汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展

1、 汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展 張宗法 熊 銳 內(nèi)容提要：本文分析了國產(chǎn)發(fā)動機(jī)技術(shù)存在的問題及其解決措施。闡述了國外車用發(fā)動機(jī)在節(jié)能環(huán)保的一些新技術(shù)，提出了未來車用發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵是提高能量利用率和降低污染物的排放。 21世紀(jì)汽車發(fā)展形態(tài)決定的因素是環(huán)保和節(jié)能。據(jù)統(tǒng)計，每年汽 車用油量占世界石油總產(chǎn)量的9成石油是一種有限的資源，正變得越來越稀缺，而且越來越昂貴。2001年以來，國際油價持續(xù)上漲。在過去一段時間里，石油的價格翻了一番，從每桶30美元左右漲到每桶60多美元，作為一次性資源的石油，其貯藏量隨開采量的不斷增長而逐漸減少，石油資源枯竭之日為期不遠(yuǎn)預(yù)計到2050年汽車面臨饑餓和死亡的威脅。

2、世界能源危機(jī)已成為人類面臨的緊迫問題。我國是貧油國，已成為石油進(jìn)口大國。目前我國已取代日本成為全球第二大石油消耗國（僅次于美國）。2007年我國原油進(jìn) 口量已達(dá)16518萬t。我國的能源儲量與未來幾十年的發(fā)展需求之間已存在著一個巨大缺口。我們必須有 效的面對能源危機(jī)問題。 隨著汽車數(shù)量的增加，汽車排放污染物對環(huán)境造成的危害日益嚴(yán) 重。為了保護(hù)地球環(huán)境，減少汽車排放物對大氣的污染，世界各國和地區(qū)都先后制定了愈來愈嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)。最近，歐盟委員會公布了歐V 排放標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將適用于所有在歐盟國家銷售的柴油引擎汽車，并從2009年起生效。將于2008年生效的歐標(biāo)準(zhǔn)允許的最大顆粒排放為0.025g

3、/km，氮氧化物排放量為0.25g/km。當(dāng)2008年奧運會鎖定我國北京時，我國汽車業(yè)也同時聽到了環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的倒計時的聲音，北京已宣布，從2003年1月1 日起北京將對機(jī)動車的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)在的歐改為歐，2008年前北京將正式實施歐排放標(biāo)準(zhǔn),上海也將于2003年1月1日起正式實施歐排放標(biāo)準(zhǔn)。面對歐排放標(biāo)準(zhǔn)的考驗，中國汽車業(yè)競爭格局的變化也將不可避免。 綜上所述，伴隨著汽車產(chǎn)銷量快速增長而來的是大氣污染和石油資源的大量消耗。先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)在汽車節(jié)能、環(huán)保技術(shù)開發(fā)中起著關(guān)鍵的決定性的作用。 1 國產(chǎn)發(fā)動機(jī)技術(shù)存在的問題及解決措施 1.1 國產(chǎn)發(fā)動機(jī)技術(shù)含量低 在國內(nèi)，就汽油機(jī)而言，新技術(shù)包括

4、缸內(nèi)直噴技術(shù)、電動進(jìn)氣門、電動節(jié)氣門等技術(shù)；柴油機(jī)技術(shù)就更多了，像共軌技術(shù)、可變渦輪增壓技術(shù)、廢氣再循環(huán)技術(shù)等等。但是這類技術(shù)遲遲沒有來到中國，原因有以下情況。 企業(yè)的選擇是市場行為 企業(yè)為自己的新車型選擇什么樣的發(fā)動機(jī)，完全是市場行為，只 要能夠滿足法規(guī)要求、不影響整車性能，都是可以的。事實上，也確實有不少企業(yè)采用的是這樣的經(jīng)營 路線。比如北京吉普的2500，沿用原來BJ7250EL 超級切諾基的發(fā)動機(jī)。而下線近一個月的日產(chǎn)陽光，發(fā)動機(jī)和變速箱也沿用了風(fēng)神 “藍(lán)鳥”的那一套系統(tǒng)。還有上市不久的上海通用的君威，部分車型發(fā)動 機(jī)的指數(shù)也與原來該廠生產(chǎn)的別克系列驚人地相似。而近年來在國內(nèi)市場十分搶

5、眼的一些低價位S U V能夠保持低價，其原因也就在于發(fā)動機(jī)、底盤等重要部件都是成熟產(chǎn)品，單件價格比較低。 中國的實際狀況是外方選擇的關(guān)鍵 部分業(yè)內(nèi)人士在看待發(fā)動機(jī)技術(shù)水平時，更多地考慮了國內(nèi)的一些實際情況。國內(nèi)油品的質(zhì)量是外方選擇發(fā)動機(jī)的主要考慮因素之一。國內(nèi)油品質(zhì)量低是有共識的，如果 在現(xiàn)在這種情況下將在歐洲市場上暢銷的柴油發(fā)動機(jī)拿到中國市場，對企業(yè)來說，是要冒很大風(fēng)險的?，F(xiàn)在在歐洲市場，裝備柴油發(fā)動機(jī)的轎車已經(jīng)占去年轎車銷量的60%，可是卻沒有一家歐洲企業(yè)在中國市場推出其柴油發(fā)動機(jī)。合資伙伴的實力也是外方考慮得比較多的。最明顯的例子就是天津豐田。威馳使用的并不是著名的VTT-i 發(fā)動機(jī)，而

6、不是5A發(fā)動機(jī)，據(jù)分析，其中很大的一個原因是，國內(nèi)企業(yè)的實力不夠。如果將VTT-i發(fā)動機(jī)拿到中國，而合作伙伴在裝配上本事不夠今后發(fā)動機(jī)出了問題還是小事，把自己辛辛苦苦創(chuàng)立的品牌形象毀了才是大事。 技術(shù)含量問題 其實對國內(nèi)企業(yè)來說，他們也不是不想用新技術(shù)，在市場競爭中 占有先手畢竟不是壞事，但是其中涉及到的問題卻是他們不得不仔細(xì)考慮的。以寶來為例，在國內(nèi)這些生產(chǎn)的車型中，寶來的技術(shù)含量最高?！八陌l(fā)動機(jī)使用了可變歧管長度和 可變氣門正時技術(shù)，國內(nèi)的發(fā)動機(jī)技術(shù)就屬他們的最好了?！钡?，高技術(shù)含量是有風(fēng)險的，問題就在于，技術(shù)含量越高，國產(chǎn)化的可能性就越低，一旦出了問題麻煩就越大。由于技術(shù)含量高，而又

7、無法實現(xiàn)國產(chǎn)化，寶來的發(fā)動機(jī)及其相關(guān)零部件必須進(jìn)口，而零部件周轉(zhuǎn)周期高達(dá)6個星期。因此，當(dāng)今年年初，寶來出現(xiàn)大規(guī)模出現(xiàn)點 火線圈燒壞現(xiàn)象后，企業(yè)就極其被動。 價格問題 國產(chǎn)陽光選用的是藍(lán)鳥的變速器和發(fā)動機(jī)，高爾搭配的是桑塔納的動力系統(tǒng)，大概都是出于價格的考慮。除了上述幾個問題外，在發(fā)動機(jī)技術(shù)含量方面，國內(nèi)法規(guī)的影 響力也是不可忽視的。如果以現(xiàn)有的技術(shù)水平，發(fā)動機(jī)就可以滿足法規(guī)要求，人們是沒有太多的理由要求企業(yè)使用新發(fā)動機(jī)的。 1.2 發(fā)動機(jī)核心技術(shù)缺失，自主研發(fā)亟待破繭 汽車的核心是發(fā)動機(jī)，沒有發(fā)動機(jī)的自主技術(shù)，汽車工業(yè)就是殘 廢的。但是，即使是我國的自主品牌發(fā)動機(jī)也不完全是自主的，包括很多國

8、外的技術(shù)在里面。所以處于發(fā)動機(jī)設(shè)計研發(fā)起步階段的中國汽車工業(yè)將面對來自國際上的高新技術(shù)與產(chǎn)業(yè)競爭。 競爭壓力問題。 根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的最新統(tǒng)計，納入統(tǒng)計范圍的53家國內(nèi)汽 車發(fā)動機(jī)企業(yè)，2007年前三季度累計生產(chǎn)發(fā)動機(jī)576.11萬臺，累計銷售發(fā)動機(jī)573.84萬臺，同比分別增長24.50和24.72，與整體汽車產(chǎn)銷增速 （22.78和24.46）基本持平。如果按照這一速度正常運行下去，2007年車用發(fā)動機(jī)整體產(chǎn)銷量有望突破750萬臺。然而，與產(chǎn)銷高速增長形成鮮明對比的是，國內(nèi)發(fā)動機(jī)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、工藝裝備水平、經(jīng)營管理水平、創(chuàng)新開發(fā)能力和人員素質(zhì)都不同程度地存在一些問題。最

9、為突出的是行業(yè)整體規(guī)模不小，但水平參差不齊，缺乏具有國際競爭力的 產(chǎn)品，自主開發(fā)能力較弱，創(chuàng)新能力不足，高新技術(shù)仍然依靠國外。國 內(nèi)的發(fā)動機(jī)主要集中在小排量、2L以上的發(fā)動機(jī)，國內(nèi)的制造水平與國外相比還很弱，質(zhì)量控制、技術(shù)人員素質(zhì)等方面都有很大差距。目前，從轎車發(fā)動機(jī)來說，國外的技 術(shù)確實比國內(nèi)要先進(jìn)得多。很多企業(yè)忙于造車賺錢，對自主開發(fā)的問題想得多卻行動少。以目前的情況看，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該放棄“拿來主義” 奢望，等著國外企業(yè)把技術(shù)轉(zhuǎn)移過來。因為即使是轉(zhuǎn)移過來的技術(shù)也已經(jīng)過時了。另外，作為競爭對手，外國企業(yè)不會給本土企業(yè)什么恩賜，除非合資以后完全聽外方的。所以本土企業(yè)所能做的就是實實在在地 去設(shè)計

10、、去研發(fā)。 技術(shù)問題 汽車工業(yè)最核心的技術(shù)就是發(fā) 動機(jī)的設(shè)計研發(fā)，國內(nèi)企業(yè)在這方面還是很弱的。目前，商用車的發(fā)動機(jī)，我們是可以自主設(shè)計的。問題主要是轎車，從整機(jī)的設(shè)計到比 較核心的電控、噴射等技術(shù)上，我們還是剛起步，或者剛開始和外國的設(shè)計機(jī)構(gòu)合作。對發(fā)動機(jī)來講最關(guān)鍵的就是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，這套系統(tǒng)現(xiàn)在還是集中在世界上幾家大的企業(yè)，發(fā)動機(jī)的排放、燃燒情況等很大程度上都取決于這套系統(tǒng)。我們沒有這樣的零部件供應(yīng)商。造成我國發(fā)動機(jī)設(shè)計研發(fā)技術(shù)落后的原因，過去很長一段時間，國內(nèi)的企業(yè)總是存在一定程度上的畏懼心理，覺 得發(fā)動機(jī)的研發(fā)很困難。因此很多企業(yè)都選擇去設(shè)計車身、底盤。技 術(shù)上難不難不是重點，關(guān)鍵是要去做

11、去積累，過去我們沒怎么做，也就沒有經(jīng)驗也沒有數(shù)據(jù)。無獨有偶國內(nèi)企業(yè)在自主研發(fā)技術(shù)上存在的最大問題就是積累不夠。舉例說，國外在發(fā)動機(jī)開發(fā)過程中積累了很多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)就代表了他們的經(jīng)驗、基礎(chǔ)。在這個基礎(chǔ)上再開發(fā)新的發(fā)動機(jī)，他們通過借助以前的數(shù)據(jù)很快可以將粗線條勾畫出來，然后再利用他們先進(jìn)的測試分析手段，很快便可以做出更高水平的新型發(fā)動機(jī)方案。這個過程包括數(shù)據(jù)的積累，設(shè)計經(jīng)驗的積累和設(shè)計開發(fā)條件的積累。發(fā)動機(jī)的自主研發(fā)與人才素質(zhì)有直接關(guān)系。我們的人才還需要成長。中國汽車工業(yè)真正騰飛 是在2002年，在此之前我們沒有家用轎車，因此也不會為轎車產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)多少人才。近幾年轎車工業(yè)雖然飛速增長，但是有經(jīng)驗的

12、人才不可能隨之高速增長。這也是阻礙發(fā)動 機(jī)自主研發(fā)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。此外，過去我國發(fā)動機(jī)的市場空間 小，再加上對研發(fā)的重視程度不夠， 現(xiàn)在的情況則有所改變，只要企業(yè) 能設(shè)計出好的發(fā)動機(jī)搭配好的車型，產(chǎn)銷是不成問題的。近幾年，我們已經(jīng)逐漸意識到?jīng)]有發(fā)動機(jī)的自主技術(shù)整個轎車工業(yè)就是殘廢的?，F(xiàn)在有很多企業(yè)已經(jīng)開始和國外的機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行發(fā)動機(jī)的自主研發(fā)。 1.3 解決措施 我國發(fā)動機(jī)市場的需求很大而且還在繼續(xù)擴(kuò)大。另外，國內(nèi)企業(yè)的開發(fā)成本相對較低，包括材料成本、人力成本等。再加之借鑒國外公司的經(jīng)驗，這些優(yōu)勢都可以讓本土企業(yè)比較快地達(dá)到目標(biāo)。未來發(fā)動機(jī)市場真正國產(chǎn)的發(fā)動機(jī)會越來越多，研發(fā)人才也將逐漸成熟

13、。而對于我國老百姓來說，面對居高不下的油價則更傾向于中小排量的汽車。因此中小排量的發(fā)動機(jī)市場也會隨之?dāng)U大，這部分市場空間不可限量。目前，自主開發(fā)的問題已經(jīng)在企業(yè)中取得共識，因此很多國內(nèi) 企業(yè)都在積極投入人力財力進(jìn)行自主研發(fā)。雖然，自主的完全度與國外企業(yè)相比還有一定差距，但是，我們在總的設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計過程中關(guān)鍵問題的把握以及最后應(yīng)用于產(chǎn)品的整個過程是由我們的企業(yè)來掌控。 此外，國家現(xiàn)在有很多大的科研行動，也會從一定程度上給企業(yè)相應(yīng) 的支持，提高了企業(yè)自主研發(fā)的積極性。汽油機(jī)和柴油機(jī)仍是汽車的主流發(fā)動機(jī)，我們國家在20年以后甚至更長時間要掌握這個技術(shù)并具有國際競爭力，這是完全可以實現(xiàn)的。要想實現(xiàn)這

14、個目標(biāo)，我們的企業(yè)首先要把發(fā)動機(jī)的研發(fā)提上日程列為重要計劃；其次要投入人力、資金，目前在發(fā)動機(jī)的設(shè)計研發(fā)方面還是缺少人才，企業(yè)應(yīng)該通過多種渠道培養(yǎng)人才，比如吸納國外專家,輸送人才到國外學(xué)習(xí)等。 2 國外發(fā)動機(jī)新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與進(jìn)展 與美國20世紀(jì)90年代中實施的聯(lián)邦排放法規(guī)相比，于2007年全面實施的新聯(lián)邦排放法規(guī)將要求汽車氮氧化物排放降低幅度高達(dá)95%，碳?xì)渑欧盼锝档头雀哌_(dá)84%。這越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)和人們對節(jié) 能認(rèn)識的加深，使得高效率、低排放車用發(fā)動機(jī)技術(shù)的開發(fā)受到高度的重視，從而促使傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷創(chuàng)新。由于各國國情的不同，在環(huán)境保護(hù)及節(jié)能方面所側(cè)重的技術(shù)也有所區(qū)別。日本出于國土資

15、源 的因素，微型車輛、經(jīng)濟(jì)型車的比例較高，小量發(fā)動機(jī)既能滿足節(jié)能環(huán)保的要求，又能給這類車提供足夠的驅(qū)動力；而在歐洲，由于柴油便宜，熱效率遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，使消費者容易接受柴油機(jī)驅(qū)動的汽車要比汽油機(jī)驅(qū)動的同類汽車貴10002000美元的事實。另外，柴油機(jī)的低速扭矩遠(yuǎn)勝于汽油機(jī)，這也使偏愛汽車運動感的歐洲人更將直噴柴油機(jī)視為高科技的代表?，F(xiàn)在的西歐，超過35% 的新車銷售是柴油機(jī)。 下面重點介紹幾種熱點技術(shù) 2.1 增壓發(fā)動機(jī) 渦輪增壓發(fā)動機(jī)(Turbo) 渦輪增壓器實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)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送

16、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)動機(jī)的輸出功率。渦輪增壓器的最大優(yōu)點是能在不加 大發(fā)動機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動機(jī)的功率及扭力，一般而言，加 裝增壓器后的發(fā)動機(jī)的功率及扭矩 要增大20%30%。這意味著一臺尺寸和重量相同的發(fā)動機(jī)經(jīng)增壓后可以產(chǎn)生較多的功率，或者說，一臺小排量的發(fā)動機(jī)經(jīng)增壓后，可以產(chǎn)生較大排量發(fā)動機(jī)相同的功率。另外，發(fā)動機(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

17、.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)動機(jī)(Turbo)。但渦輪工作有遲滯現(xiàn)象，并且保養(yǎng)費用高。渦輪增壓器的缺點是滯后，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩，使發(fā)動機(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，瞬間會有點提不上勁的感覺 機(jī)械增壓發(fā)動機(jī) Su-percharger機(jī)械增壓的 壓縮機(jī)直接被發(fā)動機(jī)的曲軸帶動， 它的優(yōu)點是響應(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)大的動力，尤其在高轉(zhuǎn)速時，從而影響到發(fā)動機(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，可以在任何時候都能輸出源源

18、不斷的扭力。北京奔馳E200K 路虎攬勝動版等車型上，都裝有機(jī)械增壓發(fā)動機(jī)。但高轉(zhuǎn)速時會產(chǎn)生大量的摩擦，從而影響到轉(zhuǎn)速的提高，并且噪音大。 2.2 大眾FSI/TFSI/TSI發(fā)動機(jī)技術(shù) FSI燃油分層噴射發(fā)動機(jī) FSI是Fuel Stratified Injection 的詞頭縮寫，意指燃油分層噴射。該技術(shù)的運用使FSI 發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比擁有更低的油耗、更好的環(huán)保和更大的輸出功率和扭力。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種。大眾FSI 發(fā)動機(jī)利用一個高壓泵，使汽油通過一個分流軌道（共軌）到達(dá)電磁控制的高壓噴射氣門。它的特點是在進(jìn)氣道中已經(jīng)產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣流形成最佳的 渦流形態(tài)進(jìn)入

19、燃燒室內(nèi)，以分層填 充的方式推動，使混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍。如果稀燃技術(shù)的混合比達(dá)到25 /1 以上，按照常規(guī)是無法點燃的，因此必須采用由濃至稀的分層燃燒方式。通過缸內(nèi)空氣的運動在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣，混合比達(dá)到12 1左右，外層逐漸稀薄。濃混合氣點燃后，燃燒迅速波及外層。 TFSI渦輪增壓燃油分層噴射發(fā)動機(jī)。 TFSI實際上就是比FSI多了一個T 字，這個T 字代表的則是渦輪增壓技術(shù)而發(fā)動機(jī)本身也的確是在FSI發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上增加了一個渦輪增壓機(jī)。渦輪增壓是利用排氣的高溫高壓推動廢氣渦輪高速轉(zhuǎn)動，在帶動進(jìn)氣渦輪壓縮進(jìn)氣，提高空氣密度，同時電腦控制增大噴油量，配合高

20、密度的進(jìn)氣，因此可以在排量不變的條件下提高發(fā)動機(jī)工作效率。簡單點說就是廢物再利用，將排氣導(dǎo)入渦輪工作組，然后 改變壓力，形成壓力差，增大發(fā)動機(jī)的工作壓力。由于廢氣渦輪是靠排氣推動的，因此在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速底 時 （待速）不啟動，只要發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速足夠（通常在1500轉(zhuǎn)以上）渦輪增壓器就開始工作，在啟動轉(zhuǎn)速范圍以上都持續(xù)工作 TSI渦輪-機(jī)械增壓發(fā)動機(jī) 它實際上是把一個渦輪增壓器 (Turbocharger)和機(jī)械增壓器(Supercharger)一起裝到一臺發(fā)動機(jī)里面。渦輪增壓器由于廢氣渦輪的慣性，會有發(fā)動機(jī)相應(yīng)的遲滯現(xiàn)象。而機(jī)械增壓器則是由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸直接帶動，能夠隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化而線性地改變自己的轉(zhuǎn)

21、速。2005年， 大眾 1.4 直噴汽油發(fā)動機(jī)首先搭載了這套系統(tǒng) （至今裝備到大眾量產(chǎn)乘用車的也只有這一款TSI發(fā)動機(jī)）。它能發(fā)出125kW/27.5kg米 的輸出。不過把渦輪增壓和機(jī)械增壓結(jié)合起來倒并不是一個很新奇的想法，1985年的Lancia Delta S4 拉力賽車就采用了這樣的技術(shù)；還有二戰(zhàn)時期就有飛機(jī)采用了這樣的發(fā)動機(jī)，一些快艇的動力系統(tǒng)也采用了這種技術(shù)。 2.3 可變氣門定時技術(shù)VVT 傳統(tǒng)發(fā)動機(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，可變氣門定時技術(shù)是汽油發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一個里程碑。VVT（Variable ValveTiming）指的是發(fā)動機(jī)氣門

22、升程和配氣相位定時可以根據(jù)發(fā)動機(jī)工況作實時的調(diào)節(jié)。VVT 技術(shù)可分為3種：可變相位 （phase）技術(shù)，可變升程（lift）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 （Variable Valve Timing and Valve lift Electronic Control System），豐田公司的VVT-i，（如圖1）保時捷公司的VarioCam 和寶馬公司的 VANOS。這一技術(shù)使發(fā)動機(jī)設(shè)計師無需再在低速扭矩與高速功率之間作抉擇，實時的氣門定時調(diào)整使得同時顧及低速扭矩與高速功率成為可能。連續(xù)可變氣門定時技術(shù)加上先進(jìn)的發(fā)動機(jī)控制策略，可以巧妙地實現(xiàn)可變壓縮比

23、。如在大負(fù)荷時，發(fā)動機(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，爆震不再是個問題，可以通過調(diào)整氣門關(guān)閉時間達(dá)到提高有效壓縮比的目的，從而使發(fā)動機(jī)在中小負(fù)荷時有優(yōu)異的熱效率?？勺儦忾T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)動機(jī)采用可變氣門正時技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量， 使充量系數(shù)增加，發(fā)動機(jī)的扭矩和 功率可以得到進(jìn)一步的提高。它的特點是在大幅提高了燃油的經(jīng)濟(jì)效率的同時增加發(fā)動機(jī)的功率。但對油品的要求十分苛刻。 2.4 柴油機(jī)高壓共軌電控燃油噴射系統(tǒng) 柴油機(jī)具有低速轉(zhuǎn)矩大，燃油經(jīng)濟(jì)性好和C O 排放低等突出優(yōu)點，因此各國越來越多地采用

24、柴油機(jī)，但傳統(tǒng)的柴油機(jī)存在著振動噪聲大，NO 和PM 排放高等問題，其解決辦法之一就是采用高壓共軌電 控燃油噴射技術(shù)。圖2為高壓共軌系 統(tǒng)簡圖。共軌技術(shù)是指高壓油泵、壓 力傳感器和ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng) 中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程 彼此完全分開的一種供油方式。由 高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供 油管，通過對公共供油管內(nèi)的油壓 實現(xiàn)精確控制，使高壓管壓力大 小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)，可以大幅 度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速的變化，因此也就減少了傳統(tǒng)柴 油機(jī)的缺陷。ECU控制噴油器的噴 油量，噴油量大小取決于燃油軌（公 共供油管）壓力和電磁閥開啟時間 的長短。該技術(shù)不再采用傳統(tǒng)的柱 塞泵脈動供

25、油的原理，而是通過供 軌直接或間接的形成恒定的高壓燃 集成在每個噴油器上的高速電磁開 關(guān)閥的啟閉，定時定量的控制噴油 器噴射至柴油機(jī)燃燒室的油量，從 而保證柴油機(jī)達(dá)到最佳的燃燒比和 良好的霧化，以及最佳的發(fā)火時間、 足夠的能量和最少的污染排放。 高壓共軌噴射系統(tǒng)是建立在直 噴技術(shù)、預(yù)噴射技術(shù)和電控技術(shù)基 礎(chǔ)之上的一種全新概念的噴射系統(tǒng)。 它主要有高壓泵，帶調(diào)壓閥的共軌 管，帶電磁閥的噴油器，ECV （電 子控制單元）和各種傳感器組成高 壓共軌系統(tǒng)不再用柱塞泵分缸脈動供油原理，而是用一個設(shè)置在噴油泵和噴油器之間的具有較大容積的共軌管把高壓油泵輸出的燃油蓄積 起來并平抑壓力波，再通過各高壓油管輸送

26、到噴油器上，由噴油器上的電磁閥的動作控制噴油的開始和終止。電磁閥作用的時刻決定噴油定時，起作用的持續(xù)時間和共軌壓力共同決定噴油量。由于這種系統(tǒng)采用壓力時間式燃油計量原理，因此又可稱為壓力時間控制式控噴射系統(tǒng)。高壓共軌噴射系統(tǒng)的特點是；噴油壓力的建立與噴油過程無關(guān) 噴油壓力，噴油過程和噴油持續(xù)期不受負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的影響；噴油定時與噴油計量完全分開，可以自由調(diào)整每缸的噴油量和噴油始點；能實現(xiàn)預(yù)噴射，快速停噴和多段噴射。因此高壓共軌噴射系統(tǒng)通過對噴油要素的優(yōu)化控制柴油機(jī)燃燒更充分，從而減少燃燒中有害物的形成，使柴油機(jī)的有害排放，噪聲排放和冷起動性能都得到很大改善。 2.5 可變排量技術(shù)VDE 可變排量技

27、術(shù) （Variable displacement engine）就是根據(jù)汽 車動力的需求來實時決定發(fā)動機(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)動機(jī)(VDE)，并準(zhǔn)備將這種發(fā)動機(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)動機(jī)技術(shù)最適合多汽缸的發(fā)動機(jī)使用。對于 12缸發(fā)動機(jī)來說，采用這種技術(shù)，相當(dāng)于安裝了2個獨立的6缸發(fā)動機(jī)，可以根據(jù)駕駛的需要讓一臺發(fā)動機(jī)運行，而讓另一臺 處于怠速狀態(tài)。這樣，就可以隨時 調(diào)整發(fā)動機(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 機(jī)并不是一項新的汽車技術(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)動機(jī)，但當(dāng)時的機(jī)