GDI发动机将继续成为汽车发动机的主流新技术。这项技术会继续得到研发,相关的控制系统软硬件技术也会继续发展。比如BMW公司就正在研发其第三代的GDI系统。我们在此要提醒您的是,需要认识到我们目前还并不知道有关GDI系统的所有奥秘,这是一项正在发展的新技术,其软硬件和零部件也需要不断地改变和改良。
为了推广其EcoBoost发动机技术,福特公司提出了“活塞冷却喷嘴”概念,这是一项由福特公司的工程师们获得在德国专利保护的技术。改技术旨在发动机运行过程中导引一部分油流至活塞的下部。发动机工作时虽然缸内燃油的温度很高,但仍然低于活塞顶部的温度。活塞的温度,尤其是柴油发动机的活塞温度,在发动机工作时可能接近铝的熔点温度。发动机运行时喷射到活塞顶部的汽油或柴油可以通过汽化和蒸发作用带走部分热量,从而有助于活塞的冷却。
发动机技术另一个持续发展的趋势是可变凸轮轴正时系统的全面应用。目前在产的发动机中有两种不同于典型的发动机奥托循环模式的采用可变凸轮轴装置控制气门开度和开启时间的做法。
阿特金森循环发动机通过采用可变凸轮轴正时装置产生一个高效的发动机工作循环,该循环的压缩冲程较短,而做功冲程却更长。
米勒循环发动机通过采用可变凸轮轴正时装置使得在发动机的压缩冲程过程中进气门开度仍然保持约30%。一般情况下,这样会将一部分油气混合汽压回到进气道中去,而此时采用发动机增压装置可以将这部分油气混合物压入汽缸内。采用增压装置的同时,还要配备中冷器以便冷却油气混合汽并使其密度增大。汽缸内油气混合汽的实际压缩作用发生于发动机压缩冲程的70%时间点,此时进气门已经完全关闭。米勒循环和阿特金森循环的最终结果是使得发动机的运行效率更高,然而也使得发动机的结构更复杂、价格更昂贵。
三、新型汽车变速器
6挡位的手动或自动变速器正迅速成为主流车型的标准配置。例如,通用公司就将为别克Regal和雪佛兰Equinox车型配备基于Hydramatic 6T40/45 结构开发的新型6挡变速器。梅赛德斯奔驰、雷克萨斯、BMW及其它的一些公司在产的还有7挡和8挡变速器产品。目前,普遍的工程思路是采用6挡以上的变速器对提高车辆的燃油经济性的贡献有限。
当然,CVT无级变速器能产生无穷多个挡位数。目前CVT变速器应用不能普及的主要原因是其传递扭矩的能力有限。GDI发动机由于具有较高的压缩比,所以输出的扭矩较大,汽车传动系的其它零部件,包括变速器的传递扭矩能力也必须提高以与发动机匹配。
和自动变速器相比手动变速器仍然具有耐用性强、结构简单、成本低廉,且在有些情况下燃油经济性好的优点。双离合器自动变速器是一种结合了二者优点的装置。从本质上说这是一种由两个手动变速器并列组成的设备。其中一列组成变速器的奇数挡位(1、3、5挡),另一列组成变速器的偶数挡位(2、4、6挡)。双离合器交替作用,确定由哪一列那个挡位来传递动力。所有这一切,都是由计算机控制的,保证了驾驶员既能够享受自动变速器的轻松操纵感受,同时又能保证车辆具有装备手动变速器时的高传动效率。
未来在混合动力汽车中逐渐占优势的将是电动无级变速(EVT)系统,也被称为功率分流无级变速传动系统。EVT是一种操纵起来和CVT相同的装置,该装置可以接受另外一路单独的功率输入并经合成后从一路输出动力。EVT采用了一个摆线差速齿轮传动系统(又称为行星齿轮传动系统)。摆线差速齿轮传动装置产生了一个“功率分流”的功能,在直接通过变速器输出一部分机械能的同时还分出一部分功率通过电动机/发电机转换为电能。
直接通过EVT传递的一部分动力被称为机械功率流。其余的功率沿着EVT的电功率流路线传递。电动功率流可以在变速器的输出端重新与机械功率流汇合,也可以储存起来以便在以后适当的时候通过与变速器输出端联接的第二个电动机/发电机(和储能装置)来应用。