发动机发展

骆洪斌

        18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。
        1858年，法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，煤气发动机的压缩比为零。
        1867年，德国人奥托（Nicolaus August Otto）制作了一台卧式气压煤气发动机，在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。
        1886年被视为汽车的诞生日，那辆奔驰一直为人所津津乐道。四冲程发动机其实早就由德国人奥托研制出来了。但应用的汽车上不得不提戴姆勒，他由于协助奥托研制四冲程发动机的原因而成为了第一个将四冲程发动机装上汽车的人。显然，从四冲程到二冲程是个巨大的进步。四冲程发动机的平衡性与燃烧效率都更加好。如今的汽车发动机技术已经基本全部用的是四冲程技术。
        化油器最早诞生于1892年，由美国人杜里埃发明。随着技术的演进，化油器功能愈加完备，直到上个世纪中后期，化油器已经分为五部分：主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统（省油器）和加速系统。五部分的作用在于：根据发动机在不同情况下的需要，将汽油气化，并与空气按一定比例混合成可燃混合气，及时适量进入气缸。
        电喷提供最早出现于1967年，由德国保时捷公司研制的D型电子喷射装置，随后被用在大众等德系轿车上。这种装置是以进气管里面的压力做参数，但是它与化油器相比，仍然存在结构复杂，成本高，不稳定的缺点。针对这些缺点，波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的雏形。
\近两年，当欧美厂商意识到电喷技术的研发已经进入瓶颈期，于是缸内直喷技术成为了各大厂商的主攻方向。目前市场上备受关注的缸内直喷发动机包括：奥迪FSI缸内直喷发动机、凯迪拉克SIDI双模直喷发动机。
　　与电喷发动机相比，缸内直喷发动机的喷油嘴被移到了汽缸内部，因此缸内油气的量不会受气门开合的影响，而是直接由电脑自动决定喷油时机与份量，至于气门则仅掌管空气的进入时程，两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。由于油、气的混合空间、时间都相当短暂，因此缸内直喷系统必须依靠高压将燃油从喷油嘴压入汽缸，以达到高度雾化的效果，从而更好的进行油气混合。
　　其中混合油气的压缩比越高的发动机，它的动力表现越强大，相应的节能效果越明显。奥迪3.2升FSI缸内直喷发动机的压缩比达到了10.3：1；凯迪拉克3.6升SIDI 双模缸内直喷发动机的压缩比达到了11.3：1。此外，缸内直喷系统的燃烧室、活塞也大多具有特殊的导流槽，以供油气在进入燃烧室后能够产生气旋涡流，来提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。
　　一般而言，应用了缸内直喷技术的发动机要比同排量的多点喷射发动机的峰值功率提升10%至15%，而峰值扭矩能提升5%至10%。这样的提升，可谓是一种质变，而单靠增加气门数量是难以达到这一效果的。
在发动机的工作方式和喷油方式确定后，发动机的进化之路并没有终止，在发动机技术的完善上一代一代的汽车人在做着不懈的努力。有些完善甚至都没办法记录。很显然现在的发动机运转更加平顺了，抖动也不是那么激烈了。燃油经济性也更好了，马力更足了。而这些都是依赖于新技术的运用。为了改善进气就有了：本田的ECVT,丰田的VVT-I,现代的CVVT，通用的DVVT等可变气门正时技术；为了获得更好的空燃比，就有了大众的TFSI分层喷射技术，VIS可变进气道技术，涡轮增压中冷技术等等；为了使环境污染最小在排气管里又增加了氧传感器，三元催化转化器，以及废弃在循环技术。
        目前，由于环境污染的恶劣影响，对汽车尾气排放的要求也越来越高，老气的发动机技术淘汰已经成了必然，更多充分利用能源的技术也在不停的研发当中。同时由于全球能源危机的巨大影响，更加节能的新能源技术必将在发动机技术的发展上书写重重的一笔。
        现在汽车发动机的主流技术有如下几种：
        丰田的双VVT-i和本田的双顶凸轮轴i-VTEC....VVT-i就是可变正时气门的意思，单VVT-i一般是针对进气门进行正时，而双VVT-i就是不光对进气门正时，对排气门也进行正时。                        
        DOHC四气门和SOHC两气门.....双顶置凸轮轴就是DOHC(Double Overhead Camshaft)的意思。双顶置凸轮轴是很普遍的发动机技术，与单顶置凸轮轴对应。由于有两根凸轮轴分别控制进气门和排气门，可以降低配气机构单个运动部件的重量，有利于提升响应性。SOHC两气门则是两气门构成进、排气门各只有一个，因此从技术结构来说，DOHC四气门优于SOHC两气门
FSI.............FSI是Fuel  Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，空气与汽油之比可达25：1以上。举例子就是我们燃放一个鞭炮，当鞭炮爆炸以后，我们还可以看到有一些炸药粉存在，说明这次爆炸其实没有用尽所有的炸药，而“稀燃” 技术，就是要把每一次缸内爆炸的汽油和空气比例精确到毫厘之间，这就实现了高功效低油耗的目的。   TSI...于是国内油品的问题,大众公司无法全面引进FSI技术,所以他们退而求其次，引进了TSI。TSI（Turbo + Supercharge）废气涡轮增压器+机械增压器(在引入国产的时候,去掉了机械增压那部分)废气涡轮增压的特性是利用排放废气，装置本身基本不消耗发动机动力，增加进气效率提高动力，但是缺点是通常要发动机超过2000转后才介入，不利于起步加速，涡轮的惯性让加速还有一个响应时间的延迟。机械增压优点是发动起启动运转就开始介入，起步加速有力，没有涡轮的工作延迟，即时响应，缺点是通过发动机的动力输出来让增压器工作，消耗部分发动机动力。TSI就是将两者结合，改善了起步加速，也具有充足的后劲，相对来说动力损耗减低到最小。他的优点：动力损耗小，可以在小排量的情况下获得较大的动力。  随着石油的惊人消耗，新能源汽车成为了我们的努力方向，混合动力电动汽车，分层充气发动机燃料电池动力汽车，太阳能汽车，氢燃料汽车等新技术应运而生，发动机也必然产生新的变革。氢燃料电池驱动技术成为我们的终极追求，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。也许那时内燃机汽车将会成为历史。

贺泽

谢谢。     看了。  记不住。