汽車發(fā)動機發(fā)展現狀和技術動向

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1、汽車發(fā)動機發(fā)展現狀和技術動向【摘要】發(fā)動機是質量功率密度最高的動力源，其技術發(fā)展不僅受客戶對所關注的汽車質量和道路性能的高期望值所決定，而且更多是受越來越嚴格的排放控制要求所推動，采用不斷涌現的新技術，極大地延長了其生命周期，在今后的幾十年中還會不斷地發(fā)展下去?！娟P鍵詞】汽車發(fā)動機；排放；技術現狀內燃機的出現可追溯到1876年德國奧托研制成功了世界上第一臺四沖程火花點火式內燃機。戴姆勒和奔馳在奧托發(fā)動機基礎上，于1886年研制出作為汽車動力的輕型汽油機。1892年德國工程師魯道夫?狄塞爾發(fā)明了壓燃式柴油機。之后，汽車發(fā)動機經歷

2、了約150年的不斷發(fā)展和改進,發(fā)動機的技術已經發(fā)生了巨大變化。1?發(fā)動機發(fā)展面臨的問題內燃機汽車在給人類提供輔助工具的同時也帶來了環(huán)境污染，對大氣往往造成不可逆轉的破壞。其排氣中的有害物質，如氮氧化物(NOx)、一氧化碳(C0)、碳氫化合物(HC)、微粒(PM)和二氧化硫(S02)等對人類健康造成的危害十分嚴重。自二十世紀末期以來，各國的汽車排放法規(guī)日益嚴格，現代內燃機的發(fā)展更多是受越來越嚴格的排放控制要求所推動?，F代汽車發(fā)動機的發(fā)展趨勢是朝高升功率和高質量功率比發(fā)展，這與大幅地減少燃油消耗和污染排放相矛盾。現在主要任務是令其

3、它排放物維持在低水平的基礎上降低C02排放量。而降低二氧化碳排放的有效途徑之一就是提高發(fā)動機及傳動系統(tǒng)的效率，因此可以說，減少C02排放量是新技術發(fā)展的主要驅動力。2.發(fā)動機技術現狀汽油機直噴（GDI）技術是通過高壓供油系統(tǒng)將汽油直接噴到燃燒室內與空氣混合、燃燒。與傳統(tǒng)汽油機相比，GDI發(fā)動機能有效降低發(fā)動機的未燃碳氫化合物的排放；提高了燃燒室內空氣的質量；提高發(fā)動機的壓縮比，從而提高發(fā)動機的熱效率；GDI使發(fā)動機能很容易實現分層燃燒，從而降低燃油消耗率。可變氣門定時技術（VVT）是汽油發(fā)動機技術發(fā)展的另一個里程碑。VVT指的

4、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)。采用該技術可以同時兼顧低速扭矩和高速功率，一般最大扭矩可以平均增加10%o在部分負荷，提高有效壓縮比，減少節(jié)流損失，改善燃油經濟性。通過對重疊角控制，改變缸內EGR率，從而使NOx排放降低。合理控制氣門定時，有利于氣流組織，改善氣體混合,從而降低HC排放?？煽厝紵俾剩–BR）系統(tǒng)是另一項節(jié)能環(huán)保技術。汽油機在怠速和小負荷時，燃燒室內殘余廢氣所占的比例很高，這會使發(fā)動機的排放及效率惡化。該技術就是通過促進燃燒室內在火花塞附近創(chuàng)造穩(wěn)定的、容易點燃的混合氣。在低速、低負

5、荷工況下，組織切向進氣，產生強渦流比，從而大大提高火焰的傳播速度，提高混合氣燃燒速率從而降低油耗和排放。在高速、高負荷時，中等強度的充氣運動和均勻供油產生極好的充氣效率、降低燃燒噪聲，并可以減少爆震的產生，產生足夠的扭矩輸出?？勺儦飧坠芾砑夹g(VCM)是近兩年開始投入市場的汽油機技術，也就是切缸工作循環(huán)，或稱為可變排量。可變排量技術就是根據汽車動力的需求來實時決定發(fā)動機的有效排量，使做功的氣缸總是處于大負荷狀態(tài)，從而達到節(jié)能環(huán)保的目的。在車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，發(fā)動機將會把全部氣缸投入工作。在中速巡航

6、和低發(fā)動機負荷工況下，系統(tǒng)僅運轉一個氣缸組。這一技術適用于中大排量、V型布置的發(fā)動機。3.總結綜上所述，為了滿足節(jié)能減排的要求，滿足客戶對駕駛樂趣的追求，發(fā)動機上所采用的技術可謂是日新月異。最終目的還是充分挖掘潛能，使發(fā)動機盡可能高效地工作。在諸如混合動力汽車、電動汽車等新能源技術不斷涌現的情況下，傳統(tǒng)發(fā)動機采用不斷涌現的新技術，極大地延長了其生命周期，在今后的幾十年中還會不斷地發(fā)展下去。參考文獻：[1]環(huán)境與交通工作組，交通與環(huán)境[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2001.2-6,57-68.[2]C.Stan,A.Stan

7、ciu,L.Martorano,M.Antonelli,GDICompactFourStrokeEngine-anAdvaneedConceptforVehicleApplication,SAE2004-01-0039.[3]SuramyaNaikandBassemRamadan,ANumericalStudyandOptimizationofGDIEngineParametersforBetterPerformanceandCompleteCombustionUsingKIVA-3VandVISUALDOC,SAE2004-

8、01-3008.