環境與車輛技術70年發展回顧
——汽油機的開發

【日】 島崎勇一 前田義男 津江光洋 田中大二郎 野口究 山下幸宏 山本日出彥

綜合評述

環境與車輛技術70年發展回顧
——汽油機的開發

【日】 島崎勇一 前田義男 津江光洋 田中大二郎 野口究 山下幸宏 山本日出彥

近年來，汽油機的動力性，排放控制、燃油經濟性等得到穩步提升，而汽油機燃油耗每年都以較大幅度降低，也為降低CO2排放作出了貢獻。汽油機的技術進步得益于稀燃與直噴的燃油系統、可變氣門配氣機構、高效催化裝置與計算機測量技術的迅猛發展。著重介紹了日本從經濟高速發展開始，進入汽車普及化階段之后的各個時期，汽車廠家推出的各具特色的車用汽油機產品，闡述了汽油機零部件技術，以及發動機基礎研究、可視化與計測、數值計算等方面的技術亮點和發展前景。

汽油機可視化基礎研究熱效率

0 前言

日本汽車技術會是于第二次世界大戰結束兩年后，即1947年2月1日成立的，其目的是“謀求汽車相關的科學技術的發展與繁榮，學術文化的振興及工業經濟的發展，以及為提高國民生活水平作出貢獻”，2017年迎來了汽車技術會成立70周年。為紀念這一重要事件，汽車技術會的汽油機部門委員會根據從汽車技術會設立時到目前的時代背景與社會需求，論述了關于裝配汽油機的汽車、零部件、汽油機學術研究等各方面的技術發展。由此預測將來的發展前景，并整理成文。

1 車用發動機

圖1是車用發動機技術的70年回顧(按年表形式歸納)。

1.1 戰后復興期

在汽車技術會最初設立的1947年，為了戰后的經濟復興，只容許生產卡車。但從1947年起，轎車的生產得到許可，1949年解除了轎車生產臺數限制。為了學習歐美的汽車技術，曾主要利用歐美的技術協作以開展裝配式生產。但是，豐田汽車公司(以下稱“豐田”)在這種潮流中選擇自主研發，并開發出純日本國產轎車“Toyopet Crown”，以及出租車專用轎車“Toyopet Soupaur”。該車型搭載4缸、頂置氣門(OHV)1.5 L、35 kW的R型發動機(圖2)，展示出日產車具有較高的可靠性。

1.2 日本汽車開始普及

從上世紀50年代中期，日本進入經濟高速發展時期，1949年制定了輕型汽車標準，限定車身的大小與發動機的排量，作為受民眾歡迎的產品，制定了其優惠措施[1]。1954年，排量規定為360 mL，1958年，富士重工業公司銷售的斯巴魯360型車配裝了空氣冷卻2缸EK31型發動機(圖3)，成了備受市場青睞的車型。然后，各汽車制造商參與研制，使日本的汽車普及化得到了快速發展。1961年，豐田公司開發了獨特的實用小型車，在整備質量為580 kg的日本制造“大眾Publica”基礎上，配裝空氣冷卻水平對置雙缸U型發動機(圖4)，該車以38.9萬日元的低價格上市銷售。

進入上世紀60年代，基于1964年東京舉辦奧林匹克運動會的特殊需求，日本實現經濟發展，1968年國民生產總值(GNP)排名世界第2位。圖5示出了配裝在Sunny車上的A型發動機。

在這一時期，各汽車公司進行了各種新型發動機的開發。本田技研工業公司(以下稱本田公司)在1963年上市銷售了輕型卡車T360，該款車型是首次配裝了水冷直列4缸DOHC化油器發動機的輕型商用車型(圖6)。富士重工業公司(以下稱“富士重工”)于1965年在Soupaur 1000車上，配裝了水平對置4缸發動機(圖7)。1963年，日本舉辦了首屆汽車大獎賽，成為展示高性能汽車的賽事。上世紀60年代后期，豐田公司推出了2000 GT車型，馬自達公司在研制的Cosmo跑車(圖8)上，首次配裝了轉子發動機，日產公司的Fairlady國產跑車(雙座敞篷低車身高速小型車)也誕生了。

1.3 日本汽車普及化的發展期

圖1 轎車用汽油機技術的70年回顧

圖2 豐田汽車公司的R型4缸發動機

圖3 富士重工空氣冷卻2缸EK31型發動機

圖4 豐田汽車公司的水平對置空氣冷卻2缸U型發動機

圖5 日產公司的A型4缸發動機

圖6 本田公司輕型車用DOHC 4缸AK250E發動機

圖7 富士重工業公司的水平對置EA52發動機

自上世紀60年代到70年代，汽車的性能有了大幅度提高，不過，由于廢氣排放導致大氣污染，成為較嚴重的社會問題[2]。1968年，日本頒布了大氣污染防治法規。1970年，美國制定了更為嚴格的馬斯基法(防止大氣污染法規)。1973年，由于石油危機導致汽油價格急劇上揚，要求汽車實現低燃油耗。

為了滿足節能減排要求，1972年，本田公司開始銷售了CVCC發動機(圖9)，該發動機采用副燃燒室與主燃燒室進行分層進氣，在副燃燒室點火，在整個燃燒室空間內利用稀薄燃燒，進行低溫燃燒，降低了氮氧化物(NOx)的排放量，燃油經濟性也有所提高，符合法規要求。

圖9 本田公司的CVCC發動機

圖10 日產汽車公司的4缸雙火花塞218發動機

而且，各汽車制造商開發了各種各樣的低排放發動機技術，諸如稀薄燃燒技術，以及排氣中二次引進空氣，排氣再燃燒等技術。日產公司利用大流量廢氣再循環(EGR)系統，力求降低NOx排放，并上市了乙型發動機(圖10)。該款發動機使用2個火花塞，利用快速燃燒方式，兼顧了發動機各項性能。這一時期，燃油經濟性較好的日本小型車，在美國也拓展了市場銷售份額。

上世紀70年代后半期，電子控制燃油噴射技術被實用化，運用了氧濃度傳感器的三效催化器控制技術也得以實用化。80年代三效催化器成為滿足排放法規要求的標準技術(裝備)，并且在世界各地被廣泛使用，推動了發動機高性能化技術的研發競爭。

這一時期，豐田公司除了開發了高功率發動機之外，還開發了3S-FE Himeco雙凸輪軸開閉方式發動機(圖11)，該機型是在批量銷售的基本發動機上采用了DOHC的4氣門機構，日產汽車公司則開始銷售渦輪增壓的高性能發動機。

圖11 豐田汽車公司批量銷售DOHC 4氣門3S-FE發動機

1980年，日本的汽車產量排名世界第一，以至于引起與美國的貿易摩擦。在泡沫經濟興盛的上世紀80年代后期，各廠家名車同時競相亮相，例如豐田公司的Celsio，日產公司的Skyline GT-R、Unos無后座敞篷型小汽車、本田公司的NSX等。這一時期，各汽車廠家也上市了大排量的V8發動機，以及采用了可變氣門機構技術的高性能發動機。圖12示出了三菱汽車公司(以下稱“三菱”)采用的可變氣門技術的MIVEC-MD發動機。

圖12 三菱汽車公司的可變氣門機構4G9發動機

1.4 泡沫經濟期后，追求效率與成本

20世紀90年代初期泡沫經濟崩潰以后，1991年的新車銷售量低于7年前的銷量，日本整體經濟處于長期不景氣時期。從這時起，用戶對汽車的需求呈現多樣化趨勢。日本國內汽車銷售的動向顯示，以輕型汽車為代表的小型實用車，以及實用性好的迷你型小貨車成為銷售主流。

1990年輕型汽車的排量為660 mL，這一時期，各汽車公司都增加了輕型汽車用發動機型式的改進力度，除銷售輕型汽車用的3缸發動機外，還銷售了4缸發動機，增壓發動機等新型發動機。圖13示出了大發公司的輕型車用4缸發動機[3]。

圖13 大發公司的輕型汽車用4缸JB型發動機

此外，在這一時期，開展了各種各樣的熱效率改善技術的研發，例如米勒循環增壓技術，以及稀薄燃燒缸內直噴技術等。圖14示出了三菱公司的稀薄燃燒缸內直噴汽油機。

圖14 三菱汽車公司的稀薄燃燒缸內直噴汽油機

圖15 豐田公司為混合動力電動車研制的INZ-FXE發動機及HEV動力系統

而且，在1997年豐田公司銷售了阿特金森循環的1NZ-FXE發動機(圖15)，這是世界首例為混合動力電動車(HEV)研制的發動機。

1.5 動力系統多樣化，進一步改善熱效率

從2000年以來，先進國家的CO2法規(GHG法規)限值逐漸收緊，出于降低泵氣損失的目的，開發了連續可變氣門機構。同時利用燃料的氣化潛熱，提高填充效率，同時抑制汽油機爆燃發生，并試圖采用提高壓縮比的缸內直噴汽油機技術與變速器多檔化的同時，使發動機的運轉區域換檔到機械損失較少的區域，以降低燃油耗為目標的小型化增壓技術，與電動式動力系統并用，開發了HEV專用發動機。此外，為適應發展中國家市場的多樣化需求，進行了相關發動機的開發。圖16示出了豐田公司組合了缸內直噴與進氣道噴射的2GR-FSE發動機。圖17示出了日產公司生產的連續可變氣門機構的VQ37VHR發動機。圖18表示馬自達公司開發的壓縮比高達14的SKYACTIV-G汽油機。圖19是富士重工業公司按較小尺寸設計的增壓式FB16DIT發動機(小尺寸的直噴增壓式發動機)。圖20示出了本田公司推出的HEV專用的阿特金森循環發動機，圖21表示了五十鈴公司研制的雙噴射系統發動機。

圖16 豐田公司的PEI+GDI IRG-FSE型發動機

圖17 日產汽車公司采用連續可變氣門機構的VQ37VHR發動機

圖18 馬自達公司的高壓縮比SKYACTIV發動機

圖19 富士重工業公司的FB16DIT發動機

圖20 本田公司開發的HEV用阿特金森循環發動機

圖21 五十鈴公司的雙噴射系統發動機

今后，為了滿足排放法規限值收緊的各國CO2法規及新的排放法規要求，對于HEV、插電式混合動力電動車(PHEV)所用內燃機的熱效率與低排放的要求更高。因此要繼續致力于降低汽油機的熱損失技術，燃油噴霧顆粒化技術、低摩擦技術、輕量小型化技術、排氣后處理技術，降低成本等相關技術的研發。而且，組合多種技術，也要在短時間內使多變量參數最佳化，以及輔助技術的研發。可以預見到，運用以模型庫開發(MBD)等為代表的技術，開發速度的競爭將日趨激烈[4-6]。

2 汽油機用零部件技術

圖22 汽油機零件技術70年回顧

圖22示出了汽油機用零部件技術的70年回顧——汽油機用零件技術的發展是為了適應以下各項技術發展要求：(1)縮小尺寸、減小質量的發展；(2)提高功率、動力性能為目標的技術發展；(3)滿足排放、燃油耗法規的技術發展要求。這類技術的發展是為了滿足不同的時代需求，上世紀70年代之前，為了實現汽車高性能化，瞄準縮小體積，降低質量及提高性能目標的技術得以發展，70年代針對大氣污染的社會問題，滿足排放法規，引進電子控制。從上世紀90年代起，為滿足排放法規強化，以及車載故障診斷系統(OBD)的技術要求。而在2000年，為了防止地球變暖，出臺了與CO2、燃油耗相關的法規，促進了汽油機零件技術的發展。

2.1 汽油機用零部件技術的發展回顧

2.1.140年代到70年代

汽油機系統由化油器，起動馬達(起動器)，電動發電機等簡單結構組成，將縮小尺寸與降低質量，提高性能置于主要地位[7]。

2.1.2頒布馬斯基法到1990年

為了滿足以美國頒布的馬斯基法為代表的排放法規要求，有必要測量吸入的空氣量，按照理論空燃比要求，控制燃油噴射量。

排氣凈化系統中，組合前饋式燃油供給裝置，EGR，二次引進空氣與氧化催化器曾經是主流裝置。不過，自從上世紀80年代以來，使用了氧傳感器的反饋式燃油供給裝置與三效催化轉化器成為了主流裝置。

到了20世紀80年代后半期，電子控制式發動機控制系統成為了主流，采用雙氧傳感器(即在三效催化轉化器的后方也安裝氧傳感器)的反饋控制系統問世。催化器后方的氧傳感器還會用OBD的催化器老化進行檢測[8-9]。

2.1.320世紀90年代至2000年

以美國低排放車(LEV)法規為代表的法規限值更加嚴格。為了使發動機起動之后能有效應用催化器，有必要提早促進催化器暖機(指提早提高起動后排氣的溫度，從而提早催化器活化時間以獲得催化效果)，并在發動機下游布置催化器，能夠采用怠速旋轉提速，以及增加點火延遲(有利于催化器早期活化)。此外，為提高空燃比控制精度，上世紀90年代后半期，開始采用空燃比傳感器(UEG0)。為控制燃燒狀態，使凸輪相位連續可變的相位可變氣門(VVT)機構于90年代初實現了量產。90年代后半期，開始引進缸內直噴技術。當初的以稀薄燃燒為主的發動機上采用了缸內直噴的方式，在排氣后處理方面，采用了稀燃-NOx催化器(或稀燃-NOx捕集器)。

自1994年起開始執行務必安裝車載故障診斷(OBDⅡ)裝置的規定，在失火檢測中，普通方法利用發動機旋轉變動檢測的方法，而部分高速跑車發動機也采用了離子電流的檢測方式。蒸發(氣化)氣體的循環系統中，要求檢測蒸氣漏泄，采用了排氣閥及壓力傳感器。

此外，上世紀90年代后半期，混合動力車開始了量產，發電機組(MG)，逆變器，DC/DC轉換器，電池等新型零部件問世了。

2.1.42000年至現在

以歐洲CO2法規為代表的燃油耗法規，CO2法規開始被強化。2000年代前半期，渦輪增壓、缸內直噴、設備小型化等概念問世了。為兼顧燃油經濟性與輸出功率，采用了渦輪增壓器。缸內直噴發動機采用理論空燃比的燃燒方式成為主流，滿足了發動機小型化要求，并提高燃油經濟性。

圖23 汽油機研究領域70年回顧與發展前景

怠速停止系統在2000年代后半期開始普及，皮帶傳動ISG問世，并逐漸得到廣泛應用。另外，采用輔助電源的雙電源系統也得到了應用[10]。

在吸入空氣量的控制方面，目前電子節流閥仍在普遍應用。

氣門控制方面，控制凸輪升程量的升程可變氣門裝置被引進了。到了2000年代后半期，用電動機驅動的電動式相位可變氣門機構問世了。

2.2 汽油機零件技術的發展前景

為了滿足更加嚴格的法規強化要求，預計要實施內燃機的改良與電動化。另外，在燃燒改善領域，推進大流量EGR，以及稀薄燃燒技術。為促進燃料與空氣的混合，對燃料系統零件要求可實現油霧顆粒化。要求點火系統零部件實現高電壓化與高能量化。在增壓器領域，不限于渦輪增壓器的研究與應用。目前隨著電動化，也在研究電動增壓器的引進。

在排氣方面，由于顆粒物排放法規日趨嚴格，在部分工況下，有必要采用顆粒(PM)過濾器及顆粒傳感器。在電動化方面，同時進行12 V與48 V的ISG系統的引進。并且，可預想利用這些電能的電動水泵及電動機油泵也會得以引進。

今后的燃油耗法規限值會更加收緊，在大排量車方面，有必要提高混合動力車的電動化比例。另一方面，也要保證汽油機效率的不斷提升，推進動力系統的多樣化。

3 汽油機研究領域

3.1 基礎研究的概況

圖23表示汽油機研究領域70年發展回顧及今后的前景。

自1900年代起，瞄準汽油機高性能化目標的基礎研究，通過企業、研究機構及大學的研究人員開展了相關工作。作為利用基礎研究取得的成果對新型發動機的開發產生作用的實例，包括目前占主流市場的有缸內直接噴射發動機(以下稱為直噴發動機)、上世紀70年代的Ford汽車的程序化燃燒(PROCO)發動機，以及控制燃燒系統(TCCS)發動機等[3]。此外，近年來面向實用化而開展研究的均質充量壓燃(HCCI)發動機中，使用了ATAC燃燒技術的大西發動機最為人們所熟知[4]。發動機開發中基礎研究最為重要，對缸內現象有了進一步認識，尤其是有助于從混合氣的形成到點火、燃燒及排氣過程的把握，以及闡明燃燒機理的測試方法與數值計算方法的開發及有效運用。

圖24 上世紀60年代的可視化發動機

3.2 可視化

在缸內現象的測試方面，目前，光學測量仍然是最有用的技術手段。而在19世紀末，已經有使用玻璃氣缸，利用煙霧以進行吸氣過程流場測試的實例。自那以后，開始使用設置觀察窗的氣缸，進行異常燃燒(爆燃)的觀察，火焰傳播速度的測試等。不過，上世紀30年代，缸內可視化技術就已取得較大的發展[5]。也就是說，可以進行整個燃燒室觀察的可視化發動機，以及高速攝影方法的開發。利用這些開發成果，對缸內燃燒動態的詳細觀察，以及循環變動的觀察成為了可能。到了第二次世界大戰以后，可視化方法就已經有效應用于提高壓縮比以改善燃油耗的研究上。至1950年，可視化方法已應用于排放特性的研究上。到上世紀60年代，逐漸有了大量應用的可視化發動機的原型，即設計出利用石英制活塞的可視化發動機(圖24)，并在其中進行缸內火焰傳播的實時測試。而且，在20世紀80年代設計出了帶單氣門的可視化發動機，以及在氣缸側面設置了觀察窗的矩形氣缸發動機等，至目前為止，加以各種改進的為數眾多可視化發動機正在得以應用。

在可視化發動機發展的同時，能夠較簡便地模擬發動機缸內燃燒動態的快速壓縮裝置(或者快速壓縮膨脹裝置，以下稱RCM)，也在作為有用的工具而得以使用。RCM是上世紀10年代開發的，然后，各種各樣的改良型被開發出來。而擁有壓縮氣體驅動活塞的RCM，在上世紀60年代被開發出來，為了在更短的壓縮時間內實現高壓壓縮，目前仍在實施改良(圖25)。

圖25 快速壓縮裝置實測

圖26 利用激光計測以測量混合氣濃度分布

伴隨可視化發動機的開發，應用激光測試對氣缸內現象進行了深入了解。激光喇曼散射法在上世紀70年代被用于缸內空燃比計測。但是，散射光強度是微弱的，也存在背景光的干涉問題，該計測方法進展并不大。而到了上世紀80年代后半期，通過利用高靈敏度電荷耦合器件(CCD)攝像機及高功率紫外線(UV)激光器，空燃比及化學物種(指混合氣組成等)濃度分布的高精度測試成為可能。據報道，上世紀90年代中期，進行了缸內混合氣化學物種濃度的定量測量(圖26)。另據報道，利用激光瑞利(雷利)散射法進行缸內混合氣濃度測量是上世紀80年代中期首次實施的項目。目前，使用了由燃料自身或示蹤物(氟利昂等)的熒光激光誘導熒光法(LIF)，該方法在20世紀90年代初期應用于缸內的燃料濃度分析測量，并提出了同時測量液相與氣相的方法(LIEF)等的建議。此外，利用激光多普勒測速法(LDV)，以及粒子散射法(PIV)，進行流動場的測試；利用相干非斯托克斯喇曼光譜學(CARS)實施溫度測量，利用LIF實施活性化學物種濃度計測，以及溫度測量等各種各樣的激光計測方法。近年來，科研人員也正在嘗試組合不同的物理量的同時測試的方法。

3.3 數值計算

自上世紀70年代后半期至80年代初期，由于計算機技術與數值分析方法的先進化，使得發動機缸內的多維數值計算也成為可能，并開發出了各種各樣的計算規則。作為應用于發動機研究的二維數值計算的代表性規則(代碼)，例如Los Alamos國立研究所的CONCHAS-SPRAY、KIVA、普林斯頓大學的REC(RICE規則的后續規則)等。這些規則主要應用于均質燃燒發動機及分開式燃燒室(預燃室)分層燃燒發動機的分析等(圖27)。近年來，以KIVA為首的FLU-ENT，STAR-CD等上市銷售的計算流體動力學(CFD)軟件正在被應用于發動機缸內分析。關于燃燒仿真必須的化學反應計算，其微分方程式的求解方法于上世紀50年代被開發出來。70年代，科研人員提出建立最初的HC反應模型，并隨之建立了各種各樣的反應模型。而上世紀90年代中期所開發的GRI-Mech，目前仍在被許多研究人員使用。由于反應模型以及靈敏度分析方法的開發，HC燃料反應機理的闡明獲得了進展(圖28)。

圖27 分開式燃燒室(預燃室)分層燃燒的數值計算實例

圖28 烷烴(碳氫化合物)的主要反應過程

3.4 基礎研發的作用

如上文所述，氣缸內工作過程的可視化，主要從上世紀30年代后半期起其研究得以高速發展，激光計測面向發動機研究的應用是從70年代開始的。從70年代后期進行了缸內現象的多維數值分析。時至今日，這類計測方法，數值計算方法被廣泛運用。不過，在使用了均勻混合氣的PFI發動機的開發領域，可認為測試及數值分析僅發揮了次要的作用。因為在均質PFI發動機的分析中，燃燒、放熱系數分析，排氣測試等傳統的方法仍然是可靠的手段。不過，近年來，為了進一步提高燃油經濟性，降低排放，要進行均質PFI發動機的必要改進，這類測試、分析方法將發揮較大的作用。1996年，世界首例器壁制導分層缸內直噴發動機得以實用化，可以推測激光米氏散射法、相位多普勒流速計、LIF、攝影照片、紋影照相、高速化學發光測試等多種測試方法的研究發揮了重要作用(圖29)。早期的分層稀燃缸內直噴發動機的開發中，與其說是廣泛應用了散值計算，不如說是廣泛應用了光學測試手段。關于碳煙排放研究的開展，光學測試也逐漸成為有用的工具(圖30)。在噴射油霧制導分層稀燃直噴發動機的研究領域，壓電式噴油器的開發有效應用了光學測試和數值分析。噴油器內部的可視化，PIV測量，基于激光誘導熒光法的噴油蓄附近現象的可視化等相關領域基于數值分析開展了由局部過濃區域來預測碳煙的生成。至于發動機的混合氣生成過程等缸內現象是非常復雜的，利用數值分析與發動機試驗以進行計算測量，這兩方面的分析是較為重要的(圖31)。

圖29 利用激光計測以測試缸內直噴發動機的缸內動態

在HCCI發動機領域，由于化學反應計算是較為重要的，目前正在進行HC燃料的大規模反應模型的簡化。針對HCCI發動機的缸內現象，設計了多點自發點火或者火焰傳播的兩個模式(狀態)，并且正在繼續開展與其相關的討論。近年來，根據其直接數值分析(DNS)，澄清了混合氣的不均勻性等對于這兩種模式可能造成的影響。從這些研究得到啟示，可以期待DNS在將來可應用于發動機研究。

3.5 基礎研究的發展前景

圖30 缸內直噴發動機中的缸內碳煙生成動態測試

圖31 噴霧導向直噴發動機缸內動態的計測與數值計算結果的比較

作為將來有望廣泛運用的測試方法，例如高速、高靈敏度的攝影方法，高重復頻率激光，多個物理量的同時測量等，均有較高的技術開發價值。而測量實體發動機自身缸內傳感器的開發也是較為重要的。雖然單缸可視化發動機是利用數值分析方法驗證燃燒室形狀最佳化的有用工具，但使用這種測試方法通常是在較低負荷，較低轉速條件下實施的。另外，氣缸間的偏差分析也是較難實現的。在開發中的多氣缸實體發動機上設置觀察用窗口并不現實。但是，要實現實體發動機的缸內可視化，采用照相設備會成為有效的手段。

作為數值分析方法，RANS曾經是發動機開發中較為有用的方法，而在將來，其重要性不會降低。雖不能預測循環變動等過程的缺點，但與原始模型組合起來，就可應用于發動機控制。為進行循環變動分析，LES對于多次循環的計算是必要的。在進行試驗結果的比較方面，對計算結果的處理要引起注意。DNS限于低雷諾數條件或者簡易形狀的分析，通常認為難以應用DNS技術對實體發動機形狀進行分析。如上文所述，從基礎研究的觀點出發，闡明每種物理現象都是有作用的。因此可以期待RANS及LES在子模型的驗證中，也會成為有效的方法。

4 結語

在日本，從70年前的第二次世界大戰汽車技術會剛成立起，發動機技術取得了驚人的發展。首先，是汽車普及與發動機高性能化。在汽車廣泛普及后出現了廢氣排放問題。并且氣溫上升也成為全球問題。為解決這類問題，關于發動機的研究正在繼續開展。

可以預計將來能源問題(或能源危機)會日漸凸現，因此可以適應電力、氫燃料、生物質燃料等多種多樣的能源的動力系統是必不可少的。此外，燃料電池車(FCV)及純電動車(BEV)等雖然有所增加，但在今后20年內，內燃機(包括HEV)的動力系統還會作為汽車的主流動力。因此，研發人員今后還要繼續開展研究，特別是對高熱效率的發動機的研究(圖32)。

圖32 汽油機面臨的研究課題

[2] 宮崎.[J].自動車技術，1980,34(6):605.

[3] Zhao F, Laia M C, Harrington D. [J]. Prog. Energy combust., 1999,25:437-562.

[4] Yao M, Zheng Z, Liu H. [J]. Prog. Energy Combust Sci., 2009,35:398-437.

[5] Amann C A.[J] Prog. Energy Combust. Sci., 1983,9:239-267.

[6] Bouchard C L, Taylor C F, Taylor E S.[C]. SAC J.(Trans.), 1937,41:514-519.

[7] Bowditch F W.[C]. SAE Trans, 1961,69:17-23.

[8] Sinnamon J F, Lancaster D R, Steiner J C.[C]. SAE Trans, 1980,89: 765-785.

[9] Namazian N, Hansen S, Lyford-Pike E, et al.[C]. SAE Trans, 1980,89:276-303.

[10] Murase E, Moriue O, Hashimoto H, et al[C]. International Journal of Engine Research,2014,15(5):549-556.

彭惠民 譯自 自動車技術，2016，70(1)

伍賽特 編輯

2016-11-09)