隨著社會生活水平的提高，交通運輸體系的日漸完善，汽車數(shù)量也在不斷增加，而汽車發(fā)動機是汽車的核心系統(tǒng)，為汽車提供動力，汽車性能很大程度上由發(fā)動機性能決定。在環(huán)保節(jié)能理念深入人心的形勢下，對汽車發(fā)動機技術(shù)提出了新要求。下文就將了解汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造，探討新形勢下汽車發(fā)動機技術(shù)的新進(jìn)展。

　　汽車發(fā)動機的總體構(gòu)造：

　　汽油機通常由兩大機構(gòu)、五大系統(tǒng)組成。即曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)，燃料供給系、點火系、潤滑系、冷卻系和啟動系。柴油機與汽油機基本相同，主要不同在于柴油機的燃料供給系與汽油機的有很大差別，此外柴油機沒有點火系。

　　1、汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)方面新技術(shù)

　　1.1雙阻尼減震飛輪技術(shù)

　　雙阻尼減震飛輪技術(shù)能夠?qū)⑵嚳諜n齒輪噪聲有效降低，同時使得手動變速更為順暢、穩(wěn)定，換擋效果更佳。雙阻尼減震飛輪技術(shù)是將原本的飛輪分為兩部分，其中一部分與離合器壓盤相連接，用以將變速器轉(zhuǎn)動慣量提高，另一部分則與發(fā)動機曲軸相連接用以將發(fā)動機轉(zhuǎn)動扭矩啟動和傳遞。兩個部分之間由彈簧減震器相連形成整體。依靠飛輪的能量儲存和釋放，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。雙阻尼減震飛輪技術(shù)如圖1。

　　圖1 雙阻尼減震飛輪

　　1.2缸蓋集成排氣歧管技術(shù)

　　缸蓋集成排氣歧管技術(shù)是將排氣歧管集成于氣缸蓋內(nèi)。一方面有助于節(jié)省材料，縮小體積，減輕重量，使整車重心降低。另一方面，排氣歧管與缸蓋水套的熱交換，能在發(fā)動機冷啟動狀態(tài)下快速提升發(fā)動機的工作溫度;同時排出的尾氣還能加熱進(jìn)氣歧管的氣體，提高燃燒效率，從而達(dá)到降低排放，節(jié)省燃油的目的，是一項環(huán)保節(jié)能型技術(shù)。

　　再就是，排氣歧管與缸蓋水套的熱交換在降低排氣溫度同時，也降低了渦輪增壓發(fā)動機中渦輪增壓器的進(jìn)氣溫度，汽車廠家可以相比之前可更進(jìn)一步的提高渦輪的增壓值，從而提升新發(fā)動機的動力水平。同時，由于內(nèi)置式氣缸蓋排氣歧管縮短了與渦輪增壓器的氣路長度，理論上讓渦輪增壓器擁有更快的響應(yīng)速度。

　　1.3廢氣渦輪增壓技術(shù)

　　該技術(shù)的應(yīng)用原理是充分借助發(fā)動機排氣能量將廢氣渦輪增壓器進(jìn)行驅(qū)動，從而達(dá)到內(nèi)燃機增壓效果。具體流程是：發(fā)動機排出的廢氣—通過排氣管進(jìn)入到渦輪增壓器—增壓器中渦輪轉(zhuǎn)速提升—帶動壓氣機葉輪高速旋轉(zhuǎn)—壓氣機產(chǎn)生壓縮空氣—壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣歧管進(jìn)入氣缸，實現(xiàn)增壓。與同排量自然吸氣發(fā)動機相比較，增壓發(fā)動機進(jìn)氣量更大，動力性好。傳統(tǒng)的汽油機在增壓之后因為缸內(nèi)混合氣壓縮與燃燒氣體的壓力、溫度導(dǎo)致燃燒室當(dāng)中受熱零件熱負(fù)荷的增加，容易導(dǎo)致爆震燃燒的出現(xiàn)，這也限制了增壓技術(shù)在汽油機中廣泛應(yīng)用的zui主要因素，缸內(nèi)直噴技術(shù)有效解決了這個問題，增壓發(fā)動機已經(jīng)成為汽車發(fā)動機發(fā)展的主流，技術(shù)前景廣闊。

　　2、汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)方面新技術(shù)

　　2.1自動啟停技術(shù)(Start-StopSystem)

　　“自動啟?！毕到y(tǒng)其實就是一套控制發(fā)動機熄火或點火的系統(tǒng)，核心在于行駛過程中根據(jù)車速和停車時間，自動控制發(fā)動機熄火或點火，盡量減少怠速時產(chǎn)生的燃油消耗并降低排放，主要適用于城市交通中等待信號燈或是堵車時。發(fā)動機熄火后，電源還能取代皮帶輪對發(fā)動機冷卻風(fēng)扇及車內(nèi)空調(diào)提供運轉(zhuǎn)動力。

　　其原理是，當(dāng)車輛因為擁堵或者路口停車，駕駛員踩下制動踏板，停車摘擋。這時，Start/Stop系統(tǒng)自動檢測:發(fā)動機空轉(zhuǎn)且沒有掛擋;防鎖定系統(tǒng)的車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動。滿足這三個條件后，發(fā)動機自動停止轉(zhuǎn)動。而當(dāng)信號燈變綠后，駕駛員踩下離合器，隨即就可以啟動“啟動停止器”，并快速地啟動發(fā)動機。在自動擋車型上，只要一松開剎車，或者轉(zhuǎn)動方向盤，發(fā)動機又會馬上自動點火，立即又可以踩油門起步，整個過程都處于D檔狀態(tài)。

　　2.2缸內(nèi)直噴技術(shù)

　　缸內(nèi)直噴是指將燃油噴嘴安裝于氣缸內(nèi)，直接將燃油噴入氣缸內(nèi)與進(jìn)氣混合。高壓噴射霧化更好，混合的更均勻。ECU會根據(jù)進(jìn)氣量，在zui為適宜的時間精準(zhǔn)的控制噴油量，燃燒更充分。極大的提高了發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性，減少排氣污染。傳統(tǒng)的發(fā)動機，燃油是在進(jìn)氣歧管內(nèi)噴射，并與空氣進(jìn)行混合。動力性和燃油經(jīng)濟性較差。

　　高壓噴油系統(tǒng)主要由發(fā)動機控制模塊(ECM)、高壓油軌、高壓油泵和噴油嘴四部分組成。

　　直噴式汽油發(fā)動機工作特點是采用兩種不同的燃燒模式，即分層燃燒和勻質(zhì)燃燒模式。分層燃燒：燃燒充分，整個燃燒室的空燃比是不一樣的，靠近火花塞的混合氣濃度要高些，這樣在火花塞附近的混合氣更加快速的燃燒，從而帶動遠(yuǎn)處的稀混合氣(空然比可達(dá)25:1以上)燃燒。目的是為了在低轉(zhuǎn)速、低負(fù)荷時節(jié)省燃油。高速、大負(fù)荷時則采用均質(zhì)燃燒，即普通燃燒方式，此時混合氣的空燃比是固定不變的，以獲得zui大功率。

　　直噴式汽油發(fā)動機技術(shù)之所以能夠?qū)崿F(xiàn)分層燃燒方式，是因為它在進(jìn)氣道中產(chǎn)生可變渦流，使進(jìn)氣氣流形成zui佳的渦流狀態(tài)進(jìn)入燃燒室，以分層填充的方式推進(jìn)，使較濃混合氣體集中在位于燃燒室中央的火花塞周圍，外層逐漸稀薄，濃混合氣點燃后，燃燒迅速波及外層。

　　若是將燃混合氣形成的控制方式作為分類依據(jù)，又可以將缸內(nèi)直噴方式劃分為氣流導(dǎo)向燃燒、壁面導(dǎo)向燃燒與噴注導(dǎo)向燃燒集中類型，燃油從噴嘴引導(dǎo)至火花塞位置引導(dǎo)方式的不同是其zui主要的區(qū)別方式。

　　目前噴注導(dǎo)向型燃燒方式zui為先進(jìn)，因其能夠充分發(fā)揮分層燃燒的潛力，被稱為“第二代缸內(nèi)直噴”。

　　2.3電控節(jié)溫技術(shù)

　　電控節(jié)溫器與普通節(jié)溫器相比，普通節(jié)溫器僅控制大小循環(huán)的開啟關(guān)閉，而電控節(jié)溫器不僅控制大小循環(huán)、電子風(fēng)扇，還能進(jìn)一步控制冷卻系水泵的轉(zhuǎn)速，更合理地保持缸體內(nèi)冷卻液的溫度，從而降低油耗，更好地控制尾氣排放的溫度，有利于保持催化器的正常工作。

　　2.4發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)(VVT，VariableValveTiming)

　　選擇合理配氣正時，保證zui佳的充氣效率，是實現(xiàn)提高功率和降低油耗的關(guān)鍵，通過分析可知：在進(jìn)、排氣門開閉的四個行程中，進(jìn)氣門遲閉角的改變對充氣效率ηv影響zui大。進(jìn)氣門遲閉角改變對充氣效率和發(fā)動機功率功率的影響關(guān)系，如圖2所示。

　　圖中每條充氣效率ηv曲線體現(xiàn)了在一定的配氣正時下，充氣效率隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。如遲閉角分別是40°和60°時，充氣效率ηvzui大值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速約是1800r/min和2200r/min，說明發(fā)動機在這兩個轉(zhuǎn)速下工作進(jìn)氣zui充分，燃油經(jīng)濟性zui好。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速或低于此轉(zhuǎn)速時，充氣效率ηv都隨之下降。也就是發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化時，進(jìn)氣門遲閉角也要隨之改變，才能保證發(fā)動機的充氣效率zui大。

　　VVT-i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。發(fā)動機停止時，凸輪軸液壓控制閥則處于zui大的滯后狀態(tài)。來自提前或滯后側(cè)油道的油壓傳遞到排氣凸輪軸上，導(dǎo)致VVT-i控制器管殼旋轉(zhuǎn)以帶動進(jìn)氣凸輪軸，連續(xù)改變進(jìn)氣正時。

　　3、汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展方向

　　隨著社會科技水平的發(fā)展，我國汽車市場也在迅速發(fā)展，當(dāng)前節(jié)能和環(huán)保理念已深入人心，因而高效率、低能耗、低排放的汽車發(fā)動機技術(shù)也成為汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展方向。汽車發(fā)動機技術(shù)未來發(fā)展方向主要體現(xiàn)在這幾點：第yi，汽車發(fā)動機向小排量渦輪增加發(fā)動機轉(zhuǎn)變，并成為發(fā)動機發(fā)展主要趨勢;第二，采用新能源的汽車發(fā)動機未來很長時間都會是汽車發(fā)動機發(fā)展趨勢，當(dāng)前新能源汽車發(fā)動機發(fā)展?jié)摿薮?，符合國jia節(jié)能減排政策要求和社會環(huán)保節(jié)能主流趨勢;第三，能耗更低、更為清潔環(huán)保的技術(shù)將在汽車發(fā)動機中應(yīng)用更多，而且綠色技術(shù)將成為汽車發(fā)動機發(fā)展的主要趨勢。

　　4、結(jié)束語

　　綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會對環(huán)保節(jié)能認(rèn)識的深化，汽車發(fā)動機技術(shù)也面臨著新要求，作為汽車的核心組成部分，發(fā)動機性能直接影響整個汽車的性能。本文通過對汽車發(fā)動機總體構(gòu)造的分析，進(jìn)而詳細(xì)探討了汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)方面的新技術(shù)，以及汽車發(fā)動機技術(shù)未來發(fā)展方向。

　　可以看出，當(dāng)前汽車發(fā)動機技術(shù)朝著高效、節(jié)能、環(huán)保、智能的方向發(fā)展，之后將會有更多的綠色技術(shù)應(yīng)用到汽車發(fā)動機領(lǐng)域中。

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