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郑州交通学院论文资料
郑州交通职业学院
毕业论文
论文题目：
浅析汽车发动机新技术
所属系别车辆工程系
专业班级汽车检测与维修技术
姓名
学号
指导老师
撰写日期2013年04月
摘要
从世界第一辆汽车问世至今,百年来汽车生产技术发展很快,形成了一支强大的产业队伍,各种高新技术也越来越迅速、越来越集中地出现在汽车里,舒性、安全性、经济性、可靠性等等,特别是近年来对环保的要求,成为汽车技术向前发展的强大推动力。
为克服世界能源危机和减少对大气污染,其研究开发工作已侧重于降低油耗、减少排放、降低整备质量以及减少磨擦损失等方面。
因此,作为汽车的心脏,发动机技术也在不断地更新。
经过近几年激烈的市场竞争的锤炼，汽车发动机技术急需突破汽车发动机技术急需突破，自主品牌发动机在技术上取得了较大的突破，但发动机核心关键零部件技术缺失，高性能发动机只能依赖进口。
高性能发动机依赖进口，国内企业须努力。
通过吸取发达国家经验挖掘出我国高新技术企业在创新技术方面存在的问题，然后在此基础上进行分析，总结出改善我国高新技术企业的具体措施。
使我国在这个领域有更快更高的飞跃。
关键词：
汽车发动机,电子技术,发展趋势,应用
Abstract
Fromtheworldthefirstcartocomeoutsofar,100yearsofautomotiveproductiontechnologydevelopsveryquickly,formedastrongteamofindustry,allkindsofnewandhightechnologyismoreandmorerapidly,moreandmoreconcentratedinthecar,comfort,safety,economy,reliabilityandsoon,especiallyinrecentyearstoenvironmentalprotectionrequirementsofautomotivetechnologydevelopment,becomethepowerfulimpetus.,toovercometheworldenergycrisisandreduceairpollution,itsresearchanddevelopmentworkhasfocusedonreducingfuelconsumption,reduceemissions,reducethekerbmassandtoreducefrictionlossetcTherefore,astheheartofthecar,theenginetechnologyiscontinuallyupdated.Afterrecentyearsoffiercetempermarketcompetition,automobileenginetechnologyofautomobileenginetechnologyisbadlyinneedofurgentneedtobreakthroughbreakthrough,independentbrandenginetechnologyhasmadegreatbreakthrough,buttheenginekeycomponentstechnologyismissing,highperformanceenginescanonlyrelyontheimport.Highperformanceenginesrelyonimports,domesticenterprisesmuststriveto.
BylearningfromtheexperienceofdevelopedcountriesoutofChina'shigh-techenterprisesintechnologicalinnovationproblems,andthenonthebasisofthisanalysis,theimprovementofChina'shigh-techenterprisesmeasures.Makeourcountryinthisfieldandhavefasterhigherleap.
KeyWords：
Automobileengines,electronictechnology,application,developmenttrend
1引言
内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。
近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。
汽车用内燃机作动力并发展成为支柱产业，在历史上有几次革命性的进步，第一次是石油作为内内燃机的燃料，这使发动机摆脱了最初建立在煤气为燃料基础上的固定式发动机，从而迈向移动式的车用动力。
第二次革命是汽车生产的工业化。
第三次是电子技术与发动机技术相结合。
电子技术最初在汽油机上的应用是实现电子点火，然后到电控燃油喷射，至今天点火和喷射的集成管理。
2汽车的发展史
人类最初的工作劳动完全是由本身来完成，根本没有什么汽车，如果说有的话，在未使用牛和马之前使用的是人体这台发动机。
人体就是一种“生物发动机”。
在汽车诞生之前，马车就是陆地上最好的交通工具。
1770年法国人尼古拉斯古诺（1725-1804）将蒸汽机装在板车上，只找出第一辆蒸汽板车，这是世界上第一辆利用机器为动力的车辆。
1860年，法国人艾蒂安勒努瓦发明了一种内部燃烧的汽油发动机。
1885年，德国工程师卡尔奔驰（1844-1929）在曼海姆造成一辆装有0.85马力的汽油机三轮车。
德国另一位工程师戈特利布戴姆勒（1834-1900）也同时造出一辆1.1马力的汽油发动机作为动力的四轮汽车。
这边是现代意义上的汽车。
他们被公认为以内燃机为动力的现代汽车的发明者。
1886年1月29日也被公认为汽车的诞生日。
2.1国内汽车的诞生
我国最早进口汽车是在1901年（清光绪二十七年），是匈牙利人李恩时将两辆汽车带人上海。
一辆是凉篷式汽车，另一辆是折叠式软篷，前排为双轮座席，车轮是木制的，外面包上实心橡胶轮胎。
采用转向盘、转向带和梯形结构控制行驶方向。
照明用煤油灯，喇叭是手揿的。
这两辆车在上海招摇过市，引起轰动。
我国的第一辆汽车于1929年5月在沈阳问世，由张学良将军掌管的辽宁迫击炮厂制造。
张学良让民生工厂厂长李宜春从美国购进“瑞雪”号整车一辆，作为样车。
李宜春将整车拆卸，然后除发动机后轴、电气装置和轮胎等用原车零件外，对其它零件重新设计制造，到1931年5月历时两年，终于试制成功我国第一辆汽车，命名为民生牌75型汽车，开辟了中国自制汽车的先河，终究是值得钦佩的。
自1953年7月第一汽车制造厂动工兴建，1956年7月投产，1957年7月13日我国生产出第一辆载货的解放牌汽车，又于1958年5月，我国第一汽车制造厂自行研制设计生产了第一辆与当时政治风云起伏颠簸、荣辱与共的红旗牌轿车，被誉为“东方神韵”。
几十年来，我国汽车工业得到了快速的发展。
特别是改革开放以来，汽车生产采用了各种高科技及人性化的安全及便利设施，汲国外汽车科研之精华。
不仅秉乘了传统的坚固造型，更具时尚汽车的柔媚风貌，线条流畅，驾乘舒适的“座驾”新宠不断诞生。
“2009发动机国际最新技术研讨会暨汽车发动机及部件专场采购配对会”是国内首个融合会议交流与面对面采购洽谈于一体的汽车发动机类会议，是汽车发动机领域最高端、最顶级的研讨会及采购配对会。
本次活动为国内供应商提供更多接触国内外买家及拓展销售渠道的机会，是国内众多发动机企业及时了解和掌握国际先进的发动机制造技术的最佳契机。
3汽车发动机电子技术发展趋势
近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。
电子技术最初在汽油机上的应用是实现电子点火，然后到电控燃油喷射，至今天点火和喷射的集成管理。
发动机成为高新技术的集成。
无论是燃油经济性、动力性、废气排放水平等等，是任何一种其他动力机械所无法比拟的。
这一切都来源于电子技术发挥的作用。
电子技术是发动机现代化的灵魂。
汽车电子信息技术已经成为衡量一个国家汽车工业水平的重要标志。
3.1国内汽车发动机电子技术现有水平
随着国内环保法规的日益严格，化油器发动机因其在空燃比精确控制、各缸油量分配均匀性和响应性能方面存在着先天不足，已不能满足现行的环保法规要求。
取而代之的是电子汽油喷射发动机。
与传统的化油器供给系统相比，电子汽油喷射系统是以燃油喷射装置取代化油器，通过微电子技术对系统实行多参数控制，可使发动机的功率提高10％，在耗油量相同的情况下，扭矩可增大20％；从O－100km／h加速度时间减少7％；油耗降低10％；废气排污量可降低34％一50％，系统采用闭环控制并加装三元催化器，排放量可下降73％。
电子燃油喷射系统有两种类型；单点汽油喷射系统SPl和多点汽油喷射系统mpl，国内现引进的机型象广州本田、沈阳航天三菱、天津丰田、神龙等发动机都已广泛采用MPI（多点喷射）系统。
MPI系统由燃料供给系统（电动汽油泵、燃油滤清器、分配管、压力调节器、喷油器和冷起动阀等）、空气供给系统（空气滤清器、空气流量计、进气系统等）以及电子控制系统（电子控制单元ECU、传感器）等组成。
工作原理由空气流量计检测发动机的进气量，由发动机转速及曲轴位置传感器提供发动机转速信号和曲轴转角信号，电子控制单元根据发动机运行工况，从存储单元的数据中查出相对应工况下的最佳空燃化，依据进气量利转速及曲轴转角信号计算出每循环的供油量，实现对喷油器的喷油量的控制，同时通过节气门位置、冷却水温、空气温度和氧含量等传感器检测到的反映发动机运行工况的表征信号，对喷油量、喷油时间进行修正，从而使发动机始终具有一个最佳的空燃比。
汽油机电子控制系统包括：
微电脑中央控制单元ECU、各种传感器（温度、位置、空气流量、氧、爆震等）和执行机构（燃油泵、喷油嘴、分配管、油压调节器等）。
现在汽油机喷射系统在国内有实力的生产企业有上海联合电子有限公司、北京德尔福万源汽车发动机管理系统有限公司等。
3.2汽车电子技术的应用
3.2.1汽油机的燃油电子喷射
与过去采用的化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。
因此，采用电子控制燃油喷射的汽油机，其经济性和动力性有很大的提高，使对混合气浓度要求的三效催化转化器降低排放成为可能。
电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复，但是与它的运行经济性和环保性相比，这些缺点就微不足道了。
分类汽油喷射型式分为机械式和电子控制式两种。
机械式汽油喷射装置是一种以机械液力控制的喷射技术，早在30年代就应用在飞机发动机，50年代开始应用在德国奔驰300BL轿车发动机上。
集成电路的出现使电子技术能在发动机上得到应用，一种更好的汽油喷射装置——电子控制汽油喷射技术也就应运而生了。
结构任何一种电子控制汽油喷射装置，都是由喷油油路，传感器组和电子控制单元（微型电脑）三大部分组成。
当喷射器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置；当喷射器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。
电子控制燃油喷射从单点式发展到多点式。
这使汽油机不仅在动力性上仍旧能保持其密度的特点，而且其燃油性几乎可以和柴油机相媲美。
有人甚至称汽油直接喷射是汽油机的一次革命。
汽油直接喷射技术已经在日本三菱、丰田和日产的一些发动机上应用。
欧洲的一些汽车公司如德国大众、法国雷诺等也在发展之中。
3.2.2汽油机点火和管理系统
汽油机是电火花点燃混合气的点燃式发动机。
火花的发生过去是依靠点火系统内的机械式白金断电器来完成的。
断电器在高速运转下很容易磨损并烧蚀，从而使发动机出现失火，造成动力性下降和有害排放物激增的后果。
采用电磁式或霍尔式无触点的断电器便彻底解决汽油机运转过程中动力下降的排放增加的难题，也大大地减少了发动机的维修和保养工作。
现代的高性能汽油机已经毫无例外地采用了电子控制的无触点点火系统。
3.2.3汽油机的可变气门定时和升程系统
发动机的气门是控制进气与换气过程的基本机构，主要的控制参数是气门定时和升程。
对应于一定的运行工况，要求的定时和升程各不相同。
但一般发动机一经制造出后，气门机构的定时和升程便不能改变，这势必造成部分工况不能在最优的状态下，动力性、经济性和排放品质达到最优。
以日本本田思域车用发动机为例，1.5升排量、非增压的直列4缸汽油机，采用VTEC系统后，功率由70kW提高至100kW。
目前正在发展的完全电子控制的气门机构，可以取消汽油机的节气门，进气量大小完全由气门定时和升程决定。
这样可以使汽油机燃料经济性再提高一步。
3.2.4汽油机缸内喷注式系统
目前一般汽油发动机上所用的汽油电控喷射系统，是将汽油喷入进气歧管或进气管道上，与空气混合成混合气后再通过进气门进入气缸燃烧室内被点燃做功；而缸内喷注式汽油发动机顾名思义是在气缸内喷注汽油，它将喷油嘴安装在燃烧室内，将汽油直接喷注在气缸燃烧室内，空气则通过进气门进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃做功，这种形式与直喷式柴油机相似，因此有人认为缸内喷注式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
缸内喷注式汽油发动机的优点是油耗量低，升功率大。
混合比达到40:
1（一般汽油发动机的混合比是15:
1），也就是人们所说的“稀燃”。
机内的活塞顶部一半是球形，另一半是壁面，空气从气门冲进来后在活塞的压缩下形成一股涡流运动，当压缩行程行将结束时，在燃烧室顶部的喷油嘴开始喷油，汽油与空气在涡流运动的作用下形成混合气，这种急速旋转的混合气是分层次的，越接近火花塞越浓，易于点火做功。
由于缸内喷注压缩比达到12，与同体积的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10％。
缸内喷注式汽油发动机是由日本三菱汽车公司创制的，这种称为1.8升顶置双凸轮轴16气门4G93型发动机安装在三菱HSR-V型概念车上，并在96年6月北京国际车展上广泛做了宣传，但当时许多人认为这种发动机只是一种“概念”而已，没有引起足够的重视，但随着这几年美日欧等国大汽车厂商丰田、本田、奔驰、通用等对这种汽油发动机都产生了兴趣，纷纷修改了原来的方案研究起缸内喷注式汽油发动机，认为这种发动机很可能会成为下世纪初汽油发动机的主要机型。
目前哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司引进的日本三菱公司的4G1系列发动机就具有这项先进的垂直涡流稀燃（MVV）技术。
3.2.5汽油机涡轮增压系统
涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。
它是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。
当发动机转速增快，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毕业论文以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。
涡轮增压器的最大优点是能在不加大发动机排量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%～30%。
这意味着一台尺寸和重量相同的发动机经增压后可以产生较多的功率，或者说，一台小排量的发动机经增压后，可以产生较大排量发动机相同的功率。
另外，发动机在采用了增压技术后，还能提高燃油经济性和降低尾气排放在宝来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）。
但涡轮工作有迟滞现象，并且保养费用高。
涡轮增压器的缺点是滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
4结果分析与讨论
4.1国产发动机技术存在的问题及解决措施
4.1.1国产发动机技术含量低
在国内，就汽油机而言，新技术包括缸内直喷技术、电动进气门、电动节气门等技术；柴油机技术就更多了，像共轨技术、可变涡轮增压技术、废气再循环技术等等。
但是这类技术迟迟没有来到中国，原因有以下情况。
4.1.2企业的选择是市场行为
企业为自己的新车型选择什么样的发动机，完全是市场行为，只要能够满足法规要求、不影响整车性能，都是可以的。
事实上，也确实有不少企业采用的是这样的经营路线。
比如北京吉普的2500，沿用原来BJ7250EL超级切诺基的发动机。
而下线近一个月的日产阳光，发动机和变速箱也沿用了风神“蓝鸟”的那一套系统。
还有上市不久的上海通用的君威，部分车型发动机的指数也与原来该厂生产的别克系列惊人地相似。
而近年来在国内市场十分抢眼的一些低价位SUV能够保持低价，其原因也就在于发动机、底盘等重要部件都是成熟产品，单件价格比较低。
4.1.3中国的实际状况是外方选择的关键
部分业内人士在看待发动机技术水平时，更多地考虑了国内的一些实际情况。
国内油品的质量是外方选择发动机的主要考虑因素之一。
国内油品质量低是有共识的，如果在现在这种情况下将在欧洲市场上畅销的柴油发动机拿到中国市场，对企业来说，是要冒很大风险的。
现在在欧洲市场，装备柴油发动机的轿车已经占去年轿车销量的60%，可是却没有一家欧洲企业在中国市场推出其柴油发动机。
合资伙伴的实力也是外方考虑得比较多的。
最明显的例子就是天津丰田。
威驰使用的并不是著名的VTT-i发动机，而不是5A发动机，据分析，其中很大的一个原因是，国内企业的实力不够。
如果将VTT-i发动机拿到中国，而合作伙伴在装配上本事不够今后发动机出了问题还是小事，把自己辛辛苦苦创立的品牌形象毁了才是大事。
4.1.4技术含量问题
其实对国内企业来说，他们也不是不想用新技术，在市场竞争中占有先手毕竟不是坏事，但是其中涉及到的问题却是他们不得不仔细考虑的。
以宝来为例，在国内这些生产的车型中，宝来的技术含量最高。
“它的发动机使用了‘可变歧管长度’和‘可变气门正时技术’，国内的发动机技术就属他们的最好了。
”但是，高技术含量是有风险的，问题就在于，技术含量越高，国产化的可能性就越低，一旦出了问题麻烦就越大。
由于技术含量高，而又无法实现国产化，宝来的发动机及其相关零部件必须进口，而零部件周转周期高达6个星期。
因此，当今年年初，宝来出现大规模出现点火线圈烧坏现象后，企业就极其被动。
4.1.5价格问题
国产阳光选用的是蓝鸟的变速器和发动机，高尔搭配的是桑塔纳的动力系统，大概都是出于价格的考虑。
除了上述几个问题外，在发动机技术含量方面，国内法规的影响力也是不可忽视的。
如果以现有的技术水平，发动机就可以满足法规要求，人们是没有太多的理由要求企业使用新发动机的。
4.1.6发动机核心技术缺失，自主研发亟待破茧
汽车的核心是发动机，没有发动机的自主技术，汽车工业就是残废的。
但是，即使是我国的自主品牌发动机也不完全是自主的，包括很多国外的技术在里面。
所以处于发动机设计研发起步阶段的中国汽车工业将面对来自国际上的高新技术与产业竞争。
4.1.7竞争压力问题
根据中国汽车工业协会的最新统计，纳入统计范围的53家国内汽车发动机企业，2007年前三季度累计生产发动机576.11万台，累计销售发动机573.84万台，同比分别增长24.50％和24.72％，与整体汽车产销增速（22.78％和24.46％）基本持平。
如果按照这一速度正常运行下去，2007年车用发动机整体产销量有望突破750万台。
然而，与产销高速增长形成鲜明对比的是，国内发动机企业的产品结构、企业组织结构、工艺装备水平、经营管理水平、创新开发能力和人员素质都不同程度地存在一些问题。
最为突出的是行业整体规模不小，但水平参差不齐，缺乏具有国际竞争力的产品，自主开发能力较弱，创新能力不足，高新技术仍然依靠国外。
国内的发动机主要集中在小排量、2L以上的发动机，国内的制造水平与国外相比还很弱，质量控制、技术人员素质等方面都有很大差距。
目前，从轿车发动机来说，国外的技术确实比国内要先进得多。
很多企业忙于造车赚钱，对自主开发的问题想得多却行动少。
以目前的情况看，国内企业应该放弃“拿来主义”奢望，等着国外企业把技术转移过来。
因为即使是转移过来的技术也已经过时了。
另外，作为竞争对手，外国企业不会给本土企业什么恩赐，除非合资以后完全听外方的。
所以本土企业所能做的就是实实在在地去设计、去研发。
4.1.8技术问题
汽车工业最核心的技术就是发动机的设计研发，国内企业在这方面还是很弱的。
目前，商用车的发动机，我们是可以自主设计的。
问题主要是轿车，从整机的设计到比较核心的电控、喷射等技术上，我们还是刚起步，或者刚开始和外国的设计机构合作。
对发动机来讲最关键的就是发动机系统，这套系统现在还是集中在世界上几家大的企业，发动机的排放、燃烧情况等很大程度上都取决于这套系统。
我们没有这样的零部件供应商。
造成我国发动机设计研发技术落后的原因，过去很长一段时间，国内的企业总是存在一定程度上的畏惧心理，觉得发动机的研发很困难。
因此很多企业都选择去设计车身、底盘。
技术上难不难不是重点，关键是要去做去积累，过去我们没怎么做，也就没有经验也没有数据。
无独有偶国内企业在自主研发技术上存在的最大问题就是积累不够。
举例说，国外在发动机开发过程中积累了很多数据，这些数据就代表了他们的经验、基础。
在这个基础上再开发新的发动机，他们通过借助以前的数据很快可以将粗线条勾画出来，然后再利用他们先进的测试分析手段，很快便可以做出更高水平的新型发动机方案。
这个过程包括数据的积累，设计经验的积累和设计开发条件的积累。
发动机的自主研发与人才素质有直接关系。
我们的人才还需要成长。
中国汽车工业真正腾飞是在2002年，在此之前我们没有家用轿车，因此也不会为轿车产业培养多少人才。
近几年轿车工业虽然飞速增长，但是有经验的人才不可能随之高速增长。
这也是阻碍发动机自主研发技术发展的关键因素。
此外，过去我国发动机的市场空间小，再加上对研发的重视程度不够，现在的情况则有所改变，只要企业能设计出好的发动机搭配好的车型，产销是不成问题的。
近几年，我们已经逐渐意识到没有发动机的自主技术整个轿车工业就是残废的。
现在有很多企业已经开始和国外的机构合作进行发动机的自主研发。
5总结
我国发动机市场的需求很大而且还在继续扩大。
另外，国内企业的开发成本相对较低，包括材料成本、人力成本等。
再加之借鉴国外公司的经验，这些优势都可以让本土企业比较快地达到目标。
未来发动机市场真正国产的发动机会越来越多，研发人才也将逐渐成熟。
而对于我国老百姓来说，面对居高不下的油价则更倾向于中小排量的汽车。
因此中小排量的发动机市场也会随之扩大，这部分市场空间不可限量。
目前，自主开发的问题已经在企业中取得共识，因此很多国内企业都在积极投入人力财力进行自主研发。
虽然，自主的完全度与国外企业相比还有一定差距，但是，我们在总的设计目标、设计过程中关键问题的把握以及最后应用于产品的整个过程是由我们的企业来掌控。
此外，国家现在有很多大的科研行动，也会从一定程度上给企业相应的支持，提高了企业自主研发的积极性。
汽油机和柴油机仍是汽车的主流发动机，我们国家在20年以后甚至更长时间要掌握这个技术并具有国际竞争力，这是完全可以实现
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