内燃机发展及存在的问题研究

内燃机发展及存在的问题研究

摘要本文主要从技术进步角度针对内燃机的发展历程进行了阐述，分析了各个时期内燃机的技术突破。同时对于目前内燃机技术研究中存在的问题进行了分析，给出了相应的解决办法和思路，为相关技术人员研究内燃机发展和确定以后的研究方向等提供了有益的参考。

关键词内燃机；发展；问题；研究

前言

内燃机是一种能够提供动力的机械类装置，同时也是燃烧类发动机里最具有代表性的一种[1-5]。在人类文明的发展和进步中，内燃机发挥了巨大的作用，特别是在科学技术进步、社会发展和改善人们生活品质方面贡献突出，现代社会上绝大部分的动力机械或交通工具主要依靠发动机燃烧燃料驱动。内燃机自百年前被发明制造出来以后，经过几代人的不断改进研究，其燃烧机技术得到了飞速发展，燃烧效率大大提高，燃烧废气排量和组成得到了有效控制，但仍存在一定问题待研究和改进。本文针对内燃机发展历程进行了分析，对于目前存在的问题进行了研究。

1 内燃机发展历程分析

近百年来，随着内燃机技术的不断发展，人们对于内燃机驱动的交通工具的要求也发生了变化，不仅要追求内燃机的安全性能，同时要考虑内燃机的动力性、经济性、美观性舒适性等，下文主要从内燃机技术发展的角度进行了阐述。

在20世纪二十年代初期，内燃机的主要研究和发展领域是提高内燃机的功率和内燃机的比功率，最主要的目前目的是降低交通工具运输的成本。相关研究人员通过加大增加内燃机气缸数量，以及增加内燃机的转动速度等措施大大增加了内燃机的比功率值。20世纪二十年代以后，随着科学技术的发展，内燃机燃料燃烧过程中的爆震问题日益凸显，相关研究人员采用的技术解决方法是将四乙基铅加入到燃料中，通过对氧气和燃料的燃烧过程进行干扰，最终降低了燃烧爆震的程度，同时在此过程中随着燃料压缩比的增大，燃料的燃烧热效率及功率都大大提高。20世纪四十年代初期，涡轮增压技术问世，该技术利用排出气体的压力对进入空气压缩，大大提高了燃料的燃烧效率和内燃机功率。20世纪四十年代到五十年代，随着高强度、耐高温、低密度材料的不断推陈出新以及精密机械加工制造技术的突飞猛进，制造的内燃机结构方面更加紧凑、体积更小、转动速度更快，能够实现快速方便移动，在交通工具上有了更广泛地应用。20世纪六十至七十年代，随着交通工业的飞速发展，对内燃机的功率和转动速度提出了更高的要求，世界各大制造商纷纷投入巨资进行内燃机的研发，进一步提高内燃机的燃烧性能和结构稳定性能。20世纪九十年代，石油危机爆发，人们对资源利用更加谨慎，技术人员开始研究低耗节能内燃机技术并取得了一系列成果。比如通过降低交通工具行驶速度，发展小功率内燃机技术，总体也降低了交通工具

的重量和体积，研究了稀薄燃料燃烧技术、高能量点火技术等用以实现燃烧效率的提高。目前的内燃机已发展成为了多技术密集的产业，电子技术、新型材料和信息技术等正逐步应用于内燃机制造和工作过程中，内燃机技术也将沿着低耗节能的方向发展。我国从西方国家引入了大量的内燃机成品，并进行了自主研发，大大提高了我国的机械制造水平，也推动了内燃机技术的进步，但是目前我国与国外先进技术还有一定差距，特别是在内燃机可靠性、有效工作寿命等方面还有待进一步加强。

2 内燃机存在的问题及挑战分析

近年来内燃机的研究主要围绕提高安全性能、可靠性能、稳定性能等几个方面展开，其中利用电路控制燃油喷射技术、同轨道喷射燃油技术发展最为迅猛。通过对喷射燃油量、喷射时间长短以及阀门的开度大小进行控制，全面优化内燃机的燃烧性能。世界各地都在先进内燃机燃烧技术研究上投入了巨大的人力、物力和财力，各种新式内燃机也不断出现，但是仍存在一定问题，对于提高内燃机技术提出了较高的挑战。

内燃机关键技术有待提高。目前我国的内燃机制造技术远落后于世界先进水平，特别是在内燃机的核心技术方面。在内燃机的研究上要走自主创新的道路，形成特色产品，加强电动控制、涡轮增压装置等核心零件的批量生产；对燃烧系统进行优化；对内燃机的匹配问题进行研究解决；对于内燃机加工制造工艺，有必要对新型材料加大科研力度，最终达到降低燃料消耗的目的。

通用燃烧系统内燃机有待研发。目前随着科学技术的不断进步，对于内燃机节能降耗、拓宽燃料范围的要求越来越高，因此需要对通用燃烧系统内燃机进行研发，使其不仅能够燃烧汽油、柴油等传统燃料，更能满足清洁燃料如氢气、乙醇等燃烧对内燃机参数方面的要求。

小型内燃机涡轮增压技术有待发展。涡轮增压技术可以使内燃机的燃烧效率提高一到三倍，目前的涡轮增压技术在中小型内燃机上的应用还不是很多，主要应用在较大的内燃机上，因此有必要对小型内燃机涡轮增压技术进行研究分析，推进涡轮增压技术的进一步发展和推广应用。

柴油内燃机使用率有待提高。目前我国常用的内燃机产品中，柴油机占了绝大多数，柴油内燃机具有较高的热效率，通常柴油内燃机的燃烧热效率比同型的汽油内燃机的燃烧效率高百分之二十五，这也是世界范围内的普遍水平。随着机械加工制造工艺技术的提高和新型多功能材料的研制，柴油内燃机将逐步取代汽油内燃机产品，但替代速度和替代率有待进一步提高。在目前石油资源紧张的情况下，世界各国都加大了柴油内燃机取代汽油内燃机的速率，不仅在传统的工程用车上加强柴油机应用，同时也增加了日常交通工具中柴油内燃机的使用量。

3 结束语

本文对于内燃机的发展历程进行了分析研究，然后对内燃机存在的问题进行

了阐述，认为内燃机在关键技术、加工制造技术等方面有待提高，通用燃燒系统方面的内燃机有待研发，小型内燃机涡轮增压技术有待发展，柴油内燃机使用率有待提高。

参考文献

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[5] 马元骥，胡大公，许耀良，等.在分层给气式内燃机中用水模拟法研究副室中混合气的形成[J].内燃机学报，1983，（03）：9-18.