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　　当前，汽车技术的迅猛发展，大量的新技术、新材料、 新工艺在汽车上得到广泛应用，汽车的动力性、经济性、 安全性、排放性及舒适性都有了极大的提高。在我国，汽 车正日益走进人们生活之中，但是我们有的学生对汽车最 新最前沿的一些知识技术还比较陌生，为此我们开设《汽 车新技术概论》这门课程，对现代汽车广泛采用的主要新 技术特点原理向同学们做一个概约性的介绍，以促进同学 们对现代汽车新技术知识的了解，同时也为同学们进一步 深入学习汽车技术知识起到一个穿针引线的作用。 祝同学们学习进步，顺利完成本课程学习。

　　简介 ： 发动机增压技术基本上从航空工业沿袭而来，20世纪60年代见 于车用发动机，经过数十年发展，发动机增压技术中增压器结构和安 装方式各有不同，但工作机理已经基本趋于一致，不过从市场占有率 来说，涡轮增压和机械增压是最主流的结构。 涡轮增压器(Turbo charger) 涡轮增压器的全称应该是废气涡轮增压器，顾名思义，它是利用 发动机排出的废气能量来驱动涡轮，并带动同轴上的压气机叶轮旋转， 将空气压缩并送入发动机汽缸。由于废气涡轮增压器与发动机之间没 有任何机械传动连接，机械损耗更小。理论上只要汽缸壁足够坚固， 只需通过增加涡轮的尺寸和激量，就能将动力提升到十分惊人的程度 机械增压器(Super charger) 所谓机械式增压只是一种称谓，有人也将其直译为超级增压。增 压器的压气机转子通过发动机曲轴获取工作动力，驱动其旋转，压缩

　　在石油短缺和严重大气污染的今天，节能和环保无疑是现代发动 技术最基本的要求，现代发动机技术都是围绕着这个基本要求并结合 市场效应，使发动机最具稳定可靠的质量保障而不断发展和进步。

　　简介： VVA 是Variable Valve Actuation的缩写，它代表的含义就是可变 气门操作系统。这一装置提高了进气效率，实现了低、中、高转速范围 内扭矩的充分输出，保证了各个工况下都能得到足够的动力表现。 可变气门配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门 行程两大类。有些发动机只匹配可变气门正时，如丰田的VVT-i发动机； 有些发动机只匹配了可变气门行程，如本田的VTEC；有些发动机既匹 配了可变气门正时又匹配了可变气门行程，如丰田的VVTL-i、本田的iVTEC、宝马的Valvetronic 等。 原理特点： 可变配气控制机构的主要目的是，根据发动机不同工况的需求，可 随时调整气门升程和正时来改进油耗、排放及扭矩。

　　并送入发动机汽缸。当然，压气机转子和曲轴无法直接连在一起，而是 通过各种齿轮、皮带或链条等传动装置。由于结构相对复杂，汽车厂家 通常不太愿意使用该项技术，而后期自行加装机械增压器的难度很大， 极少有人尝试。 此外还有复合式增压器、惯性增压器气、波式增压器、冲压式增压 器等。 原理特点： 发动机的燃料是靠活塞向下止点运行所产生的真空将燃料吸入汽缸内 的，由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，因此发动机所产 生的功率也会受到限制，如果通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料 量，就会提高燃烧作功能力。因此利用增压的方式将外界空气压入气缸， 能够使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率。

　　术语： 术语： 空燃比：每个工作循环充入汽缸内的空气量与燃油量的质量比 （α=A/F）； 理论空燃比：理想状态下，燃油完全燃烧的空燃比α′=14.7 过量空气系数：汽缸内的实际空气量与理论空气量之比Φ= α/ α′ 理论混合气 Φ=1 、 稀混合气 Φ＞1 、 浓混合气 Φ＜1 发动机基本工况： 1.稳定工况：（发动机经预热，转入正常运转，并且 在一定时间

　　内没有突然变化的工况） 2.过渡工况：（冷起动、暖机和加速工况）。 通常称为“四稳、三过渡。

　　1.怠速工况 （发动机不对外做功，转速一般为700～900r/min） 进入缸内混合气量少，要求供给Φ= 0.6～0.8的浓混合气。 2.小负荷工况 （发动机负荷＜25%） 进入缸内混合气数量有所提高，混和气浓度可以略为减小，一般 Φ=0.75～0.9。 3.中等负荷工况 （发动机负荷在25%～85%） 进入气缸内混合气数量增多，燃烧条件好，同时为提高经济性， 应供给较稀混合气，一般Φ= 1.0～1.15。 4.大、全负荷工况：（发动机负荷＞85%为大负荷，=100%为全负荷） 此时为克服较大外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率，应供 给较浓量多大功率混合气，一般为Φ= 0.85～0.95。

　　1.混合气的浓度 燃料的燃烧速度取决于火焰的传播速度，而影响火焰传播速度的主要 因素是混合气的浓度。 当Φ=0.85～0.95时，火焰传播速度最快，可在短时间内使气缸压力和 温度达到最大值，发动机发出最大功率，这种混合气成为功率混合气。

　　当Φ=1.05～1.15时，火焰传播速度仍然较高，此时空气相对对足，燃 油能完全燃烧，热效率高，有效油耗率低，这种混合气称为经济混合气。 当Φ=1.30～1.40时，燃料分子间距离将增大到火焰不能传播的程度致 使发动机不能稳定运转，此时Φ值称为火焰的传播下限。 当Φ=0.4～0.5左右时，燃烧过程严重缺氧，也将使火焰不能传播，此 时Φ值称为火焰的传播上限。 2.点火提前角 点火提前角过大（点火时间过早）最高压力出现在压缩行程的上指点以 前，活塞上行消耗的压缩功增大，发动机容易过热，有效功率下降，工作粗 暴，爆燃倾向增加。 点火提前角过小（点火时间过迟），燃料燃烧开始时活塞已经向下止点 运行一段距离，燃烧容积增大，气缸炽热表面积增加，热损失增多，发动机 容易过热，功率下降，耗油量增多，有时还会造成化油器回火或排气管放炮 现象。

　　作为汽车的心脏部分的发动机，无疑对汽车技术进步有着举足轻 重的影响，而在能源短缺和环境严重污染的今天，由此应运而生的发 动机新技术无不围绕这一主题发展，前面所介绍的内容，只是发动机 新技术中的一些典型事例。现代发动机技术日新月异，包括电子控制 及节能增效技术：VCM汽缸管理技术、可变进气管道、可变压缩比、 可变增压技术 、车载自动诊断系统、高压共轨技术等；新材料技术： 如陶瓷材料、铝合金、镁合金、碳纤维等的应用；以及汽车环保新技 术：三元催化转换装置、新能源技术、燃料电池，混合动力，纯电动， 生物燃料技术等也已经有普及的趋向。

　　3. 发动机转速 转速增加燃烧速度相对曲轴转角速度较慢，所以发动机转速提 高后，应将点火提前角加大，以保证燃料燃烧过程在上止点附近完成。 反之曲轴转速降低，应相应减小点火提前角。 4.发动机负荷 发动机转速一定负荷减小时进入气缸的新鲜混合气量减少，而 残余废气量不变，使残余废气量相应增加，导致燃烧速度减慢，所以 应增大点火提前角。 负荷减小时，由于残余废气的稀释作用，汽缸内的温度、压力 相应下降，爆燃倾向减小，所以，当爆燃时，放松节气门踏板可以临 时消除爆燃。 5.发动机压缩比 提高压缩比，可以提高压缩行程终了混合气的温度、压力，加 快火焰传播速度汽车技术，提高发动机做功热效能，使发动机功率、转矩增大， 燃油消耗率降低。 但是，提高压缩比会增加混合气自燃倾向而产生爆燃，所以汽 油机不能过高的提高压缩比。

　　简介： 电子控制燃油喷射系统是通过电脑中的控制程序，实现起动加浓、 暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控 制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的 燃料经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。 原理特点： 电控燃油喷射系统以一个电子控制装置（又称电脑或ECU）为控制 中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器（节气门位置、水温、 进气温度、曲轴转速和转角及车速传感器等），测得发动机的各种工作 参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷 油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

　　汽油发动机的燃油供给从化油器、单点电喷、多点电喷，直到今 天的汽油缸内直喷技术，每一次进化，都使得今天的汽车变得更加清 洁和更加高效。 缸内直喷技术的革命性在于，燃油以极高压力直接注入于燃烧室 中，在油气雾化和混合效率上几乎达到完美程度，再加上各项电子控 制技术大幅进步，计算机对于进气量与喷油量时机的判读与控制也更 加精准，因此，缸内直喷技术使得发动机的燃烧效率大幅提升，除了 产生更大动力之外，环保和节能效果也得以空前提高。 汽油缸内直喷技术可以说是世界汽车发展史上的一个里程碑，其 无以伦比的燃油经济性、具有可持续发展潜力的低排放，使它正在逐 渐取代其他汽油发动机的“模拟”技术，成为汽车发动机未来的“数 字”技术发展方向。 原理特点： 直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个 高压油泵提供所需的100bar以上的压力，将汽油提供给位于汽缸内的 电磁燃油喷嘴，然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接 注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的 涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域能有较浓的混合 气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下尽可 能的实现稀薄燃烧。

　　电子控制技术的广泛应用，使汽车的总体结构、工作原理、使用性 能以及维修方式等都发生了根本性的变化，从发动机燃料供给、点火控 制到底盘的传动系统、转向与制动系统以及车身与辅助装置等都普片采 用了电子控制技术。所以，现代汽车新技术主要是以汽车电子控制技术 为基础，把汽车新材料、汽车安全、节能环保、驾乘舒适等方面内容结 合起来的新型应用技术。 本课程分三个方面对汽车新技术进行介绍： 发动机部分； 底盘和车身部分； 安全、环保、节能、新材料技术等。

　　1.冷起动工况 （发动机温度为环境温度时的起动过程） 发动机温度低汽油蒸发困难，需供给极浓混合气，一般要求达到 Φ= 0.2～0.6。 2. 暖机工况 （发动机冷机起动后，逐渐升高到正常温度的过程） 混合气浓度应随发动机温度升高而减小，从起动时的极浓减小到稳定 怠速运转浓度。 3.加速工况 （发动机负荷迅速增加的运转过程） 急加速时，由于汽油的比重比空气大，汽油流量增加比空气慢得多，使 混合气过稀，反而使发动机动力下降甚至熄火，因此需用专门装置额外 供油来加浓混合气，以满足发动机急加速的要求。

　　1.燃料正常燃烧的三个阶段 1）着火延迟期：从点火开始到火焰核心的形成的这一时期；

　　2）速燃期：从火焰核心形成开始到气缸能出现最高压力为止这段时间； 3）后燃期：从速燃期终了到燃料基本完成燃烧这一段时期。 2.燃料的非正常燃烧： 1）爆燃：火花塞点火后，正常火焰传播之前，末端混合气自燃并急速燃 烧，产生爆炸性冲击波和尖锐的金属敲缸声的现象； 2）表面点火：有燃烧室内的炽热点（排气门盘、火花塞电极、金属突出 点或积炭等）点燃混合气的现象称之为表面点火。 表面点火发生在火花塞点火前，称为早火；表面点火发生在火花塞 点火之后，称为后火。