淺談汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展

鐘宏昊 孫佳輝

【摘? ? 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)需求的逐漸擴(kuò)大，汽車(chē)走進(jìn)千家萬(wàn)戶。而在世界經(jīng)濟(jì)朝向環(huán)境友好型發(fā)展的大背景下，汽車(chē)的心臟——汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)也在不斷的革新升級(jí)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)? 汽車(chē)? 發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：G4? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2020.10.121

發(fā)動(dòng)機(jī)是指通過(guò)消耗能源產(chǎn)生機(jī)械能推動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的結(jié)構(gòu)，是一種能夠把其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。初期的發(fā)動(dòng)機(jī)——蒸汽機(jī)，就是通過(guò)燃料燃燒使水沸騰產(chǎn)生水蒸氣來(lái)推動(dòng)葉輪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械能。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)有了更多具體的分類(lèi)，外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，在日常所見(jiàn)到的大型機(jī)械設(shè)備，如汽車(chē)、船舶等都是由發(fā)動(dòng)機(jī)充當(dāng)設(shè)備的心臟，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)充當(dāng)提供動(dòng)力的角色。

而本文所要討論的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是為汽車(chē)提供動(dòng)力的裝置，能夠決定汽車(chē)多方面的性能，如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性。根據(jù)動(dòng)力來(lái)源不同，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可分為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)以及混合動(dòng)力等。

隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、居民收入水平的提高，我國(guó)汽車(chē)需求量不斷提高、汽車(chē)市場(chǎng)也不斷擴(kuò)大，這也刺激著發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和進(jìn)步。而影響汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不斷進(jìn)步發(fā)展的因素需求，環(huán)境、能源等。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)隨著其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展不斷革新完善，其性能、設(shè)計(jì)、控制水平等多方面的能力都有了大幅度的提高，但發(fā)動(dòng)機(jī)的本質(zhì)依然是能量的轉(zhuǎn)換，將其他能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。就目前汽車(chē)發(fā)展至今，最常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)來(lái)說(shuō)，汽油機(jī)、柴油機(jī)已經(jīng)是成熟產(chǎn)品，伴隨著發(fā)展需求因素的增加，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展會(huì)根據(jù)這些因素發(fā)生一定的變化，但是其機(jī)構(gòu)形式和技術(shù)參數(shù)不會(huì)有根本性質(zhì)的改變。技術(shù)相對(duì)成熟的內(nèi)燃機(jī)現(xiàn)在一直發(fā)揮著十分重要的作用。但即便如此，其仍舊存在著致命的缺點(diǎn)——內(nèi)燃機(jī)燃油效率低。目前主流的量產(chǎn)汽油內(nèi)燃機(jī)的直接燃油效率在30%上下，有少數(shù)量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)可以達(dá)到40%左右，比如BMW等先進(jìn)量產(chǎn)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)大多數(shù)的能量會(huì)以熱能、尾氣等形式流失，在資源緊缺的當(dāng)下，這是急需解決的問(wèn)題。

目前我國(guó)已經(jīng)是內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)和使用大國(guó)，但我國(guó)內(nèi)燃機(jī)自主研發(fā)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家比仍舊有一些差距。我國(guó)內(nèi)燃機(jī)事業(yè)發(fā)展起步較晚，許多核心技術(shù)水平還不能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

如今全球資源緊缺，全球經(jīng)濟(jì)朝著環(huán)境友好的方向發(fā)展，與汽油機(jī)和柴油機(jī)相關(guān)的廢氣能量利用技術(shù)、高效清潔燃燒技術(shù)、先進(jìn)的排放控制技術(shù)等一系列相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，越來(lái)越多的搭載電動(dòng)機(jī)或是混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的新型汽車(chē)相繼問(wèn)世。電動(dòng)汽車(chē)以其節(jié)能、環(huán)保、高效的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為汽車(chē)發(fā)展領(lǐng)域的熱點(diǎn)主題。

當(dāng)然，研究搭載電動(dòng)機(jī)的汽車(chē)固然能夠緩解汽車(chē)行業(yè)目前嚴(yán)峻的環(huán)境資源問(wèn)題，是降低城市污染的有力技術(shù)，但是電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展仍然存在很多問(wèn)題：

（一）價(jià)位較高

在同等配置情況下，搭載電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)相較于搭載傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)價(jià)格較高，除了昂貴的動(dòng)力電池之外，車(chē)主還要考慮充電成本，如果自家安裝充電樁，則需要額外繳納另一筆費(fèi)用，并且這一筆費(fèi)用價(jià)格不低。且目前電動(dòng)汽車(chē)的保值率比較低。

（二）續(xù)航能力有待提升

電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力一直是車(chē)主選擇電動(dòng)汽車(chē)的一大重要考慮因素。電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程達(dá)不到燃油汽車(chē)水平，除了電池本身容量以及電動(dòng)機(jī)對(duì)于電能利用率之外，電池在低溫環(huán)境中、嚴(yán)寒天氣下都會(huì)導(dǎo)致電池的續(xù)航能力下降。而選擇容量更大的電池也就意味著車(chē)身的重量增加。

（三）安全性能需進(jìn)一步加強(qiáng)

就目前發(fā)展?fàn)顩r，電動(dòng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中的安全系數(shù)比搭載電動(dòng)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē)低，尤其是在發(fā)生碰撞或者是進(jìn)水的情況下。電動(dòng)汽車(chē)安全事故的主要表現(xiàn)是電池?zé)崾Э?。?dāng)失控情況發(fā)生時(shí)，瞬間可將溫度升溫到幾百度，隨著電池組溫度升高，會(huì)產(chǎn)生起火或者爆炸等危險(xiǎn)狀況。

由此可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)的發(fā)展雖然是大勢(shì)所趨，但仍舊有一系列問(wèn)題需要被解決。

二、發(fā)展趨勢(shì)

隨著公眾對(duì)全球氣候關(guān)注度的增加，將給發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)更大的壓力。二氧化碳減排，提升尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，都是對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展更高的要求，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)必須向著輕量化、高利用率、低排放的方向發(fā)展。雖然新能源汽車(chē)在發(fā)展，但目前電動(dòng)機(jī)所存在的弊端也不容忽視，與電動(dòng)機(jī)相比，內(nèi)燃機(jī)在某些方面仍然具有極大的優(yōu)越性。由此可見(jiàn)，在電動(dòng)機(jī)并行發(fā)展的同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)依然會(huì)占有十分重要的地位和作用。

另外也應(yīng)該看到，城市基礎(chǔ)交通建設(shè)覆蓋面越來(lái)越廣、交通建設(shè)越來(lái)越完備以及增長(zhǎng)型城市的交通問(wèn)題日益嚴(yán)重，家庭購(gòu)入汽車(chē)的閑置時(shí)間不斷增加。發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展也要適應(yīng)人們使用汽車(chē)、使用發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率。

除此之外，汽車(chē)所搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)安全系數(shù)提高、價(jià)格適當(dāng)降低等諸多因素都會(huì)隨著時(shí)代發(fā)展而逐步實(shí)現(xiàn)。

三、總結(jié)

今后發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展仍會(huì)朝著環(huán)境友好的方向發(fā)展，在提升發(fā)動(dòng)機(jī)多方面性能的同時(shí)，會(huì)提升其燃油效率。電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)也會(huì)越來(lái)越完善。當(dāng)然，當(dāng)下技術(shù)的發(fā)展更需要掌握多種技術(shù)的融合型人才，對(duì)人才的培養(yǎng)也很重要。

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