摘要：汽车从发明到现在只是短短的100多年，但汽车的技术的发展牵动着社会科学技术的发展，对人类文明的发展有着不可忽略的影响。近年来随着机械及电子行业的飞速发展，现代汽车也不断地更新换代，采用新技术，这些新技术主要包括：汽车发动机技术、汽车新能源、现代汽车转向技术、汽车驱动防滑技术、汽车新型悬架、汽车新材料、汽车安全技术、以及汽车现代设计方法等。现简要介绍目前国内外外现代汽车发动机新技术以及零部件采用的相关新技术。

关键词：发动机  零部件  新技术

Abstract: Just short of more than 100 years from the cars are invented to now, but the car's technical development affects social science and technology development, and has great effects to the development of human civilization. In recent years, with the rapid development of mechanical and electronic industry, modern automobile also adopt new technologies and constantly upgrading, these new technologies include: automotive engine technology, auto new energy, modern automotive steering technology, auto drive torque technology, auto new suspension, automobile new materials, auto safety technology, and automotive modem design methods, etc. Now are briefly introduced the modern automobile engine technologies and the related new technologies that the parts are adopted at home and abroad.

Key Words: engine   parts   new technology

1汽车发动机新技术

1.1缸内直喷技术（GDI）

　　缸内直喷技术（GDI），燃油以细微滴状的薄雾方式进入汽缸，而不是以蒸汽的方式。这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变为可燃蒸汽时，实际上对发动机的汽缸起到了冷却的作用。这种冷却作用降低了发动机对辛烷的需要，所以其压缩比可以有所增加。而且正如柴油一样，采用较高的压缩比可以提高燃料的效率。采用GDI技术的另一个优点是它能够加快油气混合气体的燃烧速度，这使得GDI发动机和传统的化油器喷射发动机相比，可以很好地适应废气再循环工艺。

　　采用计算机来模拟进出燃烧室的燃料和空气流的情况是一项突破性的技术。燃烧室和活塞的形状、喷油脉冲的能量和方向、活塞和发动机热量的运动情况都会影响油气混合物雾滴的位置。这项技术采用了指燃油分层喷射。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。

　　大众FSI(汽油直喷技术)发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室的火花塞周围。如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

　　FSI特点是：能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。

　　FSI发动机按照发动机负荷工况，基本上可以自动选择2种运行模式。在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧。在这两种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同，真空作动用的开关阀进行开启/关闭。在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中，燃油则是在进气冲程中喷射。理论空燃比的均质混合气易于燃烧，不必借助涡流作用，因此，由于进气阻力减少，开关阀打开。而在全负荷以外，进行废气再循环，泵吸损失，由于直喷化而使压缩比提高到12.1，即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中，仍能降低燃油耗。进一步说，在FSI发动机中，在低负荷与高负荷之间，作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧，在这种运行模式中，燃油在进气冲程喷射，并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流，开关阀被关闭。这时，阻碍燃烧的废气再循环（EGR）暂不进行。与均质理论空燃比燃烧不同的是，吸入空气量超过燃油的喷射量.所以实际上FSI发动机有三种工作模式：分层稀薄燃烧，均质稀薄燃烧，均质理论空燃比燃烧。

 1.2共轨燃油喷射系统（CRS）

　　共轨系统将燃油压力产生和燃油喷射分离开来。共轨系统与之前以凸轮轴驱动的柴油喷射系统不同，共轨式柴油喷射系统将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开。电磁阀控制的喷油器替代了传统的机械式喷油器，燃油轨中的燃油压力由一个径向柱塞式高压泵产生，压力大小与发动机的转速无关，可在一定范围内自由设定。共轨中的燃油压力由一个电磁压力调节阀控制，根据发动机的工作需要进行连续压力调节。电控单元作用于喷油器电磁阀上的脉冲信号控制燃油的喷射过程。喷油量的大小取决于燃油轨中的油压和电磁阀开启时间的长短，及喷油嘴液体流动特性。

　　最近2年，匹配直喷柴油发动机的轿车在欧洲得到了显著发展，有着高效和出色的燃油经济性，并降低了发动机噪音。直喷柴油发动机使用的是泵喷嘴系统，国内生产的1.9TDI宝来就应用这一系统，最高喷射压力可达到1800巴。泵喷嘴直喷系统好虽好，但燃油压力不能保持恒定，随着排放控制的更加苛刻，就需要更高及恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制，于是众多制造商们就把优点更多的柴油共轨系统作为柴油发动机的发展方向。这一系统有很高的燃油压力，并能提供弹性燃油分配控制，通过ECU灵活地控制燃油分配、燃油喷射时间、喷射压力和喷射速率。通过对以上特性的控制，共轨已经使柴油机的响应性和驾驶舒适性达到了汽油发动机水平，同时它具有着显著的燃油经济性和低排放特性。

　　由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式分配泵的发动机，燃油系统压力与发动机转速呈线性关系，在发动机低转速时形成燃油压力不足，而共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率。由于压力的形成与喷射过程分离，使发动机设计人员在研究燃烧和喷油过程时获得了更大的自由。可根据发动机工况的要求调节喷射压力和喷射正时，使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧，所以既使是在很低的转速也能获得大扭矩。预喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了更大的进步。

　　第一代共轨高压泵总是保持在最高压力，导致能量的浪费和很高的燃油温度。第二代可根据发动机需求而改变输出压力，并具有预喷射和后喷射功能。预喷射降低了发动机噪音：在主喷射之前百万分之一秒内少量的燃油被喷进了气缸压燃，预加热燃烧室。预热后的气缸使主喷射后的压燃更加容易，缸内的压力和温度不再是突然地增加，有利于降低燃烧噪音。在膨胀过程中进行后喷射，产生二次燃烧，将缸内温度增加200～250℃，降低了排气中的碳氢化合物。由于其强大的技术潜力，今天各制造商已经把目光定在了共轨系统第3代——压电式(piezo)共轨系统，压电执行器代替了电磁阀，于是得到了更加精确的喷射控制。没有了回，在结构上更简单。压力从200～2000巴弹性调节。最小喷射量可控制在0.5mm3，减小了烟度和NOX的排放。

2零部件新技术 

2.1复合陶瓷制动盘 

复合陶瓷制动盘要比传统的灰铁制动盘的重量轻30%以上，可提供恒定的制动效能（无任何衰减效应）以及延长车辆的使用寿命。

1）优点：复合陶瓷制动盘在所有应用条件下都可确保具有高摩擦系数。在急促而拖长的减速过程中，制动盘所经受的热量不影响复合陶瓷材料的摩擦系数。该摩擦系数总是恒定不变的，这是使用传统铸铁元件很难达到的。此外，复合陶瓷材料的硬度保证了制动盘的寿命与该轿车的寿命几乎一样长，因为制动盘的表面从来不腐蚀，甚至在严冬过程中与路面上的水或喷撒的盐的溶液相接触也是这样。

2）应用障碍：主要是目前的产量很低、成本较高。

3）采用车型：各种高性能的轿车上普遍采用该技术，例如法拉利、奔驰55AMG以及保时捷911。Formula的一种赛车也使用了该技术。

2.2塑料件漆膜粘接新工艺

1）基本原理。该工艺不是将油漆喷撒到各种零件上，而是通过一种化学方法，在注塑成型机中将漆膜粘接到各种塑料件上。目前在该技术的开发方面，引领潮流的是克莱斯勒公司的工艺部门。他们认为，在未来十年内，他们将具有制造轿车整体塑料车身、使用模压的漆膜进行装饰的技术。 

2）应用障碍。数十年来，对喷漆所造成的高额费用和环境危害，汽车工业一直在寻找可以替代的解决办法。某些漆膜方案和计划已显示出它们的前途与希望，但是在汽车制造商们所喜欢的金属色调的创新方面，还没有获得广泛的接受。某些系统和设备还不能处理保险杠、三角窗等复杂形状的零件部。在其他工业中所使用的漆膜，不能与轿车制造商们所应用的各种金属漆的颜色设计方案相互匹配，或者说轿车所要求的是透明的涂层。

举例来说，通用汽车公司目前在美国将漆膜用在了雪弗莱TrailBlazer各种车型的某些外部装饰件上，但形状复杂的零部件并没有使用。福特汽车公司在制造它的各种Think牌电动轿车时，使用了一种模压的、带有颜色的塑料车身，但该车的表面让人觉得缺少光亮性。克莱斯勒公司的漆膜粘接方案很值得注意，因为他们的研究是以一个具体的轿车车型为攻克目标并取得初步成功的。

3）技术优势。塑料件漆膜粘接将为汽车制造商们节约巨大的成本。克莱斯勒集团车身外部塑料件项目高级专家NippaniRao称，如果对一个新的工厂，投入5~6台注塑成型机，那么漆膜的项目就落实了，如此可省下喷漆车间5亿美元的投资（在一般装配厂中，喷漆车间的建造费用为5亿美元左右）。

4）采用车型。该漆膜粘接工艺方案已于2004年投入生产，在美国道奇品牌的尼昂轿车前面使用了白色的饰条。在2005年的车型上，车的前端和后端饰条都使用了白、红、黄三种色调，此后还陆续使用了另外7种颜色。另据称，在尼昂轿车上应用该技术，使得一辆汽车的生产成本节省了200多美元。

2.3镁合金的应用

镁在航空工业中已使用了很多年。虽然镁合金比铝大约轻30%，但因为镁合金的价格是铝的两倍，故在汽车上应用还是近几年的事情。镁既可以通过热转换进行生产，也可以通过电解工艺进行生产。

目前在汽车工业中，镁压铸件的使用规模有限。绝大部分镁合金用于仪表板和传动系零部件的制造。当然某些轿车制造商，例如奔驰公司已开始应用各种镁质板的构件对车身结构进行加强。

从最新的研究来看，未来镁在汽车上的主要用途可能是各种镁质的缸盖和变速器外壳。专家预计，汽车上应用镁的潜在增长率在欧洲大约每年为15%，在美国大约为10%。

1）应用障碍。成本以及有关耐久性寿命的相关问题是当前面临的主要障碍。生产厂家正在研制开发更好的抗腐蚀镁合金。

2）主要采用车型。奔驰公司的CLK和SL已使用镁材质的车门。当镁挤压件可以更广泛地应用时，奔驰公司将会随即使用该材质的缸盖和变速器外壳，最终将使用该材质的保险杠。

2.4电子驻车制动器

电子驻车制动器替代传统的手制动器可以防止车轮爬山时向下滚动。如果与距离传感器系统配套使用，在密集的场所还可以使驻车更容易。由于它是一个高效的、使发动机停止运转的停机装置，因此，它还可以充当防盗装置。

1）基本原理。当轿车起动并且发动机达到了行车所需要的扭矩时，电子驻车制动器自动脱开；在其静止时电子驻车制动器又重新锁止。通过仪表板上的开关，该装置也可以脱开。如果替换传统的手制动杆，该系统可以节省内部的空间，这使得仪表板有了重新设计的可能。

2）应用障碍。主要来自驾驶人员的短期阻力和抵触，驾驶员们感觉使用传统的手制动器更加安全。

3）采用车型。电子驻车制动器首先出现在学校校车和公共交通运输的公共汽车以及各种房车上，现在已用于高档的各种轿车上，诸如宝马7系列、美洲豹S型和XJ型、林肯LS型以及雷诺的Vel Satis型。预计未来五年，该技术有可能应用于各种主流车型。

3.结论（个人见解）

对于上述关于汽车的这些新技术，诚实地说知之甚少，之前只是了解点儿，我仅凭对上述描述的理解发表一下个人见解。

1．发动机   

它不再是单纯的机械作用和运动，而是把机械和电子技术等结合在一起，所涉及的领域越来越广。使发动机技术越来越成熟、先进。减少对能源的过度损耗和对环境的污染，同时为人们提供安全稳定的驾驶性能。

2.零部件   

汽车的零部件相当之多可想而知，因此它所应用的技术也就更多。我认为主要包括三个方面：材料，工艺，技术。从材料上，不断的开发使用轻便、高性能、可分解或回收的等具有众多优点的材料；从工艺上，随着计算机等电子技术的发展、化学及机械水平的提高，使得汽车零部件更加精密，生产的自动化程度越来越高；从技术上，主要是为了提高汽车的性能应用些其他技术领域的功能，或设计些独具匠心的结构。

参考文献

[1]  “iask爱问·共享资料”（http://ishare.iask.sina.com.cn/）

[2]  百度百科 (http://baike.baidu.com/view/3819335.html?tp=0_11)

[3]  张西振，汽车发动机电控技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004.  

[3]  张葵葵，电控发动机原理与检测技术[M]. 北京：机械工业出版社，2007.

对的本课程的见解

这门课的课时并不长，但我仍有不小的收获和心得。

从重要用性这一方面来说，这门课程对我来说无意是非常有用的，它使我从理性方面更进一步地了解了汽车发动机的发展历程、内部结构、工作原理及其应用的先进技术，不是只停留在感性认识上。但是从趣味性这一方面来说，不乏有点儿枯燥无味，因为逻辑性太强了，大部分是理性的东西，接受起来有点儿费劲。我想这可能就是“鱼和熊掌不可兼得”的道理吧，科学本来就是一件严肃的事，必须严谨，只有这样才能进步。

在此，非常感谢老师耐心的讲解和对我们的谅解。下载本文