可變氣缸技術(shù)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-10-08
可變氣缸技術(shù)的實例教程
可變氣缸技術(shù)是指能夠根據(jù)道路情況或者駕駛員駕駛狀態(tài)對發(fā)動機氣缸工作狀態(tài)進行調(diào)節(jié)的一項節(jié)能新技術(shù)，在不需要大功率的輸出時，控制關(guān)閉一部分氣缸，以減少燃料消耗。
通常情況下用于多氣缸大排量發(fā)動機，如V6、V8、V12等發(fā)動機，因為這些汽車在日常行駛時并不需要大功率的輸出，特別是在越來越擁堵的城市，大排量多氣缸的搭配就顯得有點浪費，而小排量又無法滿足人們對于駕駛樂趣的需求，于是為了解決這樣的矛盾，可變氣缸技術(shù)應(yīng)運而生，當然，今天的小排量發(fā)動機領(lǐng)域也同樣開始應(yīng)用可變氣缸技術(shù)。
目前具有代表性的可變氣缸技術(shù)有可變氣缸管理、多段式排氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主動式可變氣缸管理系統(tǒng)等。
一、
一、可變氣缸管理
可變氣缸管理（VariableCylinderManagement，VCM）是本田公司所擁有的一種可變氣缸管理技術(shù)，它可以在行駛時將發(fā)動機的個別氣缸關(guān)閉，讓一臺3.5L V6發(fā)動機在3缸、4缸、6缸之間變化，排量則在1.75～3.5L之間變化，如下圖所示。這種技術(shù)的發(fā)動機安裝在第8代和第9代本田雅閣汽車3.5L上。
VCM技術(shù)可以智能地管理汽車發(fā)動機，當汽車進行爬坡、加速、起步等全負荷工作時，發(fā)動機的6個氣缸會全部投入工作；當汽車以中速巡航狀態(tài)行駛時，工作的氣缸數(shù)會減半，即只有3個氣缸工作；在高速巡航時，為了保證汽車的動力輸出，運行氣缸的數(shù)量會增加至4個。由于系統(tǒng)會自動關(guān)閉非工作缸的進氣門和排氣門，所以可避免與進、排氣相關(guān)的吸排損失，并進一步提高了燃油經(jīng)濟性。
展開 為解決這個矛盾，讓渦輪增壓發(fā)動機在高低轉(zhuǎn)速下都能保證良好的增壓效果，VGT(Variable Geometry Turbocharger）或者叫VNT可變截面渦輪增壓技術(shù)便應(yīng)運而生。在柴油發(fā)動機領(lǐng)域，VGT可變截面渦輪增壓技術(shù)早已得到了很廣泛的應(yīng)用。由于汽油發(fā)動機的排氣溫度要遠遠高于柴油發(fā)動機，達到1000°C左右（柴油發(fā)動機為400°C左右），而VGT所使用的硬件材質(zhì)很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這項技術(shù)也遲遲未能在汽油機上應(yīng)用。近年來，博格華納與保時捷聯(lián)手克服了這個難題，使用了耐高溫的航空材料技術(shù)，從而成功開發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動機，保時捷則將這項技術(shù)稱為VTG（Variable Turbine Geometry）可變渦輪葉片技術(shù)。
工作原理
從原理上看，柴油機的VGT技術(shù)和保時捷的VTG并沒有本質(zhì)的區(qū)別，基本的原理和結(jié)構(gòu)都是相似的。下面，我們就通過保時捷的VTG技術(shù)來了解一下可變截面渦輪增壓器的工作原理。
VGT技術(shù)的核心部分就是可調(diào)渦流截面的導流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側(cè)增加了一環(huán)可由電子系統(tǒng)控制角度的導流葉片，導流葉片的相對位置是固定的，但是葉片角度可以調(diào)整，在系統(tǒng)工作時，廢氣會順著導流葉片送至渦輪葉片上，通過調(diào)整葉片角度，控制流過渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而控制渦輪的轉(zhuǎn)速。當發(fā)動機低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時候，導流葉片打開的角度較小。
根據(jù)流體力學原理，此時導入渦輪處的空氣流速就會加快，增大渦輪處的壓強，從而可以更容易推動渦輪轉(zhuǎn)動，從而有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的響應(yīng)時間和加速能力。而在隨著轉(zhuǎn)速的提升和排氣壓力的增加，葉片也逐漸增大打開的角度，在全負荷狀態(tài)下，葉片則保持全開的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達到一般大渦輪的增壓效果。
展開 △噴嘴示意圖
可變噴嘴技術(shù)
Sculpman的可變噴嘴技術(shù)放棄了圓柱形排布方式，通過擠出不同寬度的扁平矩形減少不必要的重復打印步驟。新噴嘴本身具有可無限旋轉(zhuǎn)的矩形開口，確保始終垂直于行進方向，在路徑規(guī)劃方面具有更大靈活性，同時改善層對齊和粘附。
△打印形狀差別
噴嘴還裝有兩個滑動元件，可以在打印中不斷改變開口大小，如同調(diào)整相機光圈一樣，甚至可以完全關(guān)閉以完全切斷材料流。
△無限旋轉(zhuǎn)能力
Sculpman的熱端系統(tǒng)將提供0到10毫米的開口配置，橫截面為0.5毫米，構(gòu)建速度高達每小時500立方厘米。根據(jù)Sculpman的說法，新型噴嘴還有效地將擠出寬度與層高分離，因此用戶可以選擇較寬的擠出寬度加快構(gòu)建速度，但無法通過進一步通過層高改善傾斜表面打印效果。
△擠出過程中連續(xù)可變的寬度
當前噴嘴設(shè)計與2.85毫米長絲兼容，無論是否帶有擠出驅(qū)動子組件。另外，Sculpman還在開發(fā)顆粒原料打印系統(tǒng)。據(jù)悉，這種可變噴嘴技術(shù)將在Formnext 2021的11號展廳D11展位展出。
△可環(huán)形打印
不得不說，這種設(shè)計確實讓南極熊眼前一亮。就像畫畫一樣，對于大面積涂色需求，寬線條最為合適；但是要進行精細描邊的話，還是細線條更為實用。這種改進相當于將噴頭變成了一個可以隨時改變寬度的“畫筆”，因此能夠兼具速度和精度。如果在實際操控上真的能夠?qū)崿F(xiàn)精確打印，那無疑會讓大部分“雞肋”的FDM機器重獲新生！
展開 據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，美國加州大學洛杉磯分校的工程師借助納米碳化鈦顆粒（大小僅1nm），讓無法被焊接的常用特種鋁合金AA 7075變得可被焊接，得到的產(chǎn)品有望應(yīng)用于汽車制造等領(lǐng)域，使其零件更輕便、更節(jié)能，同時堅固程度不變。
比較常見的鋁合金中強度最好的就是7075合金。它其幾乎與鋼一樣堅固，但重量僅為鋼的三分之一，普遍用在CNC切削制造的零部件，飛機機身和機翼、智能手機外殼和攀巖登山扣等上。但這種合金很難被焊接，特別是無法用汽車制造中使用的焊接方法焊接，使其無法被廣泛采用。這是因為，當這種合金在焊接過程中被加熱時，其分子結(jié)構(gòu)會使其構(gòu)成元素鋁、鋅、鎂和銅流動不均勻，導致焊接出來的產(chǎn)品存在裂縫。
現(xiàn)在，加州大學洛杉磯分校的工程師將碳化鈦納米顆粒注入AA 7075的焊絲內(nèi)，讓這些納米顆粒充當連接件之間的填充材料。使用這種新方法，生產(chǎn)出的焊接接頭的抗拉強度高達392MPa。相比之下，廣泛用于飛機和汽車零部件的AA 6061鋁合金焊接接頭的抗拉強度僅為186MPa。
根據(jù)研究，焊后進行熱處理，可將AA 7075接頭的抗拉強度提高到551MPa，堪與鋼材相媲美。新研究還顯示，注入了納米粒子的填充焊絲也可以更容易地連接其他難以焊接的金屬和金屬合金。
該研究主要負責人說：“新技術(shù)有望使這種高強度的鋁合金廣泛應(yīng)用于那些能大規(guī)模制造的產(chǎn)品，比如汽車或自行車上。公司可以使用他們已經(jīng)擁有的相同工藝和設(shè)備，將這種超強鋁合金納入其制造工藝中，使其產(chǎn)品更輕便、更節(jié)能，同時仍能保持其強度。”研究人員已經(jīng)與一家自行車制造商合作，使用該合金制造自行車車身。（來源：科技日報）
展開 雖然這些數(shù)字看似抽象且與我們的日常生活相距甚遠，但全球變暖和氣候變化正在以直接而深遠的方式影響著我們的生活。越來越多的證據(jù)表明，大規(guī)模氣候系統(tǒng)的這種變化一直在影響人類健康，包括極端高溫、風暴、干旱和間接傳染病造成的直接死亡和發(fā)病。人體的熱量增加歸因于環(huán)境中的外部熱量和代謝過程中的內(nèi)部熱量的整合。暴露在高于平均水平的環(huán)境中導致熱量增加迅速增加，會限制人體的熱穩(wěn)態(tài)，并導致各種直接疾病，如心血管死亡、呼吸系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和損傷。全球變暖不僅是一個“全球性”的問題，更是一個對我們許多人來說生死攸關(guān)的“個人”問題。
02
成果掠影
近期，芝加哥大學徐伯均團隊提出使用創(chuàng)新的可穿戴技術(shù)進行局部體溫調(diào)節(jié)，使人們更廣泛地適應(yīng)極端天氣。該研究對最先進的熱管理方法和可穿戴傳感技術(shù)進行了全面總結(jié)，并詳細討論了在不斷加劇的全球變暖環(huán)境下利用這些技術(shù)預防熱相關(guān)疾病的可行性。此外，文章提出了一個創(chuàng)新的健康管理閉環(huán)概念，通過可穿戴傳感器實時監(jiān)測環(huán)境和人體生理信息并提供實時反饋，同時利用熱管理技術(shù)根據(jù)信息進行動態(tài)調(diào)節(jié)，使人體能夠長期保持在健康和舒適的局部熱環(huán)境中。這種方法為個人和社會更好地適應(yīng)全球變暖所帶來的挑戰(zhàn)提供了有益的解決方案。相關(guān)研究成果以“Stay healthy under global warming: A review of wearable technology for thermoregulation”為題發(fā)表于《EcoMat》。
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可變氣缸技術(shù)的相關(guān)專題、標簽、搜索
可變氣缸技術(shù)的最新內(nèi)容
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，近日，根據(jù)韓媒韓國講師新聞報道，韓國全北大學宣布稱，李承熙教授研究團隊(工科研究生院納米融合工程系、高分子納米工程系、JBNU-KIST產(chǎn)學研融合系)的研究教授金民秀利用有機和無機復合納米散射體成功開發(fā)出可實現(xiàn)顯示量子點光致發(fā)光色轉(zhuǎn)換效率最大化的技術(shù)。
?左起分別為：金民秀研究教授、李多妍(畢業(yè)生)、鄭河英(碩士在讀生)
量子點(Quantum
來源 | EcoMat
01
背景介紹
自上世紀以來，全球平均氣溫已上升約 0.85°C 。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 的報告，到本世紀中葉，氣溫可能會達到 1.5°C。雖然這些數(shù)字看似抽象且與我們的日常生活相距甚遠，但全球變暖和氣候變化正在以直接而深遠的方式影響著我們的生活。越來越多的證據(jù)表明
導讀：3D打印技術(shù)正在不斷發(fā)展，然而FDM技術(shù)卻似乎遇到了瓶頸：打印精度和速度始終不盡如人意，比不上SLA技術(shù)。但是，可打印的塑料類型卻比SLA的樹脂更多，這就產(chǎn)生了現(xiàn)在的“雞肋”狀況。
△Sculpman噴嘴
2021年10月11日，南極熊獲悉，總部位于比利時的工程初創(chuàng)公司Sculpman正在利用新專利“可變噴嘴技術(shù)”推進FDM/FFF 3D打印。
目前具有代表性的可變氣缸技術(shù)有可變氣缸管理、多段式排氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、主動式可變氣缸管理系統(tǒng)等。
可變截面渦輪技術(shù)核心是可調(diào)渦流截面的導流葉片，這些導流葉片可在低轉(zhuǎn)速、低排氣量的工況下關(guān)閉，從而增大發(fā)動機的進氣壓力。
【圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導流葉片】
在詳細介紹可變截面渦輪技術(shù)之前，我們先再回顧一下渦輪增壓技術(shù)：
渦輪增壓技術(shù)是發(fā)動機上常見的技術(shù)之一，它的原理其實非常簡單：渦輪增壓器就相當于一個由發(fā)動機排出的廢氣所驅(qū)動的空氣泵。在發(fā)動機的整個燃燒過程中，大約會有
英國高地與島嶼大學工程學教授Andrew Rae領(lǐng)導的團隊成功讓史上最大的可變浮力推進無人機起飛。通過設(shè)計，鳳凰無人機可以不斷地變化，使自己變得比空氣更輕或者更重，從而產(chǎn)生推動力，讓飛機前進。
原型機機身裝有氦氣，可像氣球一樣讓飛機上升。氣囊可以吸入外界空氣并對其進行壓縮，使飛機變重進行下沉。在利用碳纖維機翼滑行的過程中，“上升和下潛”運動能夠推動飛機前行。https://www.hongyantu.com
據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道，美國加州大學洛杉磯分校的工程師借助納米碳化鈦顆粒（大小僅1nm），讓無法被焊接的常用特種鋁合金AA 7075變得可被焊接，得到的產(chǎn)品有望應(yīng)用于汽車制造等領(lǐng)域，使其零件更輕便、更節(jié)能，同時堅固程度不變。
比較常見的鋁合金中強度最好的就是7075合金。它其幾乎與鋼一樣堅固，但重量僅為鋼的三分之一
5 可變氣缸
可變氣缸技術(shù)一般適用于多氣缸大排量車型，如V6、V8、V12發(fā)動機，但隨著技術(shù)進步，現(xiàn)在很多直列四缸發(fā)動機也開始使用該技術(shù)，最典型的例子就是大眾EA211 1.5T發(fā)動機。
全新的3.5升V6發(fā)動機，采用了本田最先進的VCM可變氣缸管理技術(shù)。VCM系統(tǒng)能夠在3缸、4缸和全6缸工作模式間自動切換，在車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，全部6個氣缸投入工作；在中速巡航和低發(fā)動機負荷工況下，系統(tǒng)僅運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即3個氣缸；在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時，發(fā)動機將會用4個氣缸來運轉(zhuǎn)，從而大大降低了燃油消耗。
