交通运输发展前沿

汽车发动机技术发展前景摘要随着我国经济的发展，汽车产业成为国民经济的重要方面。而作为汽车“心脏”的发动机技术的发展演变则越来越受到业界人士的广泛关注。本文阐述了汽车发动机在国内国外，当今和未来发展的主要趋势。关键词：汽车发动机的发展混合动力技术的发展汽油混合动力技术的出现，使我们看到了汽油机继续存在和发展的希望。汽油机工况时刻变化是造成油耗高排放差的最重要原因，而汽油混合动力技术的最重要的一点是取消了汽油的怠速、加速、减速和最大转速下的最大功率状态。例如,丰田公司的PriuS混合动力轿车的最高转速只有4000~450Orpm,彻底地取消了对最大功率的要求。汽车采用汽油混合动力技术后，汽油机基本上就处在稳定的最低耗油率的状态下工作。混合动力汽车优势(l)节油。如果匹配得当，可以节省20%~50%的燃油(行驶工况不同有区别),如果有10%以上的在用车辆采用混合动力,所节省的燃油是非常可观的。⑵运行成本低。混合电动车不仅可节省大量的燃油费,由于采用电驱动系统进行启动和助力，发动机处于最佳状态工作，它的可靠性增加，整车的维护费用可以节省许多。⑶排放大幅度降低,取消停车怠速，发动机经常工作在经济区，有害气体的排放量减少30%—50%,具有很好的环保效益和社会效益。⑷噪声降低。混合电动汽车一般选用较小的发动机，且工作时间相对少，又经常工作经济区，它的平均噪声要低于同排量的车辆。⑸能够实现纯电动功能。当采用有一定数量电池的混合电动车,在城市中心地段,可以实施无排放要求，低噪声,来改善城市中心的环境问题混合动力汽车发展前景混合动力汽车只是一种过渡型产品，但至少有50年的寿命,只有到地球上石油资源进入枯竭期，石油供应严重不足的时候，使得石油燃料价格直线上涨并超过氢燃料，氢燃料电池才能够实现产业化，纯电动汽车才能够有真正发展的机会，但是这需要相当长的时间。只要有石油，就会有汽油产品存在,混合动力车就会存在。即使混合动力汽车与电动汽车并存，由于混合动力车没有改变人们使用汽车的习惯，也会较电动汽车有优势。增压发动机发展涡轮增压发动机(Turbo)涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%〜30%。这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率，或者说，一台小排量的发动机经增压后，可以产生较大排量发动机相同的功率。另外，发动机在采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和降低尾气排放。在宝来1.8T、速腾1.8T、途安1.8T、帕萨特1.8T、奥迪A4、1.8T/2.0T、奥迪A62.0T等车型上，都装有涡轮增压发动(Turbo)。但涡轮工作有迟滞现象，并且保养费用高。涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。机械增压发动机机械增压的压缩机直接被发动机的曲轴带动，它的优点是响应性好。但是它本身需要消耗一部分能量，因此机械增压不能产生特别强大的动力，尤其是在高转速时，从而影响到发动机转速的提高。它响应性好完全没有涡轮的迟滞现象，可以在任何时候都能输出源源不断的扭力。北京奔驰E200K路虎揽胜运动版等车型上，都装有机械增压发动机。但高转速时会产生大量的摩擦，从而影响到转速的提高，并且噪音大。发动机新技术可变气门定时技术VVT传统发动机的配气相位和升程是固定的，不能使各种工况下都得到最佳的配气正时，可变气门定时技术是汽油发动机技术发展的另一个里程碑。VVT指的是发动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机工况作实时的调节。VVT技术可分为3种：可变相位技术，可变升程技术，以及可变相位和升程技术。代表性的VVT技术是本田公司的VTEC，丰田公司的VVT-i保时捷公司的VarioCam和宝马公司的VANOS。这一技术使发动机设计师无需再在低速扭矩与高速功率之间作抉择，实时的气门定时调整使得同时顾及低速扭矩与高速功率成为可能。连续可变气门定时技术加上先进的发动机控制策略，可以巧妙地实现可变压缩比。如在大负荷时，发动机容易发生自然引起的爆震，通过推迟进气门关闭的时间来达到降低有效压缩比的目的，从而避免爆震。而在中小负荷时，爆震不再是个问题，可以通过调整气门关闭时间达到提高有效压缩比的目的，从而使发动机在中小负荷时有优异的热效率。可变气门技术也可使汽油机排放品质达到更好的水平。发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。它的特点是在大幅提高了燃油的经济效率的同时增加发动机的功率。可变排量技术VDE可变排量技术就是根据汽车动力的需求来实时决定发动机的有效排量，使做功的汽缸总是处于大负荷状态，从而达到节能环保的目的。这一技术适用于中大排量、V型布置的发动机，如本田的V6、通用的V8及戴-克的W12汽油机。美国福特汽车公司利用最先进的电脑控制技术，开发出可变排量发动机(VDE)，并准备将这种发动机安装在福特汽车公司以后生产的轿车和卡车上，以改善汽车的燃油经济性。这种发动机技术最适合多汽缸的发动机使用。对于12缸发动机来说，采用这种技术，相当于安装了2个独立的6缸发动机，可以根据驾驶的需要让一台发动机运行，而让另一台处于怠速状态。这样，就可以随时调整发动机的排气量，从而减少能源的消耗。据介绍，可变排量发动机并不是一项新的汽车技术。通用汽车公司早20世纪在80年代就在凯迪拉克上配备过可变排量发动机，但当时的机型未能达到它应该达到的性能标准。因为发动机经常产生较大的噪声，且从8缸转换成4缸的过程也非常不稳定，偶尔还会被卡死在一种状态下无法调节。造成这种问题的原因并不是可变排量发动机本身的技术有问题，而是当时的电脑芯片不能完成每秒200次的计算功能。汽油缸内直喷技术GDI三菱汽车公司很早就开发了GDI发动机，是日系品牌中缸内直喷技术的倡导者。三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术，让燃料消耗减少20%〜35%，让二氧化碳排放减少20%，二输出功率比普通的同排量多10%。缸内直喷技术有两大好处：一是发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到高压的燃烧室，同时在ECU的精确控制下，使混合气分层燃烧。这种技术可以让靠近火花塞处的混合气较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现稀薄点火和分层燃烧。二是由于汽油是直接被喷射到气缸内的，与传统的缸外喷射相比，混合气不需要经过节气阀，能减少节气阀对混合气体产生的阻力。参考文献：李磊，姬川.汽车计算机网络系统[J].科学时代,2009,01:82-83.张艳琴，张占领.计算机网络技术在汽车工业中的应用[A].河南省汽车工程学会.第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会:，2007:3.史艳彬，徐斌，闫志强.汽车计算机网络控制自动检测系统[J].汽车电器,2005,06:54-57.张西振.未来汽车发动机新技术[J].辽宁交通科技,2005,05:93-94.车义.现代汽车发动机技术的发展趋势[D].哈尔滨工程大学,2007.张宗法，熊锐.汽车发动机技术现状与进展[J].城市车辆,2008,02:38-42.陈小复.汽车发动机技术发展述评[J].上海汽车，1994,06:48-51+25.黎建功.国内外汽车发动机技术发展趋势[J].四川工业学院学报,1995,03:46-48.张宗法,吴家年，韦文求.我国车用发动机技术现状分析及发展对策[J].小型内燃机与摩托车,2013,01:92-96.王荣先.我国汽车发动机的发展概况[J].汽车技术，1996,02:1-7+27.刘进美.汽车发动机技术发展新潮流[J].汽车运用，1996,04:31-33.黄伟.汽车发动机技术的发展[J].黄冈职业技术学院学报,2002,03:8-9.WHICHAUTOMOTIVEENGINESINTHEFUTURE,ASME,TWOPARKAVE,NEWYORK,NY10016-5990USAMixtureofglycerolethersasdieselbio-derivableoxy-fuel:Impacto