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1、领先科技、共创未来新技术目录新技术目录VGT可变截面涡轮增压技术可变截面涡轮增压技术VDIM系统MZR发动机第1页/共18页参展形式：上市雪佛兰斯帕可SPARK将成为上海通用汽车雪佛兰推出的首款1.0排量高端进口微型车。全新SPARK搭载的一款直列4缸发动机，排量为1.0L，配备四速自动及五速手动变速箱，升功率50.3kW，最大扭矩90Nm，官方百公里混合工况油耗为5.6L，排放达到欧V标准。返回目录第2页/共18页参展形式：上市雷诺拉古娜古贝拉古那Coupe最大的特点莫过于其欧洲跑车的Coupe车身造型，设计师为其营造了低矮的侧面身影，腰线和侧裙的线条上线平行。另外无框车门、更大的进口口、细
2、长的尾灯都凸显出其和普通版车型的不同。目前雷诺拉古娜2.0T的四门轿车版在国内的售价为29.8万元，所以拉古娜Coupe的预计售价应该超过30万元。返回目录第3页/共18页参展形式：上市福特Edge作为一款美式风格十足的车型福特Edge的车身尺寸为4720/1925/1750mm，轴距为2830mm。前脸采用了福特在北美市场的家族式设计风格，三辐式镀铬中网、一体式保险杠、组合式大灯，外扩的车身肌肉感十足。福特Edge的最小离地间隙为201mm，具有不错的通过性。返回目录第4页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍哈弗H5自动挡车型基于哈弗H5绿静2.0VGT打造，搭载的是5速手自一体变速器车
3、型。其中2.0涡轮增压柴油发动机具备VGT可变截面涡轮增压技术，其最大功率为110kW，峰值扭矩310Nm。自动挡车型的出现，不仅是哈弗H5产品线中的第一款自动挡车型，同时也是国内首款搭载5速手自一体变速箱的柴油SUV。返回目录第5页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍VGT开发背景随着人们对发动机的要求越来越高，出现了涡轮增压技术利用发动机排出的废气驱动涡轮，从而起到增压作用。废气带动涡轮，涡轮再带动叶轮对空气进行增压，从而有效增大进气量返回目录第6页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍涡轮迟滞现象产生涡轮迟滞现象产生虽然发动机全负荷状态下时排气能量非常可观，但当发动机转速较低时，排
4、气能量却小的可怜，此时涡轮增压器就会由于驱动力不足而无法达到工作转速，这样造成的结果就是，在低转速时，涡轮增压器并不能发挥作用，这时候涡轮增压发动机的动力表现甚至会小于一台同排量的自然吸气发动机，这就是我们经常说的“涡轮迟滞（turbolag）”现象。涡轮迟滞的解决方法涡轮迟滞的解决方法对于传统的涡轮增压发动机来说，解决涡轮迟滞现象的一个方法就是使用小尺寸的轻质涡轮。首先，小涡轮会拥有较小的转动惯量，因此在发动机低转速时，在发动机较低转速下涡轮就能达到最佳的工作转速，从而有效改善涡轮迟滞的现象。不过，使用小涡轮也有它的缺点：当发动机高转速时，小涡轮由于排气截面较小，会使排气阻力增加（产生排气回
5、压），因此发动机最大功率和最大扭矩会受到一定的影响。而对于产生回压较小的大涡轮来说，虽然高转速下可以拥有出色增压效果，发动机也会拥有更强的动力表现，但是低速下涡轮更难以被驱动，因此涡轮迟滞也会更明显。VGT可变截面涡轮技术诞生可变截面涡轮技术诞生为解决这个矛盾，让涡轮增压发动机在高低转速下都能保证良好的增压效果，VGT(VariableGeometryTurbocharger）或者叫VNT可变截面涡轮增压技术便应运而生。在柴油发动机领域，VGT可变截面涡轮增压技术早已得到了很广泛的应用。近年来，博格华纳与保时捷联手使用了耐高温的航空材料技术，从而成功开发出了首款搭载可变截面涡轮增压器的汽油发动
6、机，保时捷则将这项技术称为VTG（VariableTurbineGeometry）可变涡轮叶片技术。返回目录第7页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍保时捷率先将可变截面涡轮技术应用在汽油发动机上保时捷9113.8L(搭载两个VTG可变截面涡轮增压器）最大功率：390kw/6000rpm最大扭矩：700Nm/1950-5000rpm升功率：102.6kw在低转速下基本察觉不到涡轮迟滞情况。VGT工作原理柴油机的VGT技术和保时捷的VTG（汽油）并没有本质的区别，基本的原理和结构都是相似的。我们通过保时捷的VTG技术来了解一下可变截面涡轮增压器的工作原理。图中（左）涡轮外围的红色叶片就是导流
7、叶片一般的涡轮并没有导流叶片的结构（右）返回目录第8页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，从图上我们可以看到，涡轮的外侧增加了一环可由电子系统控制角度的导流叶片，导流叶片的相对位置是固定的，但是叶片角度可以调整，在系统工作时，废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上，通过调整叶片角度，控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速。当发动机低转速排气压力较低的时候，导流叶片打开的角度较小。根据流体力学原理，此时导入涡轮处的空气流速就会加快，增大涡轮处的压强，从而可以更容易推动涡轮转动，从而有效减轻涡轮迟滞的现象，也改善了发动机低转速时的响应时
8、间和加速能力。而在随着转速的提升和排气压力的增加，叶片也逐渐增大打开的角度，在全负荷状态下，叶片则保持全开的状态，减小了排气背压，从而达到一般大涡轮的增压效果。此外，由于改变叶片角度能够对涡轮的转速进行有效控制，这也就实现对涡轮的过载保护，因此使用了VGT技术的涡轮增压器都不需要设置排气泄压阀。沃尔沃和奥迪将这项技术称为VNT，本质上是一致的需要指出的是，VGT可变截面涡轮增压器只能通过改变排气入口的横切面积改变涡轮的特性，但是涡轮的尺寸大小并不会发生变化。我们用A/R值去理解的话，可变截面涡轮的原理会更加直观。A表示Aera区域，指的是涡轮排气侧入口处最窄的横切面积（也就是可变截面涡轮技术中
9、的“截面”）。R（Radius）则是代表半径意思，指的是入口处最窄的横切面积的中心点到涡轮本体中心点的距离，而两者的比例就是A/R值。A/R值是涡轮增压器的一项重要指标，用以表达涡轮的特性，在改装市场的涡轮增压器销售册上也常有标明。返回目录第9页/共18页VGT可变截面涡轮增压技术介绍导流叶片的开度能够影响导向涡轮叶片的气流速度，低转速时开度小（左图），提高空气流速，高转速时开度大（右图），减小排气负压当A/R值越小时，表示废气通过涡轮的流速较高，这种特性可以有效减轻涡轮迟滞，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压，而发动机高转速时则会产生较大的排气背压，使高转速时功率受到限制。当A/R值越
10、大时，涡轮的响应速度就越慢，低转速时涡轮迟滞明显，不过在高转速时，拥有较小的排气背压，且能够更好的利用排气能量，从而获得更强的动力表现。VGT技术所实现的截面可变就是指改变A值。当叶片角度较小时，排气入口的横切面积便会相应减小，因此A值会随之变化，从而拥有小涡轮响应快的特点。而当叶片角度增大时，A值随之增大，这时A/R值增大，从而在高转速下获得更强的动力输出。总而言之，透过变更叶片的角度，VTG系统可随时改变排气涡轮的A/R值，从而兼顾大/小涡轮的优势特性。发展前景尽管结构和原理都很简单，但VGT可变截面涡轮技术对于增压效果的提升非常显著在目前主流的涡轮增压柴油发动机上，这项技术已经得到了非常
11、普遍的应用。不过，由于硬件材质的限制，这项技术在排气温度较高的汽油发动机上才刚刚起步，保时捷和博格华纳的合作可以说开创了先河。不过，随着材料科技的进步，这项技术在未来的汽油发动机上必将会得到更广泛的应用。返回目录第10页/共18页VDIM系统浅析概述这次车展的雷克萨斯IS-F搭载全新的三段式雷克萨斯VDIM车辆动态整合监理系统。除了Normal模式以外，还有Sport模式，在这个模式底下，会把计算机介入的时间延后，让驾驶可以更进一步发挥车辆性能，上探极限。第三种模式则为VDIM关闭，对于经验熟练的驾驶者，想要完全发挥车辆的实力，就可以选择关闭。VDIM是丰田公司的一种先进的车辆动态控制系统，其
12、意为车辆动态集成管理（VehicleDynamicsIntegratedManagement）。丰田公司于2005年首次把VDIM技术运用到雷克萨斯GS430上，之后还把这一技术陆续装备到了雷克萨斯GS300、LS460/460L、RX400h和最新的LS600hL等车型上，成为雷克萨斯品牌的一大技术亮点。返回目录第11页/共18页VDIM系统浅析原理VDIM综合了防抱死制动(ABS)、电子制动力分配EBD(ElectronicBrakeDistribution)、陡坡起步辅助控制HAC(Hill-startAssistControl)、制动力辅助控制BA(BrakeAssist)、牵引力控制
13、和车辆稳定控制VSC(VehicleStabilityControl)功能，电子制动控制EBC(ElectronicBrakeControl)系统构成了实现这些功能的硬件，VDIM的实质是以EBC系统(以下简称EBC)为基础的转向协同控制。返回目录第12页/共18页VDIM系统浅析原理EBC属于线控电子制动控制系统。传感器输入信号主要有：方向盘转角、加减速、摇摆率、主缸制动液压力、制动钳液压缸(轮缸)压力、VGRS(可变传动比转向系统VariableGearRatioSteering)控制角、EPS(电子动力转向ElectronicPowerSteering)助力扭矩、制动踏板行程、车轮速度、
14、油门踏板位置和节气门位置等EBC电控单元根据输入信号进行车辆目标和车辆状况计算，然后计算控制值，其控制目标为：制动控制、转向比角度控制、转向助力扭矩控制、节气门控制，也就是对制动执行器、VGRS、EPS和发动机之间进行协同控制，以实现VDIM的动态稳定性能。返回目录第13页/共18页VDIM系统浅析特点（1）实现了先进的线控制动(brake-by-wire)方式，驾驶员操纵制动踏板时不但具有真实感，而且操作更加灵敏和准确；（2）EBC系统的辅助制动力功能使该系统比普通真空助力mE,系统具有更高的制效能；（3）EBC系统先进的控制技术对各个车轮制动压力进行精确的主动动态控制。实现ABS、EBD、
15、HAC、BA、Traction、VSC和VDIM功能；（4）在驾驶员对转向盘操作不当时，VDIM通过与EPS和VGRS的协同控制，及时进行预调节，使汽车在出现不稳定的状态之前及时消除车辆不稳定，从而实现VDIM的平顺驾驶操纵，大大提高汽车在各种行驶状态下的稳定性。返回目录第14页/共18页马自达MZR发动机 目前马自达直列四缸汽油机的主力机型MZR系列发动机的亮点在于完善的进排气系统优化和全面的机体轻量化设计。马自达MZR系列发动机全线采用了S-VT可变气门正时控制，以保证发动机在不同工况下，合理控制进气门的开启和关闭时间，使发动机的混合气最佳，进而保证发动机缸内良好的混合气燃烧状况。通过S-
16、VT可变气门正时控制的调节，MZR发动机在常规转速范围内，可以提供最大扭矩的90%。返回目录第15页/共18页马自达MZR发动机 图：马自达直列四缸汽油机的主力机型MZR系列发动机的亮点在于完善的进排气系统优化和全面的机体轻量化设计返回目录第16页/共18页马自达MZR发动机 除此之外，马自达在进气系统的成就还体现在了MZR发动机的进气歧管的设计与制造中。MZR发动机使用的是塑钢等长进气歧管。这种由非金属材料制作的管道内部比铝合金歧管更光滑，可以获得更小的进气阻力，因而进气效率较铝合金歧管有很大的提升。在结构设计上，由于使用了等长歧管，可以保证四个气缸的进气速度一致，使得缸内作功平衡达到最理想状态。图：MZR系列发动机全线使用了轻量化铝合金活塞。由于活塞具有石墨涂层和耐磨的铸铁缸套，因此运动部件的抗磨性大大增强。返回目录第17页/共18页感谢您的观看。第18页/共18页