浅谈汽车发动机的节能减排技术

　　摘要：环境保护问题是当今人类面临的最为紧迫的问题之一，全球变暖问题使得各个国家都加大了节能环保力度，能源消耗、环境污染以及气候变化给汽车产业带来的压力日益加剧，对于汽车行业来说，要想适应社会发展趋势，也需要加强环保型汽车的开发与研究，通过使用发动机节能技术来降低汽车的能量消耗与污染物排放量，是当前汽车行业贯彻环保、节能理念的重要举措。

　　关键词：汽车发动机；节能；减排；技术

　　引言

　　当前，防止全球变暖有赖于减少全球范围内的温室气体的排放，而发动机在行驶过程中的二氧化碳排放无疑是世界温室气体的重要组成部分。发展发动机的低碳技术迫在眉睫，基于此，本文主要对汽车发动机的节能减排技术作具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

　　1汽车发动机排放危害

　　汽车发动机排放危害主要涉及到以下方面具体内容：社会汽车拥有量的持续增加，人们对于汽车发动机排放问题的重视程度不断提升，如何选择合理技术降低汽车发动机排放量成为主要目标。在汽车设计和研发中，应该对汽车发动机节能环保问题予以高度关注和重视，并寻求清洁能源来替代传统能源，优化能源结构。诸如，混合动力车、电动汽车和电池车等新兴汽车逐渐涌现，开始进入到人们的视野中。但是，当前控制技术还不够成熟，汽车发动机排放降低程度还不足，对于人类身体健康仍然存在一定威胁。所以，相关工作人员应该加强汽车发动机节能减排技术研究和完善，提升发动机性能的同时，降低尾气排放量。燃油汽车主要是以通过燃油的燃烧为汽车行驶提供动力支持，但是燃油燃烧过程中会产生部分有害气体，降低汽车尾气排放有害程度。但是，燃油燃料不充分，进入到发动机气缸后与空气接触，会产生混合燃烧反应，将会产生一氧化碳、二氧化硫以及含氮化合物等有害气体，排放到空气中产生严重的污染，出现酸雨问题，威胁到人类身体健康。

　　2汽车发动机节能减排技术的研究背景及发展现状

　　汽车发动机节能减排技术的研究背景及发展现状主要涉及到以下方面内容：近年来我国的空气污染问题日趋严重。根据中国社会科学院和中国气象局发布的数据来看，近几十年来我国部分地区雾霾天气总体呈上升趋势，持续性的雾霾天气现象显著增加。而引发这些问题的源头都与汽车的燃油经济利用率和尾气排放有着密不可分的联系。而且这些问题对于我国这样一个汽车大国来说已经成为了不得不面对的严峻挑战。所以如何采取一些有效的措施去处理好汽车与能源、环保、安全等问题之间的关系，成为了这个时代的一个挑战。故而，有关汽车发动机节能减排技术的研究与应用对于缓解当下形势显得尤为重要起来。就现阶段来看，在市场上应用比较广泛的发动机节能减排技术主要有可变气缸技术（VCM）、可变压缩比技术（VCR）、燃油分层喷射技术（FSI）、可变配气技术（VVT）等。这些技术基本上都是利用发动机的参数变化控制技术来使汽车发动机在不同工况下尽可能地达到其最佳的工作性能，提高燃油的经济性，减少尾气排量。本文，将主要对可变压缩比、可变气缸、燃油分层喷射这三种节能减排的发动机技术进行重点分析。

　　3汽车发动機的节能减排技术

　　3.1汽车发动机采用增压技术增压技术是提高发动

　　汽车发动机的节能减排技术之一是汽车发动机采用增压技术增压技术是提高发动。增压技术是汽车发动机节能效果的重要技术之一，它包括两种增压方法，一种是涡轮增压，另一种是机械增压，常用的是涡轮增压。该方法主要是利用涡轮增压器来将空气进行压缩，以此来增加进气量。具体的运行原理是：发动机转动过程中会产生一定的废气，利用这些废气的惯性来使涡轮转动，与此同时带动同轴的叶轮进行空气的压送，以完成增压，并将空气送入气缸。当发动机的转速不断提高时，送入气缸的空气量就会随之增多，在大密度的空气压力下，燃料燃烧将更加彻底，这就会产生更大的动力，从而提高发动机的输出功率。与普通发动机相比，通过在发动机上增加涡轮增压器可使发动机的输出功率提高至少20%，并且与大排量的发动机相比，其消耗的能源更少，但获得的动力却相当，在很大程度上降低了能源消耗，减少了污染物的排放，提高了汽车发动机的经济性。

　　3.2优化燃烧系统

　　汽车发动机的节能减排技术之二是优化燃烧系统。为进一步降低燃油消耗，对车用内燃机采用均质燃烧和稀薄燃烧等技术可谓势在必行。其目的是不断降低发动机机内污染物排放，而并非仅仅依赖废气后处理系统来降低排放，因为采用此类外部系统会显著增加燃油消耗。目前可通过两种方式来降低点燃式发动机和压燃式发动机的排放：（1）在点燃式发动机中，燃烧过程类似于在燃烧室内使用稀薄和均质的燃油混合气的先进的压燃式发动机。这项技术被称作“可控自燃”（CAI）。（2）在压燃式发动机中，燃烧过程类似于使用高压燃油喷射和高废气再循环率的先进的点燃式发动机。这项技术被称作“均质压燃”（HC-CI）。采用CAI和HCCI技术，可大幅降低颗粒物排放。与采用传统高压喷射的压燃式发动机相比较，NOx排放量可降低4%，而燃油耗则可降低5%。其弊端则是在较低负荷时的CO和HC排放较高。改进的措施有改进燃烧室形状、控制燃烧、优化喷射以及采用可控制废气再循环系统等。

　　3.3排气系统中的热能回收与降噪处理

　　汽车发动机的节能减排技术之三是排气系统中的热能回收与降噪处理。排气系统的主要任务是降低废气中的污染物浓度。依据发动机功率的不同，发动机的废气后处理系统不仅排出废气，同时还需回收能量。由发动机产生及来自排气系统的空气传播的噪声是有害的。废气后处理系统还需通过消声器来降低噪声。目前，提高废气后处理系统效率的基本方法有三种：（1）减少发动机原始排放物中的颗粒物；（2）将微粒过滤器与NOx还原催化剂组合；（3）开发可以频繁加热和具有较好耐久性的微粒过滤器。

　　4汽车发动机节能减排技术的未来发展趋势

　　汽车发动机节能减排技术的未来发展趋势主要涉及到以下方面内容：随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，汽车发动机在节能减排方面可能朝着智能化和网联化的方向发展。未来的发动机节能减排技术的实现可能不再需要复杂的结构来满足，智能化的硬件设备将代替之前这些技术中的某些复杂结构。同时这些智能化的设备也会通过从发动机中采集的实时数据来进行更精确的决策和调控，使发动机的尾气排放量尽可能降到最低。而网联化则可以通过互联网大数据的分析，在实时地获取汽车所在的地理位置及这个位置的路况信息之后，及时地反馈给发动机的相关决策系统进行分析计算，最终根据计算结果及时地调整发动机的某些参数来实现减少排量。

　　结语

　　总之，为了迎合可持续发展战略要求，实现节能降耗目标，推动降低汽车发动机排放技术创新和发展，在满足汽车发展需要的同时，尽可能降低对环境的污染和破坏，为人们营造健康的生活环境。