汽车发动机国内外技术现状与发展趋势综述.doc

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1、汽车发动机国内外技术现状与发展趋势综述马超（山东科技大学交通学院，车辆工程2011-1）摘　要：内燃机是用途最广的动力机械，并且作为汽车动力，在材料与制造技术、电子控制与智能技术、节能与环保技术、燃料与燃烧技术等方面不断发展进步，各种新技术互相交叉、互相渗透，性能指标不断优化和提升。关键词：新材料；缸内直喷；分层燃烧；代用燃料；高压共轨TheStatusandDevelopmentTrendofDomesticandForeignAutomobileEnginesMaChao(VehicleEngineering

2、2011-1,CollegeofTransportation,ShandongUniversityofScienceandTechnology)Abstract:Internalcombustionengineisthemostversatilepowermachinery,andasavehiclepower,intermsofmaterialsandmanufacturingtechnology,electroniccontrolandintelligenttechnology,energyandenviro

3、nmentaltechnologies,fuelsandcombustiontechnology,continuousdevelopmentandprogress,newtechnologiesintersect,mutualpenetrationperformanceindicatorscontinuetooptimizeandupgrade.Keywords:newmaterial；directinjection；stratifiedcombustion；alternativefuels；commonrail

4、发动机是汽车的心脏，为汽车提供动力，密切关系着汽车的动力性、燃油经济性、平顺性。可以说，发动机的所有结构都是为能量转换服务的。发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制等方面都有了很大的提高，但其基本原理仍然没有改变。这是一个富于创造的时代，那些发动机的设计者们，不断地将最前沿的科技融入到发动机的设计制造当中，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使发动机的性能达到近乎完善的程度。各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面

5、，从而使人们在悠闲地享受汽车文化的同时，也能保护环境、节约资源。1　汽车发动机技术现状进入21世纪，汽车内燃机并未因其他车用动力的竞争（如电力）而成为“夕阳工业”，相反，技术进步使得车用四行程内燃机仍保持主体地位。1.1　新材料的使用高强度、低密度材料的使用，如铝与加强纤维、陶瓷材料、塑料、碳素纤维等，使内燃机不断轻量化。与传统铸铁缸体相比，采用铝合金材料铸造的气缸体，在保证强度的前提下，质量显著减轻，导热性能有所提高，满足了现代汽车发动机的性能要求。但由于铝合金的耐磨性不好，使用时必须镶嵌缸套。有的汽油机汽缸盖

6、用铝合金铸造，因铝的导热性比铸铁好，有利于提高压缩比。铝合金缸盖的缺点是刚度低，使用中容易变形。由于生产成本较高等原因，铝合金发动机并未完全取代传统的铸铁发动机，常见的铝合金发动机有上汽通用别克君越（LaCrosse）所搭载的2.4L直列4缸发动机、一汽-大众奥迪A6L上的2.5LV型6缸发动机、东风日产骐达（TIIDA）上的1.6L发动机等。1998年，巴斯夫公司与丰田的工程师们合作首次开发成功用聚酰胺6制造的进气歧管，从而取代了铸铁、铸铝等金属材料。这一组件由巴斯夫的Ultramid®制造，Ultramid®

7、是一种经玻璃纤维强化的聚酰胺，已成为众多车型的“首选材料”。当时是采用“去芯成型法”生产这一结构复杂的部件，并进一步开发“振动焊接”工艺将三个部件连接为一体。此项应用中该材料所经受的最大考验是对热空气的耐受能力和抗热老化的能力：这种聚合物必须能经受住与120℃热空气的长时间接触及最高温度达150℃的耐热测试。在将其投入生产线之前，丰田对该部件进行了严格的实验室测试与广泛的道路测试。使用聚酰胺（塑料）而非常规铝金属制造进气歧管为丰田带来了众多突破性优势：塑料取代金属后减轻了该部件约40%的重量，从而提高了燃料效率并

8、减少了排放。使用Ultramid®制造的进气歧管还加强了发动机空气补给，从而提高发动机的性能。比起铝制产品，聚酰胺进气歧管的光滑内壁阻力更低，同时，由于塑料的成型更为容易，这种材料更有利于最佳空气流动设计的实现。通过优化制造流程，使用Ultramid®制造的组件有助于节省生产成本。设计师能够将其它的功能整合于Ultramid®进气模块中，同时又保证相同水平的质量与安全性，