淺談汽車發動機的發展

鐘宏昊 孫佳輝

【摘? ? 要】隨著我國經濟的不斷發展，市場需求的逐漸擴大，汽車走進千家萬戶。而在世界經濟朝向環境友好型發展的大背景下，汽車的心臟——汽車發動機也在不斷的革新升級。

【關鍵詞】發動機? 汽車? 發展

中圖分類號：G4? ? ? 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.10.121

發動機是指通過消耗能源產生機械能推動機械設備運行的結構，是一種能夠把其他形式的能轉化為機械能的機器。初期的發動機——蒸汽機，就是通過燃料燃燒使水沸騰產生水蒸氣來推動葉輪運動產生機械能。經過長時間的發展，發動機有了更多具體的分類，外燃機、內燃機、燃氣輪機、噴氣發動機，在日常所見到的大型機械設備，如汽車、船舶等都是由發動機充當設備的心臟，在工業、農業以及運輸產業充當提供動力的角色。

而本文所要討論的汽車發動機是為汽車提供動力的裝置，能夠決定汽車多方面的性能，如動力性、經濟性、穩定性。根據動力來源不同，汽車發動機可分為柴油發動機、汽油發動機、電動汽車電動機以及混合動力等。

隨著近年來經濟的發展、居民收入水平的提高，我國汽車需求量不斷提高、汽車市場也不斷擴大，這也刺激著發動機產業的研發和進步。而影響汽車發動機不斷進步發展的因素需求，環境、能源等。

一、發展現狀

汽車發動機的技術隨著其他相關技術的發展不斷革新完善，其性能、設計、控制水平等多方面的能力都有了大幅度的提高，但發動機的本質依然是能量的轉換，將其他能量轉化為機械能。就目前汽車發展至今，最常見的內燃機來說，汽油機、柴油機已經是成熟產品，伴隨著發展需求因素的增加，內燃機的發展會根據這些因素發生一定的變化，但是其機構形式和技術參數不會有根本性質的改變。技術相對成熟的內燃機現在一直發揮著十分重要的作用。但即便如此，其仍舊存在著致命的缺點——內燃機燃油效率低。目前主流的量產汽油內燃機的直接燃油效率在30%上下，有少數量產發動機可以達到40%左右，比如BMW等先進量產的汽油發動機。內燃機大多數的能量會以熱能、尾氣等形式流失，在資源緊缺的當下，這是急需解決的問題。

目前我國已經是內燃機的生產和使用大國，但我國內燃機自主研發水平與發達國家比仍舊有一些差距。我國內燃機事業發展起步較晚，許多核心技術水平還不能達到相關標準。

如今全球資源緊缺，全球經濟朝著環境友好的方向發展，與汽油機和柴油機相關的廢氣能量利用技術、高效清潔燃燒技術、先進的排放控制技術等一系列相關技術標準不斷提高，越來越多的搭載電動機或是混合動力汽車發動機的新型汽車相繼問世。電動汽車以其節能、環保、高效的優點已經成為汽車發展領域的熱點主題。

當然，研究搭載電動機的汽車固然能夠緩解汽車行業目前嚴峻的環境資源問題，是降低城市污染的有力技術，但是電動汽車的發展仍然存在很多問題：

（一）價位較高

在同等配置情況下，搭載電動機的電動汽車相較于搭載傳統發動機的汽車價格較高，除了昂貴的動力電池之外，車主還要考慮充電成本，如果自家安裝充電樁，則需要額外繳納另一筆費用，并且這一筆費用價格不低。且目前電動汽車的保值率比較低。

（二）續航能力有待提升

電動汽車的續航能力一直是車主選擇電動汽車的一大重要考慮因素。電動汽車續航里程達不到燃油汽車水平，除了電池本身容量以及電動機對于電能利用率之外，電池在低溫環境中、嚴寒天氣下都會導致電池的續航能力下降。而選擇容量更大的電池也就意味著車身的重量增加。

（三）安全性能需進一步加強

就目前發展狀況，電動汽車在行駛過程中的安全系數比搭載電動傳統內燃機的汽車低，尤其是在發生碰撞或者是進水的情況下。電動汽車安全事故的主要表現是電池熱失控。當失控情況發生時，瞬間可將溫度升溫到幾百度，隨著電池組溫度升高，會產生起火或者爆炸等危險狀況。

由此可見，電動機的發展雖然是大勢所趨，但仍舊有一系列問題需要被解決。

二、發展趨勢

隨著公眾對全球氣候關注度的增加，將給發動機產業帶來更大的壓力。二氧化碳減排，提升尾氣排放標準，都是對汽車發動機發展更高的要求，汽車發動機必須向著輕量化、高利用率、低排放的方向發展。雖然新能源汽車在發展，但目前電動機所存在的弊端也不容忽視，與電動機相比，內燃機在某些方面仍然具有極大的優越性。由此可見，在電動機并行發展的同時，內燃機依然會占有十分重要的地位和作用。

另外也應該看到，城市基礎交通建設覆蓋面越來越廣、交通建設越來越完備以及增長型城市的交通問題日益嚴重，家庭購入汽車的閑置時間不斷增加。發動機的發展也要適應人們使用汽車、使用發動機的頻率。

除此之外，汽車所搭載的發動機安全系數提高、價格適當降低等諸多因素都會隨著時代發展而逐步實現。

三、總結

今后發動機的發展仍會朝著環境友好的方向發展，在提升發動機多方面性能的同時，會提升其燃油效率。電動機的設計也會越來越完善。當然，當下技術的發展更需要掌握多種技術的融合型人才，對人才的培養也很重要。

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