汽车发动机最新技术

2023年4月21日发(作者：吸尘器多少钱一个)

汽车发动机所采用的新技术

近年来，当代汽车汽车飞速发展，汽车新技术不断涌现和应用，带动汽车性 能不

断改善•。伴随汽车工业近百年的连续进步汽车发动机技术也综合了大量的 高新技

，

术使其具有更高的功率密度、更好的燃油经济性、更低的排放污染，如发 动机电子控

制、多气门、可变气门正时、可变气门升程、双涡轮增压、高压共轨、 可变压缩比、

缸内直喷、自动启停等等。下面我们作详细介绍

1

.VTEC技术

VTEC是本田开发的先进发动机技术，也是世界上第一个能同时控制气门开

闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。 VTEC(Variable Valve Timing and

Valve Life Electro nic Con trol System )的意思“可变气门配气相位和气门升

程电子控制系统”。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数 目

及控制方法，它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

控制系统的调节进行自动转换。通过 VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况 自动

改变气门的开启时间和提升程度， 即改变进气量和排气量，从而达到增大功

率、降低油耗及减少污染的目的。目前本田车型都使用 i-VTEC(智能可变气门配

气相位和气门升程电子控制系统，i-VTEC技术作为本田公司VTEC技术的升级 技

)

术，其不仅完全保留VTEC技术的优点，而且加入了当今世界流行的智能化控 制理

念。

2

.可变进气歧管技术

09 款 City 装载的 1.8L 发动机采用了 VIM (Variable-le ngth In take

Manifold )可变进气歧管技术，该技术可以使发动机在不同转速下具有不同进气 路

径，从而满足发动机在不同工况下对进气量的不同需求。在发动机低转速时， 为了提

高发动机的功率输出，此时采用较短的进气路径。采用可变进气歧管技术 的目的是优

化发动机整个转速范围内的扭矩曲线的同时改善加速性能和响应性， 从而使发动机在

不同工况的动力性、燃油经济性和排放水平达到和谐、统一。

-i 技术

VVT-i 是 Variable Valve Timing-intelligent 的缩写，它代表的含义就

是智能正时可变气门控制系统。这一装置提高了进气效率，实现了低、中转速范 围内

扭矩的充分输出，保证了各个工况下都能得到足够的动力表现。 另一个先进

之处在于全铝合金缸体带来的轻量化，不仅减小了质量，也降低了发动机的噪声。 可

变配气正时可变配气正时控制机构的主要目的是在维持发动机怠速性能情况 下，改善

全负荷性能。这种机构是保持进气门开启持续角不变， 改变进气门开闭

时刻来增加充气量。

4•偏置曲轴技术

曲轴偏置等于活塞偏置这是曲柄连杆机构的一种形式。即活塞往复运动所 在

，

的轴线的延长线不经过曲轴中心 热力学上：可以使燃烧更充分

机械学上减少活塞的侧推力同时也会改良在低速/低载情况时的燃烧提高 热效

，

率，大大减少做功冲程时活塞与汽缸壁的摩擦 优化排放

5 •电子式节气门

电子式节气门的作用主要是控制发动机的进气流量， 决定发动机的运行工况

驾驶员通过加速踏板改变节气门开度调节发动机的充量达到发动机输出功率的

目的，而电子节气门是在加速踏板的附近安装一个加速踏板传感器， 在驾驶员踏

加速踏板时只需提交踏板的位置信息即可，提高了汽车的燃油经济性。

6. CVVT （连续可变的气门正时系统）

韩国的汽车工业一向不以技术先进闻名， 所以所用技术也多是借鉴了德、日 等

国的经验，而CVVT正是在VVT-i和i-VTEC的基础上研发而来。以现代汽车的 CVVT

引擎为例，它能根据发动机的实际工况随时控制气门的开闭，使燃料燃烧 更充分，从

而达到提升动力、降低油耗的目的。但是 CVVT不会控制气门的升程

也就是说这种引擎只是改变了吸、排气的时间。

7. FSI （缸内直喷分层燃烧引擎）

FSI是汽油发动机领域的一项全新技术，有些类似于柴油发动机的高压供油术 .

它配备了按需控制的燃油供给系统，然后通过一个活塞泵提供所需的压力，最后 喷油

嘴将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室。通过对燃烧室内部形状的设计， 使火花塞

周围会有较浓的混合气，而其他区域则是较稀的混合气，保证了在顺利 点火的情况下

尽可能地实现稀薄燃烧，这也是分层燃烧的精髓所在。 FSI比同级

引擎动力性显著提高，油耗却可降低 15流右。

8. MDS （可变排量发动机）

克莱斯勒研发的HEMI发动机配备了 MDS系统,这套系统可在4缸和8缸模式间自 动

转换。这种技术最适合多汽缸的发动机使用，在不影响驾驶者追求大排量车型 的加速

刺激时，又有效降低了堵车时的燃油消耗。例如一台常规的8缸发动机在 采用了这种

技术后，就等于装了两个独立的4缸发动机，可以根据驾驶的需要让 一台发动机运

行，而让另一台休息。

9. 共轨柴油喷射技术

共轨柴油喷射是近年来工程师们开发的使柴油燃油在极高的压力下喷入气 缸内的

一种新技术，由于采用了这种新技术和先进的涡轮增压技术以及效率更高 的燃烧室设

计使稀燃柴油机运行得更加平稳、安静，而柴油机也更加干净。柴油 共轨系统已开发

了 3代，它有着强大的技术潜力

第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的浪费和很高的燃油温度。第 二代

可根据发动机需求而改变输出压力，并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降 低了发动

机噪音：在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃， 预加热燃烧

室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易， 缸内的压力和温度不

再是突然地增加，有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射，产生二次燃 烧，

将缸内温度增加200〜250，降低了排气中的碳氢化合物。

C

由于其强大的技术潜力，今天各制造商已经把目光定在了共轨系统第 3代一一压 电式

（piezo）共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射 控制。没

有了回油管，在结构上更简单。压力从 200〜2000巴弹性调节。最小喷 射量可控制

在0.5mm3减小了烟度和NOXI勺排放。

10. OBD （车载自动诊断系统）

电子技术应用于发动机管理系统，除燃油喷射系统和点火功能等基本功能

外，还有车载诊断（OBD功能。OBD是英文On-Board Diagnostics 的缩写，中 文翻

译为“车载自动诊断系统” 。OBD是一种自动诊断汽车的程序。当系统出现

故障时，故障（MIL）灯或检查发动机（Check Engine ）警告灯亮，同时动力总 成控

制模块（PCM将故障信息存入存储器，通过一定的程序可以将故障码从 PCM

（动力总成控制模块）中读出。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定 故

障的性质和部位，有针对性地去检查有关部位、元件和线路，将故障排除。

11 •气缸节能技术

通用汽车公司采用气缸节能新技术， 计算机控制的对开式摇臂，可随时在发动机 不

需要最大功率工作时，使凸轮轴断开气阀，关闭某一侧的气缸，来达到节能的 目的。

首先应用在通用V8载货车发动机，可使燃油经济性提高 6%〜I 2 %。

另一项就是称为可变排量的切缸工作循环， 即：根据汽车动力的需求，来实时调

节发动机的有效排量，使做功的汽缸，总是处于大负荷状态，达到节能目的。这 一技

术在通用、本田等中大排量 V型布置发动机，均有采用。

美国福特公司利用电脑控制技术，开发出可变排量发动机 VDE），以此提高汽车

（

的燃油经济性。这种技术最适合多汽缸的发动机使用，如 I 2缸，相当于安装两 个独

立的6缸发动机，可根据驾驶需要，让一台发动机运行，另一台处于怠速状 ^态。

12. 均质压燃技术

均质混合气压燃技术，是指发动机工作过程中，向汽缸里注入比例均匀的空气和 燃料

的混合气，通过活塞压缩，使汽缸内的温度升高至混合气自燃。 采用高压缩 比，容

易导致发动机爆震。为克服这一弊端，日本的马自达公司采用较长的排气 路径，减少

残留在燃烧室内的高温气体， 来降低活塞压缩冲程上止点的温度； 过 延迟点火时间

和Skyactiv G活塞创新性改良通过在活塞顶部平面的中心挖一个 凹陷的圆孔优

（）

化了燃油喷射状态，使得燃油与空气的混合气体，在火花塞附近 以层叠装方式形成，

既做到大幅延迟点火时间，又保证稳定燃烧。

13. 启动机一发电机技术

该技术的首次应用，是在本田In sight和丰田Pri US等混合动力车上，是将启 动机和

发电机合为一体的节油无污染装置。 当汽车停车时，发动机关闭，装置转

入发电机工作状态；当踏下加速踏板时，该装置重新启动发动机，以此达到降低 油耗

的目的。此外，日本研发的双喷油技术，也有效改善了燃油雾化，降低油耗。

14. 燃烧速率控制滑片

该技术主要解决两类现实问题。

一类是当发动机工作在怠速状态和小负荷时， 燃烧室内残余废气过多，会导致点 火

困难，影响发动机的排放及工作效率。

而另一类是在一般城市交通中，汽车发动机绝大部分时间是在中、 小负荷和怠速 状

态。为了优化发动机在这些状态下的排放和热效率，燃烧速率控制滑片就是通 过促进

燃烧室内在火花塞附近创造稳定的、容易点燃的空气燃油混合比，通过增 加燃烧室的

湍流强度，达到节能环保的目的。该技术在Toyota和Ford发动机上 均有体现。

15. 涡轮增压技术

在宝来1.8T、速腾1.8T、途安1.8T、帕萨特1.8T、奥迪A4 1.8T/2.0T、 奥迪

A62.0T等车型上，都装有涡轮增压发动机（Turbo）。增压技术是一种提高 发动机进

气能力的方法。它通过采用专门的压气机，预先对进入气缸的气体进行 压缩，提高进

入气缸的气体密度，增大进气 量，更好地满足燃料的燃烧需要，

从而达到提高发动机功率的目的。 在不增加发动机排量的基础上，可大幅度提高 功率

和扭矩。但涡轮工作有迟滞现象，并且保养费用高。

16、油、电、氢混合动力技术

混合动力车属于电动汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力能源， 通过

混合使用热能和电能两套系统开动汽车。混合动力系统的最大特点是油、电发动 机的

互补工作模式。在起步或低速行驶时，车子仅依靠电力驱动，此时汽油发 动机关闭，

车辆的燃油消耗量是零；当车辆行驶速度升高 一般达40km/h以上）

（

或者 需要紧急加速时，汽油发动机和电机同时启动并开始输出动力；在车辆制 动

时，混合动力系统能将动能转化为电能， 并储存在蓄电池中以备下次低速行驶 时使

用。日本马自达汽车公司于去年年底展出了一款全新的普力马混合动力概 念车，并向

人们展示了其全新的油、电、氢共三种能源的混合动力技术。该款混 合动力车本身就

具 备了混合动力车的特征，它内部有一个内燃发动机，从电动 机获得助力，所需电

力则是来自刹车等操作而产生并被储存在一个大电池中的电 能。同时，马自达还尝试

着将这种电动引擎和一种本身就是混合动力引擎的内 燃发动机结合在一起，后者既能

使用汽油、也能使用氢气作为燃料。公司花费了 数年的时间开发出这种双燃料内 燃

发动机，并表示已经可以进行批量生产。

17、天然气驱动技术

天然气驱动技术，已经广泛应用于许多车型中，具备了较高的经济性能，例 如欧

宝汽车推出的赛飞利便是以天然气作为主要燃料。以欧宝赛飞

CNG

“CNG为例，其燃效为18.9km/kg。目前的天然气价格为每公斤0.76欧元，成 本可

比柴油发动机款减少大约 30%而比汽油发动机款则可减少大 约50%而且 车上的天然

气罐由高强度钢制成，其天然气传输管线也由不锈钢制成；同时由于 因冲撞导致天然

气泄漏的危险较低，而且天然气比汽油易燃性低，所 以与普通

车辆相比，着火的危险性更低。

18、乙醇混合燃料技术

目前，以具备有可再生特性的乙醇燃料为代表的生物能源已成为近期汽车能 源发

展的趋势之一。所谓车用乙醇汽油，就是把燃料变性乙醇和汽油以适当比例 （我 国

目前实行10%勺乙醇参混比例调配而成的一种新型清洁车用燃料。采用 该技术的车

）

型，具备较高的燃油经济性以及低排放的特性。 其中美国通用萨博汽

车更是 推出了一款SaabBioPower混合动力概念车，该车较目前已量产的使用 E85

（85%生物乙醇/15%汽油作为燃料的Saab9-5BioPower2.0T更进一步，它首 次混

）

合使用了电力与纯生物乙醇燃料，在未来生物能源科技领域获得了新的突 破。

19、氢燃料电池驱动技术

这种技术具有一种潜在的魅力，如果工程师和科学家们能够将这种洁净蓄能 系统

真正地应用于汽车，那么大多数汽车上使用的内燃发动机将成为历史。 燃料

电池通过化学反应将氢转化成电能，这种化学反应的唯一副产品是热量和水蒸 气。电

能供应给电机来驱动汽车。该项技术依靠氢和氧的化学反应释放能量，相 对于内燃机

驱动，燃料电池驱动的效率更高，污染更低，甚至是没有污染，它 排出的仅有纯净的

水蒸气。实际上从 60年代起，航天工业就已经使用这种燃料 电池了。该技术已应用

于部分试验车辆和为某些建筑物提供电能。但由于氢燃 料电池动力汽车成本高，而且

给电池补氢的“补给站”数量很少， 目前商业化推

广还为时过早。而美国通用汽车公司和戴姆 勒一克莱斯勒公司不久前便与美国

能源部签署合约，计划在将来5年内开发氢燃料电池动力汽车。 其中，梅赛德斯 —

奔驰A级-Cell"便是采用了该技术的 代表车型之一，该车将整个燃料电池 系统置于

“F

夹层地板装置中，应用 65千瓦异步电动机加以驱动，这使其输出范围

可达到72千瓦（97马力）。其时速最高可至140公里，行程达162公里。汽车工 业

目前面临的挑战是如何向燃料电池供给大量的氢。 通用汽车公司相信自己已经

找到了一条捷径可将其燃料电池汽车推进。他们采取了从汽油中提取氢的方法， 这样

可使驾驶汽车的人利用国家现有的燃油供给基础设施。 通用汽车公司正在研

究设计一条实用的汽油改造线，估计，该项目将 耗资数10亿美元。通用汽车公 司希

望自己能成为第一家卖出100万辆汽车的公司。其他一些汽车制造厂商，女口： 福

特、戴姆勒-克莱斯勒、本田等公司也正在抓 紧研制氢燃料汽车和甲醇燃料汽 车。这

两种燃料都需要新的供应基础设施。只有完善这两种燃料供应的基础设施， 才能使人

们广泛地接受使用氢燃料汽车和甲醇燃料 汽车。

20、纯电力驱动技术

顾名思义，使用了该项技术的车型将以纯电力作为其动力源， 这类车型具备

极高的环保性能，但其存在维护费用极高，在短期内难以普及。其中，最具代表 性的

便是由法国Venturi公司开发设计的Fetish跑车，而且该车目前已经投入 量产。

Fetish跑车采用了动力系统中置的形式，虽然电动马达的电压还不到 60

千瓦，但是它却能达到14000转/分的高转速，并能输出241匹的最大马力。一 次充

电能够行驶350公里，电池充电时间也非常快，充 10分钟电就能跑上16 公里。