汽車(chē)發(fā)動(dòng)機新技術(shù)的發(fā)展探索

隨著(zhù)近年來(lái)我國汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，汽車(chē)上的新技術(shù)日新月異，尤其是汽車(chē)尾氣造成的環(huán)境污染問(wèn)題以及國家對節能減排的日益重視，使得汽車(chē)發(fā)動(dòng)機技術(shù)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(fā)動(dòng)機智能啟停等系統已經(jīng)逐漸被各大汽車(chē)廠(chǎng)商應用，這些汽車(chē)發(fā)動(dòng)機新技術(shù)的應用有效地減少了汽車(chē)尾氣排放，降低了對環(huán)境的污染，起到了節能環(huán)保的作用。

發(fā)動(dòng)機新技術(shù)的發(fā)展主要圍繞著(zhù)機械和電子控制兩方面進(jìn)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(fā)動(dòng)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(dòng)力的作用。增加電子控制是在以前發(fā)動(dòng)機基礎上增加電子控制裝置，并通過(guò)電腦進(jìn)行更優(yōu)化的控制，從而達到降低排放污染、節能環(huán)保、提升動(dòng)力的作用。

1.1 缸蓋集成排氣歧管技術(shù)

目前越來(lái)越多的發(fā)動(dòng)機采用高度集成化的發(fā)動(dòng)機缸體和缸蓋，在節省材料、減小體積的同時(shí)，還能夠實(shí)現一些功能，zui典型的技術(shù)是汽缸蓋集成排氣管技術(shù)。該技術(shù)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(jìn)行預熱，在發(fā)動(dòng)機冷機狀態(tài)下快速提升發(fā)動(dòng)機的工作溫度，同時(shí)對燃燒室出口處的尾氣進(jìn)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(fā)動(dòng)機采用了缸內直噴與增壓發(fā)動(dòng)機技術(shù)，導致了發(fā)動(dòng)機升功率的提高以及更高的發(fā)動(dòng)機扭矩波動(dòng)，為了消除這部分波動(dòng)，配備手動(dòng)變速器的發(fā)動(dòng)機廣泛采用了雙阻尼減震飛輪技術(shù)。
飛輪不但在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)起作用，還在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后貯存和釋放能量來(lái)提高發(fā)動(dòng)機運轉的均勻性，同時(shí)將發(fā)動(dòng)機動(dòng)力傳遞至離合器。雙阻尼減震飛輪是將原來(lái)的一個(gè)飛輪分成兩個(gè)部分，一部分連接發(fā)動(dòng)機曲軸，用于起動(dòng)和傳遞發(fā)動(dòng)機的轉動(dòng)扭矩，為初級飛輪。另一部分連接離合器的壓盤(pán)，用于提高變速器的轉動(dòng)慣量，為次級飛輪。兩部分飛輪之間有一個(gè)環(huán)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(gè)整體，如圖2 所示。雙阻尼減震飛輪能夠顯著(zhù)減輕高性能車(chē)的空檔齒輪噪聲、提高手動(dòng)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(chē)發(fā)動(dòng)機電子控制系統新技術(shù)

2.1 廢氣渦輪增壓技術(shù)

廢氣渦輪增壓技術(shù)是利用發(fā)動(dòng)機排氣的能量驅動(dòng)廢氣渦輪增壓器實(shí)現內燃機增壓的方法。發(fā)動(dòng)機氣缸排出的高溫高速的廢氣，經(jīng)排氣管進(jìn)入到渦輪增壓器中，推動(dòng)增壓器中的渦輪旋轉，渦輪再帶動(dòng)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(jīng)內燃機進(jìn)氣管，供入氣缸，從而達到增壓的目的。經(jīng)過(guò)增壓的發(fā)動(dòng)機比同排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量要大很多，因此動(dòng)力性也提升很多，目前，增壓發(fā)動(dòng)機已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機發(fā)展的一大趨勢。

2.2 自動(dòng)啟停系統

發(fā)動(dòng)機自動(dòng)啟停系統是一套根據汽車(chē)行駛狀況，能夠自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)和停止的系統。當車(chē)輛在紅燈、堵塞等汽車(chē)停滯狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機自動(dòng)停止運行；當車(chē)輛需要再啟動(dòng)時(shí)，智能啟停系統快速使發(fā)動(dòng)機運轉，保障車(chē)輛行駛和駕駛員駕駛習慣不受影響。發(fā)動(dòng)機自動(dòng)啟停系統采集與自動(dòng)停機相關(guān)的各項信息，然后判斷駕駛員是否有停機或者重新啟動(dòng)的意圖，從而完成發(fā)動(dòng)機的自動(dòng)停機或者重新啟動(dòng)。

2.3 缸內直噴技術(shù)

缸內直噴技術(shù)是汽油發(fā)動(dòng)機的一個(gè)發(fā)展方向。傳統的汽油發(fā)動(dòng)機是通過(guò)電腦采集凸輪位置以及發(fā)動(dòng)機各相關(guān)工況從而控制噴油嘴將汽油噴入進(jìn)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(jìn)氣氣流和氣門(mén)開(kāi)關(guān)的影響較大，并且微小的油顆粒會(huì )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(fā)動(dòng)機采用類(lèi)似于柴油發(fā)動(dòng)機的供油技術(shù)，通過(guò)一個(gè)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(guò)電腦控制噴射器將燃料在zui恰當的時(shí)間直接注入燃燒室，其控制非常高，大大提高了發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能還燃油經(jīng)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(fā)動(dòng)機在低負荷狀態(tài)下工作時(shí)，節溫器的運行方式與傳統節溫器相同，發(fā)動(dòng)機ECU 不干涉其運行，一般情況下節溫器在發(fā)動(dòng)機水溫達到105℃左右時(shí)打開(kāi)，進(jìn)行大循環(huán)。而當發(fā)動(dòng)機處于高負荷狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機工作溫度迅速升高。為了避免冷卻液沸騰和電子風(fēng)扇工作引發(fā)的能量消耗。發(fā)動(dòng)機ECU 控制節溫器提前開(kāi)啟，一般情況下在發(fā)動(dòng)機水溫達到89℃左右時(shí)就已經(jīng)打開(kāi)。

3、發(fā)動(dòng)機新技術(shù)的發(fā)展趨勢

氣候變化、能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題已是當今人類(lèi)社會(huì )共同面對的焦點(diǎn)問(wèn)題，而汽車(chē)的大量普及使這幾個(gè)問(wèn)題日趨嚴重。近年來(lái)，在世界范圍內節能環(huán)保的呼聲日益強烈，各國汽車(chē)排放與油耗法規也都越來(lái)越嚴格。同時(shí)中國汽車(chē)業(yè)進(jìn)入突飛猛進(jìn)的時(shí)期，我國汽車(chē)保有量逐年提高，伴隨著(zhù)汽車(chē)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(huán)境保護重要力量，中國積極發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)科技戰略，培育和發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)社會(huì )，但目前由于各種原因及問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)還沒(méi)有辦法*普及，與此同時(shí)，世界汽車(chē)廠(chǎng)商們都在積極探索電動(dòng)汽車(chē)普及前汽車(chē)節能減排的新技術(shù)。

隨著(zhù)我國汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)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?tīng)顩r變得越來(lái)越嚴重，如上下班、節假日的長(cháng)時(shí)間堵車(chē)，或者等紅燈時(shí)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機一直運行，肯定會(huì )有不必要的燃油消耗，同時(shí)還會(huì )對環(huán)境造成更多的污染，我國各個(gè)大城市也不斷采取措施來(lái)降低由汽車(chē)引起的交通擁堵和空氣污染。越來(lái)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(chē)用發(fā)動(dòng)機新技術(shù)的開(kāi)發(fā)受到高度的重視，從而促使傳統的內燃機技術(shù)不斷創(chuàng )新。如汽油機直噴技術(shù)、可變氣門(mén)定時(shí)技術(shù)、可變進(jìn)氣管、燃燒速率控制滑片、可變排量技術(shù)、高壓共軌直噴柴油機等，同時(shí)，新材料的使用是發(fā)動(dòng)機更加輕量化，也更加的安全、更加環(huán)保。未來(lái)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的

發(fā)展趨勢主要體現在以下幾個(gè)方面：

①小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機將成為發(fā)動(dòng)機未來(lái)發(fā)展的主要趨勢；

②更節能、清潔環(huán)保的發(fā)動(dòng)機綠色技術(shù)將成為主流；

③新能源汽車(chē)發(fā)動(dòng)機仍然是長(cháng)期目標，潛力巨大。