重叠角度太大肯定也不好，要不干脆让进气门和排气门同时开闭得了：）很显然，这个时机是与转速有关的，转速越高，要求的重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机就容易得到较高的最大转速，也就容易获得较大的峰值功率。
但在低转速工况下，这样的系统重叠角度肯定就偏大了，废气就会过多的泻入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，最终的效果是怠速不稳，低速扭矩偏低。相反，如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的峰值功率就会下降。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。发动机的油耗转速特性曲线是马鞍形的，转速太高，超过了一定的范围，可燃混合汽的燃烧就会越发的不充分，发动机的经济性和排放特性都会恶化，尤其如今发达国家的环保法规日益严格，问题就变得更加严重。于是，很多厂商就采用复杂的废气再循环（EGR）装置来改善发动机的高转速经济性和排放。顾名思义，EGR装置的作用就是吸入部分废气，使其中的尚未燃烧的可燃物质有机会继续燃烧，部分有害中间产物得以分解。不难想到，如果此时将进气门和排气门的重叠角度调得高一点，略微超过原来所说的对动力性来讲最合适的角度一些，就会有部分废气和新鲜的可燃混合汽混合，提高了发动机的空燃比，使燃烧更充分，排放更清洁。大家可能发现了，这简直就是不需要额外装置的EGR技术嘛！然而很不幸，这种偏大的重叠角度设置，同样使发动机难以提供令人满意的低转速性能。
改变气门正时可以有很多不同的方法，但最主要的无外乎两大类，一类是改变凸轮轴的相位， 再一类就是直接改变凸轮的表面形状。想想看就知道，改变凸轮的表面形状哪可能容易呢？回到Valvetronic，它依然保留了Double VANOS可变进、排气凸轮轴相位的气门正时调节系统，那么它又是如何实现对气门升程进行连续调节的呢？BMW为此增加了一种额外的偏心轴，凸轮轴则又通过一个额外的摇臂系统驱动传统的气门摇臂，并且该附加摇臂与气门摇臂的接触的角度取决于附加偏心轴的相位。附加偏心轴的相位可以由一个ECU控制下的调节装置来调整，从而使附加摇臂的角度发生变化，这样，对于相同的凸轮运动，传递到气门摇臂上的反应就可以不同，气门的升程也就会相应发生变化。
从BMW的资料看，Valvetronic系统对气门开放时程的影响应当不大，调节的只是气门升程。不过，气门开度很小的时候，气体的进出效率是很低的，如果考察气门开度超过一定程度的持续角度，姑且称之为有效的气体交换时程，通常也是随气门升程的增加而增加的。为了限制发动机的复杂度，目前实际应用的Valvetronic系统在气门升程方面，调整的只是进气门。尽管理论上类似系统也可以作用于排气门，但那样的话整个配气机构就过于复杂了。就目前Valvetronic的发展情况来说，由于参与气门运动的机件还是太多，高转速下机械能损耗就大，不利于提高发动机的最大转速。
5． GDI和HCCI发动机燃烧技术
因汽油和柴油两种燃料的理化特性不同，内燃机可以分成汽油机和柴油机两类。20世纪70年代以来，随着欧美等发达国家排放法规和油耗法规的实施，内燃机燃烧与排放控制技术取得了飞速发展，使内燃机燃油消耗率和有害排放有了大幅度的降低，但传统的火花点燃式汽油机和压燃式柴油机由于燃烧工：作方式的局限性，难以进一步提高燃料利用率或降低有害排放。
受汽油的辛烷值和爆震燃烧等因素的限制，汽油机只能采用较低的压缩比，造成发动机的热效率较低；汽油机缸内燃烧属均质预混合燃烧，燃烧的温度高，火焰传遍整个燃烧室的时间长，因而燃烧过程产生了较多的NO。和不完全燃烧产物CO和HC。另外，由于汽油机需要用节气门控制进气量来调节发动机的功率，部分负荷时的泵气损失增加使发动机的有效热效率进一步降低。柴油机的缸内燃烧属燃料在高温下的自燃，燃烧过程可分为预混燃烧和扩散燃烧。柴油在上止点前喷人汽缸，自燃着火需经过一段滞燃期，在滞燃期内形成的那部分混合气首先迅速燃烧(预混燃烧)，使柴油机缸内温度压力提高。随后，在高温和高压的环境下，喷雾形成的油束便扩散混合，并由扩散速度决定燃烧速度的方式燃尽剩余燃料(扩散燃烧)。尽管柴油机燃烧的平均空燃比在2．3以上，燃烧室内气体平均温度也较低，在1200～2000K之间，但由于燃料与空气的混合严重不均，而燃烧的局部可以认为仍然是以化学计量比为l的燃烧过程，火焰温度可高达2700K。燃烧过程中存在着已燃高温区、高温火焰区和未燃高温过浓区，已燃高温区有利于NO2生成，而在高温燃料过浓区，又由于缺氧而大量生成碳烟，柴油机的非均质燃烧特性使排放降低变得非常困难。
有鉴于此，研究者一直期望能将汽油机均质燃烧和柴油机燃烧的高压缩比燃烧的优势结合在一起，相互取长补短。随着电子控制技术的进步和在内燃机中应用的发展，人们的这一愿望终于变成现实，这就是近年来迅速发展起来的汽油缸内直喷(gasoline direct injection)发动机和均质充量压燃(homogenous charge compression ignition)发动机。
汽油机的功率是通过改变节气门开度调整发动机的进气量来实现的，届变量调节。在发动机中低负荷时，为了减小发动机的功率，节气门开度减小以减少进气量，进气节流使发动机的泵气损失增加，发动机的燃油经济性变差。此外，受汽油的辛烷值的限制，汽油机的压缩比较小，使得循环的理论热效率降低。以上两方面的因素就是汽油机燃油消耗较柴油机高的原因。碳氢浓度高，随着燃烧的进行，缸内压力升高导致大量的未燃的燃料进入活塞顶岸等狭缝容积，这部分HC在膨胀行程溢出，部分被氧化，其余以未燃HC和CO的形式排出机外。因此，在过量空气系数y＝1附近工作的汽油机的机内生成与排出的CO、HC和NO都较高。
TSI是大众集团开发的一套双增压技术，其实从字面上就能理解其意思。前面的T和S分别代表Turbo和Supercharger的意思，也就是涡轮增压和机械增压的相结合。而国内媒体习惯叫它双增压。这个双增压跟大众奥迪集团的双涡轮增压有很大的区别，可以说是完全两个概念。那么为什么要同时采用机械增压和涡轮增压来向发动机提供高压进气呢？既然大众已经将这套技术向量产车推广，那么在性能上肯定有它的过人之处。
要了解双增压的优越性首先得了解涡轮增压和机械增压的优缺点。其实任何一种增压它的目的都是相同的，就是要把空气压缩以后再通入到气缸当中燃烧，这样做的好处很明显，压缩以后的空气密度更大，这就意味着单位体积内的氧气分子更多。在发动机排量不变的情况下，吸入的氧气分子越多，再配合燃油喷射系统提供的更多的汽油那么可以输出更高的动力。不管是涡轮增压还是机械增压都是为了达到这一目的而设计的，只不过两者的实现手段不相同。涡轮增压发动机由一个进气涡轮来压缩空气，进气涡轮的另一头连着一个废气涡轮。
发动机的排气是高温高压的，这就意味着排气中仍然含有巨大的能量。将废气涡轮装在排气管之中则能利用排气能量来驱动涡轮高速旋转，从而能够带动进气涡轮随之高速旋转，以获得压缩进气的能量。所以涡轮增压器是不需要额外的消耗发动机能量的。而且发动机转速越高废气排放速度和能量也越大，使得涡轮的转速也越高，这样进气涡轮压缩空气的能力也越强。
对于涡轮增压的发动机来说，转速越高，进气效率也越高，能够发挥出来的功率就越大。所以涡轮增压器对于发动机的高速运转是非常有好处的。涡轮也是有质量的，有质量的物体就会存在惯性。我们知道发动机在怠速工况时转速往往只有几百转，而且在怠速工况时涡轮是不能介入工作的。除了因为发动机转速低，排气能量不足以驱动涡轮高速运转，还有一个更重要的原因就是怠速时发动机负荷低，如果此时涡轮也参与工作那么发动机会过热，并且耗费更多不必要消耗的汽油。所以怠速工况时，进气和排气旁通阀会自动打开，此时进气和排气都没有经过涡轮，新鲜空气是直接被吸入气缸，废气也是直接排入大气中的。
由于增压发动机的压缩比都比较低（通常在8.0以下，压缩比低是因为空气被增压器压缩后会放热，如果压缩比过高会导致压缩行程时混合气继续放热，引起混合气自然），所以在涡轮介入之前发动机的动力性是非常差的。即便是低值增压，起码也要到将近1800转时涡轮才会起到作用（帕萨特1.8T的涡轮介入转速为1800转/分-2000转/分）。虽然2000转以后发动机能发挥出强大的功率，而且后劲十足，但起步时可以说毫无动力性可言，即使保时捷卡宴TURBO这样的V8涡轮增压发动机，起步同样拼不过自然吸气。这就是涡轮增压发动机的通病涡轮迟滞。这种状况是非常不适合城市驾驶的。因为我们知道城市开车经常要走走停停，所以从怠速到2000转这个转速范围段是使用得很频繁的，涡轮增压低扭差劲的缺点暴露无疑。当然，大众奥迪集团曾经试图改进过涡轮迟滞问题。
机械增压器的原理与发动机机油泵有些类似，也是与发动机动力相连，只不过压缩的是空气。它与涡轮增压器在性能上最大的区别就是对压气机的转速没有限制。也就是说只要罗兹压气机在转，就可以压缩空气。而涡轮增压器由于是靠高速旋转产生的空气离心力来压缩空气，所以需要非常高的转速（通常TURBO的转速能接近10万转/分钟）。所以即便发动机怠速或者处于1000转左右的低转速，也能连接机械增压器压缩进气。
不过处于经济型考虑，怠速工况时电磁离合器是断开的，也就是说怠速时压缩比并没有与发动机动力相连，不过只要踩下油门电磁离合器可以迅速连接发动机动力。所以机械增压能够给汽车带来很好的低转扭矩，让起步时冲进十足。虽然克服了涡轮增压器迟滞的缺陷，单机械增压也并非完美。由于它需要消耗发动力动力，而且增压器中的两个转子相互摩擦会损耗大量的能量。在低转速时，由于转速低损耗也就小，但如果处于高转速工况，那么这样能量损耗是非常大的。不仅经济性差，高转动力性也要受到影响。
涡轮增压和机械增压都有着各自的先天缺陷，而这两种增压方式的优缺点又是相互互补的。大众就是利用了这两种增压性能优缺点的互补性开发出了TSI双增压系统。那么现在再看TSI就很好理解了。他是涡轮增压与机械增压的相结合。也就是说，TSI发动机拥有两套增压系统，一套靠涡轮压缩进气，另一套靠罗兹压气机压缩进气。当然，它们什么时候起作用是由电脑说了算的。电脑即能够控制进排气旁通阀的开闭，也能控制机械增压器与发动机相连接的电磁离合器的开闭。
当发动机在部分负荷工况下低转速运转时（通过节气阀传感器检测到又少许油门开度，而且通过发动机转速传感器检测到转速处于低速运转），电脑会接通机械增压器的电磁离分离，并且关闭机械增压旁通阀，让机械增压器开始工作，此时的增压值为1.2bar.我们知道机械增压器有增强低速扭矩的特点，而且在低转速时对发动机功率的消耗并不大。所以既能够获得良好的油门相应，又能够增大发动机扭矩输出。当发动机超过1500转时，涡轮开始介入，此时的增压值提高到2.5bar。当发动机转速达到3500转/’分以上的高转速时，机械增压器开始停止增压，此时完全依靠涡轮增压来进行增压，增压值从2.5bar降到1.3bar。因为我们知道一旦转速上升，机械增压器会消耗大量发动机能量，而中高转速是涡轮增压的强项，这样不仅避免了涡轮迟滞，让涡轮有足够的加速时间，还在很大程度上增加了低转扭矩，降低高转速时机械增压器产生的噪音。这样彻底解决了两种增压方式的缺陷，达到了一种完美增压的效果。
2．TDI技术
由于全球石油资源短缺和燃油价格上涨，柴油轿车的比例在逐年递增，轿车柴油化已成为一种世界趋势。在我国，一汽-大众公司继率先推出捷达SDI Suction Direct Injection)自然吸气直接喷射柴油轿车后，又于2004年2月推出了宝来TDI(Turbo Direct Injection)涡轮增压直接喷射柴油轿车。
柴油发动机与汽油发动机相比，具有压缩比高，热效率和经济性好，在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低等优点。柴油发动机在诸多方面优于汽油发动机，且由于柴油发动机的转速相对较低，发动机部件的磨损相对减少，加之柴油车没有高压点火系统和节流阀体，所以发动机的故障率低，使用寿命长；但无论是汽油机还是柴油机定期保养都是保证车辆性能的前提，由于两者的保养方面存在一定的差异，下面就针对宝来TDI柴油轿车的使用与养护特别指出几点： 凝点。柴油失去流动性而开始凝固的温度称为凝点。凝点过高，低温时容易造成油路的堵塞。在我国柴油的标号是按凝点来编定的，凝点的高低是选用柴油的主要依据。因此在不同的地区和不同的季节应选用合适的柴油。下表是不同柴油标号所对应的适用地区温度。
柴油的品质是柴油发动机“健康”运转的保证，含有水分或杂质的劣质柴油会对高压分配泵造成严重损害。所以对用户而言，一定要增强自我保护意识，最好的办法是慎重选择加油站，以及加油后索要票据。用户加注燃油时，如果误加汽油应立即熄火，并迅速和一汽-大众公司当地服务站取得联系，否则会造成高压泵损坏。
由于宝来TDI使用了可以更加精确控制喷油始点和喷油量的电控泵喷射系统(UIS)，可以优化燃烧过程，降低燃烧噪音，采用了可以更有效地提高整车动力性，更有效地增大发动机功率和扭矩的可调叶片式涡轮增压技术，所以无须再使用任何添加剂。
宝来TDI装有预热塞指示灯即发动机管理系统报警灯。该指示灯提示用户预热塞正在加热，当发动机处于冷态时，打开点火开关，该灯亮起，指示灯熄灭时即可起动发动机。若发动机处于暖态时，则该灯不亮，可直接起动发动机。同时，该灯还具有报警功能，在行驶过程中，该指示灯闪亮，则表明发动机管理系统发生故障，须尽快与一汽-大众公司特约服务站联系检修发动机。
特别提醒宝来TDI用户，当发动机长时间高速运转后，切勿立即关机，应以怠速继续运转2min左右，待温度降低后再关机，避免热量积聚。
宝来TDI的定期保养都要严格的使用原厂的三滤备件。因为劣质的三滤备件对于柴油轿车的危害非常大，下表提醒用户一定要注意按时更换三滤和机油。
3．电子气门技术
“电子气门”（VALVETRONIC）是宝马公司最新研制的技术，作为内燃机领域里的一次革命性的创新而倍受赞誉。“电子气门”技术可以在保证汽车性能不受影响的前提下大大降低油耗，并且可以大大减少二氧化碳排放量。日本汽车研究者及新闻工作者学会将“RJC 2003年度科技奖”颁给了宝马的“VALVETRONIC”。宝马杰出技术的当选是因其创新的汽车工程学、卓越的动力性能和燃料高效能。 VALVETRONIC处于21世纪初汽车技术领域的最前沿。Valvetronic少了节流阀(throttle)的设计，如同我们鼻子或肺在作呼吸动作时一样地跟空气直接接触，而省略掉throttle后，引擎在进新鲜空气时，将更顺畅，少掉因为空气流动的一些 黏著力与磨擦力，而使引擎在运转时省去不必的的loss!一般的车子，当我们用脚踏加油门时，是驱动著钢索而通到throttle这开关的，而踏油门的深浅正控制著throttle的开或关的程度，而引进的就是将进入引擎燃烧室燃烧的新鲜空气，所以，throttle正控制著燃烧室的空气量与流动速率；然而，取代这"机械式"的进气节流阀(throttle)机置后，取代的是"电子式"的可变电阻，依我们踏油门的深浅，经过这可变电阻而来决定"进气量。
4．可变气门正时与升程技术
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率。+在VTEC系统中，其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面，分别顶动摇臂轴上的三个摇臂，当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。此时中间的高速摇臂不顶动气门，只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速在不断提高时，发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中，电脑对这些信息进行分析处理。当达到需要变换为高速模式时，电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀，使压力机油进入摇臂轴内顶动活塞，使三只摇臂连接成一体，使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时，电脑再次发出信号，打开VTEC电磁阀压力开头，使压力机油泄出，气门再次回到低速工作模式
对于一台4冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭，发动机进入压缩冲程。然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动机已经获得的能量。如果在缸内压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程之后再关闭进气门，直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？只要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。说到这里，对一些VVT技术有所了解的兄弟可能要不耐烦了：讲了这么多，和VVT边还没沾呢！如果排气门也在活塞越过上止点一定角度之后再关闭，虽然活塞已经
开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对侧的进气门的，于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说，其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内可燃混合汽的压强了。如此看来，进气门也应当提前一点开启才好。
气体密度波动。前述现象可以用这种波动更科学地解释，气流对汽缸吸气和排气的影响则都与波长和进气岐管、排气岐管的长度的关系有关。所以才会有可变进气岐管、可变排气岐管等技术嘛！不过，这里我们主要不是要讨论这些技术，所以请允许我化繁为简。
前边讲到了进气门和排气门同时打开的情况，也就是进气门和排气门的重叠。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行的角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的固有特性来看待了。重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短，但是前
面讲到的进气岐管或排气岐管内的气流也越快。想想看，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间，而且也有有利条件可以利用，还犹豫什么？只要重叠的角度大一些不就行了？当然，也不能太大，前边说了，这里有个时机问题，重叠角度太大肯定也不好，要不干脆让进气门和排气门同时开闭得了：）很显然，这个时机是与转速有关的，转速越高，要求的重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机就容易得到较高的最大转速，也就容易获得较大的峰值功率。
但在低转速工况下，这样的系统重叠角度肯定就偏大了，废气就会过多的泻入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，最终的效果是怠速不稳，低速扭矩偏低。相反，如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的峰值功率就会下降。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。发动机的油耗转速特性曲线是马鞍形的，转速太高，超过了一定的范围，可燃混合汽的燃烧就会越发的不充分，发动机的经济性和排放特性都会恶化，尤其如今发达国家的环保法规日益严格，问题就变得更加严重。于是，很多厂商就采用复杂的废气再循环（EGR）装置来改善发动机的高转速经济性和排放。顾名思义，EGR装置的作用就是吸入部分废气，使其中的尚未燃烧的可燃物质有机会继续燃烧，部分有害中间产物得以分解。不难想到，如果此时将进气门和排气门的重叠角度调得高一点，略微超过原来所说的对动力性来讲最合适的角度一些，就会有部分废气和新鲜的可燃混合汽混合，提高了发动机的空燃比，使燃烧更充分，排放更清洁。大家可能发现了，这简直就是不需要额外装置的EGR技术嘛！然而很不幸，这种偏大的重叠角度设置，同样使发动机难以提供令人满意的低转速性能。
改变气门正时可以有很多不同的方法，但最主要的无外乎两大类，一类是改变凸轮轴的相位， 再一类就是直接改变凸轮的表面形状。想想看就知道，改变凸轮的表面形状哪可能容易呢？回到Valvetronic，它依然保留了Double VANOS可变进、排气凸轮轴相位的气门正时调节系统，那么它又是如何实现对气门升程进行连续调节的呢？BMW为此增加了一种额外的偏心轴，凸轮轴则又通过一个额外的摇臂系统驱动传统的气门摇臂，并且该附加摇臂与气门摇臂的接触的角度取决于附加偏心轴的相位。附加偏心轴的相位可以由一个ECU控制下的调节装置来调整，从而使附加摇臂的角度发生变化，这样，对于相同的凸轮运动，传递到气门摇臂上的反应就可以不同，气门的升程也就会相应发生变化。
从BMW的资料看，Valvetronic系统对气门开放时程的影响应当不大，调节的只是气门升程。不过，气门开度很小的时候，气体的进出效率是很低的，如果考察气门开度超过一定程度的持续角度，姑且称之为有效的气体交换时程，通常也是随气门升程的增加而增加的。为了限制发动机的复杂度，目前实际应用的Valvetronic系统在气门升程方面，调整的只是进气门。尽管理论上类似系统也可以作用于排气门，但那样的话整个配气机构就过于复杂了。就目前Valvetronic的发展情况来说，由于参与气门运动的机件还是太多，高转速下机械能损耗就大，不利于提高发动机的最大转速。
5． GDI和HCCI发动机燃烧技术
因汽油和柴油两种燃料的理化特性不同，内燃机可以分成汽油机和柴油机两类。20世纪70年代以来，随着欧美等发达国家排放法规和油耗法规的实施，内燃机燃烧与排放控制技术取得了飞速发展，使内燃机燃油消耗率和有害排放有了大幅度的降低，但传统的火花点燃式汽油机和压燃式柴油机由于燃烧工：作方式的局限性，难以进一步提高燃料利用率或降低有害排放。
受汽油的辛烷值和爆震燃烧等因素的限制，汽油机只能采用较低的压缩比，造成发动机的热效率较低；汽油机缸内燃烧属均质预混合燃烧，燃烧的温度高，火焰传遍整个燃烧室的时间长，因而燃烧过程产生了较多的NO。和不完全燃烧产物CO和HC。另外，由于汽油机需要用节气门控制进气量来调节发动机的功率，部分负荷时的泵气损失增加使发动机的有效热效率进一步降低。柴油机的缸内燃烧属燃料在高温下的自燃，燃烧过程可分为预混燃烧和扩散燃烧。柴油在上止点前喷人汽缸，自燃着火需经过一段滞燃期，在滞燃期内形成的那部分混合气首先迅速燃烧(预混燃烧)，使柴油机缸内温度压力提高。随后，在高温和高压的环境下，喷雾形成的油束便扩散混合，并由扩散速度决定燃烧速度的方式燃尽剩余燃料(扩散燃烧)。尽管柴油机燃烧的平均空燃比在2．3以上，燃烧室内气体平均温度也较低，在1200～2000K之间，但由于燃料与空气的混合严重不均，而燃烧的局部可以认为仍然是以化学计量比为l的燃烧过程，火焰温度可高达2700K。燃烧过程中存在着已燃高温区、高温火焰区和未燃高温过浓区，已燃高温区有利于NO2生成，而在高温燃料过浓区，又由于缺氧而大量生成碳烟，柴油机的非均质燃烧特性使排放降低变得非常困难。
有鉴于此，研究者一直期望能将汽油机均质燃烧和柴油机燃烧的高压缩比燃烧的优势结合在一起，相互取长补短。随着电子控制技术的进步和在内燃机中应用的发展，人们的这一愿望终于变成现实，这就是近年来迅速发展起来的汽油缸内直喷(gasoline direct injection)发动机和均质充量压燃(homogenous charge compression ignition)发动机。
汽油机的功率是通过改变节气门开度调整发动机的进气量来实现的，届变量调节。在发动机中低负荷时，为了减小发动机的功率，节气门开度减小以减少进气量，进气节流使发动机的泵气损失增加，发动机的燃油经济性变差。此外，受汽油的辛烷值的限制，汽油机的压缩比较小，使得循环的理论热效率降低。以上两方面的因素就是汽油机燃油消耗较柴油机高的原因。碳氢浓度高，随着燃烧的进行，缸内压力升高导致大量的未燃的燃料进入活塞顶岸等狭缝容积，这部分HC在膨胀行程溢出，部分被氧化，其余以未燃HC和CO的形式排出机外。因此，在过量空气系数y＝1附近工作的汽油机的机内生成与排出的CO、HC和NO都较高。
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