国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势

+ 3．国家对自主开发新机型在税收上、贷款
上应予以优惠。例如：进口样机、试验设 备、原材料、技术资料在进口关税上以予 以减免，在审批时应大开绿灯。 + 4．注重人才培养，积极引入国外人才包括 有开发经验的在国外大企业工作过的“海 归”人才。 + 5．继续依靠国外技术力量（如AVL、FEV 公可），但鼓励联合开发，自主开发，尽 快掌握先进的汽油抓开发技术
+ 3．整机和核心零部件企业中外资控股趋势明显，
近几年，外方有意控制汽车发动机技术。由于中国 加入WTO条款中规定国内生产发动机允许外方控股， 因此外方近几年控股趋势明显，如广州丰田发动机 有限公司日方占70%，中方占30%；一汽与德国大 众在大连新建发动机厂，大众占60%，一汽占40%； 长春西门子威迪欧有限公司德方占100%股份（生产 电子控制产品）等。 + 4．国外跨国汽车集团都有自己的配套体系和技术 壁垒，中方汽油机企业很难进入其OEM配套体系。 例如日系车型、韩系及德系车型进入我国都跟进一 批配套企业，国内一些汽油机及配件企业产品进入 其配套体系很难。
+ 3、增压中冷技术
采用涡轮增压增加柴油机的空气量，提高燃烧 的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、 PM 排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空——空 中冷系统，可使增压空气温度下降到50℃以下，工 作循环温度的下降有助于NOX的低排放和PM的下 降，故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型， 不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。 4、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
+ 5.可变气门定时技术（VVT）。VVT指的是发
动机气门升程和配气相位定时可以根据发动机 工况作实时的调节。这一技术使发动机设计师 无需再在低速扭矩与高速功率之间作抉择，实 时的气门定时调整使得同时顾及低速扭矩与高 速功率成为可能。 + 6.可变气门定时和升程系统 发动机的气门是控 制进气与换气过程的基本机构，主要的控制参 数是气门定时和升程。对应于一定的运行工况， 要求的定时和升程各不相同。这样可使动力性、 经济性和排放品质达到最优。
+ 柴油机应用的一些先进技术： + 1、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臵， 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。 2、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。
+ 5．国内汽油机配件厂大多依附于整机厂（少
量出口型企业除外），由于汽车整车不断降价， 使整车厂和整机厂把降价的压力转移到为其配 套的零部件厂，大多零部件厂利润低，对研发 方面的投入不足（国内研发资金一般占销售收 入2%～3%，而国外大企业占5%～8%）。 + 6．北京市已执行国Ⅲ排放标准，2008年全国 也要执行国Ⅲ标准，2010年以后，全国可能要 执行国W排放标准，汽油机生产企业面临技术 升级和成本价格上升的巨大压力。
+ 3.点火和管理系统 汽油机是电火花点燃混合气
的点燃式发动机。火花的发生过去是依靠点火 系统内的机械式白金断电器来完成的。断电器 在高速运转下很容易磨损并烧蚀，从而使发动 机出现失火，造成动力性下降和有害排放物激 增的后果。 + 4．采用电磁式或霍尔式无触点的断电器便彻 底解决汽油机运转过程中动力下降的排放增加 的难题，也大大地减少了发动机的维修和保养 工作。现代的高性能汽油机已经毫无例外地采 用了电子控制的无触点点火系统。
+ 3 柴油发动机功率“两极分化”形式加剧
近年来，随着重型载货车、大型客车、轻型货车市 场的快速增长，中型货车、中型客车市场份额的日益萎 缩，直接导致柴油机功率的两极分化，中等功率的柴油 机市场份额逐年萎缩。 4 柴油发动机行业遇到的资金拖欠问题 其实，“欠钱还债，天经地义”，这在我们这个有 着几千年文明历史的国度早已是家喻户晓的古训。然而， 在进入现代文明的今天，我们的社会还存在着那么多的 “拖欠”现象。资金拖欠的问题已经严重的困扰着我国 柴油发动机行业的发展。由于销售商拖欠大量资金，制 约了企业对产品科研与开发的速度，同时也制约了正常 的生产与经营规模的扩大。严重影响了企业的正常发展， 在WTO范畴里如果我们还不能迅速解决这个问题，我 们国内柴油机企业逃脱不了被淘汰的命运。
+ 7．国内自主品牌产品在技术水平及性能上，
与国外先进水平相比尚有一定差距（如可 靠性、动力性能、噪声及无故障行驶里程 等方面的性能指标要低于国外先进机型1。 + 8．汽油机研发人才较缺乏，虽然一些企业 引进了研究生、博士生及“海归”人才， 但力量仍显薄弱。同时，国内汽油机行业 还缺乏为研发工作提供借鉴和参考的大量 基础数据。
+ 5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。
6、柴油 柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机 （车）正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要 保证。 例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放 达54%，HC 和 NOX 排放达10%，PM 排放减少 14%～47%。 发达国家已普遍使用燃料清净剂，既 能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。
+ 7.汽油机直喷（GDI）技术，就是将汽油通
过高压（约100大气压）供油系统将汽油直 接喷到燃烧室内与空气混合、燃烧。
+ (1)存在的问题 + 1．核心技术大多为外方掌握，合资企业中，
由于中方不掌握核心技术缺乏话语权。国内的 发动机管理系统（EMS）由上海联合电子与北 京万源德尔福两家企业生产，核心匹配技术为 BOSCH和德尔福掌握；汽油机排气系统中催 化转化器陶瓷芯由NGK（苏州）公司独资生 产；天津一汽丰田、东风广州本田、广州丰田、 一汽丰田、东风日产、沈阳航天三菱等汽油机 企业大多依赖外方技术。 + 2．汽油机的关键零部件，中方缺乏自主开发 能力。
+ 参考文献： + [1]王智杰，国内;
+ + +
趋势，网易 [2]辛军，国外汽车发动机技术现状及发展趋 势，奇瑞汽车工程研究院 [3]李家瑞，马天飞 汽车构造[M]，北京：人 民交通出版社 [6] 王祖德、王军雷，汽车情报
+ （2）政策建议 + 1．建议国家对，汽油机产品研发加大支持力
度，“十五”期间，国家科技部拨款8.8亿元， 主要支持了电动车项目（纯电动、混合动力及 燃料电池车），建议国家对传统汽柴油机研发 也要在资金上予以支持。 + 2．国家应鼓励国有大企业集团积极开发自主 品牌高端汽油机产品，企业开发时，国家在人 力、物力上应给予支持。国资委在考核企业领 导时，不仅仅考、核企业利润指标，和国有资 产保值增值率，也要把自主创新（整车和发动 机）纳入考核范围。
车辆工程 0901040406 窦景雷
+ 发动机是汽车的心脏，发动机的发展在很
大程度上决定着汽车产业的发展。随着电 子技术的发展也不断推动着发动机新技术 的开发。无疑，先进的发动机技术将在汽 车节能、环保技术开发中起着关键的决定 性的作用。
+ 1、燃油电子喷射技术。 相比于化油器，燃油
电子喷射系统可以的燃油计量精确度上有较大 幅度的提高。因此，采用电子控制燃油喷射的 汽油机，其经济性和动力性有很大的提高，使 对混合气浓度要求的三效催化转化器降低排放 成为可能。 + 2、电子控制燃油喷射从单点式发展到多点式。 这使汽油机不仅在动力性上仍旧能保持其密度 的特点，而且其燃油性几乎可以和柴油机相媲 美。
但一些柴油发动机企业的产品结构单一，同质华化 倾向非常明显，产品与产品之间难以体现差异化，导致 众多企业争夺同一档次整车配套市场。以重型载货车市 场为例：目前，国内几家主要要的重型载货车生产企业， 其生产能力和主要产品都集中于载重8~15吨这一档次上。 而相关配套柴油有机厂家的产品也多集中于这一区域， 其主要功率覆盖范围、主要产品性能以及价格水平上都 没有明显的差别，而这一档次的重型载货车经过两三年 的超常规发展，市场已成萎缩之势，下滑的趋势非常明 显。因此，为其提供配套动力的部分柴油机企业出现低 增长甚至负增长当属情理之中。目前柴油整车发展趋势 是向“两头”延伸的趋势，向上配套载重5吨以上的重 型车已成热点，向下则是配套轻型车。在这种情况下， 如果企业不调整产品定位，则很难赢得市场。
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7、乳化柴油的应用 柴油加水掺合乳化剂，使其形 成较为稳定的含水乳化柴油， 这类改进型燃料的使用可明 显降低柴油机（车）的排放，尤其是NOX和PM。目前美 国报道这方面进展较多，我国也在这方面进行研究，且已 取得可喜进展。加水20%乳化柴油（70天不分层），在大 型柴油机上100%负载工况下，功率不减，节油明显，动力 输出比柴油上升4.3%，且烟度和NOX排放下降明显。然而， 尽管这项技术对低排放有好处，但其潜在的问题如水结冰、 水对发动机的腐蚀等问题尚待解决。 8、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臵非常重要。
+ 1 生产集中度比较高
2003年前三季度柴油发动机产销量的前五 名企业分别为东风汽车公司、中国第一汽车集 团公司、广西玉柴机器股份有限公司、昆明云 内动力股份有限公司、扬州柴油机有限责任公 司。一至九月份前五家企业共完成销售606561 台，占全部销量的74.85%左右。
2 产品结构单一，同质化倾向明显 当前中重型货车、大中型客车等以柴油发 动机为主的整车市场竞争的日益激烈，导致整 车厂家对动力的需求越来越多样化。