國內(nèi)外汽車發(fā)動機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1、國內(nèi)外汽車發(fā)動機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢姓名：祖春勝 班級：車輛09-2 學(xué)號：0901040440摘要：本文綜述了發(fā)動機(jī)的發(fā)展帶動汽車的發(fā)展，隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增長，大氣污染，石油資源枯竭，故而，世界汽車界將在發(fā)動機(jī)上發(fā)展更先進(jìn)的技術(shù)從而實現(xiàn)汽車的節(jié)能和環(huán)保，通過列舉大量國內(nèi)外發(fā)動機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，從而更進(jìn)一步的了解發(fā)動機(jī)的節(jié)能與環(huán)保。關(guān)鍵詞：電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)；渦輪增壓；燃油品質(zhì)；排氣后處理；汽油機(jī)直噴（GDI）技術(shù) The status and development trend of Domestic and foreign automobile enginesAbstract: The

2、 paper distract the development of internal combustion engine driven vehicle development, accompanied by rapid growth in automobile production and sales from the atmospheric pollution and oil consumption. Undoubtedly, the development advanced engine technology in the automotive energy-saving, enviro

3、nmental protection is the important issue to the world automotive industry. By listing plenty of domestic and foreign engine technology situation and the development tendency, so as to further understand the engine of energy conservation and environmental protectionKeywords: Electric hydraulic air i

4、ntake system；Monomer pump technology; Fuel Character；Exhaust Gas After Treatment、Gasoline direct injection (GDI) technology 伴隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增長，從而帶來了世界石油資源日趨枯竭的壓力, 面對汽車急劇增長對環(huán)境的影響, 世界汽車界不停地在尋找實現(xiàn)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的解決方法，對發(fā)動機(jī)的環(huán)保，能源諸方面的技術(shù)加以改進(jìn)。一 柴油機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀1.1柴油機(jī)的性能特點（1）好的燃油經(jīng)濟(jì)性。（2）有能量密度高，燃油消耗率低，這對節(jié)約能源和提高經(jīng)濟(jì)效益都很重要。（3）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，

5、零部件材料和工藝要求較高，制造成本較高，與汽油機(jī)相比質(zhì)量較大。柴油機(jī)主要有三大優(yōu)點:(1)經(jīng)濟(jì)。首先，每單位柴油的能量含量比汽油高；其次，柴油機(jī)的壓燃特性， 使其熱效率比汽油機(jī)高。一般柴油機(jī)的油耗要比汽油機(jī)的低 30%40%。(2)環(huán)保。一般來說, 機(jī)動車的主要排放物有一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒍趸?、顆粒物和氮氧化物。相對而言, 柴油機(jī)的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖投趸寂欧帕繕O低, 但在顆粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油機(jī)更難處理。 這是柴油機(jī)本身的特性造成的, 可通過現(xiàn)代技術(shù)處治。(3)柴油機(jī)低速大扭矩的特性, 為汽車提供了更好的使用性能。 通過采用先進(jìn)的燃油噴射技術(shù)和電控技術(shù), 現(xiàn)代柴油機(jī)

6、在動力性、加速性、舒適性指標(biāo)上已經(jīng)無異于汽油機(jī)。1.2國內(nèi)發(fā)動機(jī)的技術(shù)特點（1）智能省油VVT-i 近年生產(chǎn)的豐田轎車，包括最新的威姿大都裝配了標(biāo)準(zhǔn)有“VVT-i”字樣的發(fā)動機(jī)。VVT-i，是英文“Variable Valve Timing intake”的縮寫，意思是“智能可變配氣正時”。由于采用電子控制單元（ECU）控制，因此豐田起了一個好聽的中文名稱叫“智能型可變氣門正時系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制氣門凸輪軸。VVT-i是一種控制進(jìn)氣凸輪軸氣門正時的裝置，它通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角配氣正時進(jìn)行優(yōu)化，從而提高了發(fā)動機(jī)在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動力性，燃油經(jīng)濟(jì)性，降低尾氣的排放。1（2）共軌與四氣門技術(shù)國外柴油

7、機(jī)目前一般采用共軌新技術(shù)、四氣門技術(shù)和渦輪增壓中冷技術(shù)相結(jié)合， 使發(fā)動機(jī)在性能和排放限值方面取得較好的成效，能滿足歐3排放限值法規(guī)的要求。四氣門結(jié)構(gòu)（二進(jìn)氣二排氣）不僅可以提高充氣效率，更由于噴油嘴可以居中布置， 使多孔油束均勻分布，可為燃油和空氣的良好混合創(chuàng)造條件；同時， 可以在四氣門缸蓋上將進(jìn)氣道設(shè)計成兩個獨立的具有為同形狀的結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)可變渦流。 這些因素的協(xié)調(diào)配合，可大大提高混合氣的形成質(zhì)量（品質(zhì)），有效降低碳煙顆粒、HC 和 NOX 排放并提高熱效率。（3）高壓噴射和電控噴射技術(shù)高壓噴射和電控噴射技術(shù)是目前國外降低柴油機(jī)排放的重要措施之一， 高壓噴射和電控噴射技術(shù)的有效采用，可使燃油

8、充分霧化，各缸的燃油和空氣混合達(dá)到最佳， 從而降低排放，提高整機(jī)（車）性能。（4）渦輪增壓技術(shù) 渦輪增壓發(fā)動機(jī)是依靠渦輪增壓器來加大發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的一種發(fā)動機(jī)，渦輪增壓器(Turbo)實際上就是一個空氣壓縮機(jī)。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi))，渦輪又帶動同軸的葉輪位于進(jìn)氣道內(nèi)，葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量就相應(yīng)地得到增加，就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。2 渦輪增壓發(fā)動機(jī)的最大優(yōu)點是它可在不增加發(fā)動機(jī)排量的基礎(chǔ)上，大幅度提高發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。一臺

9、發(fā)動機(jī)裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。（5）排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的應(yīng)用EGR 是目前發(fā)達(dá)國家先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)中普遍采用的技術(shù)，其工作原理是將少量廢氣引入氣缸內(nèi)， 這種不可再燃燒的 CO2 及水蒸汽廢氣的熱容量較大，能使燃燒過程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢， 缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，破壞 NOX 的生成條件。EGR技術(shù)可使機(jī)動車NOX排放明顯降低， 但對重型車用柴油機(jī)而言，目前傾向于使用中冷EGR技術(shù)，因為其不僅能明顯降低NOX， 還能保持其他污染物的低水平。（6）后處理技術(shù)柴油機(jī)后處理的目標(biāo)是進(jìn)一步改善PM和NOX的排放。 目前主要采用加裝氧化型催化

10、轉(zhuǎn)化器和研究開發(fā) NOX 催化轉(zhuǎn)化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。（7） 降低機(jī)油消耗柴油機(jī)排放的顆粒物中，有相當(dāng)一部分來自餾分較重的機(jī)油的燃燒。 為了滿足日益嚴(yán)格的柴油機(jī)（車）排放限值標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須把來自機(jī)油的燃燒降至最低限度， 即在保證發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，最大限度地減少機(jī)油的消耗。為了降低柴油機(jī)的機(jī)油消耗， 活塞環(huán)的優(yōu)化設(shè)計和制造及缸套間的科學(xué)配置非常重要。1.3 柴油發(fā)動機(jī)的主要問題 柴油發(fā)動機(jī)存在的主要問題就是氮氧化物和黑色的碳煙。 柴油機(jī)在燃燒時的壓力和溫度都高于汽油機(jī), 吸入燃燒室里的空氣也較多, 燃燒室內(nèi)剩余空氣中的氧氣和氮氣很容易在高溫、高壓的條件下發(fā)生反應(yīng), 而生成

11、氮氧化物。燃燒區(qū)域中油滴周圍的含氧量相對柴油汽較低, 影響了柴油的充分燃燒, 這將導(dǎo)致碳煙 (燃油中未燃燒的碳) 的排放, 也就是顆粒物。不過, 隨著柴油機(jī)技術(shù)的進(jìn)步, 其環(huán)保性能已大有改善。 自1998年以來, 新型公路用柴油機(jī)的顆粒物排放量已降低了 83% , 氮氧化物的排放量也已降低了 63% , 90年代以來的柴油發(fā)動機(jī)已經(jīng)基本消除了黑煙。這主要得益于柴油機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展, 燃油供給、燃燒室設(shè)計和渦輪增壓方面的改良。1.4柴油機(jī)的發(fā)展趨勢 柴油機(jī)的大功率、低排放、良好的電子控制等顯著優(yōu)點將使柴油發(fā)動機(jī)在新的時代有長足的發(fā)展?，F(xiàn)在全球各大廠商正致力于新型綠色環(huán)保柴油機(jī)的研發(fā) ，在和顆

12、粒物的排放方面將得到近一步改善。而關(guān)鍵點是燃油的精確配置和廢氣的后置處理，電子新科技將運(yùn)用到新一帶柴油機(jī)上。而且在混合動力方面柴油機(jī)也有其應(yīng)用特點，高扭矩配合電動汽車的快速響應(yīng)和零排放，將是一種很不錯的選擇。二 汽油機(jī)發(fā)展及現(xiàn)狀2.1國內(nèi)汽油機(jī)現(xiàn)狀 國內(nèi)已經(jīng)能夠自行設(shè)計并開發(fā)中小功率的汽油發(fā)動機(jī)和部分中速發(fā)動機(jī)。盡管合資汽車公司在總量上占據(jù)了目前中國國內(nèi)發(fā)動機(jī)生產(chǎn)的絕大部分地盤，但作為汽車的心臟，自己制造發(fā)動機(jī)也出現(xiàn)在越來越多的中國自主品牌汽車公司的計劃中。(1).奇瑞2.0TGDI發(fā)動機(jī)  奇瑞2.0TGDI發(fā)動機(jī)采用了三項目前主流的發(fā)動機(jī)技術(shù)，包括渦輪增壓中冷（TCI）、汽油缸內(nèi)

13、直噴（GDI）和可變氣門正時（VVT）。其中，汽油直噴系統(tǒng)來自博世，而渦輪增壓器則由霍尼韋爾的子品牌蓋瑞特提供，發(fā)動機(jī)缸體和缸蓋均采用了更輕的鋁合金材料，而進(jìn)、排氣可變正時氣門則為燃油經(jīng)濟(jì)性和低速扭矩輸出提供了貢獻(xiàn)。這臺發(fā)動機(jī)可以在1800轉(zhuǎn)就達(dá)到最大功率290牛米，而144千瓦的最大功率對于一款2.0排量的自主發(fā)動機(jī)來說確實非常出色。3 汽油機(jī)直噴（GDI）技術(shù)，就是將汽油通過高壓（約100大氣壓）供油系統(tǒng)將汽油直接噴到燃燒室內(nèi)與空氣混合、燃燒。GDI在電子噴射和控制技術(shù)取得長足發(fā)展后，于上世紀(jì)90年代后期開始進(jìn)入市場。與傳統(tǒng)的多點氣道噴射的汽油機(jī)相比，GDI有四大顯著的優(yōu)點：能有效降低發(fā)動

14、機(jī)的未燃碳?xì)浠衔锏呐欧?，因為GDI技術(shù)避免了氣道噴射汽油機(jī)在冷起動時燃油在氣道壁面沉積的問題，而且極大地提高了燃油與空氣的混合程度，更為精確地控制了每個燃燒循環(huán)的空氣與燃油的比例，從而達(dá)到缸內(nèi)完全燃燒的目的；使汽油在燃燒室內(nèi)霧化、蒸發(fā)，降低了燃燒室內(nèi)空氣的溫度，從而增加了燃燒室內(nèi)空氣的質(zhì)量；因汽油蒸發(fā)降低了充氣的溫度，使發(fā)動機(jī)設(shè)計師有可能提高發(fā)動機(jī)的壓縮比，提高發(fā)動機(jī)的熱效率；GDI使發(fā)動機(jī)能很容易實現(xiàn)分層燃燒。(2).馬自達(dá)的發(fā)動機(jī)技術(shù) SKYACTIV是馬自達(dá)一系列基于現(xiàn)有汽車工業(yè)技術(shù)的新技術(shù)集合，其中包括了柴油機(jī)、汽油機(jī)、變速器、車身和底盤技術(shù)。SKYACTIV的中文名稱叫做“創(chuàng)馳藍(lán)天

15、”，不難看出，這套技術(shù)的重點就是提升車輛的經(jīng)濟(jì)性，得益于較高的壓縮比，輔以VVT可變正時氣門技術(shù)，海外版馬自達(dá)3上這臺2.0排量SKYACTIV汽油機(jī)在燃油效率和扭矩輸出上都提升了15%以上。出于經(jīng)濟(jì)性的考慮，SKYACTIV-G發(fā)動機(jī)還在內(nèi)部部件上打起了輕量化的主意4(3).天津豐田發(fā)動機(jī) VVTi智能正時可變氣門控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)不同的駕駛情況,調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸的位置,從而控制進(jìn)氣門的正時調(diào)整,令發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速上得到最理想的配合。另外,該系統(tǒng)還可根據(jù)不同車速作出預(yù)先編程,為進(jìn)氣門的正時調(diào)整提供更精確的控制,達(dá)到更高的功率和扭矩輸出。同時,新式VVTi的燃油消耗率更低,排出的NOx 和HC更

16、少,但扭矩和功率輸出卻得到增強(qiáng)。VVTi新式發(fā)動機(jī)與一般汽油機(jī)不同之處在于,它在加速踏板尚未完全踏下的情況下,能加快進(jìn)氣門的正時調(diào)整,令進(jìn)氣門和排氣門同時開啟,氣缸內(nèi)的真空壓力能在排氣門關(guān)閉之前,牽引排氣內(nèi)進(jìn)。該系統(tǒng)有3大優(yōu)點:1) 隨著氣缸內(nèi)真空壓力的減少,泵氣損失相應(yīng)減低,可節(jié)省燃油;2) 由于部分排氣被抽回缸內(nèi)與進(jìn)氣混合,在調(diào)低燃燒溫度的同時,亦減少 NOx 形成的機(jī)率,得到所謂"內(nèi)部排氣再循環(huán)效應(yīng)"3) 氣缸內(nèi)的排氣中的未燃HC可重新使用。把VVTi系統(tǒng)應(yīng)用于3 L 6缸雙凸輪軸發(fā)動機(jī)上,能節(jié)省燃油 6 %,減少O2 排出量40 %,降低HC排放量10 %,輸出扭矩

17、可增加10 %。5(4)東風(fēng)本田發(fā)動機(jī)VTEC系統(tǒng)全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)，是本田的專有技術(shù)，它能隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時和氣門升程，使發(fā)動機(jī)在高、低速下均能達(dá)到最高效率。在VTEC系統(tǒng)中，其進(jìn)氣凸輪軸上分別有三個凸輪面，分別頂動搖臂軸上的三個搖臂，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速或者低負(fù)荷時，三個搖臂之間無任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動兩個進(jìn)氣門，使兩者具有不同的正時及升程，以形成擠氣作用效果。此時中間的高速搖臂不頂動氣門，只是在搖臂軸上做無效的運(yùn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速在不斷提高時，發(fā)動機(jī)的各傳感器將監(jiān)測到的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、車速以及水溫等參數(shù)送到電腦中，電腦對這些信息

18、進(jìn)行分析處理。當(dāng)達(dá)到需要變換為高速模式時，電腦就發(fā)出一個信號打開VTEC電磁閥，使壓力機(jī)油進(jìn)入搖臂軸內(nèi)頂動活塞，使三只搖臂連接成一體，使兩只氣門都按高速模式工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低達(dá)到氣門正時需要再次變換時，電腦再次發(fā)出信號，打開VTEC電磁閥壓力開頭，使壓力機(jī)油泄出，氣門再次回到低速工作模式。6(5).Multi-Air電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)Multi-Air技術(shù)最大的特點是使用電控液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動氣門正時和升程。通過一套凸輪軸驅(qū)動電磁液壓閥，實現(xiàn)進(jìn)氣門的升程和正時的無級可調(diào)，雖然依舊是每缸4氣門的結(jié)構(gòu)，但是缺取消了進(jìn)氣門一側(cè)的凸輪軸，只保留了排氣門另一側(cè)的凸輪軸來驅(qū)動進(jìn)排氣門。因此，從某種意義上講

19、，這套系統(tǒng)類似于寶馬的valvetronic技術(shù)，可以直接由氣門的開閉大小來控制空氣的流量，因此取消了節(jié)氣門，另外這套進(jìn)氣控制系統(tǒng)采用了完全標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方案，可以任意組合成雙缸、四缸、六缸或者八缸的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)應(yīng)用在菲亞特500車型上的雙缸TwinAir增壓發(fā)動機(jī)，就是其延伸產(chǎn)物。72.2國外汽油機(jī)的現(xiàn)狀以福特為例， 福特Kuga在歐洲市場提供兩種動力選擇，其中包括一臺1.6升EcoBoost渦輪增壓發(fā)動機(jī)，最大輸出功率為175馬力；另一臺則是2.0升TDCi柴油發(fā)動機(jī)。據(jù)估計，引入國內(nèi)的福特Kuga將采用1.6L和2.0升EcoBoost渦輪增壓發(fā)動機(jī)。8采用EcoBoost技術(shù)的4缸和6缸發(fā)

20、動機(jī)兼具渦輪增壓和燃油直噴兩種技術(shù)。相比更為昂貴的混合動力與柴油發(fā)動機(jī)，EcoBoost技術(shù)建立在現(xiàn)今廣泛使用的汽油發(fā)動機(jī)上，通過改進(jìn)，使其在無損駕駛性能的前提下提高燃油經(jīng)濟(jì)性并降低排放。汽油機(jī)所采用的新技術(shù)（1） 燃油電子噴射 相比于過去采用的化油器，燃油電子噴射系統(tǒng)可以的燃油計量精確度上有較大幅度的提高。因此，采用電子控制燃油噴射的汽油機(jī)，其經(jīng)濟(jì)性和動力性有很大的提高，使對混合氣濃度要求的三效催化轉(zhuǎn)化器降低排放成為可能。（2） 電子控制燃油噴射從單點式發(fā)展到多點式 這使汽油機(jī)不僅在動力性上仍舊能保持其密度的特點，而且其燃油性幾乎可以和柴油機(jī)相媲美。有人甚至稱汽油直接噴射是汽油機(jī)的一次革命。

21、汽油直接噴射技術(shù)已經(jīng)在日本三菱、豐田和日產(chǎn)的一些發(fā)動機(jī)上應(yīng)用。歐洲的一些汽車公司如德國大眾、法國雷諾等也在發(fā)展之中。（3） 點火和管理系統(tǒng) 汽油機(jī)是電火花點燃混合氣的點燃式發(fā)動機(jī)?；鸹ǖ陌l(fā)生過去是依靠點火系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械式白金斷電器來完成的。斷電器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下很容易磨損并燒蝕，從而使發(fā)動機(jī)出現(xiàn)失火，造成動力性下降和有害排放物激增的后果。 采用電磁式或霍爾式無觸點的斷電器便徹底解決汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中動力下降的排放增加的難題，也大大地減少了發(fā)動機(jī)的維修和保養(yǎng)工作?，F(xiàn)代的高性能汽油機(jī)已經(jīng)毫無例外地采用了電子控制的無觸點點火系統(tǒng)。（4）可變氣門定時和升程系統(tǒng) 可變氣門正時和升程技術(shù)可以使發(fā)動機(jī)的“呼吸”更為

22、順暢自然發(fā)動機(jī)的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術(shù)的普通發(fā)動機(jī)而言，進(jìn)、排氣們開閉的時間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和工況時的需要。前面說過發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節(jié)奏卻阻礙了發(fā)動機(jī)效率的提升。9以日本本田思域車用發(fā)動機(jī)為例，對于混合動力版思域來說動力組合是變化最大的地方，首先是變速箱方面，之前的普通版思域采用的是5擋手動以及5擋自動變速箱，而混合動力版思域搭載的是CVT變速箱，因此在換擋平順性以及能耗方面會更低一些。  發(fā)動機(jī)則是這款混合動力版車型的核心部分，之前普通版車型搭載的全部是1.

23、8L發(fā)動機(jī)，而這款車型搭載的是目前本田最先進(jìn)的混合動力系統(tǒng)，是由一臺1.3L汽油發(fā)動機(jī)以及一臺20馬力的電動機(jī)所組成，其中1.3L汽油發(fā)動機(jī)為主動力發(fā)動機(jī)，具有i-VTEC技術(shù)，而電動機(jī)為輔助動力系統(tǒng)，并且安裝了本田的IMA綜合電機(jī)輔助系統(tǒng)。而這樣的混合動力系統(tǒng)除了能夠降低能耗之外，還能夠保證足夠的動力。102.3汽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢 由于汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性比柴油機(jī)差，所以降低汽油機(jī)的能耗已經(jīng)成為汽車界當(dāng)前必須要解決的一個問題。具有理論空燃比的均質(zhì)混合氣的燃燒理論在火花點火發(fā)動機(jī)上被廣泛使用，它的最大優(yōu)點是可以實用三效催化器來降低CO、HC和NOx等廢氣的排放。不足之處是不能獲得較高的燃油經(jīng)濟(jì)

24、性，為了提高發(fā)動機(jī)的熱效率和降低廢氣排放，燃燒技術(shù)在不斷地發(fā)展。汽油機(jī)經(jīng)歷了由完全機(jī)械控制的化油器供油為主到采用電控噴射、缸內(nèi)直噴、電輔助增壓和電動氣門、可變壓縮比、停缸等技術(shù)的變化，汽油機(jī)發(fā)展的最終方案將采用綜合汽油機(jī)和柴油機(jī)優(yōu)點的燃燒控制技術(shù)。 目前最有代表性的四大汽油機(jī)技術(shù)是：a.汽油直噴技術(shù) 開發(fā)車用具有汽油機(jī)優(yōu)點同時具有柴油機(jī)部分負(fù)荷高燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點的發(fā)動機(jī)是主要的研究目標(biāo)。汽油缸內(nèi)直噴是提高汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要手段，近些年來，以缸內(nèi)直噴汽油機(jī)(Gasoliine Direct Injection, GDI)為代表的新型混合氣形成模式的研究和應(yīng)用，極大地提高了汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。以

25、日本為代表的非均質(zhì)直噴技術(shù)面臨燃燒穩(wěn)定性和后處理等問題，同時以歐洲為代表的均質(zhì)直噴技術(shù)正在興起。 b.電動氣門與無凸輪發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)可變氣門正時技術(shù)(Variable Valve Timing, VVT)是針對在常規(guī)車用發(fā)動機(jī)中,因氣門定時固定不變而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)某些重要性能在整個運(yùn)行范圍內(nèi)不能很好的滿足需要而提出的。VVT技術(shù)在發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況范圍內(nèi)提供最佳的配氣正時，較好地解決了高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速，大負(fù)荷與小負(fù)荷下動力性與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，同時在一定程度在一定程度上改善了排放性能。隨著環(huán)境保護(hù)和人類可持續(xù)發(fā)展的要求，低能耗和低污染已成為汽車發(fā)動機(jī)的發(fā)展目標(biāo)。VVT技術(shù)由于自身的優(yōu)點，日益受到人們重視，尤

26、其是當(dāng)今電子技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了VVT技術(shù)從研究階段向?qū)嵱秒A段發(fā)展。電動氣門具有與電控噴射同等重要的意義，它將給發(fā)動機(jī)空氣系統(tǒng)控制和循環(huán)過程管理帶來一系列技術(shù)變革，如取消節(jié)氣門、可變壓縮比、部分停缸等。 c.燃燒方式的混合 傳統(tǒng)的火花點火發(fā)動機(jī)的燃燒過程在火焰?zhèn)鞑ブ校鹧媲颁h的溫度比未燃混合氣高很多。所以這種燃燒過程雖然混合氣時均勻的，但是溫度分布仍是不均勻，局部的高溫會導(dǎo)致在火焰經(jīng)過的區(qū)域形成NOx。柴油機(jī)的燃燒過程是擴(kuò)散型的，燃燒過程中燃燒速率由混合速率決定，點火在許多點發(fā)生，這種類型的燃燒過程混合和燃燒都是不均勻的，NOx在燃燒較稀的高溫區(qū)產(chǎn)生，固體微粒在燃料較濃的高溫區(qū)產(chǎn)生。在均質(zhì)充

27、量壓縮點燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)過程中，理論上是均勻的混合氣和殘余氣體，在整個混合氣體中由壓縮點燃，燃燒是自發(fā)的、均勻的并且沒有火焰?zhèn)鞑ィ@樣可以阻止NOx和微粒的形成。這種汽油機(jī)均質(zhì)與柴油機(jī)壓燃混合的燃燒方式，以燃料技術(shù)和控制技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合汽油機(jī)和柴油機(jī)兩種燃燒方式優(yōu)點的均質(zhì)壓燃HCCI內(nèi)燃機(jī)技術(shù)正在興起。d互變速雙轉(zhuǎn)子 所謂互變速雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，是在發(fā)動機(jī)圓柱形汽缸的兩個直徑位置上交叉設(shè)置兩個獨立繞軸線轉(zhuǎn)動的剛性轉(zhuǎn)子，將內(nèi)部空間分成4個獨立部分。當(dāng)兩個轉(zhuǎn)子以2:1平均速比同時同向轉(zhuǎn)動時，在某一時刻相互到達(dá)對方的位置，即

28、完成一次運(yùn)動后的復(fù)位，以準(zhǔn)備進(jìn)行下一次類似過程。在開始轉(zhuǎn)動直至復(fù)位的過程中，上述四個獨立空間分別擴(kuò)張，收縮，類似發(fā)動機(jī)依序分布的4個沖程。與活塞式相比，互變速雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的有點是無氣門、不用凸輪軸，與三角轉(zhuǎn)子式發(fā)動機(jī)相比，互變速雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的有點是取消了曲軸，起動性好，密封性好。 11 汽車產(chǎn)量持續(xù)的發(fā)展面臨著許多問題，降低燃油消耗量和二氧化碳排放將成為汽車制造商要解決的主要問題。隨著汽油機(jī)電子控制系統(tǒng)性能的提高，相信在不久我們將使用上更節(jié)能、更高性能的汽車。三其他車用發(fā)動機(jī)3.1天然氣驅(qū)動技術(shù) 天然氣驅(qū)動技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于許多車型中，具備了較高的經(jīng)濟(jì)性能，例如歐寶汽車推出的賽飛利CNG，便

29、是以天然氣作為主要燃料。以歐寶賽飛“CNG”為例，其燃效為18.9km/kg。目前的天然氣價格為每公斤0.76歐元，成本可比柴油發(fā)動機(jī)款減少大約30%，而比汽油發(fā)動機(jī)款則可減少大約50%。而且車上的天然氣罐由高強(qiáng)度鋼制成，其天然氣傳輸管線也由不銹鋼制成；同時由于因沖撞導(dǎo)致天然氣泄漏的危險較低，而且天然氣比汽油易燃性低，所以與普通車輛相比，著火的危險性更低。123.2氫燃料電池驅(qū)動技術(shù)氫氣發(fā)動機(jī)的一些獨特優(yōu)勢,主要有:1)氫氣的可燃混合氣范圍很廣, 稀燃極限很大,易于實現(xiàn)稀薄燃燒, 這樣既可以提高經(jīng)濟(jì)性又可以控制燃燒最高溫度,從而降低 NOx 的排放。同時也有利于降低循環(huán)變動, 提高發(fā)動機(jī)的工作

30、平穩(wěn)性, 降低噪聲。2)氫氣在空氣中的自燃溫度較高, 另外其燃燒速度相對汽油和天然氣則有數(shù)量級的提高,這兩點使得氫燃發(fā)動機(jī)的抗爆震性能很好, 可以適當(dāng)提高壓縮比來改善性能。當(dāng)然壓縮比的提高也要受零件強(qiáng)度和機(jī)械效率的限制。X i aoguo T ang等人在試驗中發(fā)現(xiàn)將Ford Zetec 2 .0L發(fā)動機(jī)的壓縮比改為 14 . 5時效率最高。3)氫氣燃燒速度很快使得氫燃發(fā)動機(jī)的燃燒持續(xù)期很短,這有效地提高了熱力循環(huán)的等容度,提高了熱效率。另外,高的燃燒速度也使點火提前角可以推后,這有利于讓燃料大部分熱量的釋放在 TDC之后進(jìn)行,增加熱效率。當(dāng)然,快速燃燒對高速發(fā)動機(jī)的工作也是大有裨益的。4)氫氣的沸點很低, 在一般的溫度范圍內(nèi)都是氣態(tài),這對氫燃發(fā)動機(jī)的冷啟動性很有好處。5)氫氣的淬熄距離很短,發(fā)動機(jī)不易發(fā)生汽油機(jī)中常見的淬熄效應(yīng),燃料的燃燒更加充分。6)氫氣在空氣中的擴(kuò)散速度很快, 氫氣在泄漏后能很快飄散,對安全性有一定好處。13 這種技術(shù)具有一種潛在的魅力，如果工程師和科學(xué)家們能夠?qū)⑦@種潔凈蓄能系統(tǒng)真正地應(yīng)用于汽車，那么大多數(shù)汽車上使用的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)將成為歷史。燃料電池通過化學(xué)反應(yīng)將氫轉(zhuǎn)化成電能，這種化學(xué)反應(yīng)的唯一副產(chǎn)品是熱量和水蒸氣。電能供應(yīng)給電機(jī)來驅(qū)動汽車。該項技術(shù)依靠氫和氧的化學(xué)反應(yīng)釋放能量，相對于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，燃料