汽车发动机节能技术浅析刘少龙

汽车发动机节能技术浅析刘少龙

刘少龙杨计成

长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000

摘要：汽车制造行业的飞速发展，给人们的生活提供了许多便利条件，大大提高了人们的生活质量。随着我国汽车数量的增多以及各行业的飞速发展，我国面临着非常严峻的能源问题，再加上人们对环境保护工作越来越重视，对汽车发动机进行节能改造已经成为了必然趋势。文章首先分析了汽车油耗问题的原因，其次介绍了几种汽车发动机节能技术，最后展望了汽车发动机节能技术的发展方向。

关键词：汽车；发动机；节能技术

前言：汽车是最常见的交通工具之一，汽车已经成为了人们最主要的代步工具，在人们的日常生活中发挥着重要作用。但困扰人们很长时间的一个问题就是汽车的油耗问题，一般汽车发动机的燃烧效率非常低，汽油燃烧不充分不仅会造成资源浪费，增加汽车运行成本，而且会造成严重的环境污染，随着我国对环保问题的重视，汽车发动机节能减排成为汽车行业主要的研究方向。

一、汽车发动机油耗大的原因

随着人们生活水平不断提高，我国的汽车保有量也逐年上升。但汽车数量不断增多也给社会带来了一定的困扰，比如交通问题、环境污染问题、能源匮乏问题等。汽车发动机是汽车的动力元件，也是主要的能源消耗部件，传统的汽车发动机燃烧效率低，排放的尾气中含有大量的有害物质，与如今低碳节能的理念相悖，所以要想研究发动机节能技术，首先要探究汽车油耗大的原因。造成汽车油耗大的主要原因有以下几点。

（一）车辆运行情况决定这车辆的油耗

很多人缺乏汽车知识，通常不具备科学保养能使汽车节油的常识。车轮轴承缺油、发动机点火系统不正常、车刹车不回位、车轮定位不正常，都是造成油耗增加的原因。

（二）油耗与汽车技术密切相关

几项关键技术对油耗至关重要：发动机热效率尽量提高，目前，一般汽油发动机的热效率，即燃油转化成有用功的比例达到30%多，而柴油超过40%，因此柴油机比汽油机油耗低；汽车造型的改进，风阻系数小的车身，会使油耗显著下降；车身自重尽可能降低，油耗与车重呈现正比关系，随着车重下降，油耗也会相应下降。

（三）不良驾驶习惯也会增加汽车油耗

在日常行车过程中一些不良习惯不仅会增加油耗，而且会对汽车发动机造成一定的损伤。比如有的司机会在道路不通畅或者堵车时频繁的变换车道，需要不停地加速或减速，在这过程中汽车的油耗会比正常行驶时增加两到三倍。此外，行车过程中频发刹车、经常抵挡行驶时经常将油门踩到底，也会导致油耗增加，抵挡时将油门踩到底不仅会增加油耗，而且提速效果也不明显。所以行车过程中养成良好的驾驶习惯，不仅会有效降低油耗同时还能增加发动机的使用寿命，进而减少汽车的维修次数。

二、发动机节能新技术

当前发动机节能新技术有很多种，其中最为常见的就是涡轮技术与可变气门技术。这些技术能够有效降低整个汽车的能量消耗，并且能够在汽车建造过程中控制能量消耗。目前，在汽车发动机节能新技术中，最常见的主要有以下几种。

（一）汽车发动机增压技术

增压技术包括机械增压和涡轮增压器。机械增压不能产生特别强大的动力，它会产生大量的摩擦，损失能量，影响到发动机转速。机械增压非常适合匹配在又大又重的豪华房车上，而讲求高速性能的跑车就不适合采用机械增压。涡轮增压器是空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。随着发动机运转速度加快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。

（二）汽车发动机可变进气歧管技术

ECU（ElectronicControlUnit）就是电子控制单元，俗称“行车电脑”、“车载电脑”。在汽车发动机运转的速度变化和所产生的负荷变化的时候，气道的长度就会有所改变，使得进气流动所造成的损失就会减少，发动机的运行效率就会有所提高。当汽车发动机运转的速度降低和所产生的负荷也降低的时候，气道的长度就会变长，进气流动的量就会增加，使得气流的速度增加，由此提高了充气效率。如果燃烧的环境相同，就会使得输出功率变大，转矩也会有所增加。汽车发动机采用可变进气歧管技术主要包括两种，其一为可变进气共振技术；其二为可变进气歧管长度。

（三）汽车发动机稀燃技术

稀燃技术也被称为“稀薄燃烧技术”，主要是在发动机运行中，实际设置的空燃值要超过理论空燃值，进而对发动机动力进行改良的，这样不经能够实现发动机经济节能运行，而且发动机排放尾气中的有害物质也会大大减少。在具体的运行中，主要采用以下措施实现稀燃技术：其一，通过运行分层燃烧系统实现汽油的分层燃烧，主要的分层燃烧系统有气道喷射稀燃系统和直接喷射稀燃系统；其二，通过让油气充分混合实现稀薄燃烧效果，主要方法是对汽油进行雾化处理，使油气充满整个燃烧室，通过稀薄燃烧有效提高了汽油的燃烧效率，进而降低油耗。

三、汽车发动机节能技术发展趋势

（一）废气涡轮增压技术

废气涡轮增压技术是利用发动机排气能量，驱动废气涡轮增压器，实现对内燃机增压，仅为提高汽车发动机的燃烧效率，最终实现节能效果的技术。发动机气缸排出的高速、高温废气，进入涡轮增压器后，可推动增压器中的涡轮旋转，涡轮带动与其同轴的压气机叶轮旋转。压气机压缩吸入的空气，空气经过压缩之后，气压会大大提高，之后流经内燃机进气管，供入气缸，从而实现增压。经过增压的发动机的进气量比同排量的自然吸气发动机大很多，动力性能也有很大提升。

（二）缸内直喷技术

缸内直喷技术是汽油发动机的重要发展方向。传统汽油发动机通过电脑采集各相关工况及凸轮位置，从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于燃烧室与喷油嘴有一定距离，进气气流和气门开关对汽油同空气混合情况的影响比较大，而且管道壁上会吸附微小油颗粒，会影响发动机燃烧效果，所以，直接通过喷油嘴将燃油喷入汽缸可以有效改善这种问题。缸内直喷汽油发动机的供油技术，通过活塞泵提供所需压力，对缸内的电磁喷射器提供汽油，然后通过电脑控制喷射器将燃料直接注入燃烧室，其控制效率非常高，大大提高了动力性能和燃油经济性。

结语：环境污染问题严重阻碍着我国的发展，汽车作为环境污染问题的主要因素之一，深入研究汽车发动机的节能减排技术能够有效缓解环境污染问题，进而促进国家发展。除了对汽车发动机进行节能减排研究之外，还要对汽车进行轻量化研究，提高汽车性能的同时可以降低油耗，进而降低排放，实现低碳环保的目的。

参考文献：

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