現代汽車新技術課件：汽車發(fā)動機新技術

汽車發(fā)動機新技術未來汽車技術發(fā)展近期汽車技術發(fā)展發(fā)展節(jié)能與新能源汽車

發(fā)展先進發(fā)動機，提高燃燒效率節(jié)能減排目標發(fā)展汽車輕量化技術汽車節(jié)能減排的3種主要途徑

博世公司的汽車動力能源技術發(fā)展路線圖

不同節(jié)能和新能源汽車技術全過程的能源消耗和CO2排放

汽油柴油LPGCNGCBG乙醇（SB）乙醇（小麥）乙醇（纖維素）乙醇（蔗糖）MTBE,TBE生物柴油合成柴油（天然氣）合成柴油（煤）合成柴油（木材）二甲醚（天然氣）二甲醚（煤）二甲醚（木材）WTW溫室氣體排放量(gCO2/km)WTW總能耗（MJ/100km）一般來說，替代燃料能源效率低于傳統(tǒng)燃料。各種先進動力系統(tǒng)轎車的燃油經濟性比較

福特公司對主要車用動力進行的熱效率分析

復合渦輪增壓重型直噴柴油機氫燃料電池發(fā)動機重型直噴柴油機小型高速直噴式（HSDI）柴油機預燃室式非直噴式（IDI）柴油機直噴火花點燃（DISI）稀燃分層DISI稀燃均質DISI理想化學配比火花點火（SI）點噴射與理想化學配比燃氣渦輪增壓發(fā)動機最高熱效率（%）歐洲汽油動力與柴油動力系統(tǒng)轎車燃油經濟性比較

各種動力的有效熱效率主要國家的柴汽比及柴油乘用車比重

柴汽比柴油車比重美國日本德國意大利法國目錄1.汽車發(fā)動機歷史回顧2.發(fā)動機進排氣控制新技術3.燃油缸內直噴（GDI）技術4.發(fā)動機均質充量壓縮燃燒技術5.可變壓縮比（VCR）技術6.柴油機電控高壓共軌燃油噴射技術1.汽車發(fā)動機歷史回顧

1-機油泵鏈輪；2-空調壓縮機；3-活塞；4-排氣歧管；5-氣門；6-凸輪軸；7-挺柱；8-噴油器；9-發(fā)電機；10-進氣歧管；11-導向輪；12-水泵；13-動力轉向油泵；14-油底殼發(fā)動機整體構造圖1.汽車發(fā)動機歷史回顧發(fā)動機是汽車的心臟，經歷了蒸汽時代、化油器時代和電噴時代，其中奧托提出了內燃機的四沖程理論，為內燃機的發(fā)明奠定了理論基礎。1.汽車發(fā)動機歷史回顧四沖程發(fā)動機工作流程圖1.汽車發(fā)動機歷史回顧化油器優(yōu)點有：能夠將內燃機的油氣比控制在理想的水平上，不論天候、溫度，永遠進行著一成不變的工作。而且化油器的成本低、可靠度高，維修、保養(yǎng)容易。缺點：在冷車啟動、怠速運轉、急加速或低氣壓環(huán)境等，這樣固定的供油方式實際上并無法全面滿足引擎的運轉需求，甚至可能因而產生黑煙、燃燒不全與馬力不足等狀況。1.汽車發(fā)動機歷史回顧電噴發(fā)動機系統(tǒng)組成最大優(yōu)點就是燃油供給控制十分精確，讓引擎在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比，不僅讓引擎保持運轉順暢，其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范。2.發(fā)動機進排氣控制新技術1.可變氣門正時技術1）VTEC技術2）VVT-i技術3）Valvetronic技術2.可變長度進氣歧管3.電子節(jié)氣門技術可變氣門正時技術可變氣門定時技術VVT（VariableValveTiming）指的是發(fā)動機氣門升程和配氣相位定時可以根據發(fā)動機工況作實時的調節(jié)。VVT技術可分為3種：可變相位（phase）技術，可變升程（lift）技術，以及可變相位和升程技術。代表性的VVT技術是本田公司的VTEC（VariableValveTimingandValveliftElectronicControlSystem），豐田公司的VVT-i和寶馬公司的Valvetronic技術。VTEC技術VTEC配氣機構整個VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機電子控制單元（ECU）控制，ECU接收發(fā)動機傳感器（包括轉速、進氣壓力、車速、水溫等）的參數并進行處理，輸出相應的控制信號，通過電磁閥調節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動機在不同的轉速工況下由不同的凸輪控制，影響進氣門的開度和時間。VTEC技術VTEC系統(tǒng)工作原理發(fā)動機低速時，小活塞在原位置上，三根搖臂分離，主凸輪和次凸輪分別推動主搖臂和次搖臂，控制兩個進氣門的開閉，氣門升量較少，情形好像普通的發(fā)動機。雖然中間凸輪也推動中間搖臂，但由于搖臂之間已分離，其它兩根搖臂不受它的控制，所以不會影響氣門的開閉狀態(tài)。VTEC工作原理VTEC工作原理當發(fā)動機在中低速工作時，控制系統(tǒng)使主、副搖臂與中間搖臂分離，利用兩側的低速凸輪A、B驅動主、副搖臂，壓動氣門開啟。中間搖臂在彈簧的作用下與中間凸輪（高速凸輪）一起轉動，但此時由于沒有油壓作用于同步活塞，所以中間搖臂與氣門的開閉無關。當發(fā)動機高速運轉時，控制系統(tǒng)使搖臂內部的液壓活塞沿箭頭方向移動。此時主、副及中間搖臂在同步活塞的作用下連成一體，均由中間凸輪（高速凸輪C）來驅動，從而獲得高功率所需的配氣正時和氣門升程。VTEC技術i-VTEC系統(tǒng)構成i-VTEC系統(tǒng)是在現有系統(tǒng)的基礎上，添加一個稱為“可變正時控制”VTC（Variabletimingcontrol），即一組進氣門凸輪軸正時可變控制機構，通過ECU控制程序，控制進氣門的開啟關閉。i-VTEC系統(tǒng)可連續(xù)調節(jié)氣門正時，且能調節(jié)氣門升程。

i-VTEC各種工作模式下的狀態(tài)及實現目標工作模式VTC工作狀態(tài)VTEC工作狀態(tài)控制目標怠速控制模式VTC以較小氣門重疊角（進氣門滯后）控制凸輪正時，有助減小廢氣倒流內進氣管內VTEC分別控制兩個氣門各自獨立工作，產生強烈渦流，以便怠速時增加混合氣空燃比（稀燃）獲得最佳燃油經濟性和降低燃燒室廢氣排放稀薄燃燒控制模式VTC以較小氣門重疊角（進氣門滯后）控制凸輪正時VTEC分別控制兩個氣門各自獨立工作，產生強烈渦流，有助減小廢氣倒流內進氣管內增大混合氣空燃比（稀燃），改善經濟性和排放普通燃燒控制模式VTC增大氣門重疊角，讓部分廢氣倒流入進氣管內，以便在下一進氣行程稀釋空氣中氧氣含量，降低NOx排放VTEC分別控制兩個氣門各自獨立工作，產生強烈渦流，加快燃料空氣混合和燃燒速度產生EGR效果，以增加經濟性和減低排放低速高負荷控制模式VTC控制最佳凸輪相位（滯后），獲得發(fā)動機最佳轉矩VTEC分別控制兩個氣門各自獨立工作，產生強烈渦流，加快低轉速時混合狀態(tài)和燃燒速度獲得最大轉矩高速控制模式VTC控制最佳凸輪相位（滯后），充分利用氣流慣性，增大沖量VTEC切換同步活塞連接高速凸輪和低速凸輪，兩氣門由高速凸輪驅動獲得大升程，充分進氣獲得最大功率VVT-i技術VVT-i系統(tǒng)組成最大特點是可根據發(fā)動機的狀態(tài)控制進氣凸輪軸，通過調整凸輪軸轉角對配氣時機進行優(yōu)化，以獲得最佳的配氣正時，從而在所有速度范圍內提高扭矩，并能大大改善燃油經濟性，有效提高汽車的功率與性能，減少油耗和廢氣排放。雙VVT-i系統(tǒng)雙VVT-i系統(tǒng)雙VVT-i指的是分別控制發(fā)動機的進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。在急加速時，控制進氣的VVT-i會提前進氣時間，并提高氣門的升程，而控制排氣的VVT-i會推遲排氣時間。Valvetronic技術1－扭轉彈簧；2－支架；3－進氣凸輪軸；4、10－下搖臂；5－排氣凸輪軸；6、8－液壓挺柱；7－排氣門；9－上搖臂；12－進氣門；13－蝸桿軸；14－伺服電動機；15－偏心輪；16－蝸輪；圖1-11Valvetronic系統(tǒng)組成Valvetronic技術氣門開閉仍由凸輪軸來控制，而凸輪上的凸輪卻并非與氣門直接貼合，而是通過一個搖臂機構，然后才作用到氣門。這個搖臂機構可以通過自身角度的改變來控制開啟氣門的深度，從而使氣門的行程發(fā)生改變。而搖臂本身是由一個步進電機帶動一個凸輪來控制的，步進電機對于凸輪的作用，則由ECU來控制。這項技術最為顯著的特點，就是取消了節(jié)氣門。與傳統(tǒng)式的雙凸引擎來比較，Valvetronic利用一支附加的偏心軸、步進馬達和一些中置搖臂，來控制氣門的啟開或關閉。Valvetronic技術通過實現對氣門行程的無級可調，達到對發(fā)動機不同轉速狀態(tài)下，功率扭矩輸出的最佳均衡。Valvetronic技術裝備有Valvetronic系統(tǒng)的發(fā)動機系統(tǒng)機構可變長度進氣歧管1-細長進氣歧管；2-控制閥；3-粗短進氣歧管；4-噴油器；5-進氣道；6-進氣門圖1-14可變長度進氣歧管

發(fā)動機的進氣道是連接進氣門和進氣總管的，進氣歧管設計的形狀也能直接影響發(fā)動機的性能。隨著進氣門的開啟和關閉，在進氣管內會產生壓力波動，形成吸氣波和壓力波，并以聲速傳播，進氣管的長度必須根據發(fā)動機轉速而調整，以保證最高壓力波在進氣門關閉以前到達進氣門，從而提高進氣量?？勺冮L度進氣歧管可變長度進氣歧管工作原理圖在低轉速時短進氣歧管關閉，發(fā)動機使用長進氣歧管進氣；高轉速時則關閉長進氣歧管，使用短管進氣；或者在進氣歧管內設置閥門，通過開關來控制歧管內的閥門，以此來控制進氣歧管的長度，分段可調能夠實現多種長度，更能后適應發(fā)動機轉速的要求。電子節(jié)氣門技術汽車電子節(jié)氣門技術(ElectronicThrottleControl，ETC)是伴隨汽車電子驅動理念(Drive-by-Wire)而誕生的。它摒棄了傳統(tǒng)油門踏板采用鋼絲繩或杠桿機構與發(fā)動機節(jié)氣門間的直接的機械連接，通過增加相應的傳感器和電控單元，實時精確控制節(jié)氣門開度。電子節(jié)氣門技術1-加速踏板；2-加速踏板位置傳感器；3-ETC控制單元；4-其它控制單元；5-電機及減速機構；6-節(jié)氣門；7-節(jié)氣門位置傳感器；8-反饋信號圖1-16ETC控制系統(tǒng)工作原理示意圖

電子節(jié)氣門技術在工作時，駕駛員操縱油門踏板，油門踏板位置傳感器產生相應的電壓信號輸入節(jié)氣門ECU，根據當前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出對發(fā)動機扭矩的基本需求，得到相應的節(jié)氣門轉角的基本期望值。經過CAN總線和整車控制單元進行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發(fā)動機轉速、檔位、節(jié)氣門位置、空調能耗等等，由此計算出整車所需求的全部扭矩，通過對節(jié)氣門轉角期望值進行補償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應的電壓信號發(fā)送到驅動電路模塊，驅動控制電機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置，節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制單元，形成閉環(huán)的位置控制。電子節(jié)氣門技術的優(yōu)點(1)精確控制節(jié)氣門開度(2)改善了發(fā)動機的排放性能(3)具有更高的車輛行駛可靠性(4)可選擇不同的工作模式(5)可獲得海拔高度補償電子節(jié)氣門技術的發(fā)展趨勢(1)向集成化和綜合控制方向發(fā)展(2)結合多種控制方法進行綜合控制(3)車載網絡、總線技術在汽車電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的應用燃油缸內直噴（GDI）技術汽油缸內直噴技術作為第三種燃燒方式得到了廣泛重視和發(fā)展。已經成為汽車工業(yè)發(fā)展的重要方向。目前在一些先進國家如日本、歐美的GDI汽油機在保持汽油機動力性能優(yōu)勢的同時。在燃油經濟性方面已達到甚至超過柴油機水平。可以預見，車用汽油機GDI技術將得到更大發(fā)展，并將取代進氣道直噴成為電控噴射的主要形式。奔馳汽油直噴技術燃油缸內直噴（GDI）技術三種形式的汽油發(fā)動機汽油發(fā)動經歷了三次改革：從化油器到電控汽油噴射，再到現在的研究的缸內直噴。三種形式的汽油發(fā)動機的重大區(qū)別在于汽油出口的位置，位置不同，技術也就不同。燃油缸內直噴（GDI）技術直噴式發(fā)動機（缸內噴注式汽油發(fā)動機）與一般汽油發(fā)動機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置；GDI裝置引進了柴油機直接將柴油噴入缸內的理念直接在缸內噴射汽油，利用缸內氣體流動與空氣混合組織形成分層燃燒。燃油缸內直噴（GDI）技術缸內直噴汽油機稀燃技術的原理：缸內直噴汽油機稀薄燃燒技術分為均質稀燃和分層稀燃兩種燃燒模式。中小負荷時。在壓縮行程后期開始噴油，通過與燃燒系統(tǒng)的合理配合。在火花塞附近形成較濃的可燃混合氣。在遠離火花塞的區(qū)域，形成稀薄分層混合氣；大負荷及全負荷時，在早期進氣行程中將燃油噴人氣缸。使燃油有足夠時間與空氣混合，形成完全的均質化計量比進行燃燒。燃油缸內直噴（GDI）技術GDI發(fā)動機控制系統(tǒng)原理圖缸內直噴汽油機主要要達到兩個目標：一是大幅度改善車用汽油機的燃油經濟性，二是控制排放，主要是NOx和未燃HC的排放。燃油缸內直噴（GDI）技術GDI燃油噴射控制模式1)按工況區(qū)分控制模式2)扭矩控制策略3)噴油正時控制策略4)噴油壓力控制策略燃油缸內直噴技術優(yōu)點1、動力性：可以提高發(fā)動機的壓縮比。也使發(fā)動機具有更高的熱效率，燃料熱得到充分利用。試驗證明，GDI發(fā)動機的功率要比同排量的其它發(fā)動機大40％左右。2、燃油經濟性：GDI發(fā)動機有著卓越的燃油經濟性，油耗量低，升功率大3、污染排放量：GDI發(fā)動機能有效的降低HC、NOx和CO三種污染物的排放，使排放可達歐Ⅳ標準性能優(yōu)點燃油經濟性提高燃油經濟性（經濟性的對比取決于測試循環(huán)，最大可以提高20%-30%）降低泵氣損失（取消節(jié)氣門采用分層充氣模式）更低的熱損失（無節(jié)氣門、分層充氣模式）可以提高壓縮比（進氣過程噴油冷卻充氣）降低辛烷值要求（進氣過程噴油冷卻充氣）提高充氣效率（進氣過程噴油冷卻充氣）減速時可以實現斷油控制加速時較少的加濃量駕駛性能提高瞬態(tài)響應性能提高冷起動穩(wěn)定性空燃比控制性能更準確地空燃比控制縮短起動過程和提高燃燒穩(wěn)定性降低起動加濃量降低加速加濃量燃燒穩(wěn)定性可以擴大EGR工作界限（減少節(jié)氣門的使用、降低NOx的排放）排放可實現更低的排放降低冷起動HC排放降低發(fā)動機瞬態(tài)HC峰值排放降低CO2排放系統(tǒng)優(yōu)化提高系統(tǒng)優(yōu)化的潛力GDI發(fā)動機理論上的優(yōu)勢燃油缸內直噴技術存在的問題性能存在問題排放性能部分負荷、分層充氣時局部產生較高的NOx，混合氣較稀不能使用三效催化器小負荷時相對較高的HC排放大負荷時相對較高的NOx排放增加了微粒的排放穩(wěn)定燃燒和控制中小負荷區(qū)域內分層充氣稀薄燃燒的控制負荷變化時實現無縫過渡，控制和噴油策略變得非常復雜為了降低NOx采用較高的EGR率相對較高的噴油嘴沉淀物和積碳燃油經濟性提高噴油壓力和油泵回流造成的損失催化器快速起燃和再生消耗的額外燃油噴嘴和高壓油泵增加的額外電量消耗性能和可靠性相對高的噴嘴沉淀物和積碳由于提高了系統(tǒng)壓力，增加了燃油系統(tǒng)的磨損提高而來缸套的磨損增加了進氣門和燃燒室的沉淀物控制復雜性更復雜的排放控制系統(tǒng)和控制策略實現從冷起動到全負荷各種工況的控制，需要復雜的供油系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)控制技術增加了系統(tǒng)優(yōu)化的標定參數燃油缸內直噴技術的發(fā)展方向1、降低NOx排放的技術（1）稀燃催化器（2）廢氣再循環(huán)2、二次燃燒技術3、二次混合技術4、均質混合壓燃技術發(fā)動機均質充量壓縮燃燒（HCCI）技術傳統(tǒng)燃燒概念局限性傳統(tǒng)的汽油機屬于預混均質燃燒，由于汽油特性以及爆震等諸多因素的限制，因此，壓縮比低，熱效率低。與汽油機相比，柴油機具有較高的熱效率和優(yōu)越的燃油經濟性，但是，傳統(tǒng)柴油機的燃燒是燃料噴霧的擴散燃燒，依靠發(fā)動機活塞壓縮到接近終點時的高溫使混合氣自燃著火。由于噴霧與空氣的混和時間很短，燃料與空氣混和的嚴重不均勻，混合氣分為高溫過濃區(qū)和高溫火焰區(qū)，導致碳煙和N0排放生成。發(fā)動機均質充量壓縮燃燒（HCCI）技術三種發(fā)動機燃燒比較HCCI是英文“HomogeneousChargeCompressionIgnition”的縮寫，中文意思是“均質充量壓縮點燃”。它是一種預混合燃燒和低溫燃燒相結合的新型燃燒方式：在進氣過程形成均質的混合氣，當壓縮到上止點附近時均質混合氣自燃著火。比較內容點燃式發(fā)動機壓燃式發(fā)動機HCCI發(fā)動機燃料汽油等柴油、乙醇、天然氣等均可，范圍更廣過量空氣系數1左右1.6-2.2范圍更廣混合氣形成方式噴射-均質噴射-濃稀均質稀薄燃燒否是是點火方式點燃壓燃壓縮自燃點火系統(tǒng)有無無燃燒方式預混合燃燒擴散燃燒同時著火節(jié)氣門有無無扭矩調節(jié)方式變量調節(jié)變質調節(jié)變質調節(jié)壓縮比較低較高較高火焰有有無明顯火焰前鋒壓縮終了溫度較低較高較高燃燒溫度較高局部較高相對低溫理論循環(huán)等容加熱混合加熱等容加熱泵氣損失較高較低較低向氣缸散熱較多較少較低熱效率低高高燃油經濟性低高高NOx高高低PM低高低HC高低高CO高低高燃燒起點控制點火定時噴油定時綜合控制燃燒劇烈程度較小較大較大三種燃燒方式的發(fā)動機比較HCCI特點1、超低的氮氧化物和碳煙排放2、燃燒熱效率高（1）減小了節(jié)流損失（2）提高了壓縮比（3）縮短了燃燒持續(xù)期3、HCCI燃燒過程主要受燃燒化學動力學控制4、HCCI發(fā)動機運行范圍較窄5、HCCI發(fā)動機HC、CO排放較高規(guī)范化放熱曲線NOx排放曲線比較圖HCCI面臨的問題與難點1、適用工況范圍窄：燃燒受到失火(混合氣過稀)和爆燃(混合氣過濃)的限制，發(fā)動機運行范圍比較窄。2、燃燒進程難以控制：HCCI是預混合壓燃，不能像汽油機一樣由點火時刻控制燃燒始點，也不能像柴油機一樣由噴油時間控制燃燒始點，它沒有直接控制燃燒始點的措施，混合氣的自燃受混合物特性、溫度時間歷程等的影響。3、均勻混合氣的制備比較困難：均勻混合氣的制備和避免燃料與壁面相互作用對實現高燃燒效率、減少HC和PM排放及潤滑油稀釋很重要。HCCI技術的展望1、耦合詳細化學動力學探索HCCI燃燒機理2、改變氣體／燃料混合氣的混合特性3、改變發(fā)動機設計和工作參數目前，限制HCCI燃燒技術運用的核心問題是著火點控制、燃燒放熱速率的控制以及拓寬HCCI發(fā)動機運行范圍。可變壓縮比（VCR）技術壓縮比是氣缸總容積與燃燒室容積的比值，其表示活塞由下止點運動到上止點時氣缸內氣體被壓縮的程度，是衡量發(fā)動機性能的重要參數，是影響發(fā)動機效率最重要的因素之一。一般來說，壓縮比越高，發(fā)動機的性能就越好。對于傳統(tǒng)的發(fā)動機，一經設計好其壓縮比是固定不變的，因為燃燒室容積及氣缸工作容積都是固定的參數。現代汽車發(fā)動機的壓縮比汽油機一般為8～12，柴油機一般為12～22。在增壓壓力低的低負荷工況使壓縮比提高到與自然吸氣式發(fā)動機壓縮比相同或超過；另一方面.在高增壓的高負荷工況下適當降低壓縮比。換言之，隨著負荷的變化連續(xù)調節(jié)壓縮比，以便能夠從低負荷到高的整個工況范圍內有提高熱效率。可變壓縮比（VCR）技術薩博SVC發(fā)動機薩博SVC變壓縮比技術就是通過活塞運動到上止點位置的變化來改變燃燒室容積的，從而改變壓縮比的。其壓縮比范圍可從8：1至14：1之間變化。在發(fā)動機小負荷時采用高壓縮比以節(jié)約燃油；在發(fā)動機大負荷時采用低壓縮比，并輔以機械增壓器以實現大功率和高扭矩輸出?？勺儔嚎s比（VCR）技術采用了長壽命的齒輪和滾珠軸承系統(tǒng)導向的活塞，且活塞相對以前沒有活塞裙部，該結構使活塞不會產生垂直拍擊和徑向負荷，保證發(fā)動機的堅固耐用和可靠性。能有效的降低摩擦損失，提高機械效率。法國MCE-5發(fā)動機可變壓縮比（VCR）技術多連桿VCR發(fā)動機運動規(guī)律：活塞與曲軸通過上連桿與下連桿連在一起。下連桿也通過控制連桿連接到了控制軸偏心軸頸中心。曲軸的旋轉導致了下連桿圍繞著主軸頸的中心旋轉，同時圍繞著曲柄銷的中心轉動。壓縮比改變的原理：移動偏心軸的中心向上使下連桿順時針傾斜，因此使活塞的上止點和下止點的位置同時下降以降低壓縮比。相反，偏心軸的中心向下移動可以提高壓縮比?？勺儔嚎s比（VCR）技術壓縮比圖在低速低負荷時采用高壓縮比14：1以獲得提高燃油經濟性的最佳效果；隨著負荷的增加，減小壓縮比以防止爆震發(fā)生；為了在全負荷時采用高增壓，將壓縮比設為最低值8：1?？勺儔嚎s比技術的優(yōu)點1、提高了發(fā)動機的熱效率，很大程度上改善了發(fā)動機的燃油經濟性。2、適合于多元燃料驅動3、有利于降低排放4、提高運行穩(wěn)定性5、實現發(fā)動機的小排量，結構更緊湊，比質量更高可變壓縮比技術存在問題1、VCR發(fā)動機一般都結構復雜，通常需要對發(fā)動機結構進行大幅改變，有時加工困難。2、那些新增的控制及輔助機構等可活動零部件導致了振動、摩擦損失和磨損的增加，也使發(fā)動機質量增加，這些大質量體的移動需要耗費很大一部分能量。3、適時準確地改變發(fā)動機的壓縮比，需要相應的高精度控制設備，匹配難度大。4、密封性問題。5、研發(fā)及制造成本高?？勺儔嚎s比技術發(fā)展方向1、隨著發(fā)動機相關理論、微機技術、電子技術、結構優(yōu)化設計等技術的飛速發(fā)展,可變壓縮比技術會越來越多地應用在發(fā)動機上,它可使發(fā)動機的各項性能在各工況變化范圍內得到優(yōu)化。2、VCR技術使未來的發(fā)動機趨向于小型化、節(jié)能環(huán)保且能提供強大的動力。3、未來的VCR發(fā)動機應具有與現有發(fā)動機之間的互換性，以推動量產。4、未來的VCR發(fā)動機應與先進的電子控制系統(tǒng)相配合，以盡可能精確地連續(xù)調節(jié)壓縮比，使其滿足不同的工況和使用要求，獲得更高的效率。5、應加大可變壓縮比技術研發(fā)投入，結合VVT、GDI、HCCI、渦輪增壓、稀薄燃燒等新技術來改善和提高發(fā)動機的綜合性能。柴油機電控高壓共軌燃油噴射技術汽油機和柴油機的區(qū)別汽油機的壓縮比為8～12。柴油機的壓縮比為12～22。從理論上講，壓縮比越大，效率越高。汽油機熱效率比較低，而柴油機有著更好的熱效率，也就是更好的油耗表現。點火方式不同，汽油機是把吸入氣缸的汽油蒸汽與空氣混合、加壓，然后用火花塞點火。柴油機是由噴油嘴噴出的霧狀柴油與空氣混合、加壓，靠壓縮來提高混合氣體的溫度自動點火，即壓燃式點火。汽油機使用鋁合金、塑料等材料制成。體積小，重量輕，起動方便，運轉平穩(wěn)，轉速快，適用于汽車、飛機等要求體積小、速度快的運輸工具。柴油機的壓縮比大，氣缸因為要承受較大的壓力而做得較為牢固笨重，一般用鋼板，鐵板等材料制成。它的功率大，適用于載重較大的大型卡車、拖拉機、機車和船艦。柴油機與汽油機相比主要有三大優(yōu)點1.經濟。首先，每單位柴油的能量含量比汽油高；其次柴油機的壓燃特性使其熱效率比汽油機高。一般柴油機的油耗要比汽油機的低30%-40%。2.環(huán)保。相對而言，柴油機的一氧化碳、碳氫化合物和二氧化碳排放量極低，但在顆粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油機更難處理。3.柴油機低速大扭矩的特性，為汽車提供了更好的使用性能。柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)發(fā)展歷史柴油機電控燃油噴射系統(tǒng)的開發(fā)研究從20世紀70年代開始，己經經歷了三代。從第一代的“位置控制式”到第二代的“時間控制式”，再到現在的第三代“時間一壓力控制式”。柴油機共軌式電控燃油噴射技術是一種全新的技術,它集成了計算機控制技術、現代傳感檢測技術以及先進的噴油結構于一身,它有助于減少柴油機的尾氣排放量,改善噪聲,并降低燃油消耗。電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)組成1-低壓油泵；2-柱塞泵切斷電磁閥；3-調壓電磁閥；4-燃油濾清器；5-燃油箱；6-ECU；7-蓄電池；8-共軌管；9-共軌壓力傳感器；10-油溫傳感器；11-電控噴油器；12-水溫傳感器；13-曲軸位置與轉速傳感器；14-加速踏板位置傳感器；15-凸輪軸位置傳感器；16-空氣流量計；17-增壓傳感器；18-進氣溫度傳感器；19-渦輪增壓器圖1-30高壓共軌噴油系