内燃机燃烧新技术简介

内燃机运用新技术的研究与发展1.前言内燃机作为现代交通工具的核心动力之一，一直处于不断发展的状态，不断创新和尝试新的技术，以提高性能、减少污染、降低噪音和节能，强化其在市场上的竞争力。

在这个过程中，内燃机运用新技术的研究和开发是至关重要的。

2.燃烧技术燃烧技术是内燃机发展进程中的重要组成部分，它涉及到内燃机的燃料和气体混合过程、燃烧过程和排放废气处理等方面。

如今，以燃料预混和燃烧技术和柴油直喷技术为代表的先进技术已经广泛应用于内燃机中。

燃料预混和燃烧技术是指将燃料和空气先作为预混物进行混合，在气缸内进行燃烧。

这种技术可以实现液态燃料在较低温度下自发燃烧，从而降低了燃油的消耗和污染物的排放。

而柴油直喷技术则是将高压喷射的燃料直接送入气缸中，减少了燃料电喷系统中的零部件，抑制了油品冲刷，同时也提高了燃烧效率和动力输出。

然而，目前普遍存在的缺陷是，燃烧中的温度和压力过高，导致发动机的性能和寿命出现问题。

因此，将更多的精力放在燃烧技术的优化和提高发动机的燃烧效率上是十分必要的。

3.电子控制技术近年来，电子控制技术在内燃机中的应用越来越广泛。

这是因为电子控制技术可以实现对发动机各项参数的精确控制，提高了发动机的效率和性能，同时可以减少污染物的排放。

以发动机控制单元（ECU）为例，它是内燃机电子控制的核心部件，可以实现对燃油喷射、点火时期等参数的精确控制，并对排放质量进行监测。

这种技术的应用可以有效地降低污染物排放，同时还可以提高发动机的燃油经济性和可靠性。

4.涡轮增压技术涡轮增压技术是一种由排气驱动的机械增压方式。

在这种技术中，由排气驱动的涡轮使空气被压缩，从而提高了燃烧的效率和功率输出。

涡轮增压技术已经广泛应用于汽车、卡车、船舶和飞机等领域。

与传统的机械增压系统相比，涡轮增压系统具有更小的尺寸和更高的效率，并且可以更好地适应不同负载和工况的要求。

5.先进材料技术内燃机需要承受高温、高压和高速等工况要求，因此使用先进材料对内燃机的性能和寿命都有着重要的提升。

内燃机技术的创新与发展一、内燃机技术的历史与现状1.1 内燃机的起源与发展内燃机的起源可以追溯到19世纪初的工业革命时期。

当时，随着蒸汽机的广泛应用，人们开始探索更加高效、便携的动力源。

1832年，法国工程师尼古拉斯·奥托（Nicolas Otto）成功研制出第一台四冲程内燃机，这标志着内燃机技术的诞生。

这一创新不仅改变了动力机械的面貌，也为后来的汽车、飞机等交通工具的发展奠定了基础。

内燃机的发展初期，主要依赖于燃油作为能源。

随着石油资源的日益丰富和提炼技术的进步，燃油逐渐成为了内燃机的主要动力来源。

内燃机的效率不断提高，功率也不断增加，使得它在工业、交通等领域得到了广泛应用。

然而，内燃机的发展也面临着诸多挑战。

燃油燃烧产生的废气对环境的污染问题日益严重，这使得内燃机的环保性能成为了关注的焦点。

为了应对这一挑战，内燃机技术不断创新，出现了许多新型的内燃机，如柴油机、汽油机等，它们具有更高的热效率和更低的排放水平。

此外，内燃机的发展还推动了相关产业的繁荣。

内燃机的广泛应用促进了石油开采、提炼、运输等产业的发展，同时也带动了机械制造、材料科学等领域的进步。

这些产业的发展不仅为内燃机提供了更加完善的产业链支持，也为社会经济的增长做出了重要贡献。

正如著名科学家托马斯·爱迪生所说：“创新是区分领导者和追随者的唯一标准。

”内燃机的起源与发展正是这一理念的生动体现。

从最初的四冲程内燃机到如今的高效、环保的新型内燃机，内燃机技术的不断创新和发展为人类社会的进步做出了巨大贡献。

未来，随着科技的不断进步和环保要求的日益严格，内燃机技术将继续迎来新的挑战和机遇，为人类创造更加美好的未来。

1.2 当前内燃机技术的现状当前内燃机技术的现状呈现出多元化和复杂化的特点。

随着全球对环境保护和能源效率的日益关注，内燃机技术正面临着前所未有的挑战和机遇。

一方面，传统内燃机在燃油效率和排放控制方面已经达到了较高的水平，如柴油机的燃油消耗率和排放水平已经得到了显著改善。

内燃机燃烧性能分析技术内燃机燃烧性能是衡量内燃机发动机效率的参数之一。

燃烧性能的好坏直接影响发动机能否高效稳定地工作，对于燃油机和柴油机而言，燃烧性能是其性能指标中尤为重要的一个环节。

内燃机的燃烧性能可以通过一系列手段进行分析，包括热力学分析、流体力学分析以及化学反应分析。

其中，热力学分析可以帮助人们理解内燃机的基本原理，而流体力学和化学反应分析则主要用于对燃烧过程进行研究与优化。

热力学分析主要包括台阶式与开环式热力学分析。

前一种方法出现较早，其原则为将燃气于缸内分为若干等温过程，并建立稳态分析方程组，从而推导出热力学参数。

与台阶式分析相比，开环式热力学分析可获得更丰富的数据，同时更加精确。

常见的热力学分析方法主要基于凯莱定理，该定理可用于分析发动机燃气循环动态参数，如压力、温度和热负荷等。

除热力学分析外，流体力学分析是分析内燃机燃烧性能的另一重要手段。

其原理是通过流体动力学建模，分析燃气运动状态，研究气流、燃油、空气混合、燃烧以及排放过程。

流体力学分析可以判断进气流量是否足够，可以预测燃油在缸内的扩散速度和温度分布，并可以透彻地了解燃料与空气之间的混合规律，从而最大限度地利用燃料和空气的能量。

此外，化学反应分析也是评估内燃机燃烧性能的一种方法。

该方法主要使用化学动力学原理，分析燃烧过程中各种物质的化学反应以及产生的化学物质，且能够模拟、预测燃烧室内的动态化学反应。

化学反应分析相比于热力学和流体力学分析，更适合于对内燃机的详细化学燃烧过程进行分析以及对不同燃料的开发和优化。

总的来说，内燃机燃烧性能分析技术是相当广泛的，其各自的原理有所不同，但是都有其适用范围和优缺点。

在合理选择技术的同时，可以结合具体应用情景，以更好地实现对内燃机燃烧性能的监测及控制。

内燃机燃烧技术的研究现状及发展关键词：内燃机；燃烧技术；工作原理前言：内燃机的发明至今已有100多年的历史，经过大量的应用实践，其供热效率、功率范围、应用技术都得到了长足的发展。

现如今，内燃机燃烧技术已经在工业、农业、交通运输业等领域普及，不过，随着科学发展观与生态保护意识的不断发展，各生产领域对内燃机燃烧技术提出了更高、更严格的要求，如何有效的降低内燃机有害气体的排放量，成为了全世界共同关心的课题。

一、关于内燃机燃烧技术（一）压燃式发动机压燃式发动机俗称柴油机，其工作原理是通过缸内压缩混合气体到一定温度和压力，使混合气体产生自燃，其预热混燃烧量与初始放热率峰值成正比，然后继续扩散燃烧工作，使燃油与空气边混合边燃烧。

所以，传统柴油机对喷射压力的要求较高，保证适当的空气涡流强度，方便扩散燃烧工作顺利完成。

压燃式燃烧技术的主要优缺点包括：（1）由于柴油机燃烧技术可以采用较高的压缩比，其热效率比较高，性价比与经济产能比较高。

（2）由于在上止点前的第一阶段非均质预混合燃烧会引起较高的压力升高率，所以压燃式燃烧技术在应用的过程中会产生的噪音。

（3）预混合燃烧会使燃烧温度不断提高，而且缸内空气比较充足，所以，柴油机在工作的过程中会排放大量的PM。

（二）点燃式发动机点燃式发动机俗称汽油机，与柴油机相比，汽油机属于典型的预混燃烧技术的应用，其燃烧技术的主要优缺点包括：（1）为了防止在工作过程中出现爆震现象，汽油机的压缩比较低、热效率比较低、经济产能比较低。

与柴油机相比HC、CO排放量比较高。

（2）在进气行程燃油就喷入进气管，燃油与空气有足够的时间在燃放发生之前进行充分的混合，形成均匀的可燃混合气体。

因此汽油机在工作的过程当中比柴油机更为柔和，震动幅度和噪音比较小。

（3）由于柴油机的工作动力源于基本均匀的预混合气体燃烧，PM的排放量比较少。

除此之外，由于燃烧温度比较低，所以汽油机在工作过程中产生的NO某要比柴油机产生的少。

内燃机燃烧科学与技术
内燃机，作为现代工业文明的重要标志，其燃烧科学与技术是推动社会进步的关键因素。

本文将深入探讨内燃机燃烧科学与技术的核心原理，并对其未来发展进行展望。

一、内燃机燃烧科学与技术概述
内燃机燃烧科学与技术，是一门涉及热力学、化学、流体动力学等多学科交叉的综合性科学。

它主要研究内燃机工作过程中燃料与空气的混合、燃烧机理、排放控制等问题，以提高内燃机的效率与降低污染物排放。

二、内燃机燃烧过程解析
内燃机的燃烧过程，主要包括进气、压缩、燃烧、膨胀和排气五个阶段。

其中，燃烧阶段是整个过程的核心，涉及到燃料与空气的混合、点火与火焰传播等问题。

深入理解燃烧机理，有助于优化内燃机性能，提高燃油经济性。

三、内燃机燃烧科学与技术的发展历程
自内燃机诞生以来，其燃烧科学与技术经历了多次重大变革。

从早期化油器到现代缸内直喷技术，从传统点燃式发动机到柴油压燃式发动机，每一次技术突破都为人类社会带来了巨大进步。

四、内燃机燃烧科学与技术的未来展望
随着环保意识的日益增强，对内燃机燃烧科学与技术的要求也愈发严格。

未来，内燃机将更加注重高效、清洁和低碳发展。

新型燃烧
方式如均质压燃、氢内燃机等将逐步取代传统燃烧方式，实现更低的排放和更高的能效。

同时，智能控制技术、新材料的应用也将为内燃机技术的发展注入新的活力。

五、结语
内燃机燃烧科学与技术，作为推动社会进步的重要力量，其发展历程与未来展望值得我们深入探讨。

随着科技的不断进步，我们有理由相信，未来的内燃机将在提高能效、降低排放方面取得更大突破，为人类创造更加美好的生活环境。

内燃机新型燃烧模式燃烧机理光学诊断内燃机高效清洁燃烧技术是满足日益严格的有害排放和油耗（CO₂）法规的关键,近年来内燃机先进高效清洁燃烧新技术研究十分活跃,一些新型燃烧模式被陆续提出,其中低活性燃料部分预混压燃（PPC）模式和双燃料高预混合燃烧（HPCC）模式由于具有极低碳烟和NO_x排放、以及高热效率的特点,而得到了国内外的重视,但目前关于二者缸内燃烧过程的认识仍十分有限。

本文以30 _v%（体积比）正庚烷和70_v%异辛烷基础燃料为对象,在光学发动机上采用多种光学诊断方法来研究PPC和HPCC的燃烧机理,通过分析其缸内混合气形成、着火和火焰发展过程,揭示其燃烧主要特征,为新型燃烧技术的发展提供理论依据。

本文建立了一套完整的光学发动机缸内过程激光诊断系统,包括:光学发动机、激光系统、图像采集以及信号控制和同步四部分。

在原光学发动机基础上设计了快速进气加热系统、便于拆装的反光镜组件和用于可移动式缸套的活塞环安装装置等部件。

在所建立的光学发动机测试系统上实现了多种激光诊断方法,包括定量测量缸内混合气浓度和活性分层的燃油-示踪剂平面激光诱导荧光法（PLIF）,基于一台YAG激光器和一台染料激光器的缸内燃烧过程甲醛和OH分别和同时PLIF定性测量方法,以及缸内燃烧过程碳烟浓度定量测量的平面激光诱导炽光法（PLII）。

应用上述多种激光测试方法,结合传统燃烧自发光成像和光谱测量技术,首先在中小负荷下对PPC燃烧模式进行了光学诊断研究。

结果表明:PPC燃烧过程中着火点首先出现在燃烧室内高浓度区域（当量比约0.7¹.2）,随后火焰向低浓度区域发展。

PPC多点着火之后早期的燃烧过程存在明显的火焰边界传播过程,该过程中的火焰发展速度（10⁶0 m/s）远大于火花引燃发动机中的火焰发展速度（小于10 m/s）。

内燃机节能技术研究随着人们对环保意识的日益增强，内燃机节能技术的研究和应用也越来越受到关注。

内燃机是一种热机，其能源主要来自于燃烧化石燃料，如汽油和柴油等。

然而，这种燃料的消耗会导致大量的二氧化碳和其他有害气体的排放，对大气环境和人类生存的健康造成影响。

因此，研究和开发内燃机节能技术是当今的必要之举。

一、内燃机节能技术的概述内燃机节能技术主要包括以下几类：1. 汽车轻量化技术：这种技术通过应用新的轻量化材料，如高强度钢、铝、镁合金等，来降低汽车的重量，从而减少燃料的消耗。

2. 发动机优化设计：通过对发动机的气缸容积、缸径、行程等进行调整，改善燃油的燃烧，增加发动机的功率，实现能量的更加高效利用。

3. 变速器技术：采用合适的变速器装置可以使车辆在行驶中时刻保持在最佳转速范围内，从而减少负载，提高燃油利用率。

4. 增压技术：基于涡轮增压原理，通过增加进气量提高发动机的效率，减少燃油的损耗。

二、内燃机节能技术的应用内燃机节能技术的应用是一个广泛的领域。

它不仅仅局限于汽车发动机，还涉及到其他领域，特别是工业和航空领域。

下面介绍一些内燃机节能技术的应用情况。

1. 汽车行业：汽车行业是内燃机节能技术应用最为广泛的领域。

例如，现代汽车推出了一款名为Ioniq的混合动力车，该车采用了轻量化材料和电机辅助驱动，实现了较高的燃油经济性和低尾气排放。

2. 航空领域：内燃机技术在航空领域应用广泛，究其原因是因为航空燃料是一项高昂且非常稀缺的资源。

例如，现代客机的发动机都采用了涡轮增压技术，提高发动机的效率，减少燃油的消耗。

3. 工业领域：许多工业企业都使用内燃机作为动力系统，因此内燃机节能技术在工业生产中也扮演着重要的角色。

例如，日本松下公司开发出一种高效的发电机组，建立在柴油发动机上，用于工厂、商场和办公楼等场所的电力供应。

三、内燃机节能技术的未来发展趋势内燃机节能技术的发展趋势主要包括两个方面：一方面是技术的创新与发展，另一方面则是政府的政策支持和市场需求。

contents •点燃式内燃机概述•燃烧过程及特点•影响因素与优化措施•排放法规与环保要求•新型点燃式内燃机技术进展•总结与展望目录01点燃式内燃机概述内燃机定义与分类内燃机定义内燃机分类活塞向下运动，进气门打开，可燃混合气被吸入汽缸。

进气门关闭，活塞向上运动，可燃混合气被压缩，温度和压力升高。

火花塞点燃可燃混合气，产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外输出动力。

排气门打开，活塞向上运动，将废气排出汽缸。

进气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程汽车工业摩托车工业小型发电机组航空模型02燃烧过程及特点燃烧室结构与功能燃烧室形状与分类01燃烧室容积与压缩比02火花塞位置与点火方式03燃料空气混合过程混合气形成原理燃料与空气在进气道或燃烧室内混合，形成可燃混合气。

混合气浓度与空燃比影响燃烧速度和燃烧效率。

混合气均匀性与涡流提高混合气均匀性，促进燃烧完全。

点火与火焰传播过程点火系统组成与工作原理点火线圈、火花塞等部件组成，产生高压电火花点燃混合气。

火焰传播速度与影响因素受混合气浓度、温度、压力等因素影响。

点火提前角与爆震控制调整点火提前角，避免爆震现象，提高燃烧效率。

燃烧产物及排放特性燃烧产物组成排放污染物与控制措施燃油消耗与热效率03影响因素与优化措施空燃比对燃烧性能影响空燃比定义空燃比对燃烧速度的影响空燃比对排放性能的影响1 2 3点火正时定义点火正时对扭矩的影响点火正时对燃油消耗的影响点火正时对动力性影响压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积之比，是影响发动机经济性的关键因素。

压缩比定义压缩比提高可以增加发动机的热效率，降低燃油消耗。

压缩比对热效率的影响压缩比过高会导致发动机机械效率下降，增加摩擦损失和冷却损失。

压缩比对机械效率的影响压缩比对经济性影响采用先进的空燃比控制策略，如闭环控制、自适应控制等，实现空燃比的精确控制。

优化空燃比控制策略优化点火正时控制策略采用高压缩比技术应用缸内直喷技术根据发动机工况和燃油品质等因素，实时调整点火正时，提高动力性和经济性。

内燃机的燃烧原理内燃机是将燃料通过燃烧的方式转化为能量的机械装置。

它的燃烧原理是通过内燃机的燃烧室中的燃料与空气混合，并在燃烧室内进行燃烧，产生高温和高压气体，并将其转化为机械能。

下面将详细介绍内燃机的燃烧原理。

内燃机的燃烧过程可以分为四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。

首先是吸气阶段。

当活塞向下运动，活塞内下方的汽缸容积增大，通过活塞的下行运动，汽缸内的压力降低，外界空气会通过进气阀进入汽缸，充满整个气缸。

然后是压缩阶段。

当活塞向上运动时，汽缸内的容积变小，这使得空气被压缩，由于活塞上方的活塞顶部设有火花塞，当活塞向上移动到一定位置时，火花塞会产生火花，引燃燃料和空气混合物。

接下来是燃烧阶段。

当点火芯充满燃烧室时，火花点燃了混合物，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，转化为机械能。

在燃烧过程中，燃料和空气混合物被完全燃烧，产生的废气通过排气阀排出。

最后是排气阶段。

当活塞再次向上运动时，废气从汽缸排出，同时进气阀打开，使得新的混合物进入汽缸，完成了一个循环。

内燃机的燃烧原理基于热力学和化学原理。

热力学原理是指在燃烧过程中，燃料的化学能转化为热能，然后再转化为机械能。

化学原理是指燃料和空气混合后，通过火花点火，使燃料燃烧，产生高温高压气体。

内燃机的燃烧原理在很大程度上依赖于燃料的选择和处理。

燃料的选择应考虑其燃点、燃烧速度和能量释放率等因素。

常用的燃料有汽油、柴油和天然气等。

燃烧室的设计也很重要，它需要有合适的形状和尺寸，以保证混合物充分燃烧，并提供合适的压力和温度。

总结起来，内燃机的燃烧原理是通过混合燃料和空气，点燃混合物，在燃烧产生的高温高压气体的作用下，将热能转化为机械能。

这个过程需要合适的燃料和燃烧室设计，以确保燃料的充分燃烧和高效能转换。

内燃机的燃烧原理是现代机械工业中非常重要的一部分，它广泛应用于汽车、工业机械和发电等领域。

内燃机的低污染燃烧技术随着现代社会的发展，汽车对于我们的生活质量、经济发展、环境保护等方面都有着重要的作用。

但是，汽车尾气排放对环境和人类的健康也带来了负面影响。

尾气排放中的氮氧化物、碳氢化合物等物质对空气质量带来极大的危害；车辆造成的噪音、震动也会对人们的身心健康带来不利的影响。

因此，对汽车实施低污染燃烧技术是现在推广的重点。

目前，最常见的燃油是汽油和柴油。

汽油发动机和柴油发动机是两种不同的内燃机。

虽然它们的燃烧工作方式和原理不同，但是实现低污染燃烧的技术有很多共通之处。

1.电控燃油喷射技术实现低污染燃烧的关键就是控制燃料进入燃烧室的量和时间，这需要精准的喷油控制。

自然吸气内燃机大部分使用的是汽化器，而现代汽车大部分都使用电控燃油喷射系统。

这种技术可以将燃油雾化得更细，使其更快地燃烧，从而降低尾气中的碳氢化合物、氮氧化物等污染物的排放量。

2.氧传感器氧传感器主要用于测量尾气中的氧气含量，可以帮助控制进气量和燃油注入量，以实现最佳的燃烧效果，降低污染物的排放。

在现代汽车中，氧传感器已经成为必备的部件。

3.可变气门正时技术可变气门正时技术主要是通过无级调节进气和排气气门的开启和关闭时间来实现最佳的燃烧效果。

当发动机需要高功率输出时，进气阀门的开启时间将会增加，以保证更多的燃油和空气进入燃烧室。

而进行低负荷行驶时，则需要减少进气阀门的开启时间，从而节省燃料。

4.中冷器和涡轮增压技术中冷器用于降温进入燃烧室的空气，以达到更好的燃烧效果和降低氮氧化物排放的作用。

涡轮增压技术则是通过压缩空气来提高引擎气缸内的压力，从而提高燃烧效率，减少燃料消耗，同时也减少污染物的排放。

总之，以上的技术都是用来控制燃油进入引擎中的量和时间，以实现最佳的燃烧效果和降低排放污染物的目的。

当然，除了以上的技术，还有其他技术也可以用于实现低污染燃烧，比如电动汽车、混合动力汽车等。

而对于普通的汽油车和柴油车来说，通过实现这些低污染燃烧技术，可以达到更好的节能环保目的。

内燃机最新技术及应用领域内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的发动机。

它通常使用烃类燃料（如汽油、柴油等）作为燃料，并且在有限空间内进行燃烧以产生高温和高压气体，然后通过汽缸和活塞等部件将热能转化为机械能。

内燃机被广泛应用于汽车、船舶、飞机、发电机等领域。

在过去几十年里，内燃机技术一直在不断发展，主要集中在提高效率、减少排放和提高可靠性等方面。

首先，内燃机在提高效率方面进行了一系列技术创新。

其中最重要的是直喷技术。

传统的内燃机采用间接喷射的方式将燃料喷入进气道，然后与空气混合后进入燃烧室燃烧。

直喷技术将燃料直接喷射到燃烧室中，使得燃烧更加充分，热量损失更少。

这种技术能够提高燃烧效率，减少燃料消耗和减少尾气排放。

其次，内燃机在减少排放方面也取得了重要进展。

传统的内燃机燃烧产生的尾气中含有大量的有害物质，如二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等。

为了减少这些有害物质的排放，内燃机技术提出了一系列措施。

其中最重要的是采用催化剂和尾气再循环技术。

催化剂能够降低尾气中的有害物质含量，而尾气再循环技术能够将部分排气再循环到进气道中，降低燃烧室温度，减少氮氧化物的生成。

此外，内燃机还在提高可靠性方面进行了一些创新。

例如，采用了电子控制技术来替代传统的机械控制系统，提高控制的精确度和可靠性。

此外，还采用了一些新的材料和制造工艺来提高内燃机的寿命和可靠性。

内燃机的应用领域非常广泛。

首先，汽车是内燃机最主要的应用领域之一。

传统的汽车发动机采用汽油和柴油作为燃料，并使用内燃机将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，从而驱动车辆前进。

随着汽车产业的发展，内燃机技术也在不断进步，旨在提高燃油效率和减少尾气排放。

其次，船舶是另一个重要的内燃机应用领域。

内燃机可以驱动船舶的螺旋桨推动船只前进。

由于船舶的特殊工作条件，内燃机的可靠性要求较高。

因此，在船舶领域内发展了各类适用于船舶的专用内燃机，并不断改进技术以提高效率和降低排放。

潍柴动力气体发动机新技术成果介绍
写作时要遵循新闻报道的规范。

近日，潍柴动力不断致力于气体发动机技术的提升，在深入研究后，
推出了受到国内外用户一致好评的气体发动机新技术成果。

潍柴动力致力于推动燃气发动机技术突破，建立更加环保、节能的燃
气发动机体系。

潍柴动力研发的新技术可以有效地调节发动机的运转状态，提高发动机的可靠性和经济性，且操作简便，维护成本较低。

发动机更加
节能、环保，经济性和可靠性更强，辐射噪声更低，安装空间更小，并可
以满足客户不同的使用需求。

潍柴动力进一步提出了燃气发动机传动系统的新技术，提高了发动机
存储能量的能力，减少了发动机的循环状态对燃料的消耗，提高了发动机
的运行效率，降低了热耗损，提高了发动机存储能量的能力，减少了发动
机的维护和维修成本，提高了发动机使用寿命，提高发动机的经济性和可
靠性。

5、请论述现代内燃机的先进技术有哪些，并陈述。

答：当今内燃机机技术水平表现为:优良的燃烧系统，多气门技术，电控超声高压喷射、喷油率控制技术，增压和增压中冷，可控废气再循环和氧化催化转化器，低噪声喷油器等。

5.1 进气系统新技术5.1.1 采用增压+中冷技术增压中冷柴油机与非增压机比较，由于它能增加进气量，增大过量空气系数，从而降低油耗，增加功率；又由于其进气温度较高，提高了整个循环的平均温度，可使 PM排放降低50%左右，并减少了CO 和HC 的排放；使滞燃期缩短，可减小喷油提前角，从而减少了滞燃期内的喷油量，有效地降低了NOx 的排放。

因此增压中冷技术是解决PM 与 NOx 排放矛盾的最佳折衷措施之一。

为了进一步改进发动机的性能，有一些大的汽车公司正试验采用变截面涡轮增压器；这种增压器能根据发动机的工况变化，实时地调节导向叶片的角度,改变涡轮喷嘴环的横截面积，从而实现进气量的动态调节。

采用可变截面涡轮增压器不仅可以改变发动机的额定工况点附近的效率，而且还可以改进发动机整个特性曲线范围内的增压压力,提高低速区的扭矩,改善启动性和低速区域的加速性能。

5.1.2 采用多气门+可变配气相位(VTEC)由于发动机的运转速度范围较宽，固定的配气相位只能使一些工作状态处于最佳。

同时，两气门的结构流通截面相对较小，进、排气阻力较大，为减少排气阻力和泵气损失，采用多气门结构。

在不同的转速下，要想最高效率地利用进、排管内的气体的流动惯性，使尽可能多的新鲜空气充入气缸，尽可能多的废气排出，加强排气作用，就必须在不同的转速下采用不同的配气相位来满足要求。

目前，发动机的多气门采用的结构形式有四气门(二进二排)和五气门(三进、二排)。

采用多气门的技术能将燃烧室设计成对称布置，把喷油嘴垂直布置在气缸中央，使用多孔油束分布均匀，促进燃油与空气的混合，有助于燃油的充分混合。

目前采用的结构仍然是强制开启的凸轮装置。

现已有不少大的汽车公司正在实验完全用ECU控制的电磁阀作为进、排气门，使气门开启能随不同工况而改变配气相位和气门升程，就更能使发动机的经济性和排放性得到改善。

*CBR技术〔Controlled Burn Rate可控燃烧速率〕可以使发动机在怠速和低负荷工况下, 增强涡流强度, 燃料混合更均匀, 动力经济性更好, 排放更加清洁.*GDI〔Gasoline Direct Injection汽油高压缸内直喷〕它将喷油嘴安装在燃烧室内喷注高压燃油,与通过进气门进入燃烧室的洁净空气混合,点燃做功.它具有高充气效率、电子控制精确配油、提高发动机的压缩比和热效率等优点,以获得更高的功率、更经济的油耗、更清洁的排放.*TCI 〔Turbo Charger with Inter-cooler废气涡轮增压中冷〕用发动机排放的高速废气推动涡轮增压机带VNT的主动叶轮转动,主叶轮带动从动叶轮转动,从动叶轮在转动中增加来自空滤的空气的动能和压力,并通过中冷器冷却增压后的洁净空气,提高气缸的进气量,进一步提高了发动机的有效功率.*VVT <Variable V alue Time可变气门正时>在发动机高速运转的时候,需要较大的气门叠开角来达到充气充分的目的.而在发动机怠速的时候,气门叠开角应该相应变小,达到降低排放的目的.传统的固定相位角的凸轮轴由于相位角已经固定所以不能满足这种要求.而VVT技术可以通过螺旋槽式VVT －i控制器调节凸轮轴调节气门开闭,满足不同工况需求,达到增加功率、减少油耗,改善排放的目的.*EGR〔Exhaust Gas Recirculation废气再循环〕由于废气的存在,混合气的含氧量比空气的含氧量要少,燃烧时,由于含氧量的降低,缸内最高燃烧温度也随之降低,于是NOx 的生成受到抑制.同时改善了燃烧过程,使燃烧以一种更平稳的方式进行,促使CO、PM有更多机会被充分氧化,从而降低了CO、PM等的生成,抑制碳烟的产生.*CR〔Common Rail高压共轨〕共轨式喷油系统主要由高压供油系统、高压油轨、每缸一个的喷油器、高压油泵和电控单元〔ECU〕组成,高压油泵和输油泵集成为一个整体,以节省空间.高压油泵可提供高达1600bar以上压力的燃油,高压燃油先进入油轨中,实际上油轨是一个蓄压器,它有一定容积,并能承受高压.来自高压油泵的燃油压力是脉动的,经过油轨的缓冲作用,油轨的压力可保持在1600bar,然后经高压油管分配到四个喷油器中.为了使发动机工作更加平稳,整个喷油系统采取了预喷、主喷和后喷的工作方式,实现了燃烧过程中燃油再喷射,降低缸内燃烧气体的温度,从而有效降低了NOx 的生成,同时发动机的工作变得更平稳,噪音也得到有效的控制. *DMF〔Dual-mass Fly wheel双质量飞轮〕双质量飞轮可以在动力从曲轴传到变速箱的过程中, 将振动和噪声隔离；提高换档和驾驶的舒适性；减小曲轴的扭转和弯曲载荷；由于较多使用发动机经济区域而使油耗降低,同时能在发动机过载时保护传动链零件；*TVD<Torsional Vibration Damper扭振减震器>水泵、空调压缩机等由发动机曲轴驱动,汽油机的TCI技术获得了很高的升功率和升扭矩,同时也对曲轴提出了苛刻的要求,TVD技术将曲轴结构分为内、中间、外三层.内、外两层均为金属结构,中间层是有一定弹性胶圈,经过特殊工艺使三者结合成一个整体,调整胶的成分就能改变其固有频率,减轻附件系统对曲轴带来的扭振影响,保证曲轴的寿命.*HCCI〔汽油机〕〔Homogeneous Charge Compression Ignition〕均质混合气压燃烧技术HCCI发动机和传统的汽油发动机一样,都是向汽缸里面注入比例非常均匀的空气和燃料混合气.传统的汽油发动机通过火花塞打火,点燃空气和燃料混合气产生能量.但HCCI发动机则不同,它的点火过程同柴油发动机相类似,通过活塞压缩混合气使之温度升高至一定程度时自行燃烧. HCCI是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式,简单来说就是汽油机的一种压燃方式.*HCCI 特点优点：由于它采用压缩点燃的缘故,可以采用相当稀薄的混合气；HCCI发动机的燃烧温度低,对燃烧室壁的传热很低,能够减少辐射热的传递,还能大幅降低氮氧化合物的形成.燃烧周期很短可以采用汽油、天然气、二甲醚等辛烷值较高的燃油作为主要燃料,也可以采用多种燃料混合燃烧.缺点：在燃烧时刻的控制上,HCCI发动机靠汽缸的压力和温度自燃,油气混合气的密度,汽缸的温度和压力都需要进行精确的检测和控制,所以发动机的ECU管理程序也要进行相应的加强.由于HCCI的同时压燃和放热,瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力,有可能会产生爆震的现象,所以必须降低混合气的空燃比〔低于传统的14.7：1〕,这就需要HCCI在稀燃状态下工作,排气的温度也比较低,使得发动机较难采用涡轮增压.在大负荷高转速的时候或者冷机状态下发动机还必须依靠传统的火花塞点火系统,这就间接要求了发动机的压缩比可变,在传统点火模式的时候变回低压缩比.所以气门正时系统与众多的压力传感器也是必须的.*PCCI<柴油机>预混压缩燃烧能有效地解决传统柴油机燃油经济性差和尾气排放高的问题, 特别是能够降低NOx 和PM 的排放, 并进一步提高热效率.柴油机的PCCI 燃烧存在HC 和CO 排放偏高的问题, 有待进一步降低, 并且由于PCCI 燃烧存在的燃烧控制以与适用工况X 围窄等问题, 因而目前柴油PCCI 发动机还未能实现大规模商品化 .*均质充量压缩燃烧是一种新型的发动机燃烧方式, 它综合了汽油机均质点燃和柴油机压缩自燃的特点, 像汽油机那样在进气与压缩行程形成均质混合气, 当压缩到上止点附近时均质混合气自燃着火, 在缸内形成多点火核, 从而有效地维持着火燃烧的稳定性.这种燃烧方式能有效地解决传统柴油机存在的燃油经济性差和尾气排放高的问题, 是能够降低NOx 和PM 的排放, 并进一步提高热效率.*柴油机PCCI 燃烧的特点柴油机采用PCCI 燃烧方式与普通的柴油机燃烧方式相比区别在于: 前者燃油在进气和压缩行程已经与空气完全均质混合, 进行的是预混合燃烧模式, 其燃烧速率只与本身的化学反应动力学有关;而后者在进气行程中进入燃烧室的是纯空气, 在压缩行程接近终了时, 才把柴油喷入燃烧室内, 让其与空气在极短的时间内形成可燃混合气< 极不均匀> , 进行的是扩散燃烧模式, 它的燃烧速率主要与燃油蒸发速率与其与空气混合速率有关.*PCCI柴油机的优点<1>可以同时保持较高的动力性和燃油经济性.由于采用压缩点火方式, 节流损失减少, 同时压缩比较高, 多点同时着火的燃烧方式使得放热率显著提高, 接近于理想的等容燃烧, 改善了部分负荷下的燃油经济性 .同时稀燃混合气比热比大, 做功能力强; 缸内工质熵增相对低, 因此指示热效率也得以大幅度地提高.<2>稀薄燃烧, 不存在缺氧情况, 并且由于它不存在柴油机的液滴蒸发扩散燃烧现象, 因此可有效降低PM 排放; 同时, 由于燃烧室内部混合气为均质混合气, 在活塞压火, 没有明显的火焰前锋, 减少了火焰传播距离和缩作用下燃烧室内多点同时着燃烧持续期, 避免了高温反应区的产生, 因此能够大大减少NOx 排放.*PCCI柴油机的优点<3>只与燃油本身的物理化学性质有关, 着火和燃烧速率只受燃油氧化反应的化学反应动力学控制, 受燃烧室内流场影响较小, 因此可以简化对发动机燃烧系统的设计.<4>在低负荷工况下具有很高的热效率. 目前PCCI 技术被认为是柴油机实现欧V 排放标准的最佳技术路线之一.*PCCI柴油机的缺点〔1〕HC CO的排放较高, 有待于进一步降低〔2〕高负荷工况容易出现爆震燃烧, 目前仍无法实现全工况的HCCI 燃烧运行模式〔3〕由于使用的燃料是较难挥发和较易自燃的柴油, 蒸发性和流动性比较差, 均质混合气的制备相对困难; 同时柴油作为高十六烷值燃料, 化学安定性差, 容易发生低温自燃反应, 并且均质混合气的燃烧速度难于控制, 容易造成不稳定燃烧.*LTC 〔低温燃烧〕柴油机要同时降低Nox和碳烟排放,柴油机低温燃烧是一条有效的技术途径.在LTC中,废气再循环是重要的控制手段.通过EGR稀释进气来控制氧浓度,而EGR经冷却后,废弃主要有N2,CO2和O2组成.*VTEC 〔Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System可变气门配气相位和气门升程电子控制系统〕由本田汽车开发的VTEC是世界上第一款能同时控制气门开闭时间与升程两种不同情况的气门控制系统,现在已演变成i-VTEC. i-VTEC发动机与普通发动机最大的不同是,中低速和高速会用两组不同的气门驱动凸轮,并可通过电子系统自动转换.此外,发动机还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、降低油耗的目的.*VVT-i〔Variable Valve Timing-intelligent智能可变配气正时〕VVT-i是丰田独有的发动机技术, 已十分成熟,近年国产的丰田轿车,包括新款的威驰等大都装配了VVT-i系统.与本田汽车的VTEC原理相似,该系统的最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴,通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化,以获得最佳的配气正时,从而在所有速度X围内提高扭矩,并能改善燃油经济性,从而有效提高了汽车性能.*CVVT 〔Continue Variable Valve Timing连续可变的气门正时〕CVVT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.*FSI 〔Fuel Stratified Injection燃油分层喷射〕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技术.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%左右.*MDS 〔Multi-Displacement System多排量系统〕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.*电控气门系统汽车上应用越来越广泛的电控技术将彻底取代上述系统,使发动机进,排气全面电子化.与凸轮轴控制的传统气门装置相比,电控气门系统减少了动力,油耗和排放万面的损失.例如急加速时,发动机电脑只需延长气门开启时间并提前正时就可以了,正常行驶时为了降低排放,可以对进,扫气门开关时间的重叠进行修正以改进废气再循环.由于机械部件的减少<王要是凸轮轴与其相关元件>,电控气门系统的结构非常简单,快和2冲程发动机差不多了.这不仅意味着零件成本的降低,还将减少装配和维修的工时消耗.*VCR可变压缩比优点：体积小,重量轻,功重比高,压缩比随负荷变化,从几瓦到几十瓦的输出功率都可通过缩放内燃机的本体来达到,并且整个系统只有一个运动部件,内燃机系统的可靠性得以有效提高,从而使微型内燃机为源动力的便携式发电系统真正实用化.燃油经济性明显提高,而且使排放也有显著益处.*SVC〔SaabVariableCompression〕可变压缩比技术SVC发动机的气缸盖和气缸体是动态连接在一起的,气缸盖与气缸体通过一组控制架连接〔图中的绿色部分〕,控制架能在ECU的控制下改变一定的角度,从而改变了燃烧室的体高,也就是说,改变了右边活塞的行程,压缩比也同样被改变了.*SVC〔SaabVariableCompression〕可变压缩比技术左：高压缩比情况下右：低压缩比情况下SVC发动机的气缸盖和气缸体是动态连接在一起的,气缸盖与气缸体通过一组摇臂连接〔图中的桔黄色部分〕,摇臂能在ECU的控制下改变一定的角度,从而改变了燃烧室的体积,也就是说,压缩比也同样被改变了.优点：提高了增压发动机的功作效率以与动力输出的平顺性,发动机的体积小重量轻,能适应各种不同标号的燃油,环保性好缺点：气缸盖异常复杂*MPI〔Multi Port Injection多点燃油喷射〕多点喷射系统是在每缸进气口处装有一点喷油器,由电控单元〔ECU〕控制进行分缸单独喷射或分组喷射,汽油直接喷射到各缸的进气前方,再与空气一起进入汽缸形成混合气. 多点喷射又称多气门喷射〔MPI〕或顺序燃油喷射〔SFI〕或单独燃油喷射〔IFI〕由于多点喷射系统是直接向进气门前方喷射,因此多点喷射属于气流的后段将燃油喷入气流,属于后段喷射. *SPI和MPI的区别SPI是单点喷射,意思就是几个缸共用一个喷油嘴.采用该设备的车一般为了节约造价.同一种车行要比采用MPI的车便宜.MPI是多点喷射,意思是每缸都有独立的1个喷油嘴.采用该设备的优点是节约燃油,各缸的喷油均匀.节省燃油,提高了发动机的功率.但比SPI的造价高. *OBD<On-Board Diagnostics车载自动诊断系统>这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标,一旦超标,会马上发出警示.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.*歇缸技术〔VCM〕歇缸技术是以解决汽车发动机行驶过程中,因实际输出功率大大超出实际使用功率,造成发动机高油耗,低效率的最佳解决方案.它是通过有计划地减少工作气缸的数量,优化发动机工作过程,提高气缸的容积效率和燃烧效率,减少剩余功率输出,以此降低油耗,达到了节油目的.节油率平均在25%左右.*歇缸技术〔VCM〕就是既可以作为V6发动机工作,也可以同时根据发动机工况需要,"变身〞为直列3缸发动机或者V型4缸发动机.VCM系统能够细致地因地制宜地改变发动机的工作排量,使其随时与动力环境的要求保持同步,大大提高了燃油经济性.*歇缸技术〔VCM〕当发动机少数气缸停止工作时,仅仅是进,排气门以与燃油供给系统停止工作.但发动机的活塞依然处于正常运转状态.在整个工作过程中,发动机各个缸内的零件磨损状况一样.且此时,非工作缸的火花塞会继续点火,以保证火花塞的温度会在气缸重新投入工作时可以达到工作要求,防止点火效率降低."汽车停缸控制节油装置〞的控制电脑根据汽车负载情况<节气门位置、发动机转速、车速、档位、水温、空调等>确定该什么时候停缸如何停缸.在需要停缸时,通过停缸机构立即关闭进、排气门,同时相应的喷油系统也被关闭.V8发动机是在小负荷时,只让一组〔单排4个〕活塞工作.*两级涡轮增压发动机与传统的单级涡轮增压发动机相比,这种两级涡轮增压发动机在功率输出和效率方面有了很大的提升.使用博格华纳R2S<R>可调两级涡轮增压系统,汽车制造商可以在较小排量的发动机基础上开发出低油耗、高效率、低排放、体积紧凑的发动机,而且在瞬态响应性、功率输出等方面完全可以和大排量发动机相媲美.L型发动机"直列〞<LineEngine>发动机,是指汽缸是按直线排列的,它所有的汽缸均按同一角度肩并肩排成一个平面.优点：稳定,成本低,结构简单,运转平衡性好,体积小稳定性高,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸紧凑,应用比较广泛.缺点：当排气量和汽缸数增加时,发动机的长度将大大增加.V型发动机是将所有汽缸分成两组,把相邻汽缸以一定的夹角布置在一起,使两组汽缸形成两个有一个夹角的平面,从侧面看汽缸呈V字形,故称V型发动机.V型发动机的高度和长度尺寸小,在汽车上布置起来较为方便.尤其是现代汽车比较重视空气动力学,要求汽车的迎风面越小越好,也就是要求发动机盖越低越好优点：运转稳定〔针对V6、V8、V12〕、节省空间.缺点：结构比较复杂,不利于保养和维修,并且造价较高.H型发动机水平对置发动机,这也是V型发动机的一种,只不过V的夹角变成了180度了,一般为4缸或6缸.优点：◆低重心：产生的横向震动容易被支架吸收、有效将全车较重的发动机重心降低,更容易达到整体平衡.◆低振动：活塞运动的平衡良好〔180度左右抵消〕.相比直列式,在曲轴方面所需的平衡配重因素减少,有助转速提升.它能保持650转的低转速,并保证发动机平稳的工作.同样相比其它发动机行式油耗最低.缺点：造价高,发动机太宽.只有"保时捷〞和"斯巴鲁〞两家汽车制造商生产水平对置发动机W型发动机W型发动机是德国大众专属发动机技术.简单说就是两个V型发动机相加,再组成一个V型发动机,也就是"V+V=W=V〞.W型与V型发动机相比可以将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机室更满.优点：结构更紧凑,可以容纳更多的汽缸数,有更大的排量.缺点是,结构太复杂了！运转平衡性也不好.转子发动机转子发动机的效率并不高,只是升功率高.转子发动机全称为三角活塞转子发动机,它是一种特殊的活塞式发动机.转子活塞为一个凸弧边三角形,当转子在近似椭圆的外旋轮线缸体内旋转时,弧边三角形的三个顶点与缸壁保持接触,从而使转子弧面同缸壁之间形成三个相互分隔的工作室.这三个工作室的容积大小随转子的转动而周期性变化,转子每旋转一周,各个工作室都能完成一次四个冲程的过程,这四个冲程同活塞往复式发动机的四个冲程相对应,从而形成完整的工作循环.缺点：是费油,污染环境,还有机器的寿命比较短.目前只有"马自达〞在应用这项技术.*生物柴油生物柴油<Biodiesel>是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以与动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料.生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯.生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如：醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等.*生物柴油1.具有优良的环保特性.2.具有较好的低温发动机启动性能.3.具有较好的润滑性能.4.具有较好的安全性能.5.具有良好的燃料性能,十六烷值高.6.具有可再生性能.7.无须改动柴油机,可直接添加使用.8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可以降低油耗、提高动力性,并降低尾气污染.*可燃冰〔CH4〕天然气水合物〔Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate〕是分布于深海沉积物中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质.因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作"可燃冰〞或者"固体瓦斯〞和"气冰〞.开采方法热激发开采法减压开采法化学试剂注入开采法CO2 置换开采法>固体开采法*无内胎式轮胎无内胎轮胎的优点是：轮胎穿孔时,压力不会急剧下降,能安全的继续行驶；不存在因内、外胎之间摩擦和卡住而引起的损坏；气密性较好,可以直接通过轮辋散热,所以工作温度低,使用寿命较长；结构简单,质量较小.无内胎轮胎的缺点是：途中修理较为困难.。