汽车发动机的发展与新技术分析

杨朋达 姜少玮 金 印 陈天飞（沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110000）

汽车发动机的发展与新技术分析

杨朋达 姜少玮 金 印 陈天飞
（沈阳理工大学汽车与交通学院，辽宁 沈阳 110000）

摘 要：汽车发动机不仅是汽车中的重要组成部分，也是汽车动力的源泉，汽车发动机的质量也决定着汽车的质量，而汽车发动机的发展也决定了汽车的发展，因此对于汽车发动机的研究也有着至关重要的意义。本文主要介绍了汽车发动机的种类和功能，并且对汽车发动机的新技术进行了详细的分析说明。

关键词：发动机；发展；新技术；缸内直喷发动机；TSI；FSI；节能减排

汽车发动机是利用物理学原理来产生力的作用，从而使汽车能够获得所需要的动力。发动机主要以燃烧汽油和柴油为主，将燃烧的热能转化为机械能的过程中，也会消耗大量的油气资源。汽车发动机的发展也经历了一段较长的时期，从工艺、设计理念以及控制技术等方面都有了很大的改进和提高，但发动机的工作原理依然还是能量转化的过程，根据发动机动力的不同也可以将发动机分为不同的类别。在节能减排理念不断发展和深化的过程中，人们对于发动机的要求也越来越高，因此新型的发动机的研发也更多的体现了节能减排的理念，这也是发动机史上的一大突破。

1　化油器发动机

这种发动机是以汽油和柴油燃烧为途径来与空气形成可燃合气的装置。其中化油器的主要功能是在内燃机要求不同的情况下来为发动机提供等量的燃油，同时，燃油在雾化后能够与空气进行混合，从而形成新的燃气，这样在热能转化的效率和质量上也有着更好的表现效果。发动机的性能也是由燃烧媒介的质量决定的，而化油器的应用也能够更好的发挥发动机的燃油效率，从而提高发动机的动力质量。

2　电喷发动机简介

电喷发动机是利用电子燃油喷射控制系统和电子控制装置为主要控制核心，在发动机的不同部位上安装各种传感器从而对发动机工作过程中的各项参数进行侦测，再利用相应的控制程序来对喷油器的喷油量进行控制，这样发动机在使用过程中就能够获得更好的工作状态，并且燃烧的混合气浓度也可以控制到最佳。

3　缸内直喷发动机

缸内直喷发动机是应用较为普遍的发动机之一，利用气缸内安装的燃油喷油嘴直接将燃油喷到气缸内，同时与气缸中的气体进行混合，这样就可以直接实现燃烧作用。而目前缸内直喷机发动机也有着不同的几种类型，其中按照伴随喷嘴位置、喷雾形状以及缸内气流流量等内容的不同，缸内直喷发动机技术也有着不同的表现形式，针对发动机活塞顶外形的设计，还需要对缸内发动机的工作状态进行改进，相比于缸外发动机缸内直喷发动机能够更好的避免发动机在工作中存在的不足，并且在油气比例的控制上也有着非常好的效果，在燃烧节油的作用上也表现的非常明显，因此缸内直喷发动机也受到了更多的汽车生产厂家的青睐。

相比其他类型发动机，缸内直喷发动机的主要特点是在汽油的喷射位置上的不同，一般的汽油发动机都是利用电控喷射系统来进行汽油的喷射，汽油需要喷射到进气歧管或者气管道上后才能够与缸内的气体形成混呢，而后在由气门进入燃烧室后才可以进行热能转化，这样的方式在能源的利用率上相比缸内直喷发动机还相对差。而缸内直喷发动机可以利用缸内的燃油最直接在气缸内进行燃油喷射，在直接与缸内的气体进行混合作用后就可以实现热能的转化，这种发动机相比直喷式柴油机有着很多相似之处，目前，缸内直喷发动机也是节能效果相对较好的一种发动机形式。

4　节能环保是汽油机技术发展的必然趋势

我国目前对于汽车发动机的节能环保效果也提出了新的要求，并且这也是世界汽油机技术发展的必然趋势，汽车能源目前也成了各个国家重点争夺的目标，而以往的汽油机技术已经不能够更好的适应时代的发展，这也就对汽油机技术提出了更高的要求。然而如何更好的实现燃油燃烧效率的提高也是人们重点研究的内容之一，也是目前汽油机发展面临的重要挑战。汽油机节能技术的发展趋势主要有以下几方面内容：缸内直喷稀燃，其节油率也可以达到8%-15%左右，可变气门技术，节油率可以达到10%-18%左右，而利用全可变与均质稀薄燃烧技术，在节油率上可以达到20%-30%，这样也说明在新技术的应用上，目前也取得了一定的成绩。

5　大众FSI发动机

这种发动机的引入也是汽油发动机具有时代性意义的一次技术变革，其主要优点在于能够实现燃油的分层喷射。在经过高压水泵的作用后，汽油会通过轨道达到电磁控制的高压喷射门中。这样汽油在加以利用的过程中就可以形成可变的涡流，从而使燃烧室内的涡流达到最佳的状态，而分层式的推动方式对于燃烧混凝土气体的效率上也有着非常好的效果。更值得关注的是，在半开状态下的油门通过了分层注油的方式燃油燃烧的效率就会大大增加，这样不仅能够起到节约能源的作用，同时对于提高经济效益也有着非常好的效果。在车辆行驶过程中，操作人员可以对发动机的操作模式进行更换，按照不同的需求来选择合适的注油方式。因此这种汽油发动机技术也成了节能环保发动机技术中的代表，对于汽油发动机技术未来的发展也将有着非常重要的影响。

6　TFSI是TSI与FSI的完美结合

TSI是“涡轮增压+缸内直喷”，大众集团发明的发动机技术。由于设计精巧、材料科学运用得当，所以这款发动机具有超前的性能。缸内直喷就是将汽油的喷油嘴从进气歧管挪到了气缸内，是的燃油燃烧更充分，获得更好的经济性和动力性。

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。但是废气涡轮增压的缺点是启动时间比较的滞后，一般在2000转左右，所以采用机械增压跟涡轮增压的双增压技术，在发动机2000转以前使用机械增压，在发动机2000转以后使用涡轮增压机，从而使发动机在任何一个工作区间内都能获得最大的动力提升效果。

在业内更为尖端的双废气涡轮增压发动机技术R2S，采用一大一小两台涡轮增压器并联工作的发动机技术。使发动机在性能上更加优秀，突破了发动机在低速喘振和高速阻塞的界限。

参考文献

[1]Peter Crosby，韩建保，王勋.柴油发动机新技术解析[J].汽车维修与保养，2008 （02）.

[2]林静.R6汽油发动机的新技术[J].汽车与配件，2005（14）.

[3]豪彦.21世纪世界汽车工业发展趋势（十五）——国外汽车发动机新技术一瞥[J].汽车与配件，2001（21）.

中图分类号：U46

文献标识码：A