深层探秘 汽车技术贴

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CAN—BUS（全车信息控制网络系统）是大众PQ35平台的一个组成部分。说到PQ35平台，我们可以想到大众汽车集团的很多车型，如新奥迪A3、新甲壳虫、高尔夫V、途安、速腾以及马上就要国产上市的斯柯达明锐等等，都是出自PQ35平台。一般的人可能不了解，PQ35平台的装配技术亮点有很多，除了出色的底盘四轮独立悬挂系统、大面积激光焊接全方位安全车身、双温区全自动空调、EPS电子精确控制动力转向系统等之外，CAN-BUS全车电子信息控制网络系统也是一个有实用功效的装配。


CAN-BUS的一个突出功效就是可以避免一般传统的发动机由于线路过多出现短路的现象。第2个重要功能就是防止线路老化，不会产生线路故障问题。一条线路可以监管整个汽车的电子控制网络，行业俗称为电子管家。CAN-BUS的缺点可能就是成本会非常高，基本上要用局域网控制系统。其实越高档的车里面的CAN—BUS越多，有两个、三个、四个等等的，当然它们之间的价位不一样。不要小看CAN-BUS这个系统，里面可复杂的呢，其实他是一个模块，这个模块里面有很多开关，如零组件、接口等。如果这两个模块之间要连接的时候，只剩下这一条光纤，所以传输快，不会出问题。车辆有没有CAN-BUS设置可以说是评价汽车科技成本的一种标准。

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　FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射，是直喷式汽油发动机领域的一项创新的革命性技术。奥迪采用的FSI?燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领了汽油发动机的发展趋势。　　这一世界领先的发动机技术自问世起就为奥迪赢得了无数荣誉。从2001年6月开始，FSI汽油直喷发动机在世界上几乎最严峻的耐久性测试中就已经展现出超常的潜力。而由FSI发动机驱动的奥迪R8在勒芒大赛中多次夺魁，在ALMS美国勒芒系列赛上更是赢得了无数个冠军，无数次登上了领奖台。
　　将燃油直接喷射入气缸的FSI发动机相比将燃油喷射至进气歧管的传统发动机，其优点在于：
　　-动力性显著提高
　　-输出更高的功率和扭矩
　　-同时燃油消耗可降低15%
　　在设计上，FSI发动机与其他传统发动机的区别在于：与歧管喷射原理相反，FSI发动机配备了按需控制的燃油供给系统，每缸四气门，可变进气歧管以及进排气凸轮轴连续可调装置。汽油被直接喷入燃烧室，单活塞高压泵的共轨高压喷射系统负责提供精确的燃料，形成30到100巴之间的工作压力。同时，燃料室的几何设计以及毫秒级精确计算注入汽油量的功能大大提高了其压缩比，这也是高效新款发动机的必要先决条件。在进气道方面，FSI发动机采用可变进气歧管，由电子系统控制所需的空气流量，实现了无节流变质调节，提高了充气效率，从而获得更高的升功率，而发动机的动态响应也变得更为直接。
　　推动这种进步的主要因素是部分负荷状态下的分层进气原理。直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于气缸内的电磁喷射器。喷油嘴将喷射时间控制在千分之一秒内，将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。直喷发动机的另一个好处在于隔绝了已燃混合气向气缸壁和气缸盖的散热，从而降低了发动机的热损耗。
　　直喷式汽油发动机原理的特点是可采用两种不同的注油模式，即分层注油和均匀注油模式。在油门半开状态下，分层注油方式可充分发挥燃料的经济效益，因为这时只在火花塞周围才需要富含汽油可触发的油气混合物。而在燃烧室的其他地方只需注入含高比例空气的油气混合物。在日常驾驶条件下，直喷式汽油发动机技术的节油性能将更加显著，因为驾驶员可不断地来回更换采用分层注油和均匀注油两种模式。直喷式汽油发动机技术之所以能够实现分层注油原理，是因为它可控制燃烧室内的注油过程，并在完成触发之前直接注入燃料。这样就可大幅度减少燃烧所需的燃料—这是实现FSI发动机经济效益最重要的先决条件。
　　FSI发动机在提供更大的输出功率和扭矩的同时，进一步提高了发动机的燃油经济性并降低排放。与传统发动机相比，相同排量的FSI发动机燃油消耗量要显著降低，在能源日趋紧缺的今天更加凸现优势。
　　奥迪FSI发动机的新特点来自奥迪工程师们开发的大量关键组件,其中包括：
　　-为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的燃料，保证系统达到所需要的压力状态
　　-全新设计的每气缸配有4气门的新气缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱动
　　-可持续控制进气的燃烧进程
　　- 排气循环回收系统
　　-改进的排气控制系统，带有NOx存储型催化式排气净化器和NOx感应器，现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力逐渐得以实现
　　第一台这种新一代发动机是4气缸2.0发动机，它的发动机组件以及尺寸和现在A4和A6上使用的发动机十分相似。它带有共轨喷射系统和一个单活塞高压泵。这台发动机每气缸配有4个进气阀，而非传统的5个进气阀，这一点与其它将燃油喷射到进气歧管的发动机有所不同。因为要给燃烧室内的喷嘴留出空间，这样的安排是必要的。“第一代汽油直喷汽油发动机还不能满足人们的高期望值”，雷诺发言人托马斯·梅因格勒说道。在他看来，第一代直喷发动机在减少能耗方面虽然已经卓有成效，但是同时价格也偏高。
　　现在整个 汽车行业都将燃油的燃烧方式从增加氧气比重调整为一种更为合理均匀的燃油空气比值，在发动机研究上进行新尝试的时机似乎已经成熟。奥迪(英戈尔施塔特)工程师克里斯蒂安·埃格尔迈尔期望FSI发动机也能够在市场上大获全胜，就像16年前的TDI柴油发动机一样。在发动机高转速或低转速时，两级进气歧管会调整到自动预设的两个长度。在进气凸轮上所安装的连续调节器，会根据发动机管理系统发出的信号改变进气气门的开启时间。
　　在发动机排气系统安装有实现有效控制尾气排放的重要组件，即排气再循环系统。新的系统比上一代系统运行效率更高，并能将30%的排放气体再次循环至发动机的燃烧室。
　　发动机上还安装了两个催化式排气转化器用来控制排放：其中一个多级三向转化器位于排气岐管的排放端，也就是说离发动机很近，而另一个NOx存储型转化器则位于底盘之下。
　　NOx存储型转化器是为满足燃油直喷发动机而特别设计的，在其排气侧装有一个NOx感应器。传统的三向催化式转化器无法在发动机燃烧不充分阶段将氮氧化物充分分解；因此排气中的成分将含有大量有害的化学物质。含有钡金属涂层的存储型催化式转化器能够高效地完成将大量残留氮氧化物转化为无害氮气的任务。
　　存储型转化器由设定的运行特性和温度控制。当转化器达到饱和，发动机会在短时间内生成更浓的混合气体。这会使排气的温度升高，这时转化器涂层的钡分子便开始释放氮氧化物。氮氧化物会随之被转化为氮气。净化高浓度混合气体程序的工作频率，由发动机的运行条件所决定，不过平均运行每分钟内，会有几秒钟的时间用来净化尾气。
　　与传统发动机相比，降低15%的燃油消耗意味着发动机的经济性提高了15%，这是FSI的各项技术不断改进的综合成果。而在西门子公司配件商VDO(施瓦尔巴赫)董事克劳斯·埃格尔看来，汽油直喷式发动在节省燃油方面还有更大的潜力空间，在未来有望节省燃油20%甚至更多。

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新一代XTRONIC CVT无级变速系统

CVT无级变速箱是世界上最先进的变速箱，奥迪2.8和天籁3.5等高档车装备了CVT,轩逸首次在同级车中采用该变速箱。
　　CVT(Continuously Variable Transmission)无级变速系统：
　　是指在变速系统中不使用齿轮，提供平稳和“无级的”速比转换的变速系统，是汽车工业变速箱领域中的革命性突破。
　　CVT无级变速箱采用两只由高强度钢带连接起来的可变直径滑轮，通过无级性地改变钢带所连接的滑轮直径而达到连续性的速比变化，使之反应更迅速、加速更有力，同时更节省燃油，是最理想的变速箱。
　　XTRONIC CVT特点:
　　零换挡冲击、零时差加速感:(图一)
　　通过“无级的”变速比转换，实现敏锐、顺畅的换挡及快速、有效的加速，带来更大的驾驶愉悦感。

零动力损失，带来绝佳燃油经济性:(图二)

　　与MR20引擎完美结合，使得引擎始终在经济油耗状态下工作，油耗比传统的AT自动变速箱节省约15%。

图二

　　智能化控制，实现人车合一的理想状态:(图三)
　　XTRONIC CVT无级变速系统能根据驾驶员 的意图和不同路况切换至适当的速比，使驾驶更加顺畅、便捷。
　　独特的高抗拉强度钢带结构大幅提高耐久性，XTRONIC CVT无级变速系统由高抗拉强度的钢片打造并采用独特的带状结构，实现极佳的耐久性能。

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一、引子

今年5月份，在马自达6的4S店里，看到一款马自达RX-8的跑车，标价38万多，发动机用的是转子发动机。采用转子发动机技术用于汽车的厂家，目前技术比较领先的似乎就是马自达汽车公司了，它是在60年代，买了这个转子发动机的专利，又做了一些周边技术的开发和提升，后来用到汽车上的，当然，它为此项技术也付出了很大代价。

（外观见图一）

因为转子发动机是德国人Wankel(汪克尔)在60年代末期，吸取以前的技术，对转子发动机进行了改良，让这项技术能够产品化，所以转子发动机的英文也叫Wankel Engine。转子的英文是rotary，所以英文资料里可以查到Rotary Engine。　下文是我能看到的一些资料(见后文参考资料)，根据我的理解，整理了一下，如有描述不当的地方，请斧正。

二、往复式发动机的工作流程

现代汽车采用的是往复式发动机，在简述转子发动机前，我们应该大致知道一下现在汽车用的发动机的大致工作流程：

往复运动式发动机，工作时活塞(Piston)在汽缸里做上下往复直线运动，为了把活塞的直线运动转变为旋转(通俗理解为轮子运转)运动，必须使用曲柄连杆机构，这些曲柄连杆机构在活塞的作用下往复运动形成了一个旋转运动。完成进气、压缩、燃烧（作功）和排气4个步骤。在拆卸维修这类发动机的时候，这些曲柄连杆机构我们是看到的，这里不用图所示了。

三、转子发动机的工作流程

而转子发动机的运动原理不同于往复运动式发动机，它没有普通发动机的直线运动，直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩。尽管它的设计结构不同于普通发动机，它的运作方式不同，但目的都得完成普通发动机的4个工作流程：进气、压缩、燃烧（作功）和排气。

(参见运转示意图和几个运转过程图)

下文就它如何完成这4个工作流程再作一些简述：

先看一下转子发动机的壳体，它呈茧形壳体（请见图三），一个三角形的转子被安置在其中， 转子和壳体壁之间的空间作为内部燃烧室，通过气体膨胀的压力驱动转子旋转。因为转子的形状关系，缸体内部空间总是被分成三个工作室，三角形转子转动时这些工作室也在运动。依次在摆线型缸体内的不同位置完成进气、压缩、作功（燃烧）和排气四个过程。（请见图二）

四、转子发动机的内部结构

结合图一，再详细看一下它的内部结构：相位齿轮包括安装在转子内侧的一个内齿圈和安装在偏心轴上的一个外齿轮。如果转子齿轮在其内侧有30个齿，轴齿轮将在其外原周上有20个齿，由此得到其齿数比为3:2。由于这一齿数比，转子和轴之间的转速比被限定为1:3。和偏心轴相比，转子有较长的转动周期。转子转动一圈，偏心轴转动三圈。当发动机转速为3000 转/分时，转子的速度只有1000 转/分。由于输出轴每转动三圈，转子才转一圈，因此转子发动机内部有较长的过程时间，而形成较小的扭矩波动，使运转平稳流畅。即使在高速运转中，转子的转速也相对缓慢，从而有更宽松的进气和排气时间，为获取较高的动力性能提供了先天条件和优势。

五、鉴于上述的的简单分析，可以看出转子发动机有以下一些优点：

第一、运行噪音更小：往复式发动机的活塞运动本身就是一个振动源，还有气门机构也会产生机械噪音；往复式发动机怠速时噪音很小，但不等于加速时噪音小。转子发动机平稳的运转产生的振动非常小，由于它没有气门结构，因此能更平稳和安静地运行。双转子发动机的安静和平稳性相当于直列六缸往复式发动机。

第二、扭矩很均匀：转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩曲线，两转子的设计中运行扭矩波动与直列六缸发动机具有相同水平，三转子发动机则更胜于V8发动机往复发动机。

第三、精简结构，动力不亚于往复式发动机：转子发动机不需要设置连杆结构，没有配气机构(包括通常往复式发动机必备的正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等等)，而这些在往复式发动机中是必不可少的一部分。因此转子发动机的组成部件数量大幅度减少(比传统的发动机部件减少了40％)，从而使得转子发动机体积小重量轻)，同等输出功率条件下，转子发动机的设计重量是往复式的三分之二。这个优点对发动机的布局和减轻整车重量都有不小的帮助。

第四、可靠性和耐久性比较好：前文提到，转子的转速是发动机转速的三分之一，因此转子的磨损情况并不是很大，另外，由于没有摇臂，连杆等高转速运动机械部件，所以在高负荷运动中更可靠和更耐久。

六、转子发动机的不足

1、工艺和成本要求高
任何事情都不可能鱼和熊掌兼得，由于转子发动机技术比较尖端，制作工艺要求比较高，成本比较贵，现在马自达公司对这项技术比较了解和把握，所以，这项技术还没有在汽车中普及。

2、转子发动机的耗油量比较大
这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，所以也就是不能采用柴油。

3、功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。

4、国内没有维修此类发动机的厂家
就算转子发动机耐用寿命相对地长，即使它省去了活塞发动机的一些部件，其实它还是一种经过改良的机械结构，还是到了一定的公路数需要维护的。而因为它很稀奇，维护的费用不会很低的。现在可以主观地讲，使用转子发动机的汽车，还是重技术，不是重产品，甚至可以说还是概念车的范畴，尽管能用，但当成成熟技术使用有一定的难度。


七、参考资料：
1、http://www.wisegeek.com/what-is-a-rotary-engine.htm
2、http://www.pistonheads.com/features/rotary/
3、http://www.autoworld.com.cn/mantan/fdj/zhuanzi1.htm
4、http://spaces.msn.com/members/sas19/...nqNw!650.entry
5、http://www.face2it.com/bbs/simple/index.php?t6391.html
6、http://pop.pcpop.com/default.aspx?Ma...1611799-1.html
__________________
图一



图二


图三


运作示意图


工作流程图

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发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。
在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。
　　衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。
　　发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。
　　由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。
　　普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状，可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。
　　柴油机负荷特性曲线的走向特征与汽油机基本一样。但两者对比，柴油机的负荷特性曲线比较平坦，这也就是为什么柴油机比汽油机省油的重要原因。

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OHVj就是over head value的简写，意思是顶置气门，底置凸轮轴。也叫push rod（推杆）引擎


新一代(C6) Chevrolet Corvette Z06使用的LS7 OHV V8是GM第四代Smallblock
OHV V8家族的新成员，由于工作还不够稳定，GM暂时弃用了全新的具有VVT和歇缸
系统的双凸轮轴三气门配气机构，依然采用了传统的两气门缸盖的设计，通过7升的
排量达到了500hp@6200rpm,644nm@4800rpm的输出。
7升排量的引擎是什么样的庞然大物呢？如此巨大的引擎即使有500hp是不是也算是
很落后的呢？ 其实OHV引擎一直在靠增大排量的手段获得性能提升，以基本型的Corvette Z51来说新一代Z51的LS2引擎也是GM第四代Smallblock OHV V8家族的成员，排量5升，功率400hp，重量却在185kg以下，大大小于功率在300hp左右，排量在4-4.6升之间的DOHC V8(通常在200kg以上)，VW的DOHC W8虽然出奇的紧凑，重量仅170kg，但功率
也只有270hp，功率密度实际上都远远小于LS2。只有Ferrari V8等极少数成本极高
的DOHC V8才能在功率密度上超过它，如果仅从升功率角度考虑，就无法看清事实的
本来面貌，尽管升功率是人们常用的估计功率密度的简便方法。
那么7升的LS7到底有多大呢？事实上它比6升排量的LS2还要更小！

首先，在LS2的全铝缸体基础上，LS7缸体并没有任何增大，只是通过将原有的
cast-iron缸衬改为高端柴油机上常见的pressed-in缸衬(材料不清楚，通常为
钢或铜)，加上更加精练的冷却通道，增加了缸径。

其次，原有的常规wet-sump润滑方案改成了赛车引擎式的dry-sump类型，由于
机底不再有体积庞大的机油盘，体积又被进一步缩小
OHV因为只需要一支签于缸体V型谷内的凸轮轴，而不象顶置凸轮轴引擎缸盖需要
内含凸轮轴，并且因此引起相应的加固要求，所以体积、重量相对排量原本就小
又由于双气门缸盖在低转扭矩方面的先天优点，保证足够扭矩的同时OHV引擎仍可以
采用大缸径设计，行程的减少也就意味着更轻的曲轴、连杆，更矮的曲轴箱。
这些导致LS2比DOHC V8紧凑得多的优点也都体现在LS7上，并且与前面提到的两点
新变化结合，LS7的功率密度达到了一个新巅峰。
打开各位Passat车主的引擎罩，这台7升500hp的OHV V8并不会比Passat的2.8L
190hp铸铁缸体DOHC V6大多少，重多少。什么是OHV引擎？它不光是上海GM的
2.5L/3.0L V6，也可以是这样的LS7
对照上图来看看LS7的特点：

A，Dry-Sump(干油底)技术，大大降低了引擎高度，使得引擎可以安放得更低矮
从而降低整车重心，并使得较小的机舱可以容纳更大功率的引擎。并且由于这种润滑
设计不是从极底的机油盘收集机油，所以不会出现车辆机动过于激烈时机油被甩向
四周，导致润滑系抽不上机油的问题。而且没有机底尺寸限制，这种系统可以容纳
更多的机油，象LS7就使用多达7.6升的机油。这类系统通常还有专用的机油收集
泵，所有机油泵都容易采用独立的动力驱动，实现和引擎转速的分离，从而保证任何
时候引擎都能够得到充分的润滑。

B。Pressed-in缸衬代替Cast-in-iron缸衬，增加了缸径，帮助排量从6升增至7升
的同时，依旧共享原有的缸体框架，Pressed-in缸衬将铝制活塞嵌在其内部，维修
时要更昂贵，但是快捷，一换都换。

C。连杆和Ferrari 360的V8一样，采用了钛合金，强度重量比大大提高，使得高
转速下的响应大为改善。

D。依然使用两气门缸盖，但液压挺杆和摇臂系统经过改进，响应更加灵敏，并且
所有的气门摇臂都采用独立的摇臂轴，而不是通常的同轴设计。这样气门的安放角度
要自由得多，优化了换气效率。

E。排气门延用了LS2的液力成型钢管设计，内部充钠，进气门则干脆采用了钛合金。
不但更轻更冷，提高响应速度，也帮助引擎将压缩比提高到11。而且钛气门使得单
一的进气门可以做得很大。实际上LS7虽然升功率不能和高转速的多气门DOHC引擎
相比，但比之普通的多气门引擎却不算小，这也是因为其两气门构成的换气面积已经
相当接近常见的多气门引擎。

F。排气歧管不是通常的铸铁材料，而是钢制，但和普通的改装件中常见的不锈钢
排气不同的是，它是液力成型工艺一气呵成的，内壁的光滑度使它带来不少的功率。

G、H。为了缩短气门推杆，液力成型的凸轮轴位置提高到相当高的程度，凸轮也比
LS2提供了更大的气门升程，开发时间也更长。提高的凸轮轴则由一条很短的正时
链条驱动，而不是老式OHV采用的正时齿轮直接驱动。

I。复杂的高流量进气系统保证它在LS2基础上每分进气量又增加了25%，使功率从
400hp得以提高到500hp。
红线还在7000rpm以上
其实DOHC V8，V12有四根凸轮轴，60度V8，V6，V10还要另加一根
平衡轴，气门多意味着相应的驱动装置也多，这些都会带来额外的系统
开销，OHV的开销相比之下就是多了推杆，所以如何缩短推杆就是个问题
推杆的材料没有找到资料，按传统来讲，应该是钢管，但因为改装市场
上有钛推杆，所以我也不能排除LS7使用了钛推杆的可能性
实际上LS7在成本方面考虑，材料到不如上代LS6极端
周年纪念版的LS6连排气都使用了赛车引擎的钛合金材料

一般的缸套是Cast-in的，而不是Pressed-in的。Pressed-in只在柴油机
里较流行，材料多为钢(当然会是专用类型)或铜，它比Cast-in要薄，
但是你不容易把活塞从中取出来

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先看看两种发动机：
　　奥拓用的发动机：3缸，排气量 0.796，最大功率 26.5KW/5500转，最大扭距 60.5N.m/3000-4000转
　　奥迪A6用的发动机：6缸，排气量 2.393，最大功率(kW/r/min) 125/6000，最大扭矩(N.m/r/min) 230/3200

　　上面这两种发动机，排气量也就是汽缸容积是1:3，很好算，虽然有零头，但一个号称0.8，一个号称2.4；
　　功率是1:4.7，扭矩是1:3.8，大体上是同时上涨的，但又不是等比上涨。
　　由此可见，不同发动机的功率与扭矩，是一个大致对应的关系。一种发动机最大功率大，其最大扭矩通常同时也大。

　　这是两种区别很大的发动机的例子，而对任一种内燃机来说，它的功率是变化的，怠速和低速运转时，功率很小，扭矩也很小；随着转速的提高，功率在加大，扭矩也在加大，到达某个转速的时候，扭矩变得最大，此时功率也很大了。但是内燃机的特点又是：这时候功率并非最大，从上面的数据就可以看出来，这个阶段是同步增长，是一致的。再加快转速，功率继续加大，扭矩却变小了，这是不一致的地方。

　　扭矩不容易解释透，专业术语太多，还分外力偶矩、内力偶矩。
　　解释扭矩需要先解释什么是力矩，力矩是力对物体产生转动作用的物理量，又分为力对轴的矩和力对点的矩。
　　力对轴的矩，大小等于力在垂直于该轴的平面上的分量和此分力作用线到该轴垂直距离的乘积。
　　非专业的人懂这些真是没有用处。比如齿轮传动，原理是大齿轮带小齿轮，小齿轮转速会加快，大齿轮有40个齿，小齿轮有20个齿，大齿轮转一圈，小齿轮就要跟着转两圈。大齿轮每分钟1000转，小齿轮每分钟就2000转，很简单，懂到这里就行了。但要再问为什么小齿轮会转得快？这就麻烦了，要讲角速度，角速度是什么？十句八句20句也说不清，不画图还不行，非专业的人懂了也没有什么用处。
　　把扭矩理解成“扭力”，对非专业的人来说也没有太多的出入，但对专业人士来说就谬之千里，外行人可以看成一个扳手扭螺丝，手加在扳手上的力是一定的，那么扭力就决定于扳手的长短，扳手越长，螺丝得到的扭力越大。因此“外力偶矩”＝圆周力乘旋转的半径。
　　为什么要打引号呢？因为要强调这不是真正的扭矩，但可以暂时理解为扭矩，真正的扭矩是“内力偶矩”，圆轴在外力矩的作用下匀速转动，在轴的横截面上必然产生内力，其大小等于截面一侧上外力矩的代数和。晕了没有？不必再继续解释了，总之一个驾驶员懂这些没啥用处。
　　回过头来，曲轴，由主轴颈、曲柄销、曲柄臂组成。螺丝就是主轴颈，是需要转动的轴，连杆连接曲柄销，等于加在扳手上的人手，扳手就是曲柄臂，扳手的长度，就是曲轴销的中心线与主轴颈的中心线的距离。
　　加在曲柄销上的力，来自于活塞，连杆只是一个传递作用，这个力越大，在这两中心线的距离不变的情况下，曲柄销从活塞得到的力越大，主轴颈得到的扭矩越大。反过来，在活塞给的力一定的情况下，两中心线离得越远，得到的扭矩也就越大。当然，还有一个很重要的因素，就是两中心线形成的直线与活塞行走轨道的夹角，接近90度时得到的扭矩最大，为了不越讲越复杂，越看脑子越乱，这就不去管它了。
　　对于自行车来讲，腿有如连杆，脚蹬子就是曲柄销，链轮轴就是主轴颈。链轮轴的扭矩决定于腿踩下的力，还决定于脚蹬杆的长度，以及脚蹬子的位置。脚蹬子在水平位置时得到的扭矩最大，因为加给它的力与圆周切线方向一致。

　　在内燃机里，决定功率的因素很多，但主要是活塞面积，在既定面积的基础上，采用不同燃料、化油器或者电喷技术、汽缸压力等等，都能在一定程度上影响到功率。但在功率定下来以后，决定扭矩的因素只有一个，就是曲柄销与主轴颈两中心线的距离。这个距离乘２就是活塞的行程。

　　为什么功率与扭矩在一定转速以后不一致了呢？
　　混合汽体燃烧膨胀对活塞的推力，在一定条件下达到最大值，这个时候就是扭矩最大值。而功率是与时间相关的，在同样的时间内，转速越快，功率越大，就如一个人搬砖头，一次搬五块，走着一分钟搬一趟，跑着一分钟来两回，五块是跑不动了，搬四块，两次也８块砖，效率当然不一样。而扭矩只与推力有关系，与时间无关系，只认你一次搬几块砖，不认你一共搬了多少。你一分钟跑三趟，一次３块，加起来９块砖，效率又提高了，但是从扭矩来说，你从五块降到四块、三块，一次不如一次。
　　这就是说，内燃机在最大扭矩的时候，汽体膨胀最厉害，产生的推力最大，过了这个转速，继续加快，汽体来不及充分燃烧膨胀就被匆忙排出，活塞单次得到的推力反而减小，因此扭矩减少。
　　这也是为什么汽车都有个经济车速的问题。疯狂旋转的发动机，汽油只有一小部分做了功，其余部分浪费了。
　　扭矩与功率的区别就在于前者与时间无关，只认单次推力，后者与时间有关，因此转速越快功率越大，功率上去了，扭矩反而下来了。
　　而功率与转速的关系，也不全是直接对应的，汽油机的最大功率通常是最高转速的时候，柴油机就不同，柴油机的最大功率同样在小于最高转速的时候。以BJ2024Z2Q1E（战旗吉普）所用的BJ493ZQ涡轮增压柴油发动机为例，最大功率68kw/3600r/min，而这种发动机的最高转速大于4000转。

　　扭矩有什么用呢？对大货车来说，决定拉多少货（实际上是车辆总重）能起步，扭矩不足动不了窝；对越野车来说，决定了能爬多大的坡，扭矩不足上不去；对轿车来说，决定了了加速性能，常见的指标就是从0到百公里时速需要多少秒。

　　发动机曲轴输出的扭矩是在相对固定的范围内，从零到最大扭矩，而这个扭矩却不是车轮所需要的，因此需要变速。变速的同时，扭矩就同比例地改变，以2:1的比例改变转速，扭矩增加一倍，反过来以1:2的速比，得到的转速大一倍，扭矩小50％（注意，减少不可说一倍，否则为零，小两倍成负数，就闹笑话了）。
　　变速的机构有好几种，因为车轮需要的扭矩大，因此各种变速基本上都是减速器，这与自行车相反，自行车的传动是一个加速器，大链轮带小飞轮。汽车上的变速装置，一个是差速器，更准确地说是差速器前面那个“主减速器”，它是固定速比的，大约4:1上下，再一个是我们平时说的变速器，它是可变速比的，常见的是四档变速器，最高档一般是直接档，就是主动轴与输出轴直接用齿套连接起来，1:1，五档变速器的最高档一般是超速档，零点几比一，超速档并不加快最高车速，这是人们经常发生误解的地方，在超速档下发动机不可能达到最高转速以得到最大功率，它的作用只能在中速行驶的时候经济一点，在中等转速最大扭矩的时候车速快一点，因此许多汽车在超车的时候需要先减档，以得到最快车速。
　　以夏利2000和其变形系列采用的五档变速器为例：倒档3.142，1档为3.181，2档为1.842，3档为1.250，4档为0.864，5档为0.707。
　　倒档的速比各车都相当于一档，有的比一档略大，有的比一档略小，但肯定不会相等。
　　除了变速器以外，越野车还装有分动器，它也可变速，以获得更大的扭矩。还有的重型汽车在轮子上安有行星齿轮，再变速一回。

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图为变速器操纵装置及动力传动图解。　　汽车变速器具有这样几个功用：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；
　　②在发动机旋转方向不变情况下，是汽车能倒退行驶；
　　③利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。
　　变速器是由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。在分类上有两种方式：按传动比变化方式和按操纵方式的不同来分。
　　按传动比变化方式来分：
　　有级式变速器是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。
　　无级式变速器其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。
　　综合式变速器 是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。
　　按操纵方式来分：
　　强制操纵式变速器是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。
　　自动操纵式变速器其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。
　　半自动操纵式变速器有两种型式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。

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　●说起AWD轿车驱动系统人们不能不想到奥迪Quattro，正是奥迪的大胆创新并义无反顾才使得越来越多的人们享受到AWD带来的驾驶乐趣，而奥迪Quattro AWD的核心正是Torsen LSD差速器系统，谁能想到电子部件横行的今天它还保持着机械的清纯
　　每辆汽车都要配备有差速器，我们知道普通差速器的作用：第一，它是一组减速齿轮，使从变速箱输出的高转速转化为正常车速；第二，可以使左右驱动轮速度不同，也就是在弯道时对里外车轮输出不同的转速以保持平衡。它的缺陷是在经过湿滑路面时就会因打滑失去牵引力。而如果给差速器增加限滑功能就能满足轿车在恶劣路面具有良好操控性的需求了，这就是限滑差速器(Limited Slip Differential，简称LSD)。全轮驱动轿车AWD系统的基本构成是具有3个差速器，它们分别控制着前轮、后轮、前后驱动轴扭矩分配。这3个差速器不只是人们常见的简单差速器，它们是LSD差速器，带有自锁功能以保证在湿滑路面轮胎发生打滑时驱动轮始终保持有充足的扭矩输出从而在恶劣路况获得良好的操控。世界上的LSD差速器有好几种形式，今天我们就来看看Torsen自锁差速器系统。
　　Torsen这个名字的由来取自Torque-sensing Traction——感觉扭矩牵引，连品牌名称都是从牵引力控制中得来的，够专业吧！
　　- Torsen的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统
　　从Torsen差速器的结构视图中我们可以看到双蜗轮、蜗杆结构，正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能，正是这一特性限制了滑动。
　　在弯道行驶没有车轮打滑时，前、后差速器的作用是传统差速器，蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不同。如车向左转时，右侧车轮比差速器快，而左侧速度低，左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止，因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。
　　当右侧车轮打滑时，蜗轮蜗杆组件发挥作用，如是传统差速器将不会传输动力到左轮。对于Torsen LSD差速器，此时快速旋转的右侧半轴将驱动右侧蜗杆，并通过同步啮合齿轮驱动左侧蜗杆，此时蜗轮蜗杆特性发挥作用。当蜗杆驱动蜗轮时，它们就会锁止，左侧蜗杆和右侧蜗杆实现互锁，保证了非打滑车轮具有足够的牵引力。
　　- Torsen差速器的特点
　　Torsen差速器是恒时4驱，牵引力被分配到了每个车轮，于是就有了良好的弯道、直线(干/湿)驾驶性能。Torsen自锁中心差速器确保了前后轮均一的动力分配。任何速度的不同，如前轮遇到冰面时，系统会快速做出反应，75%的扭矩会转向转速慢的车轮，在这里也就是后轮。
　　Torsen差速器实现了恒时、连续扭矩控制管理，它持续工作，没有时间上的延迟，但不介入总扭矩输出的调整，也就不存在着扭矩的损失，与牵引力控制和车身稳定控制系统相比具有更大的优越性。因为没有传统的自锁差速器所配备的多片式离合器，也就不存在着磨损，并实现了免维护。纯机械LSD具有良好的可靠性。
　　Torsen差速器可以与任何变速器、分动器实现匹配，与车辆其它安全控制系统ABS、TCS(Traction Control Systems，牵引力控制)、SCS(Stability Control Systems，车身稳定控制)相容。Torsen差速器是纯机械结构，在车轮刚一打滑的瞬间就会发生作用，它具有线性锁止特性，是真正的恒时四驱，在平时正常行驶时扭矩前后分配是50∶50。缺点是它的价格很贵。
　　- 今天Torsen差速器已经生产到了第3代
　　Torsen新一代也就是第3代T-3差速器是理想的中间差速器。T-3仍然在行星齿轮外圈使用了蜗轮式齿轮，但它的结构更加紧凑，外观尺寸也更小，正常情况下的扭矩分配是50∶50， T-3前后的扭矩分配从65∶35到35∶65线性分配。 T-3双差速器系统可以直接提供前左、前右、后轮3向扭矩输出，非常适合于以前驱为基础的AWD车型。
　　作为最主要的四驱轿车生产商，奥迪一直在坚持使用Torsen差速器。现在使用Torsen差速器用于AWD车型的公司越来越多，有福特、通用、奥迪、丰田和大众等公司。在今天这个电子的时代，纯机械系统以它的牢固可靠性而保持着独有的位置。