工程机械用发动机技术特点分析

陈山山 刘凡

【摘 要】在工程机械发动机领域中，由于国家各项法规的出台，普通的增压技术和自然吸气技术已经不能满足当今社会发展的需求，所以就研发出一些新的技术，来改变当时的落后的局面。本文将对工程机械用发动机技术特点进行分析，以供参考。

【关键词】发动机；工程机械；技术特性

中图分类号：U464 文献标识码：A

引言

发动机在进行运作期间对能源进行燃烧，且会释放出大量的热量和二氧化碳，这些没有用的气体不但可以带走一定的热量，也会降低整体发动机的功率，同时也会给四周的环境带来一定的污染。因此，汽车发动机使用到全新的技术是非常重要的。伴随着当前技术的不断发展，很多企业都在进行技术上的革新，并对相关汽车发动机的新技术进行了运用，在提升发动机整体工作效率的同时，也推动了该行业的不断发展，为能源的节约、环境的保护做出了一定的贡献。

1排放标准升级

随着经济的发展，面对严峻的环境污染现状，环境保护日益受到全社会的重视，社会环保标准逐步提高，而车辆排放标准升级也被提上了日程。排放标准的升级势必增加发动机的制造成本以及运营和维护成本。实现从Ⅱ阶段到Ⅲ阶段的转变，过渡期发动机的成本要增加20%?30%，目前发动机增加的成本主要靠生产企业和用户来消化。排放标准的升级需要以设备技术提升为基础，而提升的关键点就是发动机。国Ⅱ升级到国Ⅲ，要满足该标准的排放限值要求，需要采用共轨、单体泵等车用机Ⅲ阶段的技术。目前，我国工程机械所配备的发动机大部分来自于进口，而国产发动机的技术水平也在不断提升。所以就排放问题而言，技术难度并不是最突出的问题。

2技术介绍

2.1双涡轮增压技术

传统的单涡轮增压器一般在转速1500n/min时才能开始介入，所以在这阶段以前增压器都是处于不工作状态，为了弥补增压滞后和动力不足的问题，可以采用双涡轮增压，让其共同作用，这样进气效率会大幅度提升，增压效果更加显著。双涡轮增压器由一个大涡轮和一个小涡轮组成，高转速时大涡轮工作，低转速时小涡轮工作，无论哪个转速下，都会提供所需的充气压力，从而获得更多的进气量。结果，性能超过传统的单涡轮增压器。

2.2VCR技术

VCR技术目的就是提升涡轮增压发动机的动力性和燃油经济性，完成可靠的动力输出，满足整车的性能要求。所以具备了节能减排的效应。原理介绍：我们知道，在涡轮增压发动机中是最容易产生爆震问题，为了防止此问题的发生，在设计时压缩比低于自然吸气发动机，这样导致热效率降低，燃油经济性下降。在涡轮增压发动机中，增压介入很慢，在低压缩比条件下扭矩上升很慢，形成所谓增压滞后现象，为解决这问题，可变压缩比是重要的方法，在增压压力低的低负荷工况使得压缩比提到与自然吸气式发动机压缩比相同，甚至更高，在高增压的高负荷工况下适当降低压缩比。目前全球主要有几种可变压缩比项目在研究，例如萨博的可变压缩比技术，法国MCE—5可变压缩比技術，日产多连杆可变压缩比技术，保时捷可变压缩比技术，戴姆勒奔驰可变压缩比技术。

2.3混动技术

伴随着汽车发动机技术的不断发展，随之而来的就是能源的消耗。在当前新能源汽车发展的势头下，混合动力汽车也得到了非常快速的发展。国外众多老牌汽车制造厂商也纷纷推出了混合动力汽车等相关的技术。混动技术当中，主要是将电动机和相关辅助动力单元进行组合，进而来为汽车提供相应的动力，辅助动力单元一般都是微小型的发动机组。这一种技术相较于传统的发动机而言，在体积上小了很多，它的动力来源一般都是由电动机等系统来承担的。这一种混动设备在发挥发动机最强工作效率的同时，也可以有效延长发动机工作的时间。并且，这种发动机系统同时也具备无污染、低噪音的优点，与传统的发动机相对比，其在热利用率上提升了10%左右，废气的排放也得到了30%左右的改善。混动发动机一般都是使用油、电混动来为发动机提供动力。这一技术的优点在于汽车启动和停止时，只靠电机来带动，如果不达到一定的时速，发动机就不会运作。所以，这样可以让发动机随时都保持在最佳的运动状态，使得发动机动力性能随时保持良好，降低了排放量。同时，电能都是来自于燃料发动机，就只需要加入燃油即可。混动发动机按照燃油的不同，可以分为汽油混动、柴油混动、气电混动等三种。在当前我国的市场当中，混动汽车主要是以汽油混动的为主，且从世界范围来看，柴油混动的汽车发展非常迅速。

2.4电控技术

这些年来，国内的汽车汽油机相关单位已经在使用更为先进的技术，如四气门、液压挺杆、铝合金气缸体等等。另外，可变气门升程、汽油机缸内直喷等技术也在多个汽车品牌当中得到了很好的运用。相关企业在这些新技术的基础上，也慢慢地在向着电能方向发展，把电转化成为汽车驱动的能量，以这样的方式去有效地解决能源浪费的问题。在汽车当中使用电控技术可以更加有效且准确地对发动机进行控制，在这个技术当中再结合信息化和互联网等技术，从而就使得汽车发动机在不断的发展当中慢慢地向着智能化方向发展，而这所有的努力都是为了提升发动机的功率，提升整体汽车性能，进而让民众们在使用汽车时可以获取更加安全、满意、舒适的体验。

2.5启停技术

启停技术工作原理是，当车辆因为拥堵或者遇到红绿灯停止行进时，踩一下制动踏板后停车摘挡。此时Start/Stop系统开始检测信号：1）、发动机空转且没有挂挡；2）、防锁定系统的车轮转速传感器显示为零；3）、电子电池传感器显示有足够的能量进行下一次起动。三个条件缺一不可，同时检测到发动机才能够自动启停。手动挡车驾驶员踩下离合器，随即就可以起动“启动停止器”，并快速地起动发动机。自动挡车，只要一松开刹车，或者转动方向盘，发动机启动，踩加速踏板起步，整个过程都处于D位状态。目前不仅在豪华车上已经采用，很多国产车上也很多开始采用，它的核心在于自动控制熄火和起动，这项技术可以有效降低发动机怠速空转的时间，在走走停停的交通状况下可以降低排放，还可以提高燃油经济性。

2.6轻量化技术

实现轻量化在几个方面进行开展，采用新材料，通过降调质量密度实现降低质量，另外缩小体积，还有采用拓扑优化方案进行减重。缸体、活塞、缸盖、进气歧管、摇臂、发动机悬置支架、发动机散热器等都采用铝合金材料。缸体还采用了拓扑优化进行了减重，活塞还采用减重坑设计（见图1），连杆、曲轴正在试验采用钛合金材料的，质量轻，并且强度大。这些新技术都为汽车节能减排、提高效率奠定了良好基础。

小型化的，例如1.4L、1.2L、1.0L这样小排量的发动机投入市场。数据表明，整车质量降低10%，燃油效率可提高5%-8%；质量每减少100kg，百公里油耗可降低0.3-0.5L。发动机在汽车上占有较大比重，因此，小型机轻量化技术将成为主流。

结束语

伴随着当前全新发动机技术的不断出现，其中节能、环保理念得到了高度重视。同时，这一理念才是以后汽车行业发展的关键。就世界范围内汽车产品的发展来看，发动机技术的发展正在向着性能优异的方向前行，以更好的经济性和动力为发展的目标。各种节能、环保高性能发动机的出现，为当前汽车市场带来了全新的动力，同时这也是以后发动机发展的主要趋势。

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