汽車發動機新技術的發展探索

隨著近年來我國汽車市場的快速發展，汽車上的新技術日新月異，尤其是汽車尾氣造成的環境污染問題以及國家對節能減排的日益重視，使得汽車發動機技術不得不面對新一輪的改革，目前像全鋁合金缸體、廢氣渦輪增壓、缸內直噴、ESP、發動機智能啟停等系統已經逐漸被各大汽車廠商應用，這些汽車發動機新技術的應用有效地減少了汽車尾氣排放，降低了對環境的污染，起到了節能環保的作用。

發動機新技術的發展主要圍繞著機械和電子控制兩方面進行，機械方面主要采用全鋁合金缸體、缸蓋，甚至更輕量化的材料，目的是使發動機達到所要求的強度基礎上更加的輕量化，以達到節省燃油、提升動力的作用。增加電子控制是在以前發動機基礎上增加電子控制裝置，并通過電腦進行更優化的控制，從而達到降低排放污染、節能環保、提升動力的作用。

1.1 缸蓋集成排氣歧管技術

目前越來越多的發動機采用高度集成化的發動機缸體和缸蓋，在節省材料、減小體積的同時，還能夠實現一些功能，zui典型的技術是汽缸蓋集成排氣管技術。該技術取消了

傳統的排氣歧管，而是集成在了汽缸蓋的側面，如圖1 所示。

圖1 汽缸蓋集成排氣歧管

汽缸蓋集成排氣歧管，能夠利用排氣歧管中的高溫尾氣對氣缸體內的冷卻液進行預熱，在發動機冷機狀態下快速提升發動機的工作溫度，同時對燃燒室出口處的尾氣進行冷卻，可以起到降低油耗和排放的作用。

1.2 雙阻尼減震飛輪

由于現在大部分發動機采用了缸內直噴與增壓發動機技術，導致了發動機升功率的提高以及更高的發動機扭矩波動，為了消除這部分波動，配備手動變速器的發動機廣泛采用了雙阻尼減震飛輪技術。
飛輪不但在發動機起動時起作用，還在發動機起動后貯存和釋放能量來提高發動機運轉的均勻性，同時將發動機動力傳遞至離合器。雙阻尼減震飛輪是將原來的一個飛輪分成兩個部分，一部分連接發動機曲軸，用于起動和傳遞發動機的轉動扭矩，為初級飛輪。另一部分連接離合器的壓盤，用于提高變速器的轉動慣量，為次級飛輪。兩部分飛輪之間有一個環型的油腔，在腔內裝有彈簧減振器，由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個整體，如圖2 所示。雙阻尼減震飛輪能夠顯著減輕高性能車的空檔齒輪噪聲、提高手動變速的平順性及換擋效果。

圖2 雙阻尼減震飛輪的作用
2、汽車發動機電子控制系統新技術

2.1 廢氣渦輪增壓技術

廢氣渦輪增壓技術是利用發動機排氣的能量驅動廢氣渦輪增壓器實現內燃機增壓的方法。發動機氣缸排出的高溫高速的廢氣，經排氣管進入到渦輪增壓器中，推動增壓器中的渦輪旋轉，渦輪再帶動與它同軸的壓氣機葉輪旋轉。壓氣機將吸入的空氣壓縮，提高了壓力的空氣流經內燃機進氣管，供入氣缸，從而達到增壓的目的。經過增壓的發動機比同排量的自然吸氣發動機的進氣量要大很多，因此動力性也提升很多，目前，增壓發動機已經成為發動機發展的一大趨勢。

2.2 自動啟停系統

發動機自動啟停系統是一套根據汽車行駛狀況，能夠自動控制發動機啟動和停止的系統。當車輛在紅燈、堵塞等汽車停滯狀態下，發動機自動停止運行；當車輛需要再啟動時，智能啟停系統快速使發動機運轉，保障車輛行駛和駕駛員駕駛習慣不受影響。發動機自動啟停系統采集與自動停機相關的各項信息，然后判斷駕駛員是否有停機或者重新啟動的意圖，從而完成發動機的自動停機或者重新啟動。

2.3 缸內直噴技術

缸內直噴技術是汽油發動機的一個發展方向。傳統的汽油發動機是通過電腦采集凸輪位置以及發動機各相關工況從而控制噴油嘴將汽油噴入進氣歧管。但由于噴油嘴離燃燒室有一定的距離，汽油同空氣的混合情況受進氣氣流和氣門開關的影響較大，并且微小的油顆粒會吸附在管道壁上，所以希望噴油嘴能夠直接將燃油噴入汽缸。

缸內直噴汽油發動機采用類似于柴油發動機的供油技術，通過一個活塞泵提供所需的100bar 以上的壓力，將汽油提供給位于汽缸內的電磁噴射器。然后通過電腦控制噴射器將燃料在zui恰當的時間直接注入燃燒室，其控制非常高，大大提高了發動機的動力性能還燃油經濟性。

2.4 電控節溫器

電控節溫器與傳統的節溫器相比，能夠節省1%的燃油。當發動機在低負荷狀態下工作時，節溫器的運行方式與傳統節溫器相同，發動機ECU 不干涉其運行，一般情況下節溫器在發動機水溫達到105℃左右時打開，進行大循環。而當發動機處于高負荷狀態時，發動機工作溫度迅速升高。為了避免冷卻液沸騰和電子風扇工作引發的能量消耗。發動機ECU 控制節溫器提前開啟，一般情況下在發動機水溫達到89℃左右時就已經打開。

3、發動機新技術的發展趨勢

氣候變化、能源消耗和環境污染問題已是當今人類社會共同面對的焦點問題，而汽車的大量普及使這幾個問題日趨嚴重。近年來，在世界范圍內節能環保的呼聲日益強烈，各國汽車排放與油耗法規也都越來越嚴格。同時中國汽車業進入突飛猛進的時期，我國汽車保有量逐年提高，伴隨著汽車保有量的增加，我國大城市的交通擁堵和空氣污染也日益嚴重，作為世界能源消耗大國和環境保護重要力量，中國積極發展電動汽車科技戰略，培育和發展電動汽車社會，但目前由于各種原因及問題，電動汽車還沒有辦法*普及，與此同時，世界汽車廠商們都在積極探索電動汽車普及前汽車節能減排的新技術。

隨著我國汽車市場的快速發展，城市道路規劃建設的相對滯后，使得我國大部分城市的交通擁堵狀況變得越來越嚴重，如上下班、節假日的長時間堵車，或者等紅燈時，汽車發動機一直運行，肯定會有不必要的燃油消耗，同時還會對環境造成更多的污染，我國各個大城市也不斷采取措施來降低由汽車引起的交通擁堵和空氣污染。越來越嚴格的排放法規和人們對節能認識的加深，使得率、低排放車用發動機新技術的開發受到高度的重視，從而促使傳統的內燃機技術不斷創新。如汽油機直噴技術、可變氣門定時技術、可變進氣管、燃燒速率控制滑片、可變排量技術、高壓共軌直噴柴油機等，同時，新材料的使用是發動機更加輕量化，也更加的安全、更加環保。未來汽車發動機的

發展趨勢主要體現在以下幾個方面：

①小排量渦輪增壓發動機將成為發動機未來發展的主要趨勢；

②更節能、清潔環保的發動機綠色技術將成為主流；

③新能源汽車發動機仍然是長期目標，潛力巨大。