现代汽车节油技术的分析论证.doc

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1、毕 业 论 文 现代汽车节油技术的分析论证学 号 姓 名 班 级 专 业 汽车运用技术物流管理 系 部 指导老师 指导老师 完成时间 201 年 10月 10日至 201 年 4月 10日现在汽车节油技术摘要：能源成为全球性战略物资,关系到全球经济安全和军事安全。面对全球能源紧缺的形势,各种节能技术和节能措施已成研究热点。我国的能源形势十分严峻,节能更是当前一项极为紧迫的任务,也是我国经济和社会可持续发展的一项长远战略方针。目前节能引起我国社会各界的广泛关注,中央政府把节能减排列为国家经济工作的八大任务之一和考核政府领导的重要指标,以此来推动全社会节能降耗,缓解能源瓶颈制约。本文就汽车节油的途

2、径加以综述，以使相关人员进一步了解汽车节油的方法。关键词：汽车；节油；节油技术目 录引言1第1章 汽车节油概况21.1 国内外汽车节油概况21.2我国汽车节油现状及对策分析3第2章 影响汽车燃油经济性的主要因素及汽车节能途径82.1 汽车燃料经济性82.2 影响汽车燃油经济性的主要因素及节能途径8第3章 汽车发动机的节油技术113.1 发动机节油概述113.2汽车发动机对燃油消耗的影响113.3汽车发动机与节油123.4汽车发动机的保养与节油133.5汽车发动机节油技术15第4章 汽车底盘的节油技术174.1底盘节油概述174.2汽车底盘对燃油消耗的影响174.3汽车底盘与节油204.4汽车底

3、盘的技术维护与节油21第5章 汽车使用节能技术255.1汽车的正确驾驶255.2汽车上采用的节油技术28第6章 大众蓝驱开创汽车新能效时代31结束语33参考文献34引言随着能源的日渐紧张和对环境保护的日益迫切，节能工作更加深入，发展汽车节油技术成为各国高度重视的战略之一。同时，由于工业生产上经济效益需求的提高，作为降低作业成本的直接有效措施，节能工作也应更前进一步。汽车作为一种便捷的交通工具越来越普及，尤其对我国这样一个发展中的大国来说，汽车市场蕴含着巨大的空间，如何节油，有效地利用和节约资源，使之更好地适应国民经济持续、快速、健康发展的需要，已成为我国一项重要的战略问题。随着我国进入“汽车社

4、会”,汽车耗能在能源消耗中所占的比例日益增大,并成为我国石油对外依存度增加的主要原因。目前，节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用，并朝着多元化的趋势发展。影响汽车油耗的因素很多，首先是汽车本身的结构型式和技术性能，其次是汽车使用中的各种因素，如汽车的技术状况、驾驶员技术的高低等。在编写论文的过程中，参考了大量文献、资料，参考文献列出的只是主要代表，再次，特想这些文献、资料的作者表示深深的谢意！由于时间仓促，论文中定有不足甚至是错误的地方，敬请批评指正！第1章 汽车节油概况1.1 国内外汽车节油概况随着能源的日渐紧张和对环境保护的日益迫切，汽车节油工作受到了世界各国的普遍重视，

5、许多国家都把节能作为一项国策。美国是全球最大的石油消费国，汽车用油在石油消费总量中占有相当大的比重，在汽车节油方面积累了丰富的经验。为了研究降低汽车油耗的技术，美国各大汽车公司均拔出大量研究经费。美国汽车制造厂在减轻汽车重量、改善空气阻力、提高传动效率、减少附件功率损耗，发展小排量汽车、汽车柴油机化，发展电动汽车，开发醇类燃料等方面取得较大发展。与此同时，美国国家还对建设公路和养路进行了大量投资，以期降低油耗。欧盟国家非常重视汽车节油政策的调节作用，制定和实施了一整套积极有效的燃油税收政策，同时比较注重生物燃料的研发。英国政府仅在1980年就提供了600万英镑作为研究节能问题的资金，其中400

6、万英镑用于研制发动机、变速器与微机处理器，200万英镑用于研制电动汽车及蓄电池。法国政府于1974年就成立了国家能源机构。1975年由中央计划委员会制定了法国的“能源政策”。1991年，法国政府投资2.3亿法郎给标志-雪铁龙联合公司和雷诺公司共同生产电动轿车。日本是没有石油的国家，所需石油全部依靠进口，这就迫使日本自20世纪60年代起就高度重视发展节能型汽车。日本汽车保有量逐年大幅度增加，由于实行汽车小型化和汽车节能化，石油的消耗量并没有大量增加。1.1 我国石油对外依存现状及其预测年份2000年2006年2010年2015年2020年年消费量(百万吨)233354340398484年进口量(

7、百万吨)70163170208300对外依存度( %)30475052.362资料来源:根据2007 中国汽车产业国际论坛嘉宾演讲材料整理我国的能源形势十分严峻，节能更是当前一项极为紧迫的任务，也是我国经济和社会可持续发展的一项长远战略方针。目前节能引起我国社会各界的广泛关注，中央政府把节能减排列为国家经济工作的八大任务之一和考核政府领导的重要指标，以此来推动全社会节能降耗，缓解能源瓶颈制约。随着我国进入“汽车社会”，汽车耗能在能源消耗中所占的比例日益增大，并成为我国石油对外依存度增加的主要原因(表1.1为我国石油对外依存状况)。 1.2我国汽车节油现状及对策分析1.2.1我国汽车节油发展现状

8、我国近年来对汽车节能技术的研究越来越重视,已制定汽车动力能源双重战略：以优化现有的车用能源动力系统,即发展节能汽车作为过渡战略;以开发新一代车用能源动力系统,即发展新能源汽车作为转型战略。目标是:通过发展高速发动机技术,将汽油机的燃烧效率提高8%,柴油机的燃烧效率提高7%，到“十一五”期间实现替代和节油38000万吨,2020年各种代用燃料总和达到车用燃料消耗的20%。通过政府的总体规划和企业、高校、科研院所的共同努力,我国在传统动力节油、轻量化节油和新能源节油方面都取得了相当大的进步。 1.汽车传统动力节油 我国在传统内燃机节油方面还有很大的潜力,国外研究的复合火花点火技术、缸内直喷技术、增

9、压技术、低压缩高膨胀循环、可变气门相位及升程、可变压缩比、可变排量、减速时部分汽缸休眠、双火花塞顺序点火以及集成的起动发电机等技术在我国均有所发展。清华大学承担国家973重点项目“新一代内燃机燃烧理论与石油替代的基础研究”,在发动机新型燃烧机理的研究上取得了进展;天津大学开展稀薄燃烧技术的研究,燃油消耗率可降低15%;吉林大学、湖南大学、长安大学等一批高校都在开展汽车动力系统优化节油的研究。 2.汽车轻量化节油 研究表明,约75%的油耗与整车质量有关,降低汽车质量就可有效降低油耗及排放。美国在欧洲全顺车的实验表明,在满足欧标准条件下,每百公里油耗y和汽车自质量X的关系为y=0.003X+3.3

10、434。因此,汽车轻量化技术对汽车节油十分重要。 目前,国内汽车轻量化材料正在加速发展,新型智能材料逐渐在汽车制造中得到应用。车用高性能钢板、镁合金已在汽车上有所应用。传统的轿车车身结构是钢车身,现今也越来越多地采用高强度钢、精炼钢、铝合金和夹层钢车身结构。 不锈钢与强度较高的碳钢相比,表现出不少优点。一汽轿车、奇瑞汽车公司在轿车车身上进行了高强度钢板的初步应用实验;上海交大、湖南大学、重庆大学、清华大学等高校在镁合金的强韧化、耐蚀性、阻燃性和抗高温蠕变性等方面开展了较深入的研究。 在轻量化结构设计方面,结构优化和零部件的模块化设计水平不断提高,如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到

11、轻量化的目的,计算机辅助集成技术和结构分析等技术也有所发展。湖南大学与上汽通用五菱在薄板冲压工艺与模具设计理论方面开展了较深入的研究;北京航空航天大学开发了CAD系统CAXA,并已经开展了客车轻量化技术的研究,利用有限元法和优化设计方法进行结构分析和结构优化设计,以减少车身骨架、发动机和车身蒙皮的重量等。 3.新能源汽车节油 (1)替代燃料节油 替代燃料节油是解决我国目前严峻石油能源形势的一种有效途径。我国的替代能源发展已纳入“十一五”发展规划,按照“节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展”的能源方针,实行直接替代(以发展车用替代燃料为主)与间接替代(以节能、替代工业原料与燃料用油为主)一起抓

12、。 针对我国“富煤少油缺气”的国情和现有技术基础,适宜我国目前发展的替代能源主要为:煤基替代燃料、生物质替代燃料、天然气替代燃料和氢能。煤基替代燃料中,M15比例甲醇汽油已在四川、山西、河南、陕西、重庆、新疆等多个省市、自治区示范应用;已研制出二甲醚样车,并在上海、山东示范运行。生物质替代燃料中,我国燃料乙醇主要以粮食为原料,年生产能力102万吨,在汽油中掺人10%乙醇的燃料乙醇(E10)已在9个省示范推广;生物柴油目前已有30多家生产厂,但年产量都相对较低。天然气替代燃料方面,我国城市燃气(CNG,LPG)汽车保有量已达25万辆,占城市机动车总保有量的1.7%;并且可利用煤层气生产液体天然气

13、燃料,不仅有充足的资源保障,而且具有保护环境和改善煤矿安全的多重效益。氢能研究方面我国起步较晚,但近年来我国氢能产量稳步增长,随着氢能体系建设的日渐完备,有望成为运输动力设备的主力。 (2)电动汽车节油 研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,将电池充电,再由电池驱动汽车,其能量利用效率(约17.2%)比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱 动汽车效率(约10.5%)更高。因此,使用电动汽车有利于节油。 目前,我国“863”计划电动汽车重大专项实施5年来取得了重大进展。在技术上,动力蓄电池、驱动电机、燃料电池等零部件的关键技术取得进步,整车总体性能大幅提高,燃料电池轿车研发已经进入世界先进行列。

14、2006年,奇瑞、华晨、清华一福田等新一批研发的混合动力汽车、氢内燃汽车下线;北京京华客车厂依托北理工纯电动客车技术平台开发的使用锂离子动力电池的奥运用纯电动客车,第一批获得国家汽车产品公告;东风电动与东风集团内、外主要的客车厂进行联合开发,2款混合动力客车新产品样车完成试制,2006年11月与武汉市公交集团签订了100台混合动力公交车供货协议。 1.2.2我国汽车节油存在的主要问题我国汽车节油虽然已得到国家的高度重视,但在战略研究、技术推广和综合管理方面都存在一些问题,主要表现在以下几个方面: 1.对汽车节能的发展前瞻问题缺少战略论证 我国汽车节能研究的发展落后于汽车产业的发展,对汽车产业的

15、飞速发展可能导致的各种社会问题没有采取积极有效的预测和应对措施,尤其对汽车节能发展的前瞻问题缺少战略论证,尚未建立对各项汽车节能技术和措施的经济指标进行综合评测的有效机制,对影响汽车节能的使用环境更未引起足够的重视。 2.汽车节油技术落后且推广应用缓慢 从整体上看,我国汽车燃油技术研发投入不足,创新能力弱,先进适用的节油技术落后,节能成果转化率较低。同时由于缺乏有效的鼓励节能技术推广应用的政策和机制,使新的节油技术推广应用缓慢。 3.对小排量车的歧视和限制尚未完全解除 虽然国家已经出台政策取消一切针对小排量汽车在行驶线路和出租汽车运营等方面的限制,但目前很多限制小排量车的地方政策并没有解除,或

16、鼓励发展小型节能车的措施尚未真正贯彻到位,或由于支持力度太小,实际所产生的作用不明显。 4.道路交通不完善及其管理不到位对汽车节能影响巨大 汽车保有量的过快增长,使我国道路交通拥堵越来越严重,机动车平均车速越来越低,城市交通状况日趋恶化。据统计,北京市区一些主要道路在交通高峰时平均车速仅为每小时11公里,乌鲁木齐也仅为16.2公里,造成机动车燃油消耗比正常时高出12%以上。我国城市行人、自行车和机动车混行的特点严重影响机动车的行驶速度,频繁的加速、减速和交通事故等造成车辆油耗的进一步增加。 5.民众汽车消费观念脱离国情 在汽车消费观念上,我国消费者存在不顾我国经济社会发展水平,而追求高档、豪华

17、的倾向。一方面认为节能汽车成本高,而不愿购买,另一方面把汽车当作身份与地位的象征,不像欧洲、日本人那样把汽车作为度假休闲的交通工具。目前我国大城市中各种轿车的排气量、车身尺寸和重量的平均水平,不仅比上世纪欧洲、日本在私人汽车起步时高出许多,而且比现在欧洲许多大城市还要高。突出的例子是高燃油消耗的SUV四轮驱动车2007年上半年销量同比增长39.03%,在各类汽车消费中增长最快。 6.我国汽车消费结构中公车消费所占的比例过大 中国是人均GDP刚超1000美元的发展中国家,但中国公车的档次和排量之高与之不符。政府机构和国有企业不仅车多、排量大,日行驶里程多,且相对私车而言,使用者缺乏节油的动机与动

18、力。因此限制公车私用和提高公车使用效率对我国汽车节油的作用不可低估。1.2.3我国汽车节油对策建议针对我国汽车节油的现状及存在的主要问题,借鉴各发达国家采取的节能措施,笔者认为应采取如下对策: 1.充分发挥政府的作用 政府应对我国的汽车节能工作进行总体规划和整体布局,制定我国汽车节能的短期、中期和长期计划以及详细、可行的节能发展目标。集中相关社会资源,成立由各级政府引导、行业节能专家组成的节能管理组织,充分发挥政府的引导作用,以弥补市场力量的不足;鼓励企业、科研院所及高等院校开展汽车节能合作研究,以期获得技术上的突破;制定能够充分激励节能创新的各项政策与法规,并对执行情况加强监管力度;引导行业

19、针对我国的国情、参考先进国家的节能技术标准制定灵活的、可操作性强的节能技术标准法规,并引导和帮助企业尽快达标。 2.加强汽车技术节能研究 节能研究研发投入不足、高级研发人才严重匮乏和研究方法的不当造成我国的汽车节能技术研究收不到良好的效果,因此我国的汽车节能技术研究工作今后应从以下方面进行努力和改进:加大节能研发投入,一方面不断提高主流燃料汽车的燃油效率,发展先进汽油机和柴油机技术,加快汽车发动机的燃料系统设计与机内净化系统技术改进,开展轻量化节能研究,另一方面大力发展替代燃料技术,新能源汽车和混合动力、电动汽车、氢燃料电池汽车等先进技术;制定和实施吸引优秀留学人才回国服务计划,积极与国外开展

20、人才培养合作,加强国内汽车节能人才的培养;整合各方资源,加强国内产、学、研合作,创新节能研究方法,谋求新的节能合作机制和营造新的节能制度环境。 3.重视汽车运输节能 我国的汽车运输在管理体制、政策法规管理、运营管理机制、规划等方面都存在很多问题,我国汽车运输节能发展空间巨大,因此加强汽车运输节能对汽车节能的重要性和必要性不言而喻。目前汽车运输部门一方面需要统一思想、深刻认识交通运输节能的极其重要性,另一方面需要充分借鉴国内外解决交通运输节能问题的先进管理经验,尽快采取各种有效措施强化汽车运输节能:包括制定交通运输全行业能源节约专题规划;建立与节能法相配套的交通运输行业政策法规与标准体系,制定和

21、实施汽车运输节能政策和规章制度;建立汽车运输能耗统计、评价和考核制度;发展以智能交通为主导的现代交通管理技术,等等。 4.支持节能与新能源汽车研发 根据我国节能与新能源汽车技术的发展、能源结构及不同地域的特点,要制定我国节能与新能源汽车的使用计划,分时段、分地点、有步骤地在我国推广使用节能与新能源汽车。要重点在城市公交车、出租车和城际客运线路中,逐步扩大车用乙醇汽油、二甲醚和生物柴油等的应用,适当发展甲醇燃料并加大对氢燃料电池等新型替代能源的研究和开发力度。另外还应在新技术的研发、新能源汽车的推广等方面制定配套的税收政策、技术标准、补贴措施等,以加大对节能与新能源汽车的支持力度。据中国汽车技术

22、研究中心的专家估算,未来20年中国如果能采取和国际同步的汽车节能技术,到2030年可以累计节约石油8亿吨,仅2030年一年就可以节油8500万吨。相当于目前中国石油的进口总量。 5.提倡使用小排量汽车 小排量汽车具有廉价、安全、多功能、低油耗的特点,故在政策上要支持小排量汽车的使用。韩国政府对小排量汽车从购置到使用、保养都有优惠政策,为了鼓励民众开小车,韩国政府计划今后在全国所有收费道路上都实行微型车减半收费政策,并规定公共机关购买车辆时微型车要占到一定比例。与我国同属发展中国家,且国情比较相似的印度,政府官员带头乘坐国产的经济型轿车。在我国推广使用小排量车节油效果明显,中国工程院院士张彦仲在

23、中国科协2005年学术年会上指出,我国如果多生产100万辆小排量汽车,每年即可少耗油320万吨。假设2010年小排量汽车占25%,即可节约石油400万吨;小排量汽车占50%,即可节约石油1200万吨。第2章 影响汽车燃油经济性的主要因素及汽车节能途径2.1 汽车燃料经济性汽车的燃油经济性是指用一定使用条件下汽车用最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力，或指单位行程的燃油消耗量。有的国家则用单位燃油消耗量的汽车行驶里程来评价。汽车的燃油经济性是汽车的主要性能之一。在汽车的使用中，最大的消耗费用支出是燃油，据统计汽车燃油消耗费用占运输成本的30左右，汽车使用者都十分注重汽车的燃油经济性。另一方面，

24、随着地球上石油资源的日趋减少，提高燃油经济性，有效节约燃料，保护地球资源的问题愈加得到人类的普遍关注。因此，燃油经济性必然成为汽车经济性最重要的指标之一，也是广大汽车用户最关心的指标之一。2.2 影响汽车燃油经济性的主要因素及节能途径汽车主要由发动机、底盘、车身等总成组成。汽车的结构、性能，以及与运输任务、运输环境和运输对象是否匹配，汽车驾驶、维护、车用燃料及润滑油的选用，以及新能源技术水平等对汽车燃料消耗都有重要影响。所以汽车节油是一项很复杂的工作，是一个系统工程。要把汽车节油落到实处，首先必须了解汽车燃油经济性的影响因素，明确汽车节油的基本途径。 1.发动机结构和种类 发动机的油耗对汽车的

25、油耗有决定性影响，而发动机的油耗决定于发动机的结构。发动机压缩比高、有完善的供油系统及合理的燃烧室形状、采用电子点火系统等都能降低发动机的比油耗。 柴油机由于压缩比比汽油机要高得多，因此柴油机比汽油机的油耗要低得多。试验和使用证明，一般装备柴油发动机的轿车比装备汽油发动机的轿车节油18左右，柴油发动机载货汽车比汽油发动机载货汽车节油30左右。2.整车结构(1) 传动系 汽车传动系效率越高，传递动力过程中能量损失越小，汽车的油耗就越低。目前机械齿轮变速器要比液力自动变速器的传动效率高，因此自动变速器汽车虽然驾驶方便，但汽车油耗要高，这是机械齿轮变速器没有被自动变速器完全取代的主要原因。对于机械齿

26、轮变速器，其档位设置增多，能增加发动机处于经济工况下工作的机会，有利于提高汽车的燃油经济性。汽车一般用高档位行驶比低档位行驶省油。(2) 汽车总质量 汽车总质量影响到汽车滚动阻力、坡道阻力和加速阻力，对汽车的燃油经济性影响很大。根据美国1978年进行的统计表明，整车装备质量为1360kg的汽车，当汽车总质量减少10%，油耗降低8.8%。因此，要将汽车的车身轻型化：采用轻质材料，减轻汽车自重，轻型设计技术；使构成部件、附属品轻型化。(3)汽车外形 为克服空气阻力而消耗的发动机功率与汽车行驶速度的3次方成正比。汽车速度不高时，空气阻力对汽车的燃料消耗影响不大，但当车速超过50km/h，空气阻力对汽

27、车燃料经济性的影响逐步明显。降低空气阻力是节约燃油的有效途径，减少空气阻力主要是通过减少汽车空气阻力系数来实现。20世纪60年代轿车的空气阻力系数在0.45左右，现代不少轿车的空气阻力系数已降低至0.30左右，节油轿车甚至可降至0.20左右，通用电动车EV-I的空气阻力系数为0.19。汽车制造厂通过整车风洞试验研究使汽车外形接近最优化。作为汽车使用者，不在轿车顶上安装行李架，货车装载品用篷布盖好，高速行驶时不打开车窗等措施都能降低空气阻力系数。(4) 轮胎 轮胎结构对滚动阻力影响很大，改善轮胎结构，可以减少汽车油耗。目前降低滚动阻力的最好办法是使用子午线轮胎。子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，滚动

28、阻力一般要下降20%-30%。另外，轮胎的花纹及胎压对汽车的油耗都有较大的影响。3.汽车技术状况 汽车随着使用时间的延长，其性能也在逐步发生变化。当感觉车辆有异样时，应立即对车辆进行检查。车辆的技术状况差、故障多，对汽车的行驶油耗影响很大。 除汽车发动机故障外，汽车底盘部分的技术状况，如减速器、制动器、轴承、前束调整不当、轮胎气压不足等等，都会导致汽车油耗大幅度增加。汽车行驶中，发动机冷却系统温度过高或过低，也可使汽车油耗上升12%-15%。4.驾驶操作 熟练的驾驶技术是开车节油的前提，同一车型，使用条件基本相同，不同的人驾驶，汽车油耗可相差20%以上。 驾驶技术对汽车油耗的影响，贯穿在整个汽

29、车运行过程中。从起步、换挡、转向、制动、减速、停车等各种动作都要运用自如、正确无误。汽车在运行过程中，遇到的情况是千变万化的，公路上的车、人流动情况、道路情况、气候情况都是在不断地改变。驾驶员要能随时随地依据变化情况，做出正确的判断和处置，控制行车速度和温度，减少不利因素，利用有利条件，使汽车少用油，行驶更多里程。5.车辆使用状况车辆的使用状况也是影响汽车油耗的主要因素之一。如汽车在高原使用，由于空气进气量下降，导致燃料燃烧不完全，汽车油耗必然增加。汽车在道路条件很差的路面行驶，其滚动阻力大，功率消耗大，必然导致燃料消耗量增大。6.驾驶操作熟练的驾驶技术是开车节油的前提，同一车型，使用条件基本

30、相同，不同的人驾驶，汽车油耗可相差20以上。驾驶技术对汽车油耗的影响，贯穿在整个汽车运行过程中。从起步、换挡、转向、制动、减速、停车等各种动作都要运用自如、正确无误，这其中用不着考虑如何做动作才会正确。另一方面汽车在运行过程中，遇到的情况是千变万化的，公路上的车、人流动情况、道路情况、气候情况都是在不断地改变。驾驶员要能随时随地依据变化情况，做出正确的判断和处置，控制行车速度和温度，减少不利因素，利用有利条件，使汽车少用油，行驶更多的里程。7.管理工作科学的管理是汽车节油的重要途径之一。管理节油包括制定科学合理的燃料消耗指标及奖惩制度、合理调度车辆、节油组织的建立、节油宣传、推广使用有效的节油

31、技术及产品等。8.节油技术及产品的合理选用评价节油技术及节油产品的节油效果，不仅要看节油率的大小，还要对汽车使用该项节油技术后对汽车经济性的影响做出评估，简单地说就是用某种节油产品、节油方法后，经济效益要算笔帐。使用该产品后所节约的燃油费用与该产品的价值之间的关系，必须是较短时间便可收回使用该产品所耗用的费用，同时该产品还不会损害汽车的其他机件。还必须注意到不论使用任何节油产品，采用任何节油方法，绝不可增加汽车排气的污染。同样，也不能增加驾驶人员的操作负担。面对众多的节油技术和产品，用户在选用时决不要盲目轻信。要确认结构原理正确合理，经过实际使用验证，并且该节油技术或产品是经国家权威部门认可的

32、。第3章 汽车发动机的节油技术3.1 发动机节油概述发动机节能是汽车节能技术的关键。发动机节能技术的核心是提高发动机的燃烧效率，而提高热效率就是组织好发动机各个工作过程，减少各种损耗，以及正确选择汽车动力机械的机型。当今世界由八亿多辆汽车在行驶，几乎都使用往复式内燃机。而发动机的燃料大部分来自石油。发动机节能实际上主要是降低石油消耗。发动机作为石油能源的消费大户，世界各国的发动机的工程技术人员和制造商历来将降低其能源消耗作为孜孜以求的目标。从节能的观点来看，既要提高发动机热效率，又要设法发动机节材轻量化，并使发动机具有更高的可靠性和更长的使用寿命。从环境保护的角度出发，为了减少有害气体和燃烧噪

33、声，出了改进工作过程外，还必须和降低燃烧消耗同时考虑，已取得满意的折中。因为，发动机燃烧室复杂的化学反应过程，各性能参数与改善措施之间的关系是复杂的，有些方面还存在矛盾。例如有些措施可以降低有效燃料消耗率，但却会使NOx排量增加，又如有些措施有助于降低NOx排放，但有可能使未燃烃HC及微粒增加，因此在设计产品及采取措施提高发动机性能时，首先要理解主要性能参数之间的关系及矛盾，方能采取适当的措施。有时不得不采用折中方案，或者采用辅助措施的综合方案。此外，还要考虑到发动机只是汽车的动力来源。因此，汽车的经济性既取决于发动机自身的经济性，还依赖于发动机与整车的合理匹配。它是改善整车行驶经济性的关键环

34、节之一。3.2汽车发动机对燃油消耗的影响（1） 发动机种类的影响。目前常用的发动机主要有汽油机和柴油机。由于柴油机的热效率高,有效燃料消耗率比汽油机低30 %40 % ,所以汽车发动机采用柴油机逐渐增多。(2) 压缩比的影响。提高压缩比是提高汽油机燃料经济性的主要措施。但压缩比过高会引起爆燃和表面点火,而且排气污染增加。因此,在允许的条件范围内提高压缩比,可改善燃料的经济性。(3) 发动机功率利用率的影响。发动机的功率利用率对汽车燃料经济性影响很大,试验表明,一般发动机在中等转速、较高负荷率下工作时,其经济性较好。火花塞故障对发动机功率和油耗的影响见表3.1。发动机转速（r/min)功率损失%

35、油耗增加%不工作火花塞的数目一个气缸二个气缸一个气缸二个气缸150017.530214320001329.41236250014291741300019353168平均值15.930.920.2473.1火花塞故障对发动机功率和油耗的影响(4) 发动机燃烧过程的影响。改进燃料供给系和燃烧室的形状及进、排气系统的结构,使燃料得到良好的汽化和雾化,能改善燃烧过程,从而提高燃料经济性。目前广泛采用的电喷发动机及稀薄燃烧技术一般能节油5 %20 %。3.3汽车发动机与节油（1） 汽车发动机的动力性、经济性和可靠性是其技术状况好坏的标志。燃烧质量直接影响到发动机的经济性， 选择高压缩比的发动机是降低燃油

36、消耗的一个有效途径， 但压缩比过高会引起爆燃， 反而使动力降低、油耗增加，所以必须选用相应牌号的燃油。（2） 对汽油机来说，化油器的调整与清洁， 直接影响到发动机各种工况下对空燃比的要求， 例如在较长时间的经济车速状态下运行时，应能满足空燃比为14.5 14.7的理想混合比值， 这是保证发动机动力和经济技术指标良好状态的关键。在现代电子控制的燃油喷射系统中，是由多种传感器感应出发动机不同工况下的空气量，进排气量及冷却水的温度，气缸、燃油、机油等多种压力，排气管中氧气的浓度，发动机的转速，曲轴位置，节气门位置以及是否有爆震燃烧等信息，通过电脑进行计算综合分析后，再命令喷油器按量适时喷射燃油和火花

37、塞及时点火燃烧，这里节气门位置仅仅是驾驶员提供发动机工作状况的一个信息，因而能达到理想的最佳燃油效果。满足了发动机多种工况下的动力性和经济性要求， 也极大限度地减少了排放污染。对于柴油机也有相应的电子控制系统，而且柴油机的热效率比汽油机高30%，价格也便宜，使用日渐增多。另外，空滤器的清洁程度和点火系的正时可靠性，也是节油的保证。对于电控系统主要是发现问题及时处理，严防带病工作。（3）保证气缸良好的密封性和足够的气缸压力具有一定的节油效果。因此要严格按照技术规范对气缸、活塞、活塞环、活塞销、连杆等进行选配。对配气机构的工作状况，如配气相位的准确性，气门间隙的大小，水泵、发电机皮带的松紧度，轴与

38、轴承的间隙配合，曲轴飞轮的动平衡等，这些都是与提高机械效率，保证发动机的动力性，降低燃料消耗密切相关的，决非小题大作。（4）机械运动中，配合副之间的磨擦损耗是必然的，用润滑油使其磨擦损耗减小到最低程度以提高机械效率，保证正常运转是必不可少的。特别是对于高速运转的汽车发动机来说，就更是至关重要，所以在发动机启动后，首先要检查的就是机油的润滑情况是否正常， 如有异常现象，必须立即停机检查。润滑油的合理选用极为重要，润滑油的粘度愈低，愈会减少磨擦和轻快省力。润滑油粘度每降低一个级别可节油1%3%，但粘度过低，不能形成油膜， 起不到润滑作用，肯定会适得其反。所以，应根据季节选用粘度适当的润滑油。现在多

39、级低粘度润滑油的问世，对节省油耗、改善冷启动性能有良好的效果，与同样粘度的单极润滑油相比可节省燃油3%10%。此外，按规定更换机油滤清器滤芯，保持油路和油质的清洁，也是极为重要的。在润滑油中加入“减摩剂”也是行之有效的节油措施之一。目前，市场上已有多种牌号的减摩剂可供选用，并有不同程度的节油效果。（5）发动机的冷却系既要保证一定的温度需要，又不致使配合偶件因在高速运转中产生热膨胀而卡滞。一般应保持在80C90C之间， 过高或过低都会影响正常工作，也直接影响燃油的消耗。如合理启动，预热、起步、保持正常的冷却液温度都可以减少汽车油耗。工作温度在40C50C时要比75C80C时多燃烧汽油5C10C。

40、所以工作中要保证足够的冷却液，长途行车要有备用水。节温器是否有效应定期检查， 各种保温设施应随环境变化合理使用。3.4汽车发动机的保养与节油 “三滤”是对发动机上安装的空气滤清器、汽油滤清器和机油滤清器的统称，定期更换发动机“三滤”是汽车发动机养护工作的重要一环。及时清洁和更换发动机“三滤”，能充分发挥发动机性能，降低发动机故障率，同时有利于延长发动机的使用寿命。（1）保持空气滤清器的清洁并定期更换空气滤清器是装在发动机进气系统入口处用来过滤空气中所含的尘土和沙粒的装置。如果空气滤清器过脏就会阻碍新鲜空气进入发动机进气系统，从而影响空气和汽油的混合比。根据试验，完全燃烧1g 的汽油，约需要15

41、 g 的空气。如果进入汽缸的空气不足，混合气就不能完全燃烧，浪费汽油，发动机功率不足，而且在排出的废气中HC 和CO 成分较多，污染环境。空气中不可避免地含有尘土等杂质，其含量随着当地的土壤、气候和道路等情况的差异而有所不同。根据试验，当汽车在多尘的土地上行驶时，空气滤清器每吸进1m3 的空气约可滤出0.40.8g尘土，这些尘土中氧化硅的含量高达6080% ，而氧化硅的硬度远远超过金属，因此，当这些氧化硅进入摩擦表面时，就会刺破润滑油膜，划伤汽缸壁，加剧发动机汽缸的磨损，从而缩短发动机的使用寿命。（2）定期更换汽油滤清器汽油滤清器一般安装在油箱与汽油泵之间，用以过滤汽油中的水分和杂质。它由壳体

42、、盖和滤芯等组成。汽油滤清器的滤芯有叠片式、多孔陶瓷式和纸质等多种结构。纸质滤芯采用叠状微孔滤纸制成，并经过树脂处理，具有过滤效率高、成本低和更换方便等优点，被现代汽车广泛采用。由于汽油滤清器的滤芯堵塞后，滤芯的阻力增加，汽油流动不畅，从而导致供油不足、发动机功率下降、车辆行驶无力、车速降低。一辆车速达100km/h 以上的轿车，如果滤芯堵塞，其最高车速可下降到70 80km/h ，甚至更低，而且发动机加速不良。（3）定期更换机油滤清器机油滤清器一般有全流式和分流式之分。全流式滤清器是串联在主油道中，发动机全部循环机油均通过它的过滤，以保护发动机摩擦表面免受磨料性磨损。每次更换机油时都必须更换

43、质量合格的全流式机油滤清器。机油滤清器的质量直接影响着机油对发动机润滑的效果。滤清器使用一定时间后，滤芯上会附着很多污垢，因此应定期更换滤清器，这有利于延长发动机的使用寿命。经常使用的汽车，每行驶7500km，应更换机油滤清器。在恶劣条件下，如经常行驶在多尘的道路上，应每行驶5000km 更换。汽车发动机的保养工作除了定期更换三滤外，还应定期更换机油。机油具有润滑、冷却、清洗、密封、防锈和抗腐蚀等六大功能。机油在发动机运转过程中不断地被氧化。机油受热而氧化，会产生胶质和炭渣。空气中的灰尘，机件磨损下来的金属屑和燃烧后的炭渣等机械杂质也将被清洗至机油中。机油在发动机中经过不停地运转，“紧张”的工

44、作而被氧化、酸化、乳化及被机械杂质污染等，酸化了的机油还会使得机油中有益的添加剂失效。所以机油使用一段时间后，应定期进行更换。3.5汽车发动机节油技术3.5.1汽油发动机的节油技术（1）多气门进气系纬。增加气门数, 提高进气量改善发动机充气效率, 使得发动机燃烧更加完善。（2）气缸状态自动切换技术。戴姆勒一克莱斯勒的5.7L Hemi发动机和本田新雅阁混合动力车上的3.0LV6发动机具有气缸自动切换功能。另外, 2004年年底, 在中国上市的克莱斯勒300C的顶级车型也装备了5.7L的HemiV8发动机。HemiV8发动机采用先进的功能切换系统, 在车辆处于巡航速度或者不需要发动机全力运转时,

45、 系统会自动关闭4个气缸, 有效地将一台V8发动机变成一台四缸发动机。在需要强劲动力时, 系统会立刻使所有气缸恢复工作从而获得250kW的最大功率。该系统可较大地提高燃油经济性。汽油直接喷射技术。该技术主要是把汽油直接喷人气缸, 而不是喷人进气管再吸人气缸。这样汽油在气缸中混合更均匀。（3）本田的VTEC(可变气门配气相位和气门升程电子控制系统)技术。该系统能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。通过VTEC系统装置, 发动可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度, 即改变进气量和排气量, 从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。（4）本田i-VTEC系统。i-VT

46、EC系统是在现有的基础上, 添加了一个可变正时控制系统, 通过ECU控制程序调节进气门的开启和关闭, 使气门的重叠时间更加精确, 达到最佳的进、排气时机, 并且进一步提高了发动机的功率。长远看来, VTEC将会被i-VTEC所取代。（5）丰田VVT-i技术。过去仅装备于丰田的进口原装高档车上的VVT-i(智能可变配气时系统)最大特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴, 通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化, 以获得最佳配气正时, 从而在所有的速度范围内提高扭矩, 并能大大改善燃油经济性, 有效地提高汽车的功率与性能, 减少油耗和废气排放。最后, 采用高能点火系统和可变点火时间技术也可实现节油。

47、例如, 新型火花塞, 点火系统中采用高压硅堆等技术改善汽油机的点火性能。汽油机节能技术发展趋势是:缸内直喷稀燃(VDI)节油8%15%。全可变气门(FVVT)、电动气门技术(EMVT), 节油10%18%。减少发动机排量(DOWWSIZE)采用可变涡轮截面增高压和可变压缩比技术(VCR), 节油20%25%。3.5.2柴油发动机的节油技术采用先进柴油机, 可以大幅度节约燃料, 由于柴油机工作原理与汽油机不同, 柴油机工作效率高达45%, 居内燃机之首。与普通汽油机相比, 柴油机可以节油15%30%。先进柴油机采用直接喷射、高压喷射和多级高压喷射技术, 使得柴油能更均匀和雾化地喷人气缸, 能和空气均匀混合。增压技术可提高柴油机经济性和改善排放性能。为了提高增压效果, 现在还采用中冷增压和可调喷嘴增压技术