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【摘 要】隨著科學技術的不斷發(fā)展，發(fā)動機所涉及到的產業(yè)鏈條越來越長，人們的生產生活已經離不開發(fā)動機，人們不斷地研制出不同用途多種類型的發(fā)動機，但是無論哪種發(fā)動機，它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來產生動力。 燃料燃燒就要消耗能源，日益緊缺的能源供應和嚴峻的環(huán)境保護壓力，使發(fā)動機節(jié)能問題變得尤為重要。 發(fā)動機的性能也會直接影響汽車的二氧化碳排放量，排放控制則是減排的重要內容，符合國家排放要求，所以說發(fā)動機的功能是節(jié)能減排控制的重要內容。 總之，要加快節(jié)能減排技術研發(fā)，就要重視發(fā)動機節(jié)能減排的功能推廣，要建立起發(fā)動機節(jié)能減排的技術體系，推廣使用有節(jié)能功效的發(fā)動機制造技術，加強國際交流合作、 加強節(jié)能調度。

【關鍵詞】汽油機；節(jié)能；技術；內燃機

目前，我國已經提供了經濟型汽車、摩托車的技術支持，對于這類機動車來說，可以通過發(fā)動機改良達到每公里產生更少二氧化碳的實效。 同時，也對發(fā)動機燃料做出了更為細致的技術規(guī)范，以便提高汽油和柴油的使用性能。經濟型機動車一方面具有清潔引擎，減少引擎的摩擦力的作用； 另一方面能夠使燃油更充分燃燒，從而降低對空氣的污染。采用的生物液體燃料與傳統(tǒng)車用燃料相比，可以潛在地帶來二氧化碳減排。中國已經是世界燃料乙醇的第三大生產國和使用國，燃料乙醇在全國 9 個省的車用燃料市場得以推廣和使用，雖然在節(jié)能減排技術研究上已經取得了一些突破進展，但是，對于發(fā)動機的節(jié)能減排技術研發(fā)還要進一步地發(fā)展下去，以技術研發(fā)為依托開發(fā)出更為先進、 有效地節(jié)能減排技術是最終的目標。在節(jié)省能源的技術開發(fā)方面，目前主要采用了汽車和摩托車因使用汽油機而得名。汽車和摩托車心臟是內燃機。內燃機技術在不斷發(fā)展完善，在石油能源還會占主導地位的今天和未來較長的時期里，不管是發(fā)展前景，還是潛力，內燃機技術都會大有作為。汽車和摩托車內燃機動力作為汽車和摩托車的動力，它的能源效率的狀況直接影響汽車和摩托車能源消耗水平，所以，汽車和摩托車的節(jié)能非常重要。高效率、低排放動力技術在國外已廣泛應用，在一定程度上提高了汽車和摩托車燃油的經濟性，如多氣門技術能提高燃油效率 2%～5%，增壓技術能提高燃油效率 5%～7%，缸內直噴技術（GD）I 能提高燃油效率 15%左右?，F在，國內99%以上的乘用車是汽油車，預計至少未來10年內汽油車還會是國內汽車和摩托車的主流。按汽車測試顯示，應用高效汽油機技術的汽車平均油耗比普通電噴汽車降低25% ～ 30% ，而成本更低。開發(fā)高效汽油機技術對汽車和摩托車節(jié)能尤為必要。高效汽油機技術一直是發(fā)達國家機動車公司降低油耗的一般手段。而國內對高效節(jié)能汽油機技術的研發(fā)重視并不夠，直到近幾年研發(fā)力度和投入水平才有大幅提高。汽油機的節(jié)能技術經歷了以下幾個演變過程：（1）供油方式從化油器～ 單點噴射～多點缸內直噴方式演變。（2）進氣系統(tǒng)從傳統(tǒng)的不可調節(jié)進排氣系統(tǒng)～可變進氣結構系統(tǒng)演變，進氣方式從自然吸氣～二級增壓演變。（3）氣閥定時與升程從機械驅動式氣閥定時與升程固定的配氣機構～氣閥定時與升程連續(xù)可調的液壓調節(jié)式～電磁閥（EMV）驅動系統(tǒng)演變。（4）燃燒過程組織從傳統(tǒng)均質混合氣火花點火方式～均質充量壓縮點燃～非均質混合氣分層燃燒系統(tǒng)演變。

1.燃油直噴技術

這種技術，是把高壓油泵提高壓力之后的汽油，通過高壓油軌和噴油器直接噴入缸內，缸內汽油不斷霧化，并和空氣按最優(yōu)化的模式進行混合，增強發(fā)動機的抗爆燃性，提高燃燒熱效率，使發(fā)動機在得到更高動力性的同時更好的節(jié)能效果。GDI技術一般使發(fā)動機的功率達到同排量非直噴發(fā)動機的1.5 倍左右，燃油效率提高15%左右。

2.可變氣門正時技術

發(fā)動機VVT技術是前幾年應用在現代轎車上的新技術，它是通過對計算機信號氣門的開閉時機進行智能正時連續(xù)可變控制，使燃油燃燒更為充分，工作效率較高，實現了降低油耗的目的。日、歐主流汽車企業(yè)讀開發(fā)了配備可變氣門正時技術的發(fā)動機。如豐田、本田、現代、雷諾一日產、寶馬、馬自達、三菱、保時捷等。采用進氣VVT后降低了整車油耗6%左右。排氣VVT在此基礎上降低2%左右，對于缸內凈化有利。

3.稀薄燃燒技術

這種技術是降低汽油機油耗的有效措施。它以燃料混合技術和控制技術為基礎，綜合了汽油機均質充氣與柴油機壓燃點燃混合兩種燃燒方式優(yōu)點。通過提高壓縮比、分層燃燒和高性能點火，進行油氣均勻混合，多點著火，燃燒充分，燃燒效率高，發(fā)動機耗油率能降低10%。還能提升發(fā)動機的功率輸出，不受敲缸界限的限制，泵氣損失小，對改進部分負荷特性有利。但HCCI也面臨技術挑戰(zhàn)，HCCI爆發(fā)過程難以駕馭，不但應控制進氣溫度、壓力，還應控制空燃比等多種變量，控制系統(tǒng)相當復雜。

4.增壓技術

汽油機增壓技術通過提高發(fā)動機充氣密度，來提高發(fā)動機的功率和轉矩，改善熱效率，提高經濟性，降低發(fā)動機設計排量，降低噪聲。在機械增壓、氣波增壓、廢氣渦輪增壓、復合增壓等方式中，廢氣渦輪增壓應用較廣，它的發(fā)動機功率及轉矩能增加20%左右，還能提高燃油效率6%左右。所以，渦輪增壓技術廣泛應用。渦輪增壓器是提高動力性能的方向。國外先進的量產增壓直噴汽油機，一般采用復合式二級增壓方式，可以確保低速時的轉矩快速響應。

5.廢氣再循環(huán)技術

廢氣再循環(huán)增大了發(fā)動機的充量系數，提高了發(fā)動機的熱效率，減少了發(fā)動機的泵吸損失，降低了燃油消耗；同時由于廢氣中的CO2、N2、H20等惰性氣體具有較高的比熱容，多變指數低，使得最高燃燒溫度降低，抑制了NOx的生成，改善了發(fā)動機的排放。廢氣再循環(huán)（EGR）技術必須嚴格控制發(fā)動機在各工況下的廢氣再循環(huán)量，即廢氣再循環(huán)率。廢氣再循環(huán)率過小或過大都不能使發(fā)動機的性能得到最佳發(fā)揮。一般發(fā)動機在各工況下的廢氣再循環(huán)率大小通常由發(fā)動機電子控制系統(tǒng)來完成。具有可變滾流結構的系統(tǒng)可使缸內混合氣實現良好的排氣分層燃燒，EGR率最大達到空氣量的70%，其可變氣門正時系統(tǒng)可在發(fā)動機不同負荷條件下實現不同的氣門升程，可使缸內實現不同的滾流比，實現高的EGR容受度，低的NOx排放。

6.代用動力和代用燃料技術

代用燃料包括壓縮天然氣、液化石油氣、醇類、氫氣，其中天然氣和液化石油氣在地球上的儲備量很大，且排放較低，預計將在本世紀發(fā)揮較大的作用。目前壓縮天然氣、液化石油氣、醇類燃料等已成為汽車節(jié)約能源和改善排放的重要課題。多數示范城市已裝置了CNG、LPG汽車，而氫能、混合動力、太陽能汽車等，世界上也有城市在應用。

7.汽車發(fā)動機自動化系統(tǒng)的控制研究

提高發(fā)動機的自動化水平，開發(fā)發(fā)動機自動化性能就必須從制定系統(tǒng)化控制出發(fā)，系統(tǒng)控制的基本技術以進行合理化實驗，通過實驗結果完善技術為主。在硬件集成方面，利用接口總線將系統(tǒng)功能進行擴展，在系統(tǒng)中建立集成電控發(fā)動機標定開發(fā)裝置就可實現電控發(fā)動機自動化標定試驗，實驗以軟件系統(tǒng)設計為主，提出了試驗流程編輯器、 模擬通道動態(tài)配置及采集通道動態(tài)配置等設計方案。

8.結束語

節(jié)能和排放是當前汽車和摩托車工業(yè)的研究主題。先進技術和措施的廣泛應用可以使得汽車和摩托車發(fā)動機在節(jié)能和排放領域更趨完美。

【參考文獻】

[1]張林輝.醇汽油混合燃料與車用汽油對發(fā)動機排放性能試驗分析[J].裝備制造技術，2012（12）.