汽車發動機的發展與新技術分析

楊朋達 姜少瑋 金 印 陳天飛（沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧 沈陽 110000）

汽車發動機的發展與新技術分析

楊朋達 姜少瑋 金 印 陳天飛
（沈陽理工大學汽車與交通學院，遼寧 沈陽 110000）

摘 要：汽車發動機不僅是汽車中的重要組成部分，也是汽車動力的源泉，汽車發動機的質量也決定著汽車的質量，而汽車發動機的發展也決定了汽車的發展，因此對于汽車發動機的研究也有著至關重要的意義。本文主要介紹了汽車發動機的種類和功能，并且對汽車發動機的新技術進行了詳細的分析說明。

關鍵詞：發動機；發展；新技術；缸內直噴發動機；TSI；FSI；節能減排

汽車發動機是利用物理學原理來產生力的作用，從而使汽車能夠獲得所需要的動力。發動機主要以燃燒汽油和柴油為主，將燃燒的熱能轉化為機械能的過程中，也會消耗大量的油氣資源。汽車發動機的發展也經歷了一段較長的時期，從工藝、設計理念以及控制技術等方面都有了很大的改進和提高，但發動機的工作原理依然還是能量轉化的過程，根據發動機動力的不同也可以將發動機分為不同的類別。在節能減排理念不斷發展和深化的過程中，人們對于發動機的要求也越來越高，因此新型的發動機的研發也更多的體現了節能減排的理念，這也是發動機史上的一大突破。

1　化油器發動機

這種發動機是以汽油和柴油燃燒為途徑來與空氣形成可燃合氣的裝置。其中化油器的主要功能是在內燃機要求不同的情況下來為發動機提供等量的燃油，同時，燃油在霧化后能夠與空氣進行混合，從而形成新的燃氣，這樣在熱能轉化的效率和質量上也有著更好的表現效果。發動機的性能也是由燃燒媒介的質量決定的，而化油器的應用也能夠更好的發揮發動機的燃油效率，從而提高發動機的動力質量。

2　電噴發動機簡介

電噴發動機是利用電子燃油噴射控制系統和電子控制裝置為主要控制核心，在發動機的不同部位上安裝各種傳感器從而對發動機工作過程中的各項參數進行偵測，再利用相應的控制程序來對噴油器的噴油量進行控制，這樣發動機在使用過程中就能夠獲得更好的工作狀態，并且燃燒的混合氣濃度也可以控制到最佳。

3　缸內直噴發動機

缸內直噴發動機是應用較為普遍的發動機之一，利用氣缸內安裝的燃油噴油嘴直接將燃油噴到氣缸內，同時與氣缸中的氣體進行混合，這樣就可以直接實現燃燒作用。而目前缸內直噴機發動機也有著不同的幾種類型，其中按照伴隨噴嘴位置、噴霧形狀以及缸內氣流流量等內容的不同，缸內直噴發動機技術也有著不同的表現形式，針對發動機活塞頂外形的設計，還需要對缸內發動機的工作狀態進行改進，相比于缸外發動機缸內直噴發動機能夠更好的避免發動機在工作中存在的不足，并且在油氣比例的控制上也有著非常好的效果，在燃燒節油的作用上也表現的非常明顯，因此缸內直噴發動機也受到了更多的汽車生產廠家的青睞。

相比其他類型發動機，缸內直噴發動機的主要特點是在汽油的噴射位置上的不同，一般的汽油發動機都是利用電控噴射系統來進行汽油的噴射，汽油需要噴射到進氣歧管或者氣管道上后才能夠與缸內的氣體形成混呢，而后在由氣門進入燃燒室后才可以進行熱能轉化，這樣的方式在能源的利用率上相比缸內直噴發動機還相對差。而缸內直噴發動機可以利用缸內的燃油最直接在氣缸內進行燃油噴射，在直接與缸內的氣體進行混合作用后就可以實現熱能的轉化，這種發動機相比直噴式柴油機有著很多相似之處，目前，缸內直噴發動機也是節能效果相對較好的一種發動機形式。

4　節能環保是汽油機技術發展的必然趨勢

我國目前對于汽車發動機的節能環保效果也提出了新的要求，并且這也是世界汽油機技術發展的必然趨勢，汽車能源目前也成了各個國家重點爭奪的目標，而以往的汽油機技術已經不能夠更好的適應時代的發展，這也就對汽油機技術提出了更高的要求。然而如何更好的實現燃油燃燒效率的提高也是人們重點研究的內容之一，也是目前汽油機發展面臨的重要挑戰。汽油機節能技術的發展趨勢主要有以下幾方面內容：缸內直噴稀燃，其節油率也可以達到8%-15%左右，可變氣門技術，節油率可以達到10%-18%左右，而利用全可變與均質稀薄燃燒技術，在節油率上可以達到20%-30%，這樣也說明在新技術的應用上，目前也取得了一定的成績。

5　大眾FSI發動機

這種發動機的引入也是汽油發動機具有時代性意義的一次技術變革，其主要優點在于能夠實現燃油的分層噴射。在經過高壓水泵的作用后，汽油會通過軌道達到電磁控制的高壓噴射門中。這樣汽油在加以利用的過程中就可以形成可變的渦流，從而使燃燒室內的渦流達到最佳的狀態，而分層式的推動方式對于燃燒混凝土氣體的效率上也有著非常好的效果。更值得關注的是，在半開狀態下的油門通過了分層注油的方式燃油燃燒的效率就會大大增加，這樣不僅能夠起到節約能源的作用，同時對于提高經濟效益也有著非常好的效果。在車輛行駛過程中，操作人員可以對發動機的操作模式進行更換，按照不同的需求來選擇合適的注油方式。因此這種汽油發動機技術也成了節能環保發動機技術中的代表，對于汽油發動機技術未來的發展也將有著非常重要的影響。

6　TFSI是TSI與FSI的完美結合

TSI是“渦輪增壓+缸內直噴”，大眾集團發明的發動機技術。由于設計精巧、材料科學運用得當，所以這款發動機具有超前的性能。缸內直噴就是將汽油的噴油嘴從進氣歧管挪到了氣缸內，是的燃油燃燒更充分，獲得更好的經濟性和動力性。

渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。但是廢氣渦輪增壓的缺點是啟動時間比較的滯后，一般在2000轉左右，所以采用機械增壓跟渦輪增壓的雙增壓技術，在發動機2000轉以前使用機械增壓，在發動機2000轉以后使用渦輪增壓機，從而使發動機在任何一個工作區間內都能獲得最大的動力提升效果。

在業內更為尖端的雙廢氣渦輪增壓發動機技術R2S，采用一大一小兩臺渦輪增壓器并聯工作的發動機技術。使發動機在性能上更加優秀，突破了發動機在低速喘振和高速阻塞的界限。

參考文獻

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[3]豪彥.21世紀世界汽車工業發展趨勢（十五）——國外汽車發動機新技術一瞥[J].汽車與配件，2001（21）.

中圖分類號：U46

文獻標識碼：A