邱新生
廣東省汕尾市技工學校,廣東汕尾 516600
桑塔納3000的發動機構造特點及保養方法
邱新生
廣東省汕尾市技工學校,廣東汕尾 516600
現今,伴隨著社會的進步與現代汽車工業日新月異的大發展,各種各樣的小汽車早已進入到人們的日常生活之中,也漸漸成了我們日常出行不可或缺的代步工具。可是,現在有很大一部分人對于小汽車的了解只是停留在外觀、款式、顏色等直觀感受的方面,而對于小汽車的核心部件——發動機的性能特征還不甚了解。本文分別對各種發動機排列方式和結構形式以及進氣方式等方面進行了介紹,同時對現今比較主流的車型桑塔納3000的發動機構造做一些說明和保養方法的介紹。
發動機;汽缸;曲軸;保養
小汽車的發動機,又叫做汽車引擎,它是一種可以把一種形式能量轉化成另外一種更加有用能量的機器,常常我們會把化學能量轉化為機械能量(將電能轉化成機器能量的稱為電動機)。現在主流的小汽車發動機一般是使用汽油為燃料的,桑塔納3000就是其中主要的代表車型。首先先了解一下汽車發動機的分類,以便我們更加具體全面的了解桑塔納3000的發動機構造。
依據發動機對于整個車身所處的位置與自己擺放的方向而言,可以把發動機的擺放按照下面兩種形式來劃分。
發動機以整體的形式放置在前輪軸之前我們稱為“前置發動機”,大多數轎車都是用的前置發動機,桑塔納3000就是采用前置發動機的。發動機整個都在前后軸之間的我們叫做“中置發動機”。而發動機如果整體都在后輪軸的后面的,我們叫做“后置發動機”,這種車型相對來說比較少。
發動機的位置如果用曲軸的位置作為標準,則可以將所有發動機分成橫向與縱向兩種放置形態。
曲軸與整個車體的方向如果成直角的就叫做橫置發動機,通常前驅車型都是用的橫置發動機,簡而言之,當一個人站在車頭前,假如發動機橫在你的面前就是橫置式的發動機,縱向的放置在你的面前就被稱為縱置式發動機。
我們所說的發動機的結構形式其實就是汽缸的排列方式,通常情況下有下面幾種。
發動機的汽缸都是按照同樣角度肩并肩的組成一個平面,汽缸是按照直列的方式排列的,這種發動機叫做直列發動機。桑塔納3 000就是典型的使用直列發動機的小汽車。
直列發動機的特征:它的優勢是缸體與曲軸的結構非常簡單,并且只使用一個汽缸蓋,加工制造的成本比較低廉,尺寸相對緊湊。它的穩定性也比較高,在低速狀態下扭矩特性相對較好,而且消耗的燃料也比較少;可是它的缺點在于隨著排量汽缸數增加,它的長度也會大大增加。因此直列發動機通常都是4缸機,僅有少數是6缸機。
水平對置發動機的特征在于:因為它的汽缸是平放的,所以降低了汽車重心,同時又會讓車頭設計的扁而低。這些原因都能讓汽車行駛的穩定性得到提高。汽缸布局用水平對置的方式會具有對稱穩定性,讓發動機的運轉平順性強于V型發動機,在運行過程中功率損耗也最低。但是因為兩排汽缸水平放置,而造成發動機缸體過寬,增加了發動機艙的復雜程度,因此很少會被廠家所采用。在目前來看,也只有兩家汽車公司運用了水平對置的發動機,它們就是保時捷和斯巴魯。
如果把汽缸分為兩組,將相鄰的兩個汽缸用一定的夾角布置在一起,這樣兩組汽缸會呈現為一個夾角的平面,從側面角度來看汽缸會呈現出V字形,所以稱之為V型發動機。由于V型發動機有兩組汽缸,因此汽缸均是偶數。
V型發動機的特征:它的高度與長度尺寸較小,在汽車空間上布置比較方便,也為駕駛艙空出了更多的空間。V型發動機的布置形式還可以抵消一定程度的震動,從而使發動機運轉的更加平順;它的劣處在于它必須要用兩個汽缸蓋,從結構而言比較復雜,成本也比較高。而另外它的寬度如果加大,發動機兩側的空間就會越小,不方便再安裝其它設備。
W型發動機是作為德國大眾汽車公司的專屬發動機技術。它的工作原理是:把V型發動機的每一側汽缸小幅度的錯開,簡而言之,W型發動機就是兩個小V形組成一個大W形的汽缸排列形式,嚴謹的來說W型發動機其實就是V型發動機的變種。
以上幾種發動機其實都是運用汽缸內活塞運動來使汽車驅動前進的,全是往復式發動機,發動機和氣缸自身是不產生運動的。而轉子發動機卻是一種運用三角活塞旋轉式運動來工作的發動機,它是用三角轉子旋轉運動以控制壓縮與排放的過程。
我們通常所見到的發動機基本是自然吸氣式發動機,桑塔納3000就是使用這樣的發動機的。所謂自然吸氣發動機,就是運用汽缸內產出的負壓力,把外面的空氣吸入,就像人類吸取空氣一般,這類吸氣方式的發動機就叫做自然吸氣發動機。
自然吸氣發動機的特別之處表現在:動力的輸出很平順,絕對不會由于轉速變化而發生突然的猛加速情況,并且它的使用期限也較長,維修使用也更為簡便。
渦輪增壓發動機,顧名思義,它是一種通過渦輪增壓器來增大發動機進氣量的發動機,這種渦輪增壓器其實就是一種空氣壓縮機。它運用發動機所排出廢氣作為動力來推動渦輪室里的渦輪(在排氣道里),渦輪又帶動同軸葉輪,葉輪就把空氣壓縮再通過空氣濾清器管道傳送來新鮮空氣,最后送人氣缸。如果發動機的轉速加快,那么廢氣的排出速度也與渦輪的轉速一同加快,空氣就會更大程度的被壓縮,發動機的進氣量也會相應的提高,這樣就可以提升發動機的輸出功率了。
渦輪增壓的特征:通常增壓后的發動機功率會比原發動機提高40%甚至更高;而它的劣勢就是“遲滯性”。可是現在通過技術的不斷改進,發動機能夠在較低的轉速下運行增壓器,“遲滯性”的影響已經很小。現在,除開單渦輪發動機,許多的運動型車為了更高的性能會裝上雙渦輪甚至四渦輪發動機。薩博公司是渦輪增壓發動機的最早運用者,這個公司所有車型都是使用渦輪增壓發動機。
機械增壓器運用皮帶和發動機曲軸皮帶盤的連接,通過發動機轉速而帶動機械增壓器內部葉片,得以產生增壓空氣而進入發動機進氣管內,從而達到增壓并且使發動機輸出更高動力的目的。
機械增壓的特征:機械增壓的優勢是“全時介入”,能夠幫助它在低轉速的情況下得到增壓,加速感非常順暢而沒有增壓的遲滯感;劣勢就是通過依靠發動機曲軸來帶動的機械增壓器,會損耗掉一些發動機動力性能,高轉速的損耗非常明顯,燃油的經濟性會降低,從這一點來說就明顯沒有渦輪增壓系統好。現在,一般的小汽車都是運用單機械增壓,可是有些超級跑車為了有更強的動力,還特別搭載了雙增壓發動機,這些增壓器分別為一半的汽缸工作。
以上介紹這么多類型的小汽車發動機,是為了我們有一些基本的認識和了解,以方便我們正確的對這些不同類型的小汽車發動機做出正確恰當的保養與維護。本篇文章主要是針對桑塔納3000的發動機做出一些介紹,因為這樣一款車型相當具有代表性。
桑塔納3000是一款經典車型的最新改款,于2004年2月投產上市。這款車型使用了2.0MFI發動機,是在原來大眾集團的AZM發動機基礎上根據中國道路的實際情況,以及考慮到燃油品質等因素,進行了重新改良設計而成的一款發動機。通過DST協同動力系統的改良,新的2.0MFI發動機不但性能比較穩定,并且有了四個主要特點,它們分別是高效率,低油耗以及高舒適性還有排放的尾氣達到了歐四標準,這些優勢都幫助桑塔納3000成為了一款高效的都市之車。上面講到的DST協同動力系統,其實并不是一項新的技術,而是在成熟先進的發動機技術上,運用巧妙的匹配與智能化控制方式,保障發動機的各個系統能夠在正常行駛狀態優良的配合,讓發動機整體的工作達到最佳水準。使用2.0發動機的汽車生產廠家有很多,可是各個廠家的汽車發動機在功率,油耗等指標上都或多或少的存在差距,造成這些差距的原因主要是由于發動機匹配效果與動力系統的整體性能有差別。桑塔納3000采用的是大眾集團比較成熟的多點燃油噴射發動機,這個發動機使用了SSR可變長度進氣管,并且用的是含鎂鋁合金的發動機缸蓋,進氣口也被很大程度的改良和優化,而且還采用了E-gas電子油門技術,BoschME7.5電控系統技術等。通過這樣的協同工作,實現了高效的動力系統,這個系統就是DST。可是,它并不是把各個組成部分單純的相加,而是通過巧妙的匹配而取得更好的使用效果。使用這樣的協同動力系統,可以保證桑塔納3000的2.0MFI發動機的工作功率全部的傳送到汽車驅動中,并不會將功率太多的浪費到其它方面。所以駕駛者在擁有更好的操控感的同時,發動機的工作油耗也可以被合理的控制在一定范圍內。它的構造特點如下:
1)由于發動機的缸蓋與活塞都采用了含鎂的鋁合金材料,導致的結果是發動機的自重更輕,增強了發動機的動力性以及降低了工作油耗。與此同時,也優化了發動機的熱傳導狀況,進而提高了發動機的使用壽命;
2)可變長度進氣管SSR,它依據發動機的轉速,控制進氣路徑的范圍,在發動機低轉速的時候增強充氣效率,進而增強低速的扭矩;而在發動機高轉速的時候,降低了流動損失,進而增強高速功率。在實現了吸氣和燃燒以及排氣的高效率之后,達到高燃油經濟性與節能環保的目的;
3)這款發動機的進氣口結構出現改進變化,增大了進氣口的實際面積。這樣的結果就是進氣效率較大的提高,進而提高了燃油燃燒的充分性,這樣發動機的工作油耗就自然而然的下降了;
4)使用液壓挺桿,自動補償間隙,使發動機的氣門敲擊聲沒有了,優化了靜音效果;
5)2.0 MFI發動機使用了三點支撐,因為液體可以更好的減輕振動能量的原理,根據這個原理將傳送到車身上的振動幅度降到最低,更好的減小整車的噪聲,實現了更優良的駕駛舒適性。
對桑塔納3000發動機以及其它汽車發動機的保養要從不同方面做起:(1)要使用適當質量的潤滑油,選用的標準不可以低于汽車生產廠家的規定要求;(2)定期的更換機油和濾芯,任何質量等級的潤滑油都會在使用過程中發生油質變化,為了防止故障發生,要根據使用條件定期的換油,一定要適量;(3)保持汽缸的通氣良好,由于在發動機的使用過程中會有污染物沉積在發動機通氣管的周圍,因此定期清除阻礙汽缸通氣的污染物是非常必要的;(4)定期清洗汽缸內部的油泥,保持發動機內部的清潔;(5)定期清洗燃油系統,控制積炭的生成,讓發動機保持最佳的工作狀態;(6)發動機的水箱生銹、結垢是很常見的現象,銹跡與水垢會限制到冷卻液在冷卻系統中的流動,降低了散熱作用,從而導致發動機發生過熱,甚至造成損壞,因此要定期的清洗水箱,除掉里面的銹跡與水垢;(7)保養三濾:三濾指的是空氣濾清器、機油濾清器和汽油濾清器,三濾在小汽車上會對空氣、機油和汽油起到過濾的作用,從而保護發動機正常的工作,與此同時也提升了發動機的工作效率;(8)另外,對于這款發動機所獨有的結構部件一定要定期的檢查它是否可以正常使用,例如可變長度進氣管SSR,液壓挺桿等,這些都是要特別注意的,因為這些結構直接的關系到這款發動機是否可以最大發揮工作效能。
伴隨著現代汽車工業發展的日新月異,發動機技術的發展也日益進步,以后還會出現以電能為純動力的發動機,以氫為燃料的發動機,生物燃料和太陽能發動機等先進發動機技術,我們在對當下的主流發動機構造做好研究分析工作的同時,也要加強對于發動機新技術與新設計理念的了解,這樣才能幫助相關人士更好的開展發動機的維護保養工作。
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U46
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1674-6708(2011)53-0155-02