国内外汽车发动机技术比较论文1

摘要

发动机是汽车的心脏，为汽车提供动力，密切关系着汽车的动力性、燃油经济性、平顺性。可以说，发动机的所有结构都是为能量转换服务的。发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制等方面都有了很大的提高，但其基本原理仍然没有改变。文章从三个方面对论题展开论述，第一个方面是说明汽车发动机的发展历史，第二部分是国内外汽车发动机的技术比较，第三部分是对汽车发动机的问题与展望。这是一个富于创造的时代，那些发动机的设计者们，不断地将最前沿的科技融入到发动机的设计制造当中，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机的性能达到近乎完善的程度。各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面，从而使人们在悠闲地享受汽车文化的同时，也能保护环境、节约资源。

关键词：发动机、技术比较、改进建议

目录

1汽车发动机技术现状 (3)

1.1新材料的使用 (3)

1.2燃烧模式的变革 (3)

1.3燃料的多样化 (4)

1.4智能控制技术的应用 (4)

2国内外汽车发动机技术特点比较 (6)

2.1国外发动机技术特点 (6)

2.2国内发动机的技术特点 (7)

3问题与展望 (8)

参考文献 (9)

致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。

1汽车发动机技术现状

进入21世纪，汽车内燃机并未因其他车用动力的竞争（如电力）而成为“夕阳工业”，相反，技术进步使得车用四行程内燃机仍保持主体地位。

1.1新材料的使用

高强度、低密度材料的使用，如铝与加强纤维、陶瓷材料、塑料、碳素纤维等，使内燃机不断轻量化。

与传统铸铁缸体相比，采用铝合金材料铸造的气缸体，在保证强度的前提下，质量显著减轻，导热性能有所提高，满足了现代汽车发动机的性能要求。但由于铝合金的耐磨性不好，使用时必须镶嵌缸套。有的汽油机汽缸盖用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有利于提高压缩比。铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中容易变形。由于生产成本较高等原因，铝合金发动机并未完全取代传统的铸铁发动机，常见的铝合金发动机有上汽通用别克君越（LaCrosse）所搭载的2.4L直列4缸发动机、一汽-大众奥迪A6L上的2.5L V型6缸发动机、东风日产骐达（TIIDA）上的1.6L发动机等。

使用聚酰胺（塑料）而非常规铝金属制造进气歧管为丰田带来了众多突破性优势：塑料取代金属后减轻了该部件约40%的重量，从而提高了燃料效率并减少了排放。使用Ultramid®制造的进气歧管还加强了发动机空气补给，从而提高发动机的性能。比起铝制产品，聚酰胺进气歧管的光滑内壁阻力更低，同时，由于塑料的成型更为容易，这种材料更有利于最佳空气流动设计的实现。

1.2燃烧模式的变革

燃烧模式和燃烧系统发生重大变革，稀燃技术在汽油机上成功应用。典型的有日本三菱公司缸内直喷式汽油机（GDI）、大众缸内直喷分层燃烧发动机（FSI）、凯迪拉克双模直喷发动机（SIDI）。

FSI（Fuel Stratified Injection）燃油分层喷射，是基于GDI（汽油直喷）的一种技术。与常规的进气道喷射点燃式发动机相比，FSI将燃油直接喷入燃烧室。由于喷雾的气化冷却作用，它优化了充气效率，实现了汽油机质的调节，大大降低了进气损失。分层燃烧减少了发动机的传热损失，从而增大了满负荷的输出功率并降低了部分负荷的燃油消耗。

大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电

磁控制的高压喷嘴。它的特点是空气在进气道中已经产生涡流，进气流以最佳的涡流形态进入燃烧室内，通过分层填充的方式推动，使混合气集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点燃的浓混合气，空燃比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速扩散至外层。

FSI发动机既然有如此多的技术优势，相应的其对发动机硬件和油品的要求也就很高。首先，它的喷油器安装在燃烧室内，这就要求其具备在高温高压环境下可靠工作的能力。其次，油路中必须具备比气缸内更高的压力才能有效地把汽油喷射入气缸。燃油管路中的压力提高以后，管接头密封处的强度也要随之提高。这样就对喷油器的设计和制造工艺提出了更高的要求。除此之外，FSI发动机的压缩比较高，可达11.5：1，在这种情况下对燃油标号和油品的要求就很严格。就中国的情况来说，必须使用97号及以上的高清洁度汽油。

1.3燃料的多样化

燃料更加多样，对于控制排气污染、改善燃油经济性、减少内燃机对日益短缺的石油基燃料的依赖，各国进行了大量内燃机代用燃料的研究工作，并在一定范围内取代汽油和柴油，如用天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、合成汽油、合成柴油、生物柴油以及二甲基醚等。

天然气(NG)是一种清洁、高效、优质能源，在世界各国得到广泛的利用。液化天然气(LNG)是将天然气在-162℃常压下转化成液态，其液化后的体积为常压下气态的1/600~1/625，小于压缩天然气(CNG)的体积；而CNG是将常温常压下的天然气压缩到20~25MPa后的高压天然气，其体积为常温常压下气态的1/200~1/250，是LNG体积的2.5~3.0倍。

由于CNG具有体积较小、储存效率较高和运输较方便等优势；既可将其作为民用、工业和城市燃气调峰，也可作为汽车燃料。目前，我国CNG汽车在四川成都、重庆、郑州、北京、开封、济南等城市迅猛发展，全国天然气汽车拥有量已超10万辆。但天然气和汽油、柴油相比更易燃易爆，对天然气气源和管网的依赖性较强，只能在有天然气管网的地点建设CNG加气站等相应的基础设施。

1.4智能控制技术的应用

VVT—i（Variable Valve Timing with intelligence）系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款丰田轿车的发动机已普遍安装了