摘要：随着发动机技术的不断进步，发动机生产企业除了在动力性上不断进步之外，发动机的节油、减排能力也已成为很重要的指标。本文通过对发动机的节能原理进行分析，提出了一些节约发动机燃油消耗的措施，对中国汽车节能提出了发展方向。
关键词：发动机；节能；原理；措施
1发动机节能技术的研究现状
我国已对经济汽车型提供了技术上的支持，这样可以通过发动机的改良使每公里的二氧化碳排放量减少，与此同时也对发动机中燃料的要求进行了更加详细的规范，提高汽油等燃料的使用效能，在减少引擎摩擦、保持引擎洁净方面，经济型汽车当仁不让的占据重要地位，不仅如此，还能使燃料充分燃烧而带来环境效益。中国的乙醇生产量和使用量都非常大，虽然已经在节能减排技术上取得了很大的进展，但是对于汽车发动机的节能减排技术还需要不断探索和发展下去。就技术研究来说，电控喷射系统的硬件要进一步更新，以保证他更加节省能源，采用多气门技术是控制发动机节能的保证，增加气门数量对节能减排有非常大的作用。总的来说，全面采用多气门技术和汽油直喷技术对发动机的节能减排具有重要的推进作用。
2发动机节能的原理
2.1减小进气系统的流动损失。①减小进气门处的流动损失。可通过增大进气门的直径，选择合适的排气门直径；增加气门的数目，采用小气门；改善进气门处流体动力学性能，减小气门处流动损失；采用S（活塞形成）/D（缸径）值较小的发动机等措施可以减小进气门处的流动损失。②减小整个进气管道的流动阻力。进气道应该有足够的流通截面积、表面光滑、拐弯小、多段通道连接要对中；进气管应该有足够的流通截面积、表面光洁，避免急转弯和流通截面的突然变化；空气滤清器的阻力应随结构和使用时间的延长而不同。
2.2减少对新鲜充气量的加热。凡是能降低活塞、气门等热区零件的温度和减小接触面积的措施都是有利于减小对新鲜充气量的加热。
2.3减小排气系统的阻力。减少排气系统中排气门座、排气道、排气管、排气消声器的阻力，对降低排气压力、减小排气损失均有利。
2.4合理选择配气相位。配气相位是否合理主要根据以下几个方面来判断。①充气效率高，保证发动机的动力性能，主要由进气门迟闭角决定。②必要的燃烧室扫气，以保证降低高温零件的热负荷，使发动机运行可靠，主要由进气门迟闭角决定。③合理的排气温度，主要由排气提前角决定。④较小的换气损失、以保证发动机的经济性，主要由进排气门重叠角决定。
3发动机节能技术
3.1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。
3.2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.。
3.3可变压缩比技术
采用可变压缩比技术对于自然吸气发动机，在部分负荷情况下压缩比可以设计高一些；对于增压发动机在增压压力比较低的低负荷情况下，适当降低压缩比，使压缩比随发动机负荷的变化连续调节，这样可以避免爆燃，又提高了在高压缩比情况下中低负荷的工作效率，增加了动力性能，提高了济性，保证了发动机工作效率的最大化。
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改变发动机压缩比的方法有改变燃烧室的容积和改变活塞行程。
3.4汽油机直喷（GDI）技术
是通过高压供油系统将汽油直接喷到燃烧室内与空气混合、燃烧。与传统汽油机相比，GDI发动机能有效降低发动机的未燃碳氢化合物的排放；提高了燃烧室内空气的质量；提高发动机的压缩比，从而提高发动机的热效率；GDI使发动机能很容易实现分层燃烧，从而降低燃油消耗率。
3.5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。
3.6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。
3.7电子节气门技术
汽车电子节气门技术（ETC）淘汰了传统加速踏板采用拉索或杠杆机构，与发动机节气门之间进行直接的机械连接，通过增加相应的传感器和电控单元，实现精确控制节气门的开度。该技术可以实现发动机转矩和空燃比的精确控制，有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染。
3.8陶瓷发动机
为了减小发动机能量损失中占绝大部分的冷却损失和排气损失，一般采用取消或部分取消冷却系统的方法，并使用陶瓷等耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻和强度高等特点的隔热材料或其他方法减少燃烧室内热量的散失，使发动机在更高的工质温度下工作；利用排气能量。
3.9汽油机燃油喷射与点火系统的电子控制技术
在汽油机电控燃油喷射系统中，电控单元主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器信号对喷油量进行修正，使发动机在各种工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性；汽油机电控点火系统（ESA）根据相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最佳的点火提前角点燃可燃混合气，从而改变发动机的燃烧过程，实现发动机动力性、经济性和排放性的提高。
4汽车发动机进行节能改良的措施
4.1对汽车发动机转速的模糊控制的研究
控制系统的动态模式的精准度是评价控制好坏的重要标准，详细的系统动态信息是达到精确控制的关键。对于不易看懂的系统，变量过多往往难以快速的描述系统动态，从前的控制理论对于系统的明确有强大的控制力，但对于不易看懂的系统则束手无策，因而就需要用模糊的数学来解决这些问题，对于模糊推理的环节也需要进行一定的仿真计算，而闭环控制仿真计算和模糊合成算法是模糊计算的独特计算方式。
4.2对汽车发动机自动化系统的研究
从制定系统化控制出发，有助于提高发动机的自动化水平，很好的开发机动化的性能。在硬件集成上， 通过接口总线对系统功能进行扩展，在发动机系统中建立比较集中的电控发动机，使开发装置得到更好的校正，这样就可以实现电控发动机自动化标定实验。实验中主要对发动机的软件系统进行设计，提出相应的流程、模拟配置及通道动态配置等设计方案。系统设计过程中有明显的灵活性和可扩展性的特点。具体来说可分为简单的模拟发动机的冷却冷却技术实验，二是自动化发动机控制中考虑设备控制器的波形与三角载波相比较以此来确定信号状态。
参考文献
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论文作者:庞连红
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/9
标签：发动机论文; 技术论文; 系统论文; 气门论文; 节能论文; 损失论文; 压缩比论文; 《基层建设》2017年第11期论文;