第二章发动机技术改装

《汽车改装技术》第二章发动机技术改装天津科技大学机械工程学院汽车工程系谈炳发2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作2第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装第五节进排气系统的改装第一节发动机技术改装概述第二节发动机基本工作改装第三节曲柄连杆机构的改装第七节点火系统的改装第六节燃油供给系统的改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作3第二章发动机技术改装第一节发动机技术改装概述1.目的：提升汽车动力性和燃油经济性。2.技术要求：利用轻量化、高强度的材料制成的高精密度组件来减少发动机内部动力消耗，在提升动力性的同时，提高可靠度和平衡性。3.注意点：发动机的改装会牵一发而动全身。高质量的改装件，高水平的技师。例如，连杆的安装，要注意螺钉的锁法和预紧度。螺钉要充分清洁，并涂上一层薄机油。实例：马自达6汽车2.3L发动机改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作4第二章发动机技术改装第一节发动机技术改装概述实例：马自达6汽车2.3L发动机改装激光扩缸550ml喷油器与火花塞配套美国CP锻造活塞与连杆螺钉锁紧2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作5第二章发动机技术改装第二节发动机基本工作改装一、发动机压缩比的改装二、发动机排量的改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作6第二章发动机技术改装第二节发动机基本工作改装一、发动机压缩比的改装提高压缩比的方法主要是：减小燃烧室的容积。更换高强度、轻量化的活塞和连杆，提高压缩比的同时，也减少运动部件的惯性。包括：磨削气缸盖、在燃烧室内增加固定物、使用较薄的汽缸垫。还有更换活塞形状、增加连杆长度、增加曲轴回转半径。比较改装件与原件在结构上的区别？改装压缩比的目标：提升发动机动力。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作7第二章发动机技术改装第二节发动机基本工作改装二、发动机排量的改装增加排量的办法：1.整体更换发动机2.扩缸加大汽缸直径2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作8第二章发动机技术改装第三节曲柄连杆机构的改装曲柄连杆机构的改装内容包括活塞、活塞环、活塞销、连杆和曲轴。这部分的改装与压缩比的提升、涡轮增压有关。活塞有铸造和锻造两种。改装用哪种？活塞环用于改装的有不锈钢和特殊合金的，还有薄型的、无开口的。活塞销与活塞销孔、连杆小头孔之间的配合有半浮式和全浮式两种。锻造活塞一般采用全浮式结构。连杆采用钛合金、高强度设计。曲轴主要是相对角度精度、平衡度与转速范围。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作9第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装什么是发动机的容积效率？容积效率是指发动机每一工作循环进入气缸的实际充气量与理论充气量的比值。容积效率直接影响发动机的功率、转矩、动力性。容积效率影响因素：气门正时、气门尺寸、气门升程、凸轮轴结构及与曲轴的位置关系。配气机构改装的目标：提高发动机的容积效率，增加进气量、减少废气的残留。配气机构包括：气门、气门弹簧、摇臂、凸轮轴。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作10第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装一、气门的改装二、凸轮轴的改装三、气门弹簧及组件的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作11第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装气门改装的原则：在不影响强度的情况下尽可能地减轻气门的重量。提高气门运动精确度。一、气门的改装1.采用钛合金材料以求强度提升和轻量化的要求。比钢制气门轻15%~20%，但价格极高。美国通用汽车的进气门使用Ti-6Al-4V钛合金，排气门使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金。Ti-6Al-4V是钛合金牌号TC4的名义化学成分表示方法。参考标准：《GB/T3620.1-2007钛及钛合金牌号和化学成分》。主要成分：Al：5.5%-6.75%，V：3.5%-4.5%，余量为Ti。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作12第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装一、气门的改装2.将气门背部切削或中空设计，达到轻量化。3.将气门表面做成漩涡状，有利于气体的流动。WRC、STI气门柱内部是中空灌入钠气，轻量化到极致。如斯巴鲁汽车的改装气门，STI气门与GT原厂气门外形略有不同，材质相同，气门面均为平面设计。WRC气门长度较长，为微凹设计。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作13第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装二、凸轮轴的改装气门启闭的正时角度、叠开、升程都是由凸轮轴所决定的。改装主要包括改变凸轮的结构尺寸、夹角和顶高、外形曲线。凸轮的夹角决定了气门开启的时机和持续开启的时间长短，凸轮的外形曲线决定了气门开闭的运动规律。凸尖高决定了气门开启的最大升程，（一）凸轮轴的结构特性2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作14第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装二、凸轮轴的改装气门启闭的加速度直接影响气门的工作特性，决定于凸轮的外形，常见有三种情况：1.基圆大、凸轮升程短2.基圆小、凸轮升程长3.基圆大、凸轮升程长和基圆小、凸轮升程短这三种各有何特性？（二）凸轮轴的外形改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作15第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装凸轮轴改装的三种外形：3.基圆大、凸轮升程长和基圆小、凸轮升程短1.基圆大、凸轮升程短2.基圆小、凸轮升程长特性：低速运转时转矩输出良好、平顺，高速运转时性能较差，适合于需要平顺转矩输出的情况。特性：高速运转时表现良好，低速运转时则“软弱无力”，动力输出的衔接性不良，怠速时可能产生严重抖动，高转速时动力输出会剧增。特别适合于场地赛、大型跑道上比赛的赛车发动机。特性：性能表现为中庸，故量产型汽车大多采用此凸轮轴。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作16第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装二、凸轮轴的改装2.重量平衡在确保强度的前提下尽量地减小质量，以减小往复运动的惯性力。（三）凸轮轴改装的协调与平衡1.动力平衡关系到各缸的喷油量、进气量、点火提前角大小等，决定于凸轮轴的精度。凸轮夹角大小：WRC：300°JUN：272°GDBF：260°GT：250°GDBF：重量最小，采用中空轻量化设计。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作17第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装三、气门弹簧及组件的改装气门弹簧改装的主要目的是为了配合改装凸轮轴后所造成的气门升程及气门启闭加速度曲线的变化，充分发挥其性能要求。气门弹簧的强度必须恰到好处，要兼顾气门的密合度又不能造成开启时的困难。气门座、锁片等组件最好也改用强度高、轻量化的改装部件，以应对高转速的需要并减轻机构的负荷。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作18第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装丰田锐志汽车的V6发动机以2.5L排量居多，原装发动机的动力性能也不差。当更换宽、大的轮胎后，原发动机动力就显不足了。发动机由5GR-FE升级至3GR-FE，2.5L排量升至3.0L。百公里加速时间快2秒。5GR与3GR发动机的缸体部分是相同的，只是配件有区别。（一）概述2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作19第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装1.拆解发动机。（二）步骤2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作20第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装2.打开发动机缸盖两根进排气凸轮轴分别由独立的正时链条机构带动（二）步骤2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作21第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装3.拆下凸轮轴、气门气门顶端的滚轮可以减少凸轮轴的磨损（二）步骤4.拆开中缸、取出活塞连杆、曲轴2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作22第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装5.清洗中缸，安装新配件（二）步骤3GR曲轴的升程大（1）更换3GR曲轴2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作23第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装5.清洗中缸，安装新配件（二）步骤（2）更换连杆、活塞2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作24第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装5.清洗中缸，安装新配件（二）步骤（3）更换轴瓦、活塞环2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作25第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装（二）步骤5.清洗中缸，安装新配件（4）安装活塞连杆组（5）安装其它零件2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作26第二章发动机技术改装第四节配气机构的改装四、丰田锐志汽车发动机的改装（二）步骤6.装复发动机2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作27第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装进排气系统改装的目的：提升汽车的动力性能。一、进气系统改装二、排气系统改装提高发动机的容积效率可通过：降低进气阻力和排气阻力、提高气缸内压力、降低进气终了的温度、降低排气管内残余废气的压力、加大进气门面积。三、涡轮增压装置的改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作28第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装1.系统组成一、进气系统改装2.工作方式进气系统一般包括：空气滤清器、空气流量计、节气门、进气歧管。间隙进气使进气管存在压力波动。利用这压力波动来提高气缸的进气压力，从而提高容积效率。这一现象称之为进气的动态效应。分为惯性效应和脉动效应。惯性效应：进气时，由于气流的惯性作用，当活塞已到达下止点时，空气仍将继续流入气缸内。当气缸内压力达到最大时关闭进气门，可获最大容积效率。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作29第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装一、进气系统改装脉动效应：由于进气门的开、闭动作，使得进气歧管内产生一股压缩波前后波动。也称为进气谐波。脉动频率与进气歧管的长度相关。脉动与进气门的开闭配合，可提高容积效率。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作30第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装3.改装内容一、进气系统改装（1）空气滤清器（2）进气道和进气管（3）进气歧管（4）节气门改装（5）二次进气2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作31第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装3.改装内容一、进气系统改装改装进气系统的首要工作是换装高效率、高流量的空气滤清器。（1）空气滤清器纸质更换为以单层纤维布等为过滤材料的高流量滤芯。配合涡轮增压，将整个空气滤清器换成滤芯外露式的。冬菇头、香菇头滤清器实例：牧马人改装2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作32第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装实例：牧马人改装换装了一台6.4升V8392HEMI发动机。换装发动机后，配以相应的进气系统。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作33第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装3.改装内容一、进气系统改装进气道和进气管必须保证足够的流通面积、避免突弯和截面突变，管道表面光洁，减小阻力，提高容积效率。（2）进气道和进气管改装可从抛光进气道、改变进气道形状和更换进气道材质三方面着手。抛光进气道可以降低进气阻力，同时直径有所增大。进气道形状有特殊性限制，不同车型的不一定合适。进气道材质选用不吸热、质量轻的碳纤维，保证进气密度。2020/2/21《汽车改装技术》天津科技大学谈炳发制作34第二章发动机技术改装第五节进排气系统的改装