汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展前景摘要隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)的重要方面。而作為汽車“心臟”的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展演變則越來越受到業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。本文闡述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在國內(nèi)國外，當(dāng)今和未來發(fā)展的主要趨勢。關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展混合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展汽油混合動(dòng)力技術(shù)的出現(xiàn)，使我們看到了汽油機(jī)繼續(xù)存在和發(fā)展的希望。汽油機(jī)工況時(shí)刻變化是造成油耗高排放差的最重要原因，而汽油混合動(dòng)力技術(shù)的最重要的一點(diǎn)是取消了汽油的怠速、加速、減速和最大轉(zhuǎn)速下的最大功率狀態(tài)。例如,豐田公司的PriuS混合動(dòng)力轎車的最高轉(zhuǎn)速只有4000~450Orpm,徹底地取消了對最大功率的要求。汽車采用汽油混合動(dòng)力技術(shù)后，汽油機(jī)基本上就處在穩(wěn)定的最低耗油率的狀態(tài)下工作。混合動(dòng)力汽車優(yōu)勢(l)節(jié)油。如果匹配得當(dāng)，可以節(jié)省20%~50%的燃油(行駛工況不同有區(qū)別),如果有10%以上的在用車輛采用混合動(dòng)力,所節(jié)省的燃油是非常可觀的。⑵運(yùn)行成本低。混合電動(dòng)車不僅可節(jié)省大量的燃油費(fèi),由于采用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)和助力，發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳狀態(tài)工作，它的可靠性增加，整車的維護(hù)費(fèi)用可以節(jié)省許多。⑶排放大幅度降低,取消停車怠速，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作在經(jīng)濟(jì)區(qū)，有害氣體的排放量減少30%—50%,具有很好的環(huán)保效益和社會(huì)效益。⑷噪聲降低。混合電動(dòng)汽車一般選用較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，且工作時(shí)間相對少，又經(jīng)常工作經(jīng)濟(jì)區(qū)，它的平均噪聲要低于同排量的車輛。⑸能夠?qū)崿F(xiàn)純電動(dòng)功能。當(dāng)采用有一定數(shù)量電池的混合電動(dòng)車,在城市中心地段,可以實(shí)施無排放要求，低噪聲,來改善城市中心的環(huán)境問題混合動(dòng)力汽車發(fā)展前景混合動(dòng)力汽車只是一種過渡型產(chǎn)品，但至少有50年的壽命,只有到地球上石油資源進(jìn)入枯竭期，石油供應(yīng)嚴(yán)重不足的時(shí)候，使得石油燃料價(jià)格直線上漲并超過氫燃料，氫燃料電池才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，純電動(dòng)汽車才能夠有真正發(fā)展的機(jī)會(huì)，但是這需要相當(dāng)長的時(shí)間。只要有石油，就會(huì)有汽油產(chǎn)品存在,混合動(dòng)力車就會(huì)存在。即使混合動(dòng)力汽車與電動(dòng)汽車并存，由于混合動(dòng)力車沒有改變?nèi)藗兪褂闷嚨牧?xí)慣，也會(huì)較電動(dòng)汽車有優(yōu)勢。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbo)渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。渦輪增壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭力，一般而言，加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩要增大20%?30%。這意味著一臺(tái)尺寸和重量相同的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說，一臺(tái)小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后，可以產(chǎn)生較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相同的功率。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)在采用了增壓技術(shù)后，還能提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低尾氣排放。在寶來1.8T、速騰1.8T、途安1.8T、帕薩特1.8T、奧迪A4、1.8T/2.0T、奧迪A62.0T等車型上，都裝有渦輪增壓發(fā)動(dòng)(Turbo)。但渦輪工作有遲滯現(xiàn)象，并且保養(yǎng)費(fèi)用高。渦輪增壓器的缺點(diǎn)是滯后，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，使發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率，這對于要突然加速或超車的汽車而言，瞬間會(huì)有點(diǎn)提不上勁的感覺。機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械增壓的壓縮機(jī)直接被發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸帶動(dòng)，它的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)性好。但是它本身需要消耗一部分能量，因此機(jī)械增壓不能產(chǎn)生特別強(qiáng)大的動(dòng)力，尤其是在高轉(zhuǎn)速時(shí)，從而影響到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高。它響應(yīng)性好完全沒有渦輪的遲滯現(xiàn)象，可以在任何時(shí)候都能輸出源源不斷的扭力。北京奔馳E200K路虎攬勝運(yùn)動(dòng)版等車型上，都裝有機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。但高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦，從而影響到轉(zhuǎn)速的提高，并且噪音大。發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)可變氣門定時(shí)技術(shù)VVT傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位和升程是固定的，不能使各種工況下都得到最佳的配氣正時(shí)，可變氣門定時(shí)技術(shù)是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)里程碑。VVT指的是發(fā)動(dòng)機(jī)氣門升程和配氣相位定時(shí)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況作實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)。VVT技術(shù)可分為3種：可變相位技術(shù)，可變升程技術(shù)，以及可變相位和升程技術(shù)。代表性的VVT技術(shù)是本田公司的VTEC，豐田公司的VVT-i保時(shí)捷公司的VarioCam和寶馬公司的VANOS。這一技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師無需再在低速扭矩與高速功率之間作抉擇，實(shí)時(shí)的氣門定時(shí)調(diào)整使得同時(shí)顧及低速扭矩與高速功率成為可能。連續(xù)可變氣門定時(shí)技術(shù)加上先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，可以巧妙地實(shí)現(xiàn)可變壓縮比。如在大負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)容易發(fā)生自然引起的爆震，通過推遲進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)間來達(dá)到降低有效壓縮比的目的，從而避免爆震。而在中小負(fù)荷時(shí)，爆震不再是個(gè)問題，可以通過調(diào)整氣門關(guān)閉時(shí)間達(dá)到提高有效壓縮比的目的，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在中小負(fù)荷時(shí)有優(yōu)異的熱效率。可變氣門技術(shù)也可使汽油機(jī)排放品質(zhì)達(dá)到更好的水平。發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。它的特點(diǎn)是在大幅提高了燃油的經(jīng)濟(jì)效率的同時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。可變排量技術(shù)VDE可變排量技術(shù)就是根據(jù)汽車動(dòng)力的需求來實(shí)時(shí)決定發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量，使做功的汽缸總是處于大負(fù)荷狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。這一技術(shù)適用于中大排量、V型布置的發(fā)動(dòng)機(jī)，如本田的V6、通用的V8及戴-克的W12汽油機(jī)。美國福特汽車公司利用最先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，開發(fā)出可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)(VDE)，并準(zhǔn)備將這種發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在福特汽車公司以后生產(chǎn)的轎車和卡車上，以改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。這種發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)最適合多汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)使用。對于12缸發(fā)動(dòng)機(jī)來說，采用這種技術(shù)，相當(dāng)于安裝了2個(gè)獨(dú)立的6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，可以根據(jù)駕駛的需要讓一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，而讓另一臺(tái)處于怠速狀態(tài)。這樣，就可以隨時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量，從而減少能源的消耗。據(jù)介紹，可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)并不是一項(xiàng)新的汽車技術(shù)。通用汽車公司早20世紀(jì)在80年代就在凱迪拉克上配備過可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)，但當(dāng)時(shí)的機(jī)型未能達(dá)到它應(yīng)該達(dá)到的性能標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常產(chǎn)生較大的噪聲，且從8缸轉(zhuǎn)換成4缸的過程也非常不穩(wěn)定，偶爾還會(huì)被卡死在一種狀態(tài)下無法調(diào)節(jié)。造成這種問題的原因并不是可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)有問題，而是當(dāng)時(shí)的電腦芯片不能完成每秒200次的計(jì)算功能。汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)GDI三菱汽車公司很早就開發(fā)了GDI發(fā)動(dòng)機(jī)，是日系品牌中缸內(nèi)直噴技術(shù)的倡導(dǎo)者。三菱的GDI發(fā)動(dòng)機(jī)通過稀薄燃燒技術(shù)，讓燃料消耗減少20%?35%，讓二氧化碳排放減少20%，二輸出功率比普通的同排量多10%。缸內(nèi)直噴技術(shù)有兩大好處：一是發(fā)動(dòng)機(jī)能在火花塞點(diǎn)火之前把汽油直接噴射到高壓的燃燒室，同時(shí)在ECU的精確控制下，使混合氣分層燃燒。這種技術(shù)可以讓靠近火花塞處的混合氣較濃，遠(yuǎn)離火花塞的混合氣相對較稀，從而更有效的實(shí)現(xiàn)稀薄點(diǎn)火和分層燃燒。二是由于汽油是直接被噴射到氣缸內(nèi)的，與傳統(tǒng)的缸外噴射相比，混合氣不需要經(jīng)過節(jié)氣閥，能減少節(jié)氣閥對混合氣體產(chǎn)生的阻力。參考文獻(xiàn)：李磊，姬川.汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J].科學(xué)時(shí)代,2009,01:82-83.張艷琴，張占領(lǐng).計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[A].河南省汽車工程學(xué)會(huì).第四屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].河南省汽車工程學(xué)會(huì):，2007:3.史艷彬，徐斌，閆志強(qiáng).汽車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制自動(dòng)檢測系統(tǒng)[J].汽車電器,2005,06:54-57.張西振.未來汽車發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)[J].遼寧交通科技,2005,05:93-94.車義.現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢[D].哈爾濱工程大學(xué),2007.張宗法，熊銳.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].城市車輛,2008,02:38-42.陳小復(fù).汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展述評[J].上海汽車，1994,06:48-51+25.黎建功.國內(nèi)外汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢[J].四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1995,03:46-48.張宗法,吳家年，韋文求.我國車用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析及發(fā)展對策[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車,2013,01:92-96.王榮先.我國汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況[J].汽車技術(shù)，1996,02:1-7+27.劉進(jìn)美.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展新潮流[J].汽車運(yùn)用，1996,04:31-33.黃偉.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展[J].黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2002,03:8-9.WHICHAUTOMOTIVEENGINESINTHEFUTURE,ASME,TWOPARKAVE,NEWYORK,NY10016-5990USAMixtureofglycerolethersasdieselbio-derivableoxy-fuel:Impacto