第六讲发动机节能技术与装置.

飞机发动机节能技术研究与开发一、引言随着全球航空业的发展，飞机的运营成本以及对环境的影响越来越受到关注。

飞机发动机作为飞行的核心装置，对飞机的性能、燃油消耗和排放有着重要的影响。

因此，研究和开发飞机发动机的节能技术已经成为航空工业的重要课题之一。

二、当前节能技术研究现状在目前的发动机节能技术研究中，主要集中在以下几个方面：1. 高效燃烧技术：通过改善燃烧过程，提高燃烧效率和燃料的利用率。

采用更先进的喷射技术和燃烧室设计，可以使燃料燃烧更充分，减少燃料浪费和二氧化碳的排放。

2. 减小阻力：减小飞机在飞行过程中所受到的空气阻力，是降低飞机能耗的重要途径之一。

通过改善飞机外形设计、优化机翼和机身的气动性能等方法，可以有效减少阻力，提高飞行效率。

3. 增加推力：提高发动机的推力可以降低飞机起飞和爬升时所需的时间和燃油消耗。

目前，研究人员通过改善涡轮风扇的设计以及提高发动机压比等方法，已经取得了一定的成果。

4. 借鉴生物学：生物界中有许多优秀的设计，这些设计可以被应用到飞机发动机的节能技术研究中。

例如，学习鸟类的翅膀设计可以减小飞机在飞行中所受到的阻力；模仿鱼类的鳞片结构可以降低飞机外表面的摩擦力等。

三、发动机节能技术研发方向1. 燃烧技术的改进燃烧过程是飞机发动机能效的关键环节。

未来的研究方向可以是进一步改善燃烧室设计，提高燃烧效率；研究新型燃烧室材料，提高抗高温和耐久性能；发展更为环保的可再生燃料，减少二氧化碳排放等。

2. 材料的研究与应用高温合金、陶瓷材料和复合材料等的应用可以降低发动机的重量，提高热效率，进而减少燃油消耗。

今后可以进一步研究和开发更轻、更耐高温的材料，以应对高温、高压环境下的发动机工作要求。

3. 多元化推进系统的发展未来的发动机可以考虑采用多元化推进系统，例如混合动力系统、氢燃料电池系统等，以实现更高效、更环保的动力系统。

这需要在电池技术、氢燃料储存等方面进行进一步研究和开发。

4. 数据分析与人工智能技术的应用通过收集和分析大量的飞行数据，结合人工智能技术来优化发动机的工作状态，进一步提高燃烧效率、降低能耗和排放。

一文读懂发动机的节能减排技术随着石油资源紧缺及环境污染的日益加重，各国开始不断收紧汽车燃油消耗及排放标准，于是，更为节能环保的车辆开始受到人们的青睐。

对于已有百年多历史的内燃机而言，想要继续保持其旺盛的生命力，就必须在节能减排技术上有所突破。

从整车厂和零部件供应商在发动机领域的技术创新来看，小型化发动机早已成为各家追逐的焦点。

相对而言，更小的、功率密度更大的发动机能够降低摩擦损失，从而提升整车燃油经济性。

此外，在中国1.6L及以下小排量发动机还能享受购置税减半的优惠政策。

何为发动机小型化？发动机小型化即通过减小发动机排量或减少气缸数量，在提高燃油效率的同时减少尾气和温室气体排放。

全球排放法规和不断提高的燃油经济性标准同时推动着传统发动机向着小型化的路线发展。

目前，这项技术被整车厂广泛应用于轻型汽油发动机中。

有测试数据显示，发动机小型化可以提升20%到30%的燃油效率。

然而在降低油耗和排放量的情形下，小型化发动机如何在实际行驶过程中保证其动力性能不被削弱？此前，盖世汽车针对发动机小型化问题做过一期业界调查《发动机小型化趋势明显动力性能表现成市场痛点》。

结果表明，业界对发动机小型化最大的疑问在于其动力性能是否足够强劲，这也是影响小型化发动机在终端市场表现的根本原因。

关于制约发动机小型化市场表现的因素，盖世汽车将在后期的专家访谈中深入讲解，本篇不做过多赘述。

发动机小型化相关技术更少气缸数的更小型的发动机之所以成为可能，离不开涡轮增压技术、汽油直喷技术、可变气门正时等关键零部件技术作保障。

下面将简要解析这些技术的工作原理，并分析各项技术的存在的优势和劣势。

涡轮增压技术涡轮增压（Turbocharger）是利用发动机排放出的废气冲击涡轮来压缩进气，从而提高发动机的动力和燃油效率。

汽车发动机节能技术随着全球能源消耗的加剧和环境问题的日益突出，汽车节能问题越来越受到关注。

汽车发动机作为汽车最核心的部件之一，其节能技术的发展更是至关重要。

本文将介绍汽车发动机节能技术及其现状和发展趋势。

（一）缸内直喷技术缸内直喷技术是一种现代化的喷油技术，是指直接将燃油喷入汽车发动机缸内，有效提高了燃油利用率。

传统喷油技术存在一个问题，即进入缸内的少量燃油会随着进气阀门关闭而被排出，从而使燃油不能完全燃烧，影响发动机的效率和动力性。

而缸内直喷技术可以将更多的燃油喷入发动机缸内，充分混合氧气，使燃油能够得到更充分的燃烧，从而提高发动机效率和动力性，减少油耗和排放。

（二）缸内直列式式四冲程发动机传统的汽车四冲程发动机的排列方式多为V型或L型，这种方案的缺点在于每个气缸之间存在交叉干扰，会使动力损失增加，同时也会降低发动机的效率和功率。

而缸内直列式式四冲程发动机可以将气缸分别并列在同一直线上，避免了气缸间的干扰，提高了发动机的燃烧效率，降低了油耗和排放。

（三）可变缸技术可变缸技术是指通过一种控制技术，将发动机中一部分气缸停用，从而减少燃油的消耗。

该技术适用于高速公路等大部分车速稳定的路段，直接降低了发动机的燃油消耗。

（四）启停系统启停系统是指当汽车停止时，发动机自动关闭，启动时再重新启动。

该技术适用于城市拥堵路段等发动机负荷较小的场景，可以有效降低油耗和排放，同时也对减少城市空气污染有着很大的促进作用。

二、未来发动机节能技术的发展趋势（一）混合动力技术混合动力技术是指在汽车中同时装备传统燃油动力和电动机，以适应不同的驾驶场景。

电动机在启动时提供动力，燃油发动机则在车辆加速时发挥更大的作用，从而降低了燃油的消耗，减少了车辆的排放。

此外，混合动力也可以通过回收制动能量等方法进行节能，从而降低汽车的油耗和排放。

（二）燃料电池技术燃料电池是指通过将氢气与氧气进行反应来产生电能，并将电能储存起来供汽车使用。

燃料电池技术既能够提供动力，还能够达到零排放的效果，从而对环境有着更好的促进作用。

发动机在节能降耗方面的趋势和新技术关键词：小型汽油发动机；节能降耗；发展趋势；发展技术1进气增压技术的基本概述简单来讲，所谓的“进气增压技术”其实指的是在当前汽车生产制造过程中，将空气预先压缩然后再供入气缸，以提高空气密度、增加进气量、降低发动机的泵气损失的一项技术。

与其它节能降耗技术相比，进气增压技术的研发与应用，在很大程度上不仅能有效地提高发动机的升功率和低速扭矩性能，最主要的这项技术能从根本上降低发动机在运作过程中有害气体的排放量和机构比重量，最终为产业可持续发展目标的实现奠定了良好基础。

在汽车运作过程中，进气值增加的同时，循环供油量也在不断提高，从而在一定程度上为汽油发动机功率的提升奠定了良好基础。

从目前来看，常见的增压方式有两种，即机械增压和废弃涡轮增压，两种增压方式相比，后者无论是在性能提升以及其它各方面，性能都远高于前者，究其原因主要是因为输入的燃料量受到吸入气缸内空气量的限制，发动机产生的功率也将受到一定影响，要想增加输出功率从某方面而言，只能通过压缩更多的空气进入气缸，以此来满足燃料的燃烧率。

2缸内直喷技术的基本概述经大量调研数据分析可知，近年来随着我国社会主义市场经济的不断发展和科学技术的不断进步，各类新发动机技术得到了广泛推广，缸内直喷技术便是其中之一，具体而言所谓的“缸内直喷技术”是指汽油机采用与柴油机燃油喷射相同的方式，将燃油通过安装在缸盖上的喷油器，直接喷到使之燃烧的一种新型燃油喷射技术，与传统的各项燃油技术相比，这项技术的应用在很大程度上不仅能有效地改善当前能源不足的现状，最大程度地的提高燃油消耗率，与此同时在精确的控制空燃比、降低一氧化碳排放量以及改善瞬态工况响应性等方面也都发挥了重要作用。

在当前多元化产业时代背景下，为从根本上推动产业的进一步发展，满足越来越严格的油耗法规，汽车工业的汽油机的供油方式也冲最初的化油器到进气道多点喷射，最后再到缸内直喷，这项技术的研发和实践，在很大程度上不仅优化了进气混合效率，避免了高效节油和大功率输出矛盾问题的产生，此外相比常规的点燃式发动机，缸内直喷技术无需经过节气门，可将燃油直接喷入燃烧室，提高输出功率的同时降低了燃油消耗，尤其是燃料分层喷射技术，燃油喷到缸内时，可自由控制燃烧室内的燃油分布，为较好的缸内排放净化效果的获取打下了坚实基础。

航空发动机的节能与减排技术随着全球航空业的快速发展，航空发动机的节能与减排技术日益引起人们的关注。

航空业的繁荣对环境造成了不可忽视的影响，而航空发动机作为航空器的“心脏”，其能源消耗和废气排放直接影响着航空产业的环境可持续性。

因此，研究和应用节能减排技术成为航空工程领域亟待解决的问题。

节能是实现航空工程环境可持续发展的重要途径之一。

合理减少航空发动机的燃料消耗不仅可以降低成本，还可以减少二氧化碳等温室气体的排放，从而减缓全球变暖的速度。

为了实现航空发动机的节能，科学家们针对燃烧过程、燃烧效率以及热能转化等方面进行了大量研究。

航空发动机燃烧过程的优化是实现节能的关键。

燃烧是航空发动机能量转化的过程，也是能源消耗和废气排放的主要源头。

通过改变燃烧室的结构、优化燃烧参数，可以实现燃烧的高效率和低污染排放。

例如，采用预混合燃烧技术可以提高燃烧效率，减少一氧化碳和氮氧化物的排放。

此外，通过增设再循环装置，将部分燃气重新回流到燃烧室中，可以降低燃烧温度和氮氧化物的生成。

这些优化措施不仅可以提高发动机的功率输出，还可以有效降低燃料消耗和排放的污染物。

除了燃烧过程的优化外，改善航空发动机的燃料效率也是节能减排的关键。

燃料效率是指单位燃料能量所产生的推力。

通过提高航空发动机的燃料效率，可以在减少燃料消耗的同时保持足够的飞行性能。

目前，研究人员主要通过降低飞机的阻力和提高发动机的热效率来实现燃料效率的提升。

减小空气动力学阻力和飞机结构重量是减少飞机阻力的主要途径之一。

航空工程师借助先进的流体力学计算方法，进行气动外形的优化设计，减小阻力和阻力系数。

另外，采用轻量化材料和结构设计，可以降低飞机的重量，减少因空重关系而消耗的燃料。

同时，提高发动机的热效率是提高燃料效率的重要手段。

通过提高燃烧室的热效率，减少能量的亏损，可以更有效地转化燃料能量为机械能，提高发动机的推力输出。

此外，采用先进的材料和制造技术是航空发动机节能减排的另一个方向。

车辆工程1201 201201040535长期以来，我国的汽车发动机以外资、合资品牌为主，自主品牌发展缓慢因历史原因，我国的汽车发动机生产起步晚，技术力量薄弱。

虽然自主品牌乘用车发动机，尤其是轿车、微型车和商用车的发动机产销量出现了明显增长，市场份额不断扩大，但发动机的核心技术，如涡轮增压技术、燃油电喷技术、高压共轨技术等核心仍掌握在外资手中。

目前国内外主流的节能技术有如下几种;1 发动机稀燃技术也叫发动机稀薄燃烧技术，指采用发动机的实际空燃比远大于理论空燃比的情况下进行的具有良好动力性、经济性和排放行的燃烧技术。

实现的技术途径：（1）实现稀燃混合气。

实现稀燃混合气的措施有：使汽油充分雾化；采用结构紧凑的燃烧室；加快燃烧速度；提高点火能量；采用分层燃烧技术。

（2）采用分层燃烧系统。

主要有气道喷射稀燃系统和直接喷射稀燃系统。

2 发动机的增压技术对进入气缸的空气提前进行压缩，使单位时间进入燃烧室的新鲜空气量增多，增加发动机的充气效率，提高发动机的功率。

3 燃油掺水节油技术发动机采用掺水形成的乳化燃油，可以减少排气中的氮氧化合物等有毒成分、降低烟度减少污染，还能有效降低油耗，节约能源。

4 发动机可变气缸排量技术发动机在中低负荷情况下，使部分气缸停止工作，增加工作气缸的负荷率，使其工作点落入低燃油消耗率和低排放工作区域内，从而改善车辆的经济性和排放性能；当发动机需要大功率时，则让全部气缸工作，体现发动机的动力性。

5 发动机可变配气正时技术根据发动机转速和负荷的变化，适时调整配气相位和气门升程。

6 可变进气歧管技术ECU根据发动机转速和负荷的变化而改变进气道的长度，在高转速时使进气通道变短，减少进气流动损失，提高发动机的高速功率。

在低转速和低负荷及起动情况使进气通道变长，管内空气流动的动能增加，导致进气流速加快，充气效率提高，在同样的燃烧条件下会获得更大的输出功率，增加转矩。

可变进气歧管技术主要包括可变进气歧管长度和可变进气共振技术.。

第2章发动机的节能原理与技术2.1 发动机的工作性能及评价指标2.1.1 发动机的工作性能发动机的工作性能包括动力性、经济性、运转性能和可靠性等几个方面。

其中动力性和经济性与节能的关系最为密切，也是发动机最为重要的两个性能，它们相互联系又相互制约。

在研究节能技术时，只有在满足动力性要求的前提下，经济性才有意义。

2.1.2 发动机的性能指标发动机性能指标主要有动力性能指标、经济性能指标及运转性能指标。

发动机的动力性和经济性指标又分为有效性能指标和指示性能指标两种。

1.指示性能指标2.有效性能指标3.有效功率4.有效转矩5.燃油消耗率6.运转性能指标（1）排气品质（2）噪声（3）起动性能2.1.3 发动机特性发动机的性能特性包括速度特性、负荷特性、万有特性等。

1.发动机的速度特性（1）汽油机的速度特性（2）柴油机的速度特性2.发动机的负荷特性3.发动机的万有特性（1）汽油机的万有特性（2）柴油机的万有特性2.2 发动机的节能原理与途径2.2.1 提高充气效率要提高充气效率ηv，需要改进内燃机的换气过程（包括进、排气过程）。

具体应从改进气门配气机构、凸轮外形、配气相位及减少进排气管道流动阻力等方面着手。

1.减少进气系统的流动损失（1）减少进气门座处的流动损失为了减少进气门座处的流动损失，可采取以下措施：1）增大进气门直径，选择合适的排气门直径。

2）增加节气门的数目。

3）改善进气门处流体动力性能，减少气门处流动损失。

4）采取较小的S/D值（短行程）。

（2）减小整个进气管道的流动阻力为了提高充气效率ηv，还要注意减小进气管、进气道、中间冷却器（增压发动机）、化油器（化油器式汽油机）、空气滤清器的阻力。

1）进气道。

2）进气管。

3）空气滤清器。

4）化油器。

2.减小对新鲜充气量的加热3.减小排气系统的阻力4.合理地选择配气相位（1）进气门迟关角（2）进、排气门重叠角的影响（3）排气提前角（4）配气相位的选择配气相位是否合理，应根据发动机的高速性能来决定，主要从以下几个方面综合评定：1）充气效率高，以保证发动机的动力性能。

汽车发动机的节能减排技术研究摘要：发动机的节能减排是产业节能化中十分重要的一个环节，对于汽车发动机的节能减排而言，国家“十一五”计划也提出了节能减排的政策要求，通过技术革命的方式来促进发动机节能减排功能是一个十分重要的发展方向。

本文主要分析了汽车能源分析与发动机节能方法汽车发动机节能减排的实施策略和未来发展趋势，希望能为后续相关产业的发展提供一定的参考价值。

关键词：发动机；节能减排；技术研究当前，我国政府已经向广大群众提供了经济型汽车技术支持，因此，对于这类汽车而言，可以通过发动机改良从而减少二氧化碳的排放量。

要想加快节能减排技术的相关研发，我们就应当重视发动机节能减排的功能推广，同时还要建立发动机节能减排的技术体系，推广使用有节能功效的发动机制造技术等。

1.汽车能源分析与发动机节能方法分析发动机是汽车运行的一个重要装置，它属于整套动力输出的设备，其中包括了变速齿轮，引擎以及转动轴等，同时引擎是整个发动机最重要的部分，也正因如此，许多人也把发动机简单的称为引擎。

然而随着科学技术的不断发展与进步，人们的日常生活也离不开发动机的运作，人们对于发动机的研究也越来越深入，但是归根究底，不论是哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来提供动力的。

以下，我们便从几个方面简要的分析一下汽车能源以及发动机节能的相关方法。

1.1汽车能源以及排气污染问题根据相关的统计数据可知，我国的机动车辆成品油年产量一半以上都是消耗的燃油和机油数量，同时，在这些排放车辆中，大约有三分之二以上都属于高污染物或是高能耗的车辆，其中尾气排放量每年基本都约接近于两亿吨。

纵观当今众多城市，其中产生的各类污染物中机动车辆爱情污染量大约占了三分之二甚至还要多。

从汽车行业来分析，为了顺应与发展社会的发展需求，我们需要将环保型汽车的开发以及研究重视起来，应当借助发动机节能技术的研发，从而使得汽车的能源消耗以及污染物排放量大大降低。

单车的污染排放水平也约为美国的两倍到十倍之间，我国尾气排放中一氧化氮的排放量大约占了百分之三十左右，对于一氧化碳的排放量也达到了百分之八十左右，总而言之，我国的居民生活质量受到汽车尾气的污染比较严重。

汽车维修与发动机构造——第六章进排气系统及排气净化装置第六章进排气系统及排气净化装置进气系统的功用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或纯空气。

组成由空气滤清器和进气歧管组成。

化油器式汽油机－-空气经空气滤清器过滤后，进入化油器，在化油器内与汽油形成可燃混和气，进入进气歧管，然后经进气门进入气缸；直接喷射式汽油机-－空气经空气滤清器过滤后，流过空气流量计，由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合形成可燃混和气，经进气门进入汽缸。

柴油机－-空气经空气滤清器过滤后，进入进气歧管，经进气门进入气缸。

排气系统的功用是尽可能多的把燃烧后的废气排出气缸。

第一节进气系统一、空气滤清器(一)空气滤清器的功用燃油燃烧需要大量的空气。

以普通轿车为例，每消耗1L汽油需要消耗5000～10000L 空气。

大量的空气进入气缸，若不将其中的杂质或灰尘滤除，必然加速气缸的磨损，缩短发动机使用寿命。

实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。

空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。

另外，空气滤清器也有降低进气噪声的作用。

(二)空气滤清器结构空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。

现在广泛用于汽车发动机上的空气滤清器仍有多种结构形式。

1．油浴式空气滤清器2．纸滤芯空气滤清器3．离心式及复合式空气滤清器(三)空气滤清器进气导流管在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积。

但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速，因此，进气导流管只能做得很长。

较长的进气导流管有利于实现从车外吸气。

因为车外空气温度一般比发动机罩下的温度低30℃左右，所以从车外吸入的空气密度可增大近10%，燃油消耗率可降低3%。

二、进气歧管1．进气歧管结构对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气歧管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。