汽车结构概述论文

摘要

当今世界汽车工业是一个国家工业水平的重要指标之一，而作为汽车心脏的发动机，它的发展毋庸置疑对一辆车的性能有着举足轻重的影响。通过大专三年对汽车专业的学习，以及本科一年多来机械专业的学习，我对汽车工业的认识有了更加深刻地认识。人们在买车时普遍关注汽车的动力性，制造商也是一味增强发动机的功率。随着我国汽车保有量和产量的日益增多，汽车所带来的污染也不得不引起我们的关注和重视。现在汽车的发动机要求具有高的可靠安全性和更加强化的动力性能。除此之外，还要求低污染、低噪音以及更加先进的电控系统。这越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深，使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视，从而促使传统的内燃机技术不断创新。如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。由于各国国情的不同，在环境保护及节能方面所侧重的技术也有所区别。

关键字：低污染，直喷技术，可变气门，可变排量

汽车发动机发展面临的问题

内燃机汽车在给人们提供交通方便的同时也带来了当今不可避免的问题，就是环境污染，而汽车尾气所造成的污染往往是不可逆的的破坏。其中排放的有害气体，如氮氧化物，碳化物，硫化物以及部分可吸入颗粒等对人和动物的伤害都比较严重。自二十世纪末期以来，全球各国的汽车排放规定日益严格，而现在内燃机的发展也愈加严重的受其影响，同时以此为推动发展之动力。汽车发动机在一方面提高其动力性能和大功率，另一方面尾气排放规定要求其尽可能减少对燃油的消耗。所以现在世界各国研究的共同点都是在降低二氧化碳的排放量，这样做普认的观点就是提高燃油的燃烧效率。

发动机发展现状

1、直喷技术（GDI）

通过专业知识的学习，我们知道汽油发动机直喷技术是通过高压供油系统将汽油直接喷到燃烧室内与空气混合，以此来提高燃烧效率。与传统的汽油机相比，直喷发动机能有效降低发动机的未燃烧碳氢化合物的排放；能有效提高燃烧室内空气的纯度；提高发动机的压缩比，从而提高发动机的热效率。汽油机直喷在电子喷射和控制技术取得长足发展后，于上世纪90年代后期开始进入市场。与传统的多点气道喷射的汽油机相比，直喷技术有四大显著的优点：能有效降低发动机的未燃碳氢化合物的排放，因为直喷技术避免了气道喷射汽油机在冷起动时燃油在气道壁面沉积的问题，而

且极大地提高了燃油与空气的混合程度，更为精确地控制了每个燃烧循环的空气与燃油的比例，从而达到缸内完全燃烧的目的；使汽油在燃烧室内雾化、蒸发，降低了燃烧室内空气的温度，从而增加了燃烧室内空气的质量；因汽油蒸发降低了充气的温度，使发动机设计师有可能提高发动机的压缩比，提高发动机的热效率；直喷技术使发动机能很容易实现分层燃烧。

2、可变气门定时技术（VVT）

可变气门定时技术是发动机发展的有一大里程碑。VVT是指发动机气门升程和配气相位可以根据发动机的工作状况做出实时调节。采用该技术可以同时兼顾低速扭矩和高速功率。一般平均扭矩可以增大10%。在一些情况下，可以有效的提高压缩比，减少节流损失，改善燃油经济性。通过重叠角控制，改变缸内废气再循环（EGR）系统率，从而降低有害尾气的排放。合理控制气门定时，有利于气流组织，改善气体混合。

3、可控燃烧速率技术（CBR）

可控燃烧速率系统是另一项节能环保技术。汽车在怠速和小负荷时，燃烧室内残余废气所占的比例很高，这会使发动机的排放及效率恶化。该技术就是通过燃烧室内在火花塞附近创造稳定的、容易点燃的混合气。在低速、低负荷工况下，组织切向进气，产生强涡流比，从而大大提高火焰的传播速度，提高混合气燃烧速率从而油耗和排放。在高速、高负荷时，中等强度的充气运动和均匀供油产生极好的充气效率、降低燃烧噪声，并可以减少爆

震的产生，产生足够的扭矩输出。

4、可变气缸管理技术（VCM）

可变气缸管理技术（VCM）是近两年才投入汽车市场的汽油机技术，也就是切缸工作循环，或者称之为可变排量。可变排量技术就是根据汽车动力的需求来实时决定发动机的有效排量，使做功的气缸总是处于大负荷状态，从而达到节能环保的目的。在汽车起步、加速或者爬坡等需要大功率输出的情况下，发动机将会把全部的气缸投入使用，而在中速巡航和发动机负荷较低的工况下，系统就可以仅仅运转一个气缸组，这样是节能减排的效果更加明显。

5、燃烧速率控制滑片技术

燃烧速率控制滑片技术汽油机在怠速和小负荷时，燃烧室内残余废气所占的比例很高，会导致点火困难、火焰传播速度慢，这会负面影响发动机的排放及效率。而另一方面，在一般城市交通中，汽车发动机绝大部分时间是在中、小负荷及怠速状况。优化汽油机在这些状态下的排放和热效率具有重大的意义。燃烧速率控制滑片就是通过促进燃烧室内在火花塞附近创造稳定的、容易点燃的空气燃油混合比，通过增加燃烧室湍流的强度达到节能环保的目的。发动机在怠速或小负荷时，发动机电子控制器会实时调节滑片在发动机进气道的位置，使滑片挡住进气道部分截面积，从而使新鲜空气—燃油混合气在进入燃烧室时有一切向的速度，在燃烧室内形成有序的涡流。在着火及燃烧的早期，有序的涡流碎化成小尺度的涡流，从而大大提高火焰的传

播速度。

5、涡轮增压技术

说到涡轮增压技术得先说涡轮增压器，涡轮增压器是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动之空气压缩机

（Air-compressor）。与机械增压器功能相若，两者都可增加进入内燃机或锅炉的空气流量，从而令机器效率提升。常见用于汽车引擎中，透过利用排出废气的热量及流量，涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。一般车用内燃机在加装增压器后重量都会增加，所用作克服惯性的能量会上升。涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。就拿我们最常见的1.8T 涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。