汽车发动机的节能减排技术

何书齐

摘 要：随着环境污染问题越来越严重，社会和国家越来越重视大气污染和全球变暖问题，而汽车发动机排放是环境污染之一。降低发动机排放技术的研究必是汽车行业的重中之重，只有做好减排工作，才能降低环境污染，维护人民的身体健康，保护好人类赖以生存的家园。这是国家政策的需求，也是我们应该履行的义务。

关键词：汽车发动机;节能减排;技术

随着人们物质生活水平的不断提升，近年来，我国汽车市场需求量开始呈逐年上升趋势，在此情况下，也加剧了发动机生产企业的市场竞争。随着国家环保法规的实施，国家对汽车发动机的要求不仅仅局限在其动力和性能等方面，也对其节能减排能力提出一定要求，而这也为我国汽车行业未来发展提供了重要方向，广大发动机生产企业更要提升对这一问题的重视程度，从而在不断提升自身市场竞争力的同时，实现可持续稳定发展。

1 汽车发动机尾气排放的危害

燃油汽车以石油产品作为动力能源。如果燃油能够得到充分燃烧，那么就只会产生少量有害气体，汽车尾气排放的危害程度低;但如果燃油燃烧不够充分，就会产生有害气体（二氧化硫、一氧化碳、含氮化合物等）和微粒。这些有害物质不仅刺激人类器官，导致头疼、眩晕，甚至是癌症，而且增加大气污染，破坏生态环境平衡。日常生活中遇见的酸雨，PM2.5急剧升高、雾霾天气等，都是与汽车尾气排放污染密切相关。

2 汽车发动机的节能减排技术

2.1 可变气缸技术（VCM）

可变气缸技术也称可变排量技术。因为在日常的开车驾驶中，有时候并不需要发动机大功率的输出，特别是在一些大城市遭遇堵车的时候，大排量多气缸的组合就有点浪费了。而可变气缸技术就是在发动机工作在小负荷状态时，通过一系列的方法让一部分气缸停止工作，而另一部分气缸继续正常工作。具体的方法主要有两种（对发动机停止供油和停止供气），这两种方法也是目前众多汽车厂家用的比较多的方法。现阶段，具有代表性的可变气缸技术有VCM、MDS、DOD、ACT等。下面，笔者将针对VCM这种可变排量技术进行具体的分析。

VCM的工作原理是通过VTEC系统在特定情况下，关闭指定气缸的进、排气门，以此来终止这些气缸的工作。具体的工作过程就是利用电子控制技术，采用专用的一体式滑阀。在接收到来自于系统电控装置发出的调节指令后，滑阀会有选择地将油压导向特定气缸的摇臂。然后，同步活塞在上述油压的推动下，实现摇臂的连接和断开，从而达到关闭进、排气门的目的。在关闭气门的同时，这些气缸的燃油供给会被动力传动系控制的模块来切断，最终使这些气缸停止工作。这样一来，就实现了在特定情况下，部分气缸工作，而另一部分气缸不工作的目的。这里需要特别指出的是，在VCM系统中，非工作气缸的火花塞还是会继续点火。其目的是降低火花塞的温度损失，避免非工作气缸重新投入工作时因为不能完全燃烧而造成火花塞油污的现象发生。VCM技术的主要优点是在特定情况下关闭部分气缸，有利于燃油效率提高，在一定程度上提高了燃油经济性，同时也降低尾气排放水平。VCM系统虽然在节能减排方面有着巨大的作用，但是其系统在设计方面还需要考虑更全面一点，有待进一步的优化提高。

2.2 电子节气门技术

该技术的产生，能够使发动机节气门之间进行有效连接，通过增加电控单元和传感器，实现对节气门开度的精准控制，此外，电子节气门技术还能实现对发动机空燃比和转矩的有效控制，从而大幅度提升汽车行驶经济性、平稳性以及动力性，有助于节约能源、保护环境。

2.3 可变进气歧管技术

实践过程中，需要结合发动机负荷以及转速的变化，对进气道长度进行改变，在转速较高时，一般可将进气道变短，以免产生较大的进气流动损失，提升发动机的运行效率。在低负荷、低转速的状态下时，可将进气道延长，增加管内空气流动动力，加快进气速度，提升充气效率，如此可最大限度的提升输出功率，增加转矩。常见的可变进气歧管技术包括可变进共振技术、可变进气歧管长度技术。

2.4 電能

汽车使用电能代替原有的石油能源。作为储能的动力电池，如锂电池、三元电池，已经被整车厂用来生产纯电动和混合动力车辆。虽然电动续航里程小，动力电池成本高，但纯电动和混合动力车发展前景非常可观，一旦动力电池技术成熟，将彻底解决汽车的排放污染问题。现在仍需加大动力电池的研发，降低材料成本，提高电池能量密度，从而增加电动续航里程、减少电池重量和百公里耗电量，提高经济性。

3 汽车发动机节能减排技术的未来发展趋势

随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，汽车发动机在节能减排方面可能朝着智能化和网联化的方向发展。未来的发动机节能减排技术的实现可能不再需要复杂的结构来满足，智能化的硬件设备将代替之前这些技术中的某些复杂结构。同时这些智能化的设备也会通过从发动机中采集的实时数据来进行更精确的决策和调控，使发动机的尾气排放量尽可能降到最低。而网联化则可以通过互联网大数据的分析，在实时地获取汽车所在的地理位置及这个位置的路况信息之后，及时地反馈给发动机的相关决策系统进行分析计算，最终根据计算结果及时地调整发动机的某些参数来实现减少排量。

4 结语

先进的发动机技术在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。纵观世界汽车产品技术的发展，汽车发动机新技术正以优异的性能，更好的经济性和动力性为方向得到日益广泛的重视和发展，各种轻量化安全性高性能高环保低油耗的发动机将更加适应社会的发展，将成为发动机发展的主流方向。

参考文献：

[1]孙凤艳，邓小芝，刘英.车用发动机节能减排技术专利发展态势分析[J].汽车工业研究，2016（11）：141-146.

[2]史永基，高雅利，王宇炎等.新能源汽车节能减排技术研究进展（I）——发动机系统[J].传感器世界，2015，17（07）：614-131.