国内外汽车发动机的现状和发展趋势

国内外汽车发动机的现状和发展趋势姓名：祖春胜班级：车辆09-2 学号：0901040440

摘要：本文综述了发动机的发展带动汽车的发展，随着汽车产销量的不断增长，

大气污染，石油资源枯竭，故而，世界汽车界将在发动机上发展更先进的技术从而实现汽车的节能和环保，通过列举大量国内外发动机的技术现状及发展趋势，从而更进一步的了解发动机的节能与环保。

关键词：电控液压进气系统；涡轮增压；燃油品质；排气后处理；汽油机直喷（GDI）技术

The status and development trend of Domestic and foreign automobile engines

Abstract: The 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, environmental 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 protection

Keywords:Electric hydraulic air intake system；Monomer pump technology;

Fuel Character；Exhaust Gas After Treatment、Gasoline direct injection (GDI) technology

伴随着汽车产销量的不断增长，从而带来了世界石油资源日趋枯竭的压力, 面对汽车急剧增长对环境的影响, 世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法，对发动机的环保，能源诸方面的技术加以改进。

一．柴油机的发展及现状

1.1柴油机的性能特点

（1）好的燃油经济性。

（2）有能量密度高，燃油消耗率低，这对节约能源和提高经济效益都很重要。（3）结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高，与汽油机相比质量较大。柴油机主要有三大优点:

(1) 经济。首先，每单位柴油的能量含量比汽油高；其次，柴油机的压燃特性，使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低 30%～40%。

(2) 环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧

化碳、颗粒物和氮氧化物。相对而言, 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低, 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治。

(3) 柴油机低速大扭矩的特性, 为汽车提供了更好的使用性能。通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经无异于汽油机。

1.2国内发动机的技术特点

（1）智能省油VVT-i

近年生产的丰田轿车，包括最新的威姿大都装配了标准有“VVT-i”字样的发动机。VVT-i，是英文“Variable Valve Timing intake”的缩写，意思是“智能可变配气正时”。由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智能型可变气门正时系统”。该系统主要控制气门凸轮轴。VVT-i 是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高了发动机在所有转速范围内的动力性，燃油经济性，降低尾气的排

放。[1]

（2）共轨与四气门技术

国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求。

四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、HC 和 NOX 排放并提高热效率。

（3）高压喷射和电控喷射技术

高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一，高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机（车）性能。

（4）涡轮增压技术

涡轮增压发动机是依靠涡轮增压器来加大发动机进气量的一种发动机，涡轮增压器(Turbo)实际上就是一个空气压缩机。它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮位于进气道内，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。[2]

涡轮增压发动机的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器相比，可增加大约40%甚至更多。

（5）排气再循环（EGR）技术的应用

EGR 是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内，这种不可再燃烧的 CO2 及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，缸内最高燃烧温度下降，破坏 NOX 的生成条件。EGR技术可使机动车NOX排放明显降低，但对重型车用柴油机而言，目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX，还能保持其他污染物的低水平。

（6）后处理技术

柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放。目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发 NOX 催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。

（7）降低机油消耗

柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。为了满足日益严格的柴油机（车）排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度，即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。

1.3 柴油发动机的主要问题

柴油发动机存在的主要问题就是氮氧化物和黑色的碳烟。柴油机在燃烧时的压力和温度都高于汽油机, 吸入燃烧室里的空气也较多, 燃烧室内剩余空气中的氧气和氮气很容易在高温、高压的条件下发生反应, 而生成氮氧化物。燃烧区域中油滴周围的含氧量相对柴油汽较低, 影响了柴油的充分燃烧, 这将导致碳烟 (燃油中未燃烧的碳) 的排放, 也就是颗粒物。不过, 随着柴油机技术的进步, 其环保性能已大有改善。自1998年以来, 新型公路用柴油机的颗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年代以来的柴油发动机已经基本消除了黑烟。这主要得益于柴油机技术的不断创新发展, 燃油供给、燃烧室设计和涡轮增压方面的改良。

1.4柴油机的发展趋势