汽车发动机新技术浅析 路文强(1).doc

汽车发动机新技术浅析路文强 汪冬雪 王欣丽 姜珊(齐齐哈尔工程学院 黑龙江齐齐哈尔 161005)摘要：随着汽车工业的不断发展和汽车保有量的不断增加，能源的紧缺等因素的影响，高效、节能、环保已成当今汽车发展的主题。发动机是汽车的心脏，是汽车的动力源。发动机的技术水平代表着汽车发展水平。本文分析了汽车发动机发展状况，介绍了汽车发动机缸内直喷技术，并阐述了这些新技术的应用及发动机的发展趋势。关键词：发动机 新技术 应用 发展1 汽车的发动机的发展状况1.1 汽车发动机的原理 发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。简单的说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油 柴油或天然气的热能，通过在密封汽缸内燃烧气体膨胀，推动活塞做功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。1.2 汽车发动机的组成 由于发动机的工作原理相似，基本结构也就大同小异。汽油发动机通常是两大机构五大系统组成，柴油发动机通常是由两大机构四大系统组成（无点火系）。发动机总成：曲柄连杆机构实现热能转换的核心，也是发动机的装配基础。配气机构保证气缸适时换气。燃料系控制每循环投入气缸燃油的数量，以调节发动机的输出功率和转速。冷却系控制发动机的正常工作温度。润滑系减少摩擦力，延长发动机的使用寿命。点火系适时地向汽油发动机提供电火花（柴油发动机无点火系）起动系使曲轴旋转完成发动机起动过程。1.3 汽车发动机技术的进展1. 汽油机之前的摸索阶段，18 世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。2.1858 年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于 1860 年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。3. 四冲程发动机其实早就由德国人奥托研制出来了。但应用的汽车上不得不提戴姆勒，他由于协助奥托研制四冲程发动机的原因而成为了第一个将四冲程发动机装上汽车的人。2 汽车发动机的新技术2.1 汽车发动机缸内直喷技术 汽车发动机缸内直喷技术就是现在大家耳熟能详的 VTEC 机构：一般发动机每缸气门组只由一组凸轮驱动，而 VTEC 系统的发动机却有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的自动操纵，进行自动转换。采用 VTEC 系统，保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求，使发动机无论在何速率运转都达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。需要说明的是，发动机可采用可变配气定时技术获得上述好处的同时，没有任何负面影响，换句话说就是没有对发动机的工作强度提出更高的要求。VTEC 的设计就好像采用了两根不同的凸轮轴似的，一根用于低转速，一根用于高转速，但是 VTEC 发动机的不同之处就在于将这样两种不同的凸轮轴设计在了一根凸轮轴上。本田发动机进气凸轮轴中，除了原有控制两个气门的一对凸轮（主凸轮和次凸轮）和一对摇臂（主摇臂和次摇臂）外，还增加了一个较高的中间凸轮和相应的摇臂（中间摇臂），三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。2.2 汽车可变配气正时技术 在发动机低速时，小活塞在原位置上，三根摇臂分离，主凸轮和次凸轮分别推动主摇臂和次摇臂，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮也推动中间摇臂，但由于摇臂之间已分离，其它两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。发动机达到某一个设定的高转速时，电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使三根摇臂锁成一体，一起由中间凸轮 c 驱动，由于中间凸轮比其它凸轮都高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程也增大了。当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。整个 VTEC 系统由发动机电子控制单元（ECU）控制，ECU 接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输出相应的控制信号，通 6过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间，这就是汽车可变配气正时技术。2.3 稀燃发动机技术稀燃发动机技术的发展，采用立式吸气口方式，从气缸盖的上方吸气的独特方式产生强大的下沉气流。这种下沉气流在弯曲顶面活塞附近得到加强并在气缸内形成纵向涡旋转流。在高压旋转喷注器的作用下，压缩过程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾，喷雾在弯曲顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。 （1） 提高压缩比 ，采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成较强的空气运动旋流，提高气流速度；将火花塞置于燃烧室中央，缩短点火距离；提高压缩比至 13：1 左右，促使燃烧速度加快。 （2） 分层燃烧 ，如果稀燃技术的混合比达到 25：1 以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到 12：1 左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。为了提高燃烧的稳定性，降低氮氧化物，现在采用燃油喷射定时与分段喷射技术，即将喷油分成两个阶段，进气初期喷油，燃油首先进入缸内下部随后在缸内均匀分布，进气后期喷油，浓混合气在缸内上部聚集在火花塞四周被点燃，实现分层燃烧。3 结论本文主要针对汽车发动机的新技术展开探究的。不过在研究汽车发动机的新技术时，应该先了解汽车发动机的原理以及发动机的构成，所以本文也简单介绍了这方面的内容。尤其是对汽车发动机的新技术和汽车新技术对于发动机的综合应用的影响和作用作了较深入的探讨。通过本次的论文写作，让我了解了更多汽车发动机新技术的使用知识。在写作过程中时，我也查阅了许多汽车发动机技术相关的知识，如今通过这么长