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汽油发动机技术发展七大趋势 |
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| http://cn.newmaker.com
5/10/2005 1:47:00 PM
佳工机电网
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 发动机是汽车产品成本构成的核心，也是汽车产业链条中与整车制造并列的黄金环节。国内发动机市场容量的增长基本与整车产量增长保持同步。在2004年国内汽车汽油发动机厂家产量排名中，虽然长安汽车、东风汽车、东安动力占据着前三位，但长安汽车和东安动力的产品构成主要为JL465Q、DA462等为微车配套的低端发动机，量大利薄；东风汽车超过半数发动机产量被东风本田发动机合资公司占据。
国内三大轿车厂家上海大众、上海通用、一汽大众占据发动机产量排名4～6位，主要为主机厂提供配套发动机。与国内轿车格局市场相似，国内自主开发机型被压缩向1.5L以下的低利润区间，而技术含量较高且利润丰厚的1.5～3.0L中高档轿车汽油发动机几乎全部被跨国公司产品垄断。
在4月1日开始实施的《构成整车特征的汽车零部件进口管理办法》中，发动机总成与车身总成并列为车辆最核心的两大总成部件，一旦发动机无法实现国产化，合资汽车企业如想规避进口整车关税，在其他总成件国产化上花费的努力将成倍增加。
没有人愿意起跑前就跌倒，在跨国汽车公司的中国市场争夺战中，发动机的成败将直接决定企业发展的命运。
大众：打造60万台新基地
2004年12月，中国市场领跑者大众汽车分别与一汽集团及上汽集团签约，在中国设立两家发动机厂，总投资约合人民币87亿元。
大众公司与一汽合资成立的新发动机公司将设立在大连，计划2006年竣工，主要生产面向中型汽车的低尾气排放发动机。与上汽合资成立的公司将设立在上海，计划2005年开始生产面向小型汽车的发动机。两公司最终分别达到年产30万台的生产水平。
目前南北大众发动机产量合计已经达到60万台的水平，大众在发动机的持续加力将为后续车型的成本控制奠定基础。
本田：东风本田冲刺36万台产能
东风本田发动机项目1998年与广州本田几乎同步启动，2004年东风本田发动机产、销量均突破20万台（套），实现销售收入100多亿元，完成利税35亿元，成为本田在华棋局中与广州本田比肩的盈利支柱。目前，东风本田正在实施将年产能提升到36万台的计划。
三菱：将中国工厂建成亚洲发动机中心
谨慎的三菱则选择发动机当作进入中国市场的敲门砖。与轿车市场的困顿相比，三菱上世纪90年代在华建立的两家发动机合资工厂（沈阳航天三菱、哈尔滨东安发动机）已成为三菱汽车在国内最重要的业务版块；根据今年1月公布的全新拯救计划，三菱汽车将全力将这两家工厂建设成公司在亚洲地区的发动机制造中心。
丰田：发动机先行步步为营
丰田的策略同样是整车未动发动机先行。1996年，丰田与天汽成立天津丰田发动机公司，其后便引出了2000年的天津丰田成立和2002年的“天一重组”；距离广州丰田佳美下线还有一年多时间，广汽丰田发动机厂已于今年初投入试产，该厂设计年产能力30万台，今年计划生产2.5万台发动机，全部用于出口；而在一汽丰田皇冠下线之前，丰田一汽（长春）发动机公司已经开始生产为皇冠配套的3.0L24VVVT－i发动机，使得皇冠在投产初期的国产化率达到 60％以上。
汽油发动机技术7大趋势
与汽车造型设计流行趋势的日新月异相比，近10年来车用汽油发动机技术升级主要体现在为适应环保法规而引入的排放后处理以及电控系统的优化升级方面，总体技术框架并未获得革命性突破。北京理工大学车辆与交通工程学院国家重点专业实验室主任葛蕴珊与清华大学汽车工程系的副教授帅石金归纳出近年来汽油发动机技术进步的7大趋势。
普及技术：多气门技术与顶置凸轮轴
多气门：老式发动机大多采用每缸2气门，一进气一排气；目前汽车发达国家最新推出的车型，发动机多采用单缸四气门和五气门，前者两进两排，后者三进两排。一般说气门多的发动机更先进，其进排气效率高，动力更强，同等条件下油耗会低一些；但多气门发动机维修难度较大，达到最大扭矩转速也往往更高，起步加速未必超过2气门发动机。
顶置凸轮轴：凸轮轴是属于发动机的配气机构，按安装位置分为下置、中置、顶置三种形式。轿车发动机由于转速可达5000rpm以上，为保证进排气效率，都采用了顶置式气门装置。顶置凸轮轴按照凸轮轴的数目，分为单顶置凸轮轴（SOHC）和双顶置凸轮轴（DOHC），由于中高档轿车发动机一般是多气门及V形汽缸排列，需采用DO鄄HC分别控制进、排气门。
领先技术：涡轮增压、可变气门正时与双火花塞
涡轮增压：在排量一定情况下，若想提高发动机功率，最有效的方法是增加燃料并提供足够支持燃烧的空气。涡轮增压由发动机排出的废气带动涡轮高速旋转，再通过一系列机械传动机构，推动风扇为发动机压入更多空气。
可变气门正时：也称可变配气相位。发动机在一些工况下会出现难以解决的矛盾，例如如何保证低转速时的扭矩输出和高转速时的功率输出及在这些工况下的燃油消耗等问题，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。
双火花塞：适用于排量较小的车型，国内典型的车型是飞度1.3的i—DSI智能双火花塞顺序点火系统，每个汽缸有两个火花塞对角布置，实现顺序相位点火控制。双火花塞的设计使点火的效率更高，同时提高了发动机的压缩比，使燃烧效率得到提升。国外使用该技术的车型包括阿尔法·罗米欧156等。
前沿技术：缸内直喷与可变进气歧管长度
缸内直喷：缸内直喷通过均匀燃烧和分层燃烧，实现燃油消耗降低，比常规发动机节油10％以上，动力性能同时大幅提升。目前欧洲市场上销售的拉古娜 II2.0 IDE与奥迪A42.0LFSI等运动版车型均采用了缸内直喷技术。日本版第十二代皇冠装备的3GR-FSE发动机本已采用了缸内直喷技术，但一汽丰田出于对中国油品质量的担心，在国产版使用了3GR-FE发动机，使得缸内直喷技术与中国消费者擦肩而过。
可变进气歧管长度：燃烧所必须的空气通过进气歧管进入汽缸。较长的进气歧管使发动机在低转速下获得较大的扭矩，但在高转速下却会出现较低的最大输出功率；较短的进气歧管使发动机在低转速下获得较小的扭矩，但在高转速下却会出现较高的最大输出功率。通过双级可变进气歧管，可以保证在相应的转速范围内具有有效长度，保证低转速具有较大的扭矩的同时，在高转速区也具有较高的最大输出功率，保证发动机在高速行驶时具有较好的加速性。
可变进气歧管长度技术与中国消费者没有太大关联，国际上用该技术的包括宝马7系和蓝博基尼等少数车型。
衡量发动机优劣的技术指标
从技术角度评判一台发动机技术的优劣对购车者的专业知识提出了较高的要求。北方交通大学动力工程系副系主任李国岫介绍，普通消费者可以从汽缸排列方式、气门数、最大功率、最大扭矩、升功率五个角度对发动机性能进行评判。
汽缸排列方式
主要分为直列、V形、W形和水平对置四种方式。一般4缸以下的发动机多采用直列汽缸，直列发动机的汽缸一字排开，结构简单，制造成本低，低速扭矩特性好，但功率较低。6到8缸发动机大多采用V形排列，V形即汽缸分四列错开角度布置，形体紧凑，布置方便，值得一提的是大众曾推出过5缸的帕萨特V5.12缸发动机多采用V形或W形排列，W形即将两个V6机排列在一起。此外斯巴鲁和保时捷两个运动化品牌都推崇水平对置发动机型式，相邻两个汽缸水平对置，相互抵消振动，使发动机旋转更平稳；但这种机型成本较高，且不易修理。
气门数
上世纪九十年代生产的国产轿车发动机大多采用每缸2气门，一进气一排气；目前世界主流轿车发动机多采用每缸4气门结构，即2个进气门，2个排气门，提高了进、排气的效率；已停产的捷达王采用每缸5气门结构，即3个进气门，2个排气门，主要作用是加大进气量，使燃烧更加彻底。5气门结构可以提高进气效率，但加工相对困难。
最大功率
在我国一般用千瓦作单位。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速以后，功率反而呈下降趋势。一般来说最大功率越高，车辆的最高车速越快。
最大扭矩
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，单位是牛·米（N·m）。扭矩大小直接反应车辆瞬时提速能力，最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，车辆起步或低速状态下提速更加有力；最大扭矩出现在发动机高转速状态，高速行驶时油门也能保持良好响应。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％以上的扭矩平台，在低中高各种转速下均能保证良好的加速能力。
升功率
即每升汽缸工作容积所发出的功率，一般情况下发动机升功率越高，整体技术水平也越高。例如飞度1.3升功率44.8kW，飞度1.5升功率 52.77kW，表明本田1.5LVTEC发动机技术优于1.3Li-DSI技术。目前绝大多数国产发动机升功率均高于40kW，而奇瑞刚刚推出的 2.0LDGI发动机72kW的升功率是毫无争议的动力之王。
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