汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展與新技術(shù)分析

楊朋達(dá) 姜少瑋 金 印 陳天飛（沈陽(yáng)理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展與新技術(shù)分析

楊朋達(dá) 姜少瑋 金 印 陳天飛
（沈陽(yáng)理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

摘 要：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不僅是汽車中的重要組成部分，也是汽車動(dòng)力的源泉，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量也決定著汽車的質(zhì)量，而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展也決定了汽車的發(fā)展，因此對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的研究也有著至關(guān)重要的意義。本文主要介紹了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和功能，并且對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的新技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)展；新技術(shù)；缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)；TSI；FSI；節(jié)能減排

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是利用物理學(xué)原理來(lái)產(chǎn)生力的作用，從而使汽車能夠獲得所需要的動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)主要以燃燒汽油和柴油為主，將燃燒的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程中，也會(huì)消耗大量的油氣資源。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展也經(jīng)歷了一段較長(zhǎng)的時(shí)期，從工藝、設(shè)計(jì)理念以及控制技術(shù)等方面都有了很大的改進(jìn)和提高，但發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理依然還是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的不同也可以將發(fā)動(dòng)機(jī)分為不同的類別。在節(jié)能減排理念不斷發(fā)展和深化的過(guò)程中，人們對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的要求也越來(lái)越高，因此新型的發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)也更多的體現(xiàn)了節(jié)能減排的理念，這也是發(fā)動(dòng)機(jī)史上的一大突破。

1　化油器發(fā)動(dòng)機(jī)

這種發(fā)動(dòng)機(jī)是以汽油和柴油燃燒為途徑來(lái)與空氣形成可燃合氣的裝置。其中化油器的主要功能是在內(nèi)燃機(jī)要求不同的情況下來(lái)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供等量的燃油，同時(shí)，燃油在霧化后能夠與空氣進(jìn)行混合，從而形成新的燃?xì)?，這樣在熱能轉(zhuǎn)化的效率和質(zhì)量上也有著更好的表現(xiàn)效果。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也是由燃燒媒介的質(zhì)量決定的，而化油器的應(yīng)用也能夠更好的發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力質(zhì)量。

2　電噴發(fā)動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介

電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是利用電子燃油噴射控制系統(tǒng)和電子控制裝置為主要控制核心，在發(fā)動(dòng)機(jī)的不同部位上安裝各種傳感器從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行偵測(cè)，再利用相應(yīng)的控制程序來(lái)對(duì)噴油器的噴油量進(jìn)行控制，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中就能夠獲得更好的工作狀態(tài)，并且燃燒的混合氣濃度也可以控制到最佳。

3　缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)

缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)是應(yīng)用較為普遍的發(fā)動(dòng)機(jī)之一，利用氣缸內(nèi)安裝的燃油噴油嘴直接將燃油噴到氣缸內(nèi)，同時(shí)與氣缸中的氣體進(jìn)行混合，這樣就可以直接實(shí)現(xiàn)燃燒作用。而目前缸內(nèi)直噴機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)也有著不同的幾種類型，其中按照伴隨噴嘴位置、噴霧形狀以及缸內(nèi)氣流流量等內(nèi)容的不同，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也有著不同的表現(xiàn)形式，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞頂外形的設(shè)計(jì)，還需要對(duì)缸內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，相比于缸外發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更好的避免發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中存在的不足，并且在油氣比例的控制上也有著非常好的效果，在燃燒節(jié)油的作用上也表現(xiàn)的非常明顯，因此缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)也受到了更多的汽車生產(chǎn)廠家的青睞。

相比其他類型發(fā)動(dòng)機(jī)，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是在汽油的噴射位置上的不同，一般的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)都是利用電控噴射系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行汽油的噴射，汽油需要噴射到進(jìn)氣歧管或者氣管道上后才能夠與缸內(nèi)的氣體形成混呢，而后在由氣門進(jìn)入燃燒室后才可以進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)化，這樣的方式在能源的利用率上相比缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)還相對(duì)差。而缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用缸內(nèi)的燃油最直接在氣缸內(nèi)進(jìn)行燃油噴射，在直接與缸內(nèi)的氣體進(jìn)行混合作用后就可以實(shí)現(xiàn)熱能的轉(zhuǎn)化，這種發(fā)動(dòng)機(jī)相比直噴式柴油機(jī)有著很多相似之處，目前，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)也是節(jié)能效果相對(duì)較好的一種發(fā)動(dòng)機(jī)形式。

4　節(jié)能環(huán)保是汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)

我國(guó)目前對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能環(huán)保效果也提出了新的要求，并且這也是世界汽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，汽車能源目前也成了各個(gè)國(guó)家重點(diǎn)爭(zhēng)奪的目標(biāo)，而以往的汽油機(jī)技術(shù)已經(jīng)不能夠更好的適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，這也就對(duì)汽油機(jī)技術(shù)提出了更高的要求。然而如何更好的實(shí)現(xiàn)燃油燃燒效率的提高也是人們重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一，也是目前汽油機(jī)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。汽油機(jī)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾方面內(nèi)容：缸內(nèi)直噴稀燃，其節(jié)油率也可以達(dá)到8%-15%左右，可變氣門技術(shù)，節(jié)油率可以達(dá)到10%-18%左右，而利用全可變與均質(zhì)稀薄燃燒技術(shù)，在節(jié)油率上可以達(dá)到20%-30%，這樣也說(shuō)明在新技術(shù)的應(yīng)用上，目前也取得了一定的成績(jī)。

5　大眾FSI發(fā)動(dòng)機(jī)

這種發(fā)動(dòng)機(jī)的引入也是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)具有時(shí)代性意義的一次技術(shù)變革，其主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)燃油的分層噴射。在經(jīng)過(guò)高壓水泵的作用后，汽油會(huì)通過(guò)軌道達(dá)到電磁控制的高壓噴射門中。這樣汽油在加以利用的過(guò)程中就可以形成可變的渦流，從而使燃燒室內(nèi)的渦流達(dá)到最佳的狀態(tài)，而分層式的推動(dòng)方式對(duì)于燃燒混凝土氣體的效率上也有著非常好的效果。更值得關(guān)注的是，在半開(kāi)狀態(tài)下的油門通過(guò)了分層注油的方式燃油燃燒的效率就會(huì)大大增加，這樣不僅能夠起到節(jié)約能源的作用，同時(shí)對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益也有著非常好的效果。在車輛行駛過(guò)程中，操作人員可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作模式進(jìn)行更換，按照不同的需求來(lái)選擇合適的注油方式。因此這種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也成了節(jié)能環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中的代表，對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展也將有著非常重要的影響。

6　TFSI是TSI與FSI的完美結(jié)合

TSI是“渦輪增壓+缸內(nèi)直噴”，大眾集團(tuán)發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。由于設(shè)計(jì)精巧、材料科學(xué)運(yùn)用得當(dāng)，所以這款發(fā)動(dòng)機(jī)具有超前的性能。缸內(nèi)直噴就是將汽油的噴油嘴從進(jìn)氣歧管挪到了氣缸內(nèi)，是的燃油燃燒更充分，獲得更好的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。

渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。但是廢氣渦輪增壓的缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間比較的滯后，一般在2000轉(zhuǎn)左右，所以采用機(jī)械增壓跟渦輪增壓的雙增壓技術(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)以前使用機(jī)械增壓，在發(fā)動(dòng)機(jī)2000轉(zhuǎn)以后使用渦輪增壓機(jī)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何一個(gè)工作區(qū)間內(nèi)都能獲得最大的動(dòng)力提升效果。

在業(yè)內(nèi)更為尖端的雙廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)R2S，采用一大一小兩臺(tái)渦輪增壓器并聯(lián)工作的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。使發(fā)動(dòng)機(jī)在性能上更加優(yōu)秀，突破了發(fā)動(dòng)機(jī)在低速喘振和高速阻塞的界限。

參考文獻(xiàn)

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