浅谈汽车发动机的发展

钟宏昊 孙佳辉

【摘    要】随着我国经济的不断发展，市场需求的逐渐扩大，汽车走进千家万户。而在世界经济朝向环境友好型发展的大背景下，汽车的心脏——汽车发动机也在不断的革新升级。

【关键词】发动机  汽车  发展

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.10.121

发动机是指通过消耗能源产生机械能推动机械设备运行的结构，是一种能够把其他形式的能转化为机械能的机器。初期的发动机——蒸汽机，就是通过燃料燃烧使水沸腾产生水蒸气来推动叶轮运动产生机械能。经过长时间的发展，发动机有了更多具体的分类，外燃机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机，在日常所见到的大型机械设备，如汽车、船舶等都是由发动机充当设备的心脏，在工业、农业以及运输产业充当提供动力的角色。

而本文所要讨论的汽车发动机是为汽车提供动力的装置，能够决定汽车多方面的性能，如动力性、经济性、稳定性。根据动力来源不同，汽车发动机可分为柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等。

随着近年来经济的发展、居民收入水平的提高，我国汽车需求量不断提高、汽车市场也不断扩大，这也刺激着发动机产业的研发和进步。而影响汽车发动机不断进步发展的因素需求，环境、能源等。

一、發展现状

汽车发动机的技术随着其他相关技术的发展不断革新完善，其性能、设计、控制水平等多方面的能力都有了大幅度的提高，但发动机的本质依然是能量的转换，将其他能量转化为机械能。就目前汽车发展至今，最常见的内燃机来说，汽油机、柴油机已经是成熟产品，伴随着发展需求因素的增加，内燃机的发展会根据这些因素发生一定的变化，但是其机构形式和技术参数不会有根本性质的改变。技术相对成熟的内燃机现在一直发挥着十分重要的作用。但即便如此，其仍旧存在着致命的缺点——内燃机燃油效率低。目前主流的量产汽油内燃机的直接燃油效率在30%上下，有少数量产发动机可以达到40%左右，比如BMW等先进量产的汽油发动机。内燃机大多数的能量会以热能、尾气等形式流失，在资源紧缺的当下，这是急需解决的问题。

目前我国已经是内燃机的生产和使用大国，但我国内燃机自主研发水平与发达国家比仍旧有一些差距。我国内燃机事业发展起步较晚，许多核心技术水平还不能达到相关标准。

如今全球资源紧缺，全球经济朝着环境友好的方向发展，与汽油机和柴油机相关的废气能量利用技术、高效清洁燃烧技术、先进的排放控制技术等一系列相关技术标准不断提高，越来越多的搭载电动机或是混合动力汽车发动机的新型汽车相继问世。电动汽车以其节能、环保、高效的优点已经成为汽车发展领域的热点主题。

当然，研究搭载电动机的汽车固然能够缓解汽车行业目前严峻的环境资源问题，是降低城市污染的有力技术，但是电动汽车的发展仍然存在很多问题：

（一）价位较高

在同等配置情况下，搭载电动机的电动汽车相较于搭载传统发动机的汽车价格较高，除了昂贵的动力电池之外，车主还要考虑充电成本，如果自家安装充电桩，则需要额外缴纳另一笔费用，并且这一笔费用价格不低。且目前电动汽车的保值率比较低。

（二）续航能力有待提升

电动汽车的续航能力一直是车主选择电动汽车的一大重要考虑因素。电动汽车续航里程达不到燃油汽车水平，除了电池本身容量以及电动机对于电能利用率之外，电池在低温环境中、严寒天气下都会导致电池的续航能力下降。而选择容量更大的电池也就意味着车身的重量增加。

（三）安全性能需进一步加强

就目前发展状况，电动汽车在行驶过程中的安全系数比搭载电动传统内燃机的汽车低，尤其是在发生碰撞或者是进水的情况下。电动汽车安全事故的主要表现是电池热失控。当失控情况发生时，瞬间可将温度升温到几百度，随着电池组温度升高，会产生起火或者爆炸等危险状况。

由此可见，电动机的发展虽然是大势所趋，但仍旧有一系列问题需要被解决。

二、发展趋势

随着公众对全球气候关注度的增加，将给发动机产业带来更大的压力。二氧化碳减排，提升尾气排放标准，都是对汽车发动机发展更高的要求，汽车发动机必须向着轻量化、高利用率、低排放的方向发展。虽然新能源汽车在发展，但目前电动机所存在的弊端也不容忽视，与电动机相比，内燃机在某些方面仍然具有极大的优越性。由此可见，在电动机并行发展的同时，内燃机依然会占有十分重要的地位和作用。

另外也应该看到，城市基础交通建设覆盖面越来越广、交通建设越来越完备以及增长型城市的交通问题日益严重，家庭购入汽车的闲置时间不断增加。发动机的发展也要适应人们使用汽车、使用发动机的频率。

除此之外，汽车所搭载的发动机安全系数提高、价格适当降低等诸多因素都会随着时代发展而逐步实现。

三、总结

今后发动机的发展仍会朝着环境友好的方向发展，在提升发动机多方面性能的同时，会提升其燃油效率。电动机的设计也会越来越完善。当然，当下技术的发展更需要掌握多种技术的融合型人才，对人才的培养也很重要。

参考文献

[1]王耀南，申永鹏，孟步敏，李会仙，袁小芳.车用汽油发动机电子控制系统研究现状与展望[J].控制理论与应用，2015，32（04）：432-447.

[2]周宇昊，丁小川，王思文，石永峰.浅谈国内燃机发展现状及未来趋势[J].发电与空调，2013，34（06）：40-43.

[3]孙远涛，张洪田.丰田普锐斯混合动力汽车发动机的技术特点分析[J].黑龙江工程学院学报（自然科学版），2011，25（04）：13-15+22.

[4]陈立新，刘福建，何玉灵.汽车发动机智能故障诊断研究综述[J].制造业自动化，2008（10）：54-57.

[5]李西秦，刘冰.国内外燃气汽车发动机研究动向[J].车用发动机，2008（S1）：8-11+16.

[6]于秀敏，杨世春，高莹.降低汽车发动机排放的技术[J].汽车工程，2002（05）：445-450.

[7]卢广峰，郭新民，孙运柱，尹克荣，牟晓玉.汽车发动机冷却系统的发展与现状[J].农机化研究，2002（02）：129-131+134.

[8]黎建功.国内外汽车发动机技术发展趋势[J].四川工业学院学报，1995（03）：46-48.