浅析当前的汽车新技术的使用研究

1、浅析当前的汽车新技术的使用研究目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc509318063 摘要 摘要随着社会快速发展，汽车上开始采用了不少的新技术，不仅提高了汽车的动力性，也提高了汽车的燃油经济性和环保性。本文主要探讨了目前汽车发动机上应用的发动机上的几项新技术以及应用，还提及了新材料在汽车上的应用。伴随汽车的发展趋势有更多的发展空间，不仅局限于结构设计的更新、新功能的集成，未来可以配合自动驾驶进行历史性的颠覆。国内相关产业需要开拓思路，变革思维，紧跟行业发展，并致力于追求极致，才能保证自身的竞争力。关键词：汽车；新技术；新材料；1.引言随着消费水平升级以及人们

2、日均用车时间的增加，汽车更像是一个移动的家，关观、实用、功能等要素都会成为一辆车内饰设计和布局的出发点。纵观汽车市场车型的内饰趋势，内饰设计开始逐渐向扁平化、科技化的方向发展。发动机是汽车上非常重要的组成部件之一，主要通过燃烧汽油或柴油来使汽车得到足够的动力。自1886年卡尔本茨发明的第一辆汽车到现代智能化的汽车，汽车发动机也经历了很长时间的发展。随着最近几年电控技术的快速发展和国家对节能减排的日益重视，人们对发动机的要求也越来越高，因此新型发动机的研发也更多地考虑到发动机的燃油经济性和环保性。2.发动机新技术2.1发动机自动启停技术随着城市车辆的日益增多，堵车、等红灯成为城市驾驶的常态。为了

3、能够达到环保的严格要求，针对这种城市路况，各车企潜心研究，开发出了一种能够在红灯、堵塞等汽车停滞状态下，使发动机自动停止运转;当绿灯或者车辆启动时，快速重启发动机的系统，即发动机自动启停技术，英文叫做STOP&START，简称STT当交通拥堵时，车辆停止行进，驾驶员踩下刹车并摘挡，这时ECU开始进行自检。当它发现发动机正在空转且没有挂挡，车速传感器信号显示车速为零，则检查车辆是否有足够电量能够进行下一次启动，如果满足条件，发动机就会自动停止工作。当交通通畅时，车辆需要重新启动，驾驶员松开刹车、踩下油门踏板，发动机又会重新点火。采用发动机自动启停技术，汽车能够在城市道路的行驶中减小燃油消耗量，这

4、是其最大的优点一省油，但是由于发动机需频繁的熄火和启动，还需配备增强型的启动机和蓄电池，同时对机油油质也有了更高的要求。另外，一些车型的启停逻辑不合理，同时启动时噪音和震动较大，也容易造成积碳，这是这项技术的缺点。2.2废气涡轮增压技术由于国内节能减排及购置税减半的政策驱动，废气涡轮增压技术因其在动力性、燃油经济性和低碳排放方面的出色表现开始在小排量车型上大批量应用。废气涡轮增压系统由废气涡轮增压器、内燃机进和排气系统组成。其中废气涡轮增压器是主要的部件。涡轮增压器实际上是种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。发动机排出的废气并不是直接排人大气，面是利用其惯性冲力来推动涡轮室内涡轮，涡轮又带

5、动同轴叶轮，叶轮压缩吸人的空气，使之增压进人气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多空气进人气缸，从面提高喷油量，进一步增加发动机的输出功率。废气涡轮增压技术最大的优点就是可以在不增加发动机排量的基础上较大幅度提高发动机的动力输出。但是涡轮增压的问题也难以得到根治，如机油损耗量过大(烧机油)、可靠性耐用性不高、转动轴承容易坏、涡轮迟滞等等。2.3可变压缩比发动机日本尼桑公司研制成功了世界首款2.0T型可变压缩比发动机。竟然实现了在一台发动机上根据小同工况压缩比在8-14.1比1之间工作。该款发动机技术含量很高，它可根据发动机负荷和工况自动调整压缩比(中、高速工况

6、时在8比1之间工作，低速和加速工况时在14.1比1之间工作)，大幅度提升了车辆的使用性能和经济性。14.1比1这个压缩比对于汽油机来讲已很高，它已接近了国际小型高速柴油发动机的压缩比16比1。因此它所能产生的功率也达到了200千瓦(200X1.36=272马力)、390扭米的扭矩，其功率在同排量实用发动机里可以傲视群雄，数据已与3.5升自吸发动机看齐甚至超越。3.汽车新技术应用3.1自动变速器（AT）其工作原理是由液力变矩器、行星齿轮组、液压操纵系统和各种传感器等组成。通过液力传递和齿轮变化组合的方式达到变矩，变速的目的。目前市面的6A7(速)为入门级，8-9AT呈普及之势，本田甚至达到10A

7、T，其作用就是增加变速器前进挡的数量。为什么汽车要这么多挡呢？因为多挡位变速器齿(速)比范围更大，发动机所提供的动力能更细化的得到分配，可以更好的发挥其性能，发动机可以用较低的转速实现较高的车速，获得最佳的动力性和经济性。但前提是车的动力要够。因此8-9AT变速器车的排量一般都较大。3.2小排量增压发动机它的优势在于升级成本小大，但提升的效率确很大，同时又降低了燃料消耗。这种以小博大的做法成了很多世界大牌厂家的选择。如丰田D-4T型增压发动机，只有1.2升，和同排量自吸发动机在油耗大至相同的情况下所产生的功率与1.6升自吸发动机相差小大，但扭矩比1.8升自吸发动机还要大，较好的提升了车辆的动力

8、和使用性能。该型发动机就兼顾了高动力与低油耗的双重需求，又把双VVT和可变气门正时这两种技术在发动机工作中实现了很好的转换。3.3混合喷射系统为了使发动机既高效又环保，大众公司在第三代EA888型2.0T汽油发动机上开发了燃料双喷射系统既缸内自喷、进气支管喷射系统同时存在。因为缸内自喷虽然在发动机各工况下能提供最佳的燃油比，最大限度的提升其效率，但在怠速、低速工作时，由于进气量少燃料混合时间短，做功行程结束后并未实现完全燃烧，易在进、排气门、活塞顶、燃烧室、火花塞电极间和喷油嘴等处产生积碳，时间一长积累出大量的积碳对发动机造成的危害极大。(积碳是指燃料中的杂质与窜入燃烧室的机油在小能完全燃烧时

9、产生的胶质，并附着在发动机内部，在经过发动机反复高温燃烧作用下，小断积累所形成的硬质胶结碳。积碳在本文中被反复提到，希望引起大家重视)。由于发动机内部是相互配合非常精密的系统，面大量积碳的存在占用了发动机内部空间，严重破坏了发动机正常的压缩比，使进气量减少，排气小畅，并在其内部产生大量赤点，使发动机产生严重的爆震，造成其无法正常工作，效率大幅下降，并影响氧传感器对废气的正确分析(其作用使发动机获得最佳的空燃比)，使油耗增加20%左右，甚至会堵塞三元催化器，烧坏发动机。面进气支管喷射系统本身对进气门带有自清洁性，燃料混合时间长，雾化好，在怠速和低速工作时理论上小产生积碳。因此进气支管处喷射被安排

10、在怠速、低速时段工作，缸内自喷被安排在中、高速时段工作。面且该型发动机带有双涡管(道)进气系统，根据高、低速工况选择长、短进气涡管。(发动机在怠速、低速工作时只需少量的空气，用长面细的进气管，在中、高速工作时需大量空气，用短面粗的进气管)。燃料双喷射系统并存很好的解决了发动机在小同工况时期发挥各自的优势，动力过)全h好，并有效的解决了环保问题，使发动机始终工作在最佳状态。同样该型发动机也兼顾了高动力与低油耗，并达到了一个新高度。其优势在于三双技术，既双涡管、双喷射、双循环技术于一身。3.4可变气门升程技术发动机的配气相位机构负责向气缸提供汽油燃烧做功所必须的新鲜空气，并在充分燃烧之后，将产生的

11、废气排出。由于发动机在不同转速和工况下所需的空气量是不一样的，必须使气门的打开和关闭的时间和角度与其相配合，从面得到更高的动力性，提高燃烧效率。可变气门升程技术可以在发动机不同转速下匹配合适的气门升程，低转速时气门升程小，高转速时气门升程大。最为大众熟知的本田i-vtec利用第三根摇臂和第三个凸轮实现了气门升程的分段可调，BMW的Valvetronic系统在传统的配气相位机构上增加了一根偏心轴、一个步进电机和中间推杆等部件实现气门升程无级可调，面菲亚特的Multiair电控液压气门技术开创性的采用了电控液压控制系统来驱动气门的正时和升程。可变气门升程技术实现了气门的升程可以随着发动机的转速和工

12、况改变，满足了发动机不同的需求，改善了发动机高速功率和低速扭矩。3.5稀薄燃烧技术为了更好的提高燃油的利用率，同时减少排放的污染，稀薄燃烧成为了发动机技术研究的一个核心。通常，发动机需要将混合气的空燃比控制在918之间，才能保证火花塞顺利点燃混合气，面采用稀薄燃烧技术的发动机的压缩比大于25:1。上世纪80年代，丰田等日企提出稀薄燃烧的技术方案，后来，三菱更进一步将其与缸内直喷技术相结合，出现了缸内直喷稀薄燃烧(GDI)技术。通常GDI工技术采用多次喷射技术，或利用燃烧室壁面结构，令混合气产生滚流，从面使混合气产生分层，使靠近火花塞的混合气具有较高的空燃比，以利于点火。这种技术能够很大程度上提

13、升车辆燃油经济性和减少排放污染物的生成，但是由于空燃比增加导致尾气中的NOx难以处理。目前，针对GDI工技术的这一弊端，第二代马自达创驰蓝天发动机将会采用一项新的技术一均质稀薄压燃技术(HCCI)，这项技术将改变传统的点火方式，令汽油机采用压燃点火来实现稀薄燃烧。这将进一步提升发动机的效率，同时改变汽油机易产生炙热区的问题。但是同时也有一些弊端，如很难与涡轮增压技术相搭配，易爆缸等。4.汽车用新材料4.1金属合金件为了使汽车进一步节能降耗，专家们又在车的重量上开始斤斤计较。实际上日本在此环节上早已走在了世界的前列，而且做的很好。人们都知道日本车比较好用，提速快、省油等优点，除了设计水平高，材质

14、硬度高，加工精度高，装配准确度高以外，另一个因素是日本B级以下的很多车体连接件小是全钢件，而是金属合金件，这种材料的优点在于重量轻，小易变形，结构强度大。缺点：一旦超过其承受力就会断开。这也是在遇到较大车祸时欧系车是和里收，有些日系车是开放式的原因。在同排量车体是全钢件的情况下，如丰田陆巡和宝马X5在能耗上作比较，陆巡没有任何优势，公路性能还小如X5。而且两种系列车用钢材标准也小同，日系使用的是抗拉强度，硬度大，欧系使用的是屈服强度，韧性好，能起到一定的缓冲作用。4.2碳纤维复合材料2016年底德国宣布将在2018年后使用碳纤维复合材料制造商品汽车，这种材料强度极高，耐高温、耐疲劳、耐腐蚀性好，热膨胀系数低、且重量轻，据说可使汽车在目前基础上减重40%-60%，大幅提升了车辆