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简析汽车发动机发展现状及未来发展趋势
作者：曹云波
摘要：由于石油短缺和环保的双重压力，整车及发动机生产企业纷纷投入巨资进行各种高燃效、低能耗、低排放发动机的研发，因此，节能环保型的发动机将成为未来大发展趋势。 关键词：发动机 发展现状 未来发展
中国的汽车制造业发展迅猛，并且仍具有强大的发展空间，在汽车市场快速增长的拉动下，国内发动机市场近几年也呈现出蓬勃发展之势。近年来，面对世界石油资源日趋枯竭以及对环保要求的不断提高，人们十分重视发动机代用燃料的研究，如天然气、二甲醇以及混合动力等新产品在发动机上得到逐步的研发及应用。国内无论是整车企业还是专业的发动机制造企业都在加大研发力度，以求在激烈的市场上占据一席之地。外资企业也蜂拥而至，试图在前景光明的中国发动机市场分一杯羹。
性能先进优良、稳定性能好的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键性的决定作用。因此打造优良的汽车发动机成为提升汽车质量品牌的关键之举。由于石油短缺和环保的双重压力，整车及发动机生产企业纷纷投入巨资进行各种高燃效、低能耗、低排放发动机的研发，因此，节能环保型的发动机将成为未来大发展趋势。
1.目前我国发动机的发展现状体现在：
1.1.我国的汽车发动机以外资、合资品牌为主，自主品牌发展缓慢因历史原因，我国的汽车发动机生产起步晚，技术力量薄弱。虽然自主品牌乘用车发动机，尤其是轿车、微型车和商用车的发动机产销量出现了明显增长，市场份额不断扩大，但发动机的核心技术，如涡轮增压技术、燃油电喷技术、高压共轨技术等核心仍掌握在外资手中。我国的轿车发动机大多是改革开放后从引进、合资开始起步的。例如一汽与德国大众、上汽与美国通用、一汽与日本丰田、北京与现代以及北京与奔驰等。而自主品牌，如奇瑞、吉利、华晨等企业，基本都是20xx年以后发展起来的，特别在最近的5年之中，才进入迅速发展时期，但与合资进入中国市场的跨国汽车巨头相比，明显起步晚了。因此，不论从技术还是产量上，与外资、合资品牌相比，国产自主品牌都存在着明显的差距。目前，轿车发动机，外资、合资品牌约占70%的市场份额，而自主品牌轿车发动机只占30%的市场份额。
1.2.发动机产销逐年增长，生产集中度明显提高
中汽协的有关数据显示，20xx年全年，我国累计产销汽车发动机1671.91万台和1697.14万台， 20xx年发动机生产企业销售累计增长最快的是上汽通用五菱，增幅为59.30%；最小的是北京现代，增幅为11.09%。在汽车行业迅猛发展的今天，发动机的产销发展前景更为广阔。但发动机的产销量仍然集中在各大合资品牌之中，市场占有率屡创新高。
1.3.自主品牌轿车发动机产销量有所提高，研发投入巨大，技术进步明显
从中汽协的统计数据看，20xx年国内汽车企业共产销1841.89万辆和1850.51万辆，尤其值得注意的是20xx年，中国汽车产业进入相关优惠政策退出后的调整年，但产销量并没有受到政策调整的影响，产销仍然两旺。其中，自主品牌轿车共销售550多万辆，占销售总量的30.89%。自主品牌企业的汽车产销量不但逐年有明显增长，而且发动机技术水平也有了大幅度提高。 据了解，国内发动机制造企业江淮汽车整合全球资源，与国际知名发动机设计公司AVL合作，以降低排放及油耗，提高功率为主要目的，投入大量资金，成立专门研发中心，合作推出两款自主研发的新款发动机——2.4CBR及2.0T发动机。消息人士称，新品在节能及动力提升方面获得重大技术突破，处于国内领先、世界同步水平。 CBR（可控燃烧速率）技术，可以使发动机在中低转速和负荷工况下，增强涡流强度，提高燃料混合气燃烧速率，同时该系统可以达到更高的废气再循环（EGR）率，使动力经济性更好，排放更
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加清洁。在20xx年的广州车展上，广汽传祺、奇瑞瑞麒G5、比亚迪G6、长城哈弗H5、吉利3G版帝豪和一汽奔腾B70等自主品牌轿车配装的发动机均显示了较高的技术水平。
2.未来发动机的发展趋势：
2.1.传统发动机向更节能、清洁环保的绿色方向发展
现代绿色柴油发动机已经成为目前实现节能环保最现实的途径之一，和主流的汽油发动机相比，它拥有出色的节能性和动力性。实验数据表明，柴油机的燃烧效率可达45%，而汽油机的燃烧效率仅为35%左右。实践证明，同排量绿色柴油机比汽油机节油30%～35%；而与传统的柴油发动机相比，又有着出色的舒适性和环保性，成为时尚汽车的潮流之选。 当今绿色柴油车在欧洲非常普及并且其需求量仍在不断增长之中。目前绿色柴油机在欧洲的市场占有率已达到50%以上，且排放水平已达到欧V标准。在欧洲，每三辆售出的新车中就有一辆是以绿色柴油发动机为动力的。绿色柴油车之所以在欧洲受到如此青睐主要是因为柴油的燃油消耗量比汽油发动机在同样功率的情况下通常要低30%～60% ；在发动机低速运转的情况下，柴油发动机与汽油机相比较拥有更为强劲的动力；由于柴油机所消耗的燃料比汽油机少，对大气的污染就少，因此更受重视节能环保的欧洲国家的青睐。
在我国，上柴集团的二甲醚发动机技术也逐步得到应用，并大量出口东南亚、南亚及欧美市场。特别是上柴9L天然气发动机曾两度获得世界客车联盟“年度最佳发动机”大奖；上柴国Ⅲ及国Ⅲ以上排放的柴油机和替代能源发动机，获得了“20xx年上海世博会指定环保发动机”称号。事实上，现代绿色柴油机比主流汽油机节油30%～35%的主要原因在于，它采用的是高压共轨缸内直喷技术。该技术将高压燃油直接喷射到燃烧室内形成雾化均匀的混合气，以此提升喷油的雾化效果，使其能够在短时间内完成更充分的燃烧。资料表明国内最先进的欧意德绿色柴油机搭载的博世第二代高压共轨喷射系统，已经将喷射压力从传统柴油机的60～80MPa，提高到了160MPa的水平，而通常缸内直喷汽油机的燃油喷射压力仅为12MPa左右。这不仅仅是数据上的变化，更给柴油机动力技术带来了全面的提升。
2.2.小排量涡轮增压发动机将成为未来发展趋势
涡轮增压发动机依靠涡轮增压器增加发动机进气量，从而增加发动机的输出功率。其最大优点是不增加排量，大幅提升发动机功率和扭矩，提高燃油经济性并降低尾气排放。数据显示，使用涡轮增压技术可以帮助汽油和柴油车辆在不降低性能的前提下分别节油达20%和40%。小排量涡轮增压发动机在实现节能的同时，又降低了排放和燃油消耗，已获得了各个国家的认可。
在我国，20xx年6月，国家发改委等部门联合下发了《关于印发“节能产品惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知》，将发动机排量在 1.6L及以下、综合工况油耗比现行标准低20%左右的汽油、柴油乘用车（含混合动力和双燃料汽车），纳入“节能产品惠民工程”，在全国范围推广。20xx年1月1日开始执行的《中华人民共和国车船税法》按汽车发动机排气量大小分别作了降低、不变和提高的结构性调整的税负规定。税法明确了对小排量车的支持力度。 国家鼓励小排量汽车发展，对于国内发动机企业及众多车企推广小排量发动机奠定了坚实的基础。
大众是第一个将小排量涡轮增压汽油机应用于大型车上的车企，当时该公司为帕萨特的轿车与旅行车版本装配了1.4升122马力的TSI发动机。大众汽车的涡轮增压发动机阵容也十分强大，其大多数车型都搭载了1.2TSI，1.4TSI，1.8TSI与2.0TSI发动机。也许在不久的将来大众会成为全球第一家淘汰自然进气式发动机的汽车制造商。小排量涡轮增压的应用，代表着不久的将来，人类对于石油的依赖将进一步减弱。预计到20xx年，我国市场小排量涡轮增压发动机的份额将从现在的近10%上升到20%。
在欧美国家，越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深，使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视，从而促使传统的内燃机技术不断创新。如汽油机直喷
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技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。对于直喷式柴油机的巨大需求又大大推动了涡轮增压器技术进步的进程。特别是欧洲及北美加大了对于多用途车及轻型载货车的排放限制，使得各国的涡轮增压器制造商不惜成本地追求更加先进的涡轮增压技术。
2.3.新能源汽车发动机市场潜力大
随着世界各国环境保护的措施越来越严格，替代燃油发动机汽车的方案也越来越多，而新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。新能源汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等，其废气排放量比较低，符合节能环保的要求。生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势，预计到20xx年后，中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右，而先进柴油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅猛发展。
在节能与环保的政策推动下，我国加大了对新能源汽车的扶持力度，20xx年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。20xx年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。节能与新能源汽车产业发展规划（2012—20xx年）》，指出：“十二五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段：2011-20xx年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。“十三五”期间即2016-20xx年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。在我国混合动力商用车取得了快速发展，已开发了混合动力公交车、市政用车等，日前已有多个车型在运行。作为南方电网节能和新能源汽车应用的示范试点，广州市首个公共电动汽车充电站20xx年11月8号在亚运城投入运行，该充电站位于南沙港快速和京珠高速公路之间，集充电服务设施和营业厅于一身，充电桩24小时提供服务，建起现场购电现场充的快捷通道，也是亚运城的“专属”营业网点。
日本最早开始混合动力汽车开发，并最先实现了产业化，目前总销量已经达到200万辆以上，并开始赢利。欧洲混合动力汽车技术起步较晚，采取与美国合作方式共享混合动力总成技术，主要应用于采用传统技术油耗较高的车型上。现今欧美客车和卡车生产商已将目光聚焦在混合动力技术上。德国奔驰、瑞典沃尔沃和波兰索拉丽斯等相继开发了混合动力商用车。
2.4. 高压共轨等新技术研发成功并得到大量应用
“共轨”是通过公共供油管同时供给各个喷油嘴，喷油量经过ECU精确的计算，同时向各个喷油嘴提供同样质量、同样压力的燃油，使发动机运转更加平顺，从而优化发动机的综合性能。
我国在商用车领域已全面实施国国Ⅲ排放标准。近几年，各种国Ⅲ技术路线针对不同的车型、路况进行了充分地实践，从各企业国ⅣⅢ标准柴油机的产销统计数据来看，已经呈现电控高压共轨、EGR（废气再循环利用）系统、电控单体泵全面推广状态。玉柴是我国目前应用电控高压共轨、电控单体泵、电控组合泵、EGR等新技术较多的企业之一。
今天在欧洲，众多品牌的轿车都配有共轨柴油发动机，如标致公司就有HDI共轨柴油发动机，菲亚特公司的JTD发动机，而德尔福则开发了Multec DCR柴油共轨系统。
3.结束语
无疑，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态势，汽车发动机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。品牌区别带来的影响力在日后可能会慢慢的被淡化，取而代之的是发动机本身真正的功效和实际的表现。
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参考文献：
[1]辛军，国外汽车发动机技术现状及发展趋势，奇瑞汽车工程研究院
[2]李超，汽油机控制技术发展现状及趋势分析，百度文库
第二篇：汽车发动机未来发展趋势
作为汽车的心脏部分的发动机，无疑对于一辆车的表现有着举足轻重的影响。而面对现在越来越挑剔的买家们，一味增强发动机功率的做法显然是缺乏吸引力的。且不说目前日益严重的大气污染和石油消耗的短缺将会使得买家对发动机的选择考虑再三，就算是驾驶的灵敏度，引擎的耐久度和售后方面的服务，也会让购买者一再的思量和抉择。
不过我们很欣慰的看见，车商们同样的也开始重视这些能够左右买家决定的要素，并且默默的在做出改变。前不久上海通用汽车有限公司推出的由莲花公司集成美国、德国先进技术打造，引进并专为中国开发的直列四缸全铝发动机Ecotec?系列就是一个典型的例子。它集中应用了大量当今最前沿发动机技术，在动力性、运转平顺性和燃油经济性等综合平衡指标上达到了极高水准，真正做到了顺应市场的要求。
上海通用汽车的Ecotec?四缸系列发动机以优异的燃油经济性和低尾气排放著称，基于“技术——环保——经济性”原则开发的该系列引擎被广泛应用于包括庞蒂亚克，雪佛兰和土星在内的20多款通用车型上，是全球普及率最高的四缸发动机系列之一。20xx年12月8日，Ecotec?发动机被美国Ward’s《汽车世界》杂志评选第12届“06年世界十佳发动机”。而Ecotec? 2.0升的涡轮增压版发动机在美国高速直线汽车赛(NHRA)也表现出色，曾经以高达1250匹马力的非凡动力技惊四座，于20xx年获得25个分站赛的17站冠军，打破多项赛道纪录，彰显超群实力，其卓越性能、优异的原型设计和惊人的耐用度得到参赛车队的一致赞誉。
日前，上海通用汽车推出的别克LaCROSSE君越装备了Ecotec家族最新成员
——Ecotec? D-VVT 2.4L发动机，同时也为中国的买家带来了杰出的提速动力表现、同级车最具竞争力的燃油经济性和最出色的静音科技。
该系列引擎采用顶置双凸轮轴的多气门设定(16气门)，能够更进一步的保证排气效率。顶置凸轮轴按照数目，分为单顶置凸轮轴(SOHC)和双顶置凸轮轴(DOHC)，后者更加先进。中高档轿车发动机一般是多气门及V形汽缸排列 ，再配合以每缸4气门结构，(即2个进气门，2个排气门)使燃烧更加彻底，辅以多点燃油顺序喷射，Ecotec? D-VVT
2.4L引擎的最大输出功率在转速为6400转每分的时候可以达到125千瓦(168马力)，而扭矩峰值则为225牛米／480转每分。由于发动机从曲轴端输出的力矩，与发动机提供的牵引力成正比，直接反应车辆瞬时提速能力，所以最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围内，能够让车辆起步或低速状态下提速更加有力。技术最先进的发动机往往能在很广阔的转速区间提供最大扭矩90%以上的平台，这样一来，就能在低中高各种转速下均能保证良好的加速能力。为乘客带来真正的强劲动力。Ecotec? D-VVT 2.4L
发动机在2400转每分的低转速区域就可以实现扭矩峰值90%的表现，大大增强了日常行驶的动力表现和引擎对于驾驶者操作的响应性，同时也对燃油的节省有一定的帮助。
可变气门正时系统是Ecotec? D-VVT 2.4L的一个法宝， 可变气门正时系统也称可变配气相位。发动机本身在一些状况下会出现难以解决的矛盾，例如无法保证低转速时的扭矩输出和高转速时的功率输，同时无法保证出及在这些这款下的燃油消耗较低等问题。用单个节气门控制的燃油供给方式是难以完满解决的。最好的方式就是通过可变进气管道、可变压缩比和可变气门的升程和正时来解决这个问题。别克LaCROSSE君越采用的Ecotec? D-VVT 2.4L发动机(Dual Variable Valve Timing的缩写)为进、排气门双持续可变正时系统，效率比目前大多采用的进气门单可变正时系统大为提高，具有低转速大扭矩、高转速高功率的优异特性。
引擎本体的轻量化则是该引擎的另一个主要特征，缸体、缸盖都采用铝合金材质，用先进工艺制造，重量比铸铁发动机大为减轻，提升了降噪减震性和燃油经济性。两种材质发动机最大的不同就是重量，全铝合金发动机比铸铁发动机可以轻一半的重量。本来轿车的总重量就不高，所以发动机所占的比例就更加不能忽略，重量减轻的最直接效果便是油耗方便表现的增强，而发动机的重量也直接影响车辆的行驶性能。由于一般轿车多为前轮驱动，所以前舱重量如果过重，就会在车辆拐弯时引起转向过度，制动距离增长等等缺点。铝合金材质的引擎克服了这一缺陷，真正的实现了轻便和安全。
为了能够实现更为人性化的驾驶，通用使用了电子节气门用电线控制代替传统油门拉索，它综合油门踏板位置和脚踩踏板的速度，以及其他信息如发动机转速、冷却液温度、底盘电子控制信号等，经过精确计算后，再确定节气门应有的开度。这样，就完全避免了机械式的油门踏板杆系中诸如间隙、摩擦和磨损等引起的误差，改进了节气门的反应速度，发挥每一滴燃油的最大功效，让燃烧更充分，排放更清洁，更省油，并使驾驶操控的精确性和响应性大为改观，相信也会让大家对于美系车的耗油程度有所改观。
自动调整式链条正时驱动在发动机上实现了终身免维护的神话，彻底抛弃了定时调整、更换正时皮带的烦恼。双对旋平衡轴是采用两根平衡轴抵消直列四缸发动机运转时产生的往复惯性垂直振动，具有更优秀的降噪减震特性。发动机的控制模块为32-bit处理器，比普遍采用的16-bit处理器运算能力高出一倍，连同引擎内更精确、更可靠、更有效率的数码传感器和高速canbus系统，形成最强大的指挥中心。
当然，我们还需要看到，其他的车商都纷纷也在发动机的设计构造上面尽心竭力的进行着各种各样的改善。例如宝马公司最近推出的“可变双涡轮”柴油发动机，由特别设计制造的电子设备控制，采用创新的可变增压技术，主要由两个尺寸不同的涡轮增压器组成。根据发动机转速不同，由一个或两个涡轮增压器对进气进行压缩。200千瓦的功率、560牛米的扭矩也让其当之无愧的成为同级发动机之中的王者。
另一汽车制造巨头三菱的最新三菱4g6系列发动机分为采用直列4缸、16气门、单顶置凸轮轴、电子控制多点燃油喷射，有双平衡轴、液压挺柱、带滚针轴承摇臂、一体型主轴承盖、锻造曲轴等多项独特技术，功率大、扭矩高、结构紧凑、低振动、低噪声、低燃油消耗、低排放等特点。
至于历来以越野性能著称的奥迪，也在自己的S6和S8车型上推出了新的V字型排列的10缸发动机。该引擎同样采用燃油直喷技术，实际排气量为5204毫升，最大输出功率在7000转每分的时候为331千瓦，最大扭矩在3500转每分的时候出现。虽然相比同出一辙的蓝博基尼的引擎还要差上几分，但是我们不难发现，这样的性能在同级之中已经难觅对手了。
日本的富士重工同样也为他们的赛车至宝翼豹用上了自己的镇山之宝-2.0升四缸水平对置双凸轮轴16气门涡轮增压引擎，这款引擎同样能够迅速爆发出
225hp/5600rpm的最大马力，30.6kgm/4000rpm的最大扭力。同时由于采用了水平对置的方式，发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。所以整体高度低、长度短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳，噪音更低。
在我们介绍了上面的各种各样的发动机之后，我们发现无论是哪个什么样的发动机，都是围绕着高环保，高性能，低油耗和高舒适度等等方面来展开设计的，再加上现今购车者的不断理性化，我们有理由相信，发动机的最终进化方向会趋于一致，品牌区别带来的影响力在日后可能会慢慢的被淡化，取而代之的是发动机本身真正的功效和实际的表现。