第四周 资料发动机分类和构造.docx
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第四周资料发动机分类和构造
PartOneTheclassificationofengines
TSI
在国外大众的1.4T发动机上以及进口尚酷1.4T,TSI代表的是TwinchargerFuelStratifiedInjection这几个单词首字母的缩写,通过字母表面意思可以理解为双增压+分层燃烧+喷射的意思。
TSI发动机是在FSI技术的基础之上,安装了一个涡轮增压器和一个机械增压器,鉴于涡轮增压和机械增压的特性,机械增压可以从怠速开始就能为发动机提供增压效果,弥补了涡轮增压系统的延时缺点,所以TSI是一种极高效率的发动机形式,会是动力性与燃油燃油经济性的完美统一。
不过,国内生产的1.4T发动机则阉割了机械增压和分层燃烧,仅保留了涡轮增压和缸内直喷。
而大众1.8/2.0TSI中的“TSI”则代表着TurboFuelStratifiedInjection,通过字母表面意思可以理解为涡轮增压+分层燃烧+缸内直喷的意思,不过国内则省掉了分层燃烧。
从FSI所代表的FuelStratifiedInjection含义上看,分层燃烧应该是FSI发动机的精髓与特点,不过也可以理解为它的研发起点和基础。
DSG(DirectShiftGearbox)中文表面意思为“直接换挡变速器”,DSG有别于一般的半自动变速箱系统,它是基于手动变速箱而不是自动变速箱,因此,它也是AMT(机械式自动变速器)的一员。
DSG变速器是目前世界上很先进的变速器系统,DSG变速箱最大的特点在于它采用了双离合器。
DSG变速器与一般的变速系统不同,它是基于手动变速箱,而不是自动。
手动要比自动的效率高很多,而DSG除了同时拥有元件手动的灵活和自动的舒适外,更能够提供无间断的动力输出。
传统的手动变速器在踩下离合的时候,动力的输出就出现了间断,而普通的自动变速箱也不是没有离合,而是离合改由电脑控制,在换挡的时候也会出现动力中断的问题。
而DSG变速器内有两台自动控制的离合,在某一档位时,离合器1结合,一组齿轮咬合输出动力,在接近换挡时,下一组的齿轮已被预选,而与之相联的离合器2仍处于分离状态;在换入下一挡位时,处于工作状态的离合器1分离,将使用中的齿轮脱离动力,同时离合器2咬合已被预选的齿轮,进入下一档。
在整个换挡期间两组离合轮流工作,确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况
汽车后面的标识2011-02-2719:
59:
49|分类:
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教TX们识别汽车后面的标识——全面解析..........
为TX们能正确认识、了解爱车上的标示..........
增压发动机
类型一:
TSI
大众的TSI在国内外有着不一样的意思,国外的意思是TwinchargerStratifiedion,指
双增压(涡轮和机械增压)分层喷射技术。
而国内的意思,T代表涡轮增压,Si代表燃
油直喷,而不是T与FSI的简称,并没有燃油分层喷射技术,因为国内燃油质量一般,
达不到分层喷射的要求。
在国内,我们经常会看到不同的TSI标志。
有全红的、有就“SI”是红的、还有只有
“I”是红的。
但大家别误会他们技术不一样,这只是为了区分不同的排量而已。
例如:
2.0排量和1.8排量为“SI”是红色的,而2.0TSI车型中的高配车型或者高端车型则使用全
红的标识,那么1.4排量的当然只能是只有“I”是红色的了。
类型二:
TFSI
TFSI发动机也是涡轮燃油直喷发动机它可以说是FSI发动机和涡轮增压器的结合。
即涡轮增压(Turbocharger)+FSI。
它的T和TSI中的T一样,表示采用涡轮增压技术,
后面的FSI即燃油分层喷射发动机(FuelStratifiedion),S表示“分层次的”。
TFSI
发动机既分层喷射,又有涡轮增压,是TSI发动机的升级版。
类型三:
TDI
TDI是英文TurboDirection的缩写,意为涡轮增压直接喷射柴油发动机。
为了解决
SDI(自然吸气式柴油发动机)的先天不足,人们在柴油机上加装了涡轮增压装置,
使得进气压力大大增加,压缩比一般都到10以上,这样就可以在转速很低的情况下
达到很大的扭矩,而且由于燃烧更加充分,排放物中的有害颗粒含量也大大降低。
TDI技术使燃油经由一个高压喷射器直接喷射入气缸,因为活塞顶地造型是一个凹
陷式的碗状设计,燃油会在气缸内形成一股螺旋状的混合气。
自然吸气发动机
类型一:
CGI/CDI
发动机CGI技术是一种奔驰公司开发的缸内直喷技术。
供油动作已完全独立于进
门与活塞系统之外,ECU也因而拥有更多的主导权。
超乎传统喷射理论的稀薄燃烧
与更多元的混合比便得以实现。
在稳定行进或低负载状态下,采用缸内直喷设计的
发动机得以进入Ultralean(精实)模式。
在此设定下,发动机于进气行程时只能吸进空气,至于喷油嘴则在压缩行程才供
给燃料,以达到节约的效果。
根据实际测试,其最高能达到1:
65的油、气比例,除了
节能表现相当惊人,整体动力曲线也能够维持相当高的平顺度。
而CDI则为该技术的
柴油版本。
类型二:
VVT/CVVT/VVT-I/MIVEC/VTEC/i-VTEC
发动机可变气门正时技术(VVT,VariableValveTiming)原理是根据发动机的运行情
况,调整进气(排气)的量,和气门开合时间、角度,使进入的空气量达到最佳,
提高燃烧效率。
优点是省油,功升比大而缺点是中段转速扭矩不足。
目前本田的VTEC、i-VTEC、;丰田的VVT-i;日产的CVVT;三菱的MIVEC;铃木
的VVT;现代的VVT;起亚的CVVT;江淮的VVT;长城的VVT等也逐渐开始使用。
总
的说来其实就是一种技术,名字不同。
但部分车型仅具有可变气门技术而没有正时技
术,虽然比一般发动机要省油,但依然赶不上带正时技术的发动机。
绿色发动机
类型一:
Hybrid
混合动力汽车(HybridElectricalVehicle,简称HEV)是指同时装备两种动力来源——
热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。
通过在混合动力汽车上使用电机,使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵
活调控,而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。
而宝马
的ActiveHybr同样属于此类系统。
类型二:
DM
DM是DualMode的缩写。
是纯电动车(EV)和混合动力(HEV)相结合的技术。
DM双模电动车采用电动车系统和混合动力系统。
是一种将控制发动机和电动机两种
混合力量相结合的技术,实现了既可充电、又可加油的多种能量补充方式。
驱动系统:
类型一:
Quattro
Quattro全时四轮驱动的核心是Torsen中央差速器,他比任何电子控制技术更快的
调节前后轴力量的分配。
EDL(电子差速锁)在必要时将多余的动力传送到车轮上,
增强抓地性。
当车轮空转或者没有与地面接触时,这些浪费的驱动力就被输送到可以
受力的车轮上。
一旦出现外部条件引起的前后轴的速度差异,Torsen就会自动地,毫
无损失的将大部分的能量传输到有能力工作的驱动轴上,自动优化和分配四个车轮的
动力。
由于轴荷的平衡分布,驾驶者能够更好的掌握转向的精确性和灵活性,而不需
要扭矩转向辅助。
25年前,奥迪的工程师以quattro全时四轮驱动,在驱动技术领域树
立了里程碑。
类型二:
4WD(4X4)/AWD/xDrive/sDrive
四轮驱动系统(4WD系统,车身上标识4X4与4WD意思一样)是将发动机的驱
动力从2WD系统的两轮传动变为四轮传动。
4WD系统之所以列入主动安全系统,主要
是4WD系统有比2WD更优异的发动机驱动力应用效率,达到更好的轮胎牵引力与转
向力的有效发挥。
就安全性来说,4WD系统对轮胎牵引力与转向力的更佳应用,造成好
的行车稳定性以及循迹性。
除此之外4WD系统更有2WD所没有的越野性。
AWD(全时四驱系统)已经变得和4WD几乎一样了,唯一的区别就在于AWD
比4WD少了低比率的传动装置,不过AWD仍然提供在湿滑路面、恶劣天气以及轻
微越野路面的牵引能力。
但实际情况是,对一辆车的越野能力起决定性作用的是车辆
的离地高度而非AWD能力。
所有的AWD系统是全时四轮驱动的,这也就意味着你
不用进行2轮驱动或者全轮驱动模式的转换。
而宝马的XDRIVE、奔驰的4MATIC与AWD
一样是全时四驱系统,仅仅是称呼不一样,而SDRIVE则为后驱系统。
特殊车型:
类型一:
奥迪-S/RS
奥迪S系列包括了S3、S4、S5、S6、S8及更为高级的RS系列。
奥迪S系列集合了
奥迪最先进的技术并把车型调教至性能与卓越运动性相结合,并且全部配备了quattro
全时四驱系统。
奥迪RS是S系列里面最为顶尖的产品,相当于宝马的M系列与奔驰的
AMG系列。
类型二:
大众-GTI/R
大众标识了GTI的车型分别有高尔夫GTI与POLOGTI,他们属于原车型真正意义
上的运动版,不但外观有所改变,发动机也比原型车的发动机更为强劲。
R系列为大
众车型的高性能版本,帕萨特与高尔夫皆有R系列产品,比GTI版本车型的性能更为强劲。
类型三:
宝马-M/车型中的数字
我们在这所说的“M”与X5M/X6M这样的运动版不一样,我们要介绍的是代表
宝马最高性能的“M”。
熟悉宝马的人都知道,宝马m公司是宝马集团内的一个专业机
构,其使命就是把性能卓越的宝马汽车推向巅峰。
在一部宝马车上的字母“M”代表了
非凡的运动特性、专属性和高超的工艺,同时也是优秀的驾驶技艺和个人风格的象征。
M分部可以和梅赛德斯-奔驰的AMG相媲美,在它手中所诞生的产品进一步延伸了这
个全新的性能理念:
BMW高品质跑车——M系。
宝马的M公司除了设计和制造高性能
的车型之外,它的业务还延伸至一个新的领域——bmwindividual(宝马个性化)改装部,
主要是按照客户的个性化要求设计制造新的个性化宝马车型,满足客户极端的个性需求。
而在一般宝马车的型号也许会让人困惑,他与一般用排量命名的方式不一样。
宝马采用了按扭矩大小的方式命名,车型的3位数字中首数字为车系,而后两位为
扭矩识别。
例如318i与320i同样使用2.0自然吸气发动机,但因为调教不一样,所以
他们的扭矩分别为180N.m和200N.m。
类型四:
AMG
强调高性能的传统,特别是大马力发动机的应用以及M和AMG特有的造车理念—
限量供应,这些都会使全世界的车迷如醉如狂,也造就了像M和AMG这样的公司长盛
不衰的辉煌。
1988年,AMG成为生产制造高性能汽车的一支重要力量。
那一年AMG与
奔驰公司建立了战略伙伴关系,而奔驰也开始重返德国汽车巡回赛等赛事。
两家公司
合作发展的第一辆车是1993年出品的C36AMG,如今奔驰公司承诺要在每种奔驰车上
生产其AMG型号。
汽车进气系统
求助编辑百科名片
把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统。
目录
概述
分类
应用车型
可变配气技术
可变气门相关技术
可变气门正时系统VVT-i
VTEC
可变进气系统
双脉冲进气系统
四气门二阶段进气系统
三阶段进气系统
可变进气涡流控制系统
汽车进气系统的效率容积效率
充填效率
进气歧管与容积效率
脉动效应
惯性效应
进气系统的工作原理
容积效率
惯性效应
进气系统的改装
进气系统养护
展开概述
分类
应用车型
可变配气技术
可变气门相关技术
可变气门正时系统VVT-i
VTEC
可变进气系统
双脉冲进气系统
四气门二阶段进气系统
三阶段进气系统
可变进气涡流控制系统
汽车进气系统的效率容积效率
充填效率
进气歧管与容积效率
脉动效应
惯性效应
进气系统的工作原理
容积效率
惯性效应
进气系统的改装
进气系统养护
展开编辑本段概述发动机是工程机械的心脏,而进气系统则是发动机的动脉,进气系统的合理性直接影响发动机的性能、寿命,从而影响整机的性能、寿命及环保性。
进气系统的功能是为发动机提供清洁、干燥、充足的空气,系统中主要组件空滤器、管路及其设计安装将直接影响发动机功能的发挥、工作的稳定性、可靠性,甚至大大缩短其寿命。
编辑本段分类当代汽车进气系统主要是可变进气系统。
可变进气系统主要分VVT(可变气门正时),CVVT(连续可变气门正时),VVT-i(电子可变正时),i-VTEC(电子可变气门升程)这四种。
编辑本段应用车型这四种主要的可变进气系统的应用车型分别是:
北京现代伊兰特:
VVT(可变气门正时)
东风悦达起亚赛拉图:
CVVT(连续可变气门正时)
丰田车系,例如卡罗拉、花冠VVT-i(电子可变正时)
本田车系,例如雅阁、CRV、思域i-VTEC(电子可变气门升程)
编辑本段可变配气技术可变配气技术,从大类上分,包括可变气门正时和可变气门行程两大类。
首先谈一下普通发动机配气机构,大家都知道气门是由发动机的曲轴通过凸轮轴带动的,气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。
在发动机运转的时候,我们需要让更多的新鲜空气进入到燃烧室,让废气能尽可能的排出燃烧室,最好的解决方法就是让进气门提前打开,让排气门推迟关闭。
这样,在进气行程和排气行程之间,就会发生进气门和排气门同时打开的情况,这种进排气门之间的重叠被称为气门叠加角。
在普通的发动机上,进气门和排气门的开闭时间是固定不变的,气门叠加角也是固定不变的,是根据试验而取得的最佳配气定时,在发动机运转过程中是不能改变的。
然而发动机转速的高低对进,排气流动以及气缸内燃烧过程是有影响的。
转速高时,进气气流流速高,惯性能量大,所以希望进气门早些打开,晚些关闭,使新鲜气体顺利充入气缸,尽量多一些混合气或空气。
反之在在发动机转速较低时,进气流速低,流动惯性能量也小,如果进气门过早开启,由于此时活塞正上行排气,很容易把新鲜空气挤出气缸,使进气反而少了,发动机工作不稳定。
因此,没有任何一种固定的气门叠加角设置能让发动机在高低转速时都能完美输出的,如果没有可变气门正时技术,发动机只能根据其匹配车型的需求,选择最优化的固定的气门叠加角。
例如,赛车的发动机一般都采用较小的气门叠加角,以有利于高转速时候的动力输出。
而普通的民用车则采用适中的气门叠加角,同时兼顾高速和低速是的动力输出,但在低转速和高转速时会损失很多动力。
而可变气门正时技术,就是通过技术手段,实现气门叠加角的可变来解决这一矛盾。
如90年代初,日本本田公司推出一种即可改变配气正时,又能改变气门运动规律的可变配气定时-升程的控制机构,是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。
就是现在大家耳熟能详的VTEC机构:
一般发动机每缸气门组只由一组凸轮驱动,而VTEC系统的发动机却有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮,并可通过电子控制系统的自动操纵,进行自动转换。
采用VTEC系统,保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求,使发动机无论在何速率运转都达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。
需要说明的是,发动机采用可变配气定时技术获得上述好处的同时,没有任何负面影响,换句话说,就是没有对于发动机的工作强度提出更高的要求。
VTEC的设计就好像采用了两根不同的凸轮轴似的,一根用于低转速,一根用于高转速,但是VTEC发动机的不同之处就在于将这样两种不同的凸轮轴设计在了一根凸轮轴上。
本田发动机进气凸轮轴中,除了原有控制两个气门的一对凸轮(主凸轮和次凸轮)和一对摇臂(主摇臂和次摇臂)外,还增加了一个较高的中间凸轮和相应的摇臂(中间摇臂),三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。
发动机低速时,小活塞在原位置上,三根摇臂分离,主凸轮和次凸轮分别推动主摇臂和次摇臂,控制两个进气门的开闭,气门升量较少,情形好像普通的发动机。
虽然中间凸轮也推动中间摇臂,但由于摇臂之间已分离,其它两根摇臂不受它的控制,所以不会影响气门的开闭状态。
发动机达到某一个设定的高转速时,电脑即会指令电磁阀启动液压系统,推动摇臂内的小活塞,使三根摇臂锁成一体,一起由中间凸轮c驱动,由于中间凸轮比其它凸轮都高,升程大,所以进气门开启时间延长,升程也增大了。
当发动机转速降低到某一个设定的低转速时,摇臂内的液压也随之降低,活塞在回位弹簧作用下退回原位,三根摇臂分开。
整个VTEC系统由发动机电子控制单元(ECU)控制,ECU接收发动机传感器(包括转速、进气压力、车速、水温等)的参数并进行处理,输出相应的控制信号,通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统,从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制,影响进气门的开度和时间。
本田的VTEC发动机技术已经推出了十年左右了,事实也证明这种设计是可靠的。
它可以提高发动机在各种转速下的性能,无论是低速下的燃油经济性和运转平顺性还是高速下的加速性。
可以说,在电子控制阀门机构代替传统的凸轮机构之前,本田的VTEC技术在目前可以说是一种很好的方法。
编辑本段可变气门相关技术⑴可变气门正时技术:
就是说它可随发动机的转速负荷水温等运行参数的变化,而适时的调正配气正时,优化的固定的气门叠加角,发动机的功率和扭力输出将会更加线性,同时兼顾高低转速的动力输出,使发动机在高低速下均能达到最高效率降低排放节省燃料。
像日系TOYOTA的VVT-i和HONDA的i-VTEC,现在的名车基本都有类似的技术,只是不同类型的车在细节上有不同的细节调整和细分技术。
像大众GOLF部分车型用的是凸轮轴角度调整系统,通过调整凸轮轴的位置改变气门的升程和开启角度,这是相对正时可变气门要简单的。
如果再进一步说的话,就像我们经常可以看见VVT-i、i-VTEC、VVL、VVTL-i等技术标号,这些标号都代表了它们与众普通的发动机不一样,这些发动机都采用了发动机可变配气的技术。
而可变配气技术,从大类上又可分可变气门正时和可变气门行程两大类,有些发动机只匹配可变气门正时,如丰田的VVT-i发动机;有些发动机只匹配了可变气门行程,如本田的VTEC;有些发动机既匹配的可变气门正时又匹配的可变气门行程,如丰田的VVTL-i,本田的i-VTEC。
我们知道,发动机的气门行程是受凸轮轴转角长度控制的,在普通的发动机上,凸轮轴的转角长度固定,气门行程也是固定不变的。
类似于不可变气门正时的发动机,这种气门行程固定不变的发动机,它采用的气门行程设计也是根据发动机的需求设定,赛车发动机采用长行程设计,以获得高转速是强大的功率输出,但在低转速的时候会工作不稳定;普通民用车则采用兼顾高低转速的气门行程设计,但会在高低转速区域损失动力。
而采用可变行程技术的发动机,气门行程能随发动机转速的改变而改变。
在高转速时,采用长行程来提高进气效率,让发动机的呼吸更顺畅,在低速时,采用短行程,能产生更大的进气负压及更多的涡流,让空气和燃油充分混合,因而提高低转速时的扭力输出。
综合来讲,可变气门正时技术,在整个可变配气技术里,属于结构简单成本低的机构系统,它通过液压和齿轮传动机构,根据发动机的需要动态调节气门正时。
由于结构简单,增加的成本有限,这个技术现在已经配备在大多数主流发动机上。
可变气门正时不能改变气门开启持续时间,只能控制气门提前打开或推迟关闭的时刻。
同时,它也不能像可变凸轮轴一样控制气门开启行程,所以它对提升发动机的性能所起的作用有限。
不过这种技术是结构简单,成本低廉的可变配气技术,因为它只需要一套液压装置,就能调整凸轮轴相位,而不像其他系统那样,在每个气缸都需要布置一个液压机构。
⑵作为惯性可变进气系统,是通过改变进气歧管的形状的长度,低转速用长进气管,保证空气密度,维持低转的动力输出效率;高转用短进气歧管,加速空气进入汽缸的速度,增强进气气流的流动惯性,保证高转下的进气量,以此来兼顾各段转速发动机的表现。
加装VIS后,发动机进气气流的流动惯性和进气效率都有所加强,从而提高了扭矩,并降低了油耗。
作为这两种技术,“个人”认为,虽都是当下较先进的工艺技术,但也都是在控制生产研制和装配成本的基础上发展起来的“永远”与高端技术临界的工艺,都有着个性鲜明的特点,也有着同样的局限,哪个比哪个更好,没有什么可比性,可以说是不分伯仲。
编辑本段可变气门正时系统可变气门正时系统大致有2种分类——VVT-i和VTEC两种。
VVT-i
VVT-i是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写,VVT-i可连续调节气门正时,但不能调节气门升程。
它的工作原理是:
当发动机由低速向高速转换时,电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮,这样,在压力的作用下,小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度,从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转,从而改变进气门开启的时刻,达到连续调节气门正时的目的。
VTEC
VTEC全称是可变气门正时和升程电子控制系统,是本田的专有技术,它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化,而适当地调整配气正时和气门升程,使发动机在高、低速下均能达到最高效率。
在VTEC系统中,其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面,分别顶动摇臂轴上的三个摇臂,当发动机处于低转速或者低负荷时,三个摇臂之间无任何连接,左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门,使两者具有不同的正时及升程,以形成挤气作用效果。
此时中间的高速摇臂不顶动气门,只是在摇臂轴上做无效的运动。
当转速在不断提高时,发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中,电脑对这些信息进行分析处理。
当达到需要变换为高速模式时,电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀,使压力机油进入摇臂轴内顶动活塞,使三只摇臂连接成一体,使两只气门都按高速模式工作。
当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时,电脑再次发出信号,打开VTEC电磁阀压力开头,使压力机油泄出,气门再次回到低速工作模式。
发动机油耗可以通过一扇门的运动来说明。
门开启的大小和时间长短,决定了进出入的人流量。
门开启的角度越大,开启时间越长,进出入的人流量越大,门开启的角度越小,开启时间越短,进出入的人流量就越少。
在剧院入场看戏,要一个一个观众验票进场,就要控制大门的开启角度,有些匣道还设置栏杆,象地铁出入口一样。
在剧院散场时要尽快疏散观众,就要撤除匣道栏杆,将大门完全打开。
大门开启角度和时间决定人流量,这非常容易理解。
同样的道理用于发动机上,就产生了气门升程和正时的概念。
气门升程就好像门开启的角度,正时就好象门开启的时间。
以立体的思维观点看问题,角度加时间就是一个容积空间的大小,它的大小决定了耗油量。
在实际运行中,汽车的运行负荷不可能一成不变,随着路面、速度和控制油门力度的不同,发动机负荷总是处在一个经常变化的状态之中,这个变化中的负荷影响着发动机的耗油量。
当负荷大时,耗油量大,反之就少。
一般汽车发动机耗油量是由节气门控制,它好象一扇门,通过节气门开启的角度和时间来控制混合比。
在燃油电喷系统中,进入气缸的空气流量由节气门控制,节气门则由油门踏板控制。
节气门开度越大空气流量越多,电控单元(ECU)再根据节气门位置传感器及其它位置传感器反馈来的信号来控制喷油器的喷油量。
但是,随着发动机气门增多和转速的增高,发动机的气门升程和正时如果不随着变化,在一些工况下会出现难以解决的矛盾,例如如何保证低转速时的扭矩输出和高转速时的功率输出及在这些工况下的燃油消耗等问题,用单个节气门控制的燃油供给方式是难