1 概述

2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國大會上發(fā)表重要講話，提出我國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，引領(lǐng)全球進(jìn)入綠色低碳發(fā)展的新階段，承諾2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上。作為中國溫室氣體排放增長最快的三個(gè)領(lǐng)域之一，汽車行業(yè)的碳減排對中國能否順利實(shí)現(xiàn)碳中和至關(guān)重要。根據(jù)研究，在2030年，中國輕型車市場純內(nèi)燃機(jī)汽車約占市場份額的35%，混合動力汽車占25%，電動汽車(含BEV和PHEV)占40%

。假設(shè)電動汽車中間有一半應(yīng)用插電式混合動力，可以計(jì)算出2030年中國汽車銷量中仍然有60%～80%的份額需要內(nèi)燃機(jī)。也就說未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)展內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排技術(shù)，降低燃油消耗量，減少二氧化碳排放仍是交通運(yùn)輸行業(yè)的重中之重。發(fā)展內(nèi)燃機(jī)節(jié)能減排技術(shù)，主要有兩個(gè)途徑，一是內(nèi)燃機(jī)采用增壓技術(shù)進(jìn)行小型化；二是提升內(nèi)燃機(jī)熱效率，并擴(kuò)大內(nèi)燃機(jī)高熱效率的運(yùn)行范圍，同時(shí)減少運(yùn)行過程中的各項(xiàng)損失，有效降低燃油消耗水平。

小型汽油機(jī)熱效率提升是當(dāng)前發(fā)動機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，2015年之前，量產(chǎn)的汽油機(jī)熱效率普遍在35%左右，隨著研究的不斷深入以及新技術(shù)的涌現(xiàn)，小型汽油機(jī)的壓縮比及熱效率不斷提高，目前很多OEM在研或者量產(chǎn)的汽油機(jī)熱效率超過了40%

。例如豐田公司TNGA架構(gòu)下的新一代2.0L自然吸氣汽油機(jī)，設(shè)計(jì)壓縮比為14，發(fā)動機(jī)最佳熱效率為41%，該汽油發(fā)動機(jī)已經(jīng)投入批量生產(chǎn)并在市場上得到了良好的反饋

。盡管普遍認(rèn)為發(fā)動機(jī)熱效率和升功率有trade-off(取舍)關(guān)系，但是高熱效率發(fā)動機(jī)可以很好的和電驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成混合動力系統(tǒng)，通過引入電機(jī)和電池，將發(fā)動機(jī)的常用工況調(diào)整至高熱效率區(qū)域，降低燃油消耗。目前，不少主機(jī)廠針對混合動力系統(tǒng)而開發(fā)的專用高熱效率發(fā)動機(jī)已經(jīng)批量生產(chǎn)并投入消費(fèi)市場。

2 提升熱效率的基本理論分析

根據(jù)公式：

=

(1)

其中

為發(fā)動機(jī)的有效熱效率，

為發(fā)動機(jī)循環(huán)理論熱效率，

為發(fā)動機(jī)傳熱效率，

為發(fā)動機(jī)機(jī)械效率。

三、了解外國的民俗民風(fēng)和規(guī)矩。泰國小孩的頭摸不得，印度的小孩抱不得。像這些異國他鄉(xiāng)的規(guī)矩，在到人家國家旅游的時(shí)候，還真應(yīng)當(dāng)了解一些。否則，人家并不會因?yàn)槟闶峭鈬司筒回?zé)怪你。比如到泰國，您去之前一定要弄清楚了這么一些習(xí)俗：進(jìn)入寺廟要脫鞋，女士見到僧侶要避讓，游覽大皇宮女士不能穿短裙和涼鞋。有不良衛(wèi)生習(xí)慣的人千萬要當(dāng)心，在新加坡街頭隨地吐痰、亂扔廢物，高額的罰款會讓你腦袋大一圈。

根據(jù)熱力學(xué)基本理論，汽油機(jī)的工作循環(huán)可以用等容加熱循環(huán)表示，其循環(huán)的理論熱效率可以表示為：

(2)

其中

為發(fā)動機(jī)壓縮比，

為工質(zhì)的等熵指數(shù)。

從式(1)可知，提升發(fā)動機(jī)熱效率水平有兩個(gè)基本途徑，一是提高循環(huán)的理論熱效率；二是降低發(fā)動機(jī)傳熱/冷卻損失，并提升機(jī)械效率。

從式(2)可知，提升發(fā)動機(jī)壓縮比可以有效提升循環(huán)的熱效率，但是汽油機(jī)壓縮比進(jìn)一步提高受到爆震的限制。等熵指數(shù)

反映了工質(zhì)熱力特性對循環(huán)熱效率的影響，一般

=1

2-1

4，常溫空氣工質(zhì)的

為1

40，當(dāng)混合氣偏濃，

向下限偏移，因此，盡可能使汽油機(jī)燃用稀混合氣可以提升循環(huán)熱效率。盡管在熱力學(xué)中將汽油機(jī)作為等容加熱循環(huán)，汽油機(jī)燃燒仍然存在燃燒持續(xù)期，合理組織燃燒，提高燃燒速度，提高循環(huán)加熱的等容度，可以提升循環(huán)熱效率。

3 提升理論熱效率的技術(shù)措施

3.1 發(fā)動機(jī)沖程缸徑比設(shè)計(jì)(Stoke-Bore Ratio)

歷朝有宵禁制度，只有在諸如元宵節(jié)這樣的特殊日子里，才允許普通百姓夜間出外走動。那么，古代的宵禁制度從何時(shí)開始，又走過了怎樣的發(fā)展歷程呢？

在發(fā)動機(jī)排量不變的前提下，一定范圍內(nèi)增加沖程缸徑比可以提升發(fā)動機(jī)的熱效率。一方面，在相同工作容積下，增加沖程缸徑比，可以有效提高進(jìn)氣行程中空氣/混合氣的滾流強(qiáng)度和壓縮行程中空氣/混合氣的湍流強(qiáng)度，湍流所具有的強(qiáng)脈動和微渦旋運(yùn)動特性可以促進(jìn)燃油和空氣的微觀混合，加速燃燒過程，從而提高做功行程中的壓力升高率，改善燃燒等容度，提升循環(huán)的理論熱效率。如表1所示，發(fā)動機(jī)壓縮比設(shè)計(jì)值為16，工況為全負(fù)荷，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 rpm/min的條件下，發(fā)動機(jī)工作容積不變的條件下，隨著沖程缸徑比的增加，進(jìn)氣行程中最大滾流比以及進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)刻的滾流比均得到提升；同時(shí)，在壓縮行程末期的點(diǎn)火時(shí)刻，混合氣的湍動能增加。另一方面，增加沖程缸徑比，可以降低面容比，減小傳熱和冷卻損失，提升熱效率。在發(fā)動機(jī)缸徑和沖程保持不變的前提下，如果進(jìn)一步提高壓縮比，會導(dǎo)致燃燒室設(shè)計(jì)扁平化，燃燒火焰與燃燒室壁面的接觸面積變大，不利于火焰的傳播，并且會增加冷卻損失。

不斷增加沖程缸徑比值不會一直提升熱效率。如圖1所示，隨著沖程缸徑比的進(jìn)一步增大，燃燒室內(nèi)進(jìn)氣門直徑設(shè)計(jì)會受到布置空間的限制，進(jìn)氣過程中的泵氣損失會急劇增加，同時(shí)由于沖程變長，以及活塞的平均運(yùn)動速度增加，活塞組件和缸體缸孔之間的機(jī)械摩擦損失也隨之加大。發(fā)動機(jī)熱效率隨著沖程缸徑比增大呈現(xiàn)先增大后減小的特征。

3.2 提高壓縮比

由式(1)可知，提高壓縮比可以有效提升發(fā)動機(jī)熱效率，但是汽油機(jī)壓縮比的提高受到發(fā)動機(jī)爆震的限制，并且由于泵氣損失和傳熱損失的增加，提高壓縮比來提升熱效率呈現(xiàn)邊際遞減的效應(yīng)。Atkinson循環(huán)和Miller循環(huán)是對傳統(tǒng)Otto 循環(huán)的改進(jìn)

，應(yīng)用VVT技術(shù)，調(diào)整進(jìn)排氣正時(shí)參數(shù)，通過進(jìn)氣門晚關(guān)閉或者提前關(guān)閉，以減小活塞的有效壓縮行程實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比。一方面，發(fā)動機(jī)小負(fù)荷工況下，使用高壓縮比提升熱效率，同時(shí)高負(fù)荷下調(diào)整進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)間，降低有效壓縮比，緩解爆震傾向；另一方面，燃燒循環(huán)的更改，節(jié)氣門的開度以及進(jìn)排氣門開啟/關(guān)閉相位可以同步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小泵氣損失，提升發(fā)動機(jī)熱效率。

環(huán)境污染及不良生活方式均可擾亂人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響卵巢功能及卵泡質(zhì)量，導(dǎo)致卵巢儲備功能下降，甚至是卵巢功能不全。

通常自然吸氣的發(fā)動機(jī)常采用進(jìn)氣門晚關(guān)的策略，發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣行程中吸入新鮮空氣，在壓縮行程初期，進(jìn)氣門保持不關(guān)閉狀態(tài)，將新鮮空氣回吐至進(jìn)氣歧管內(nèi)，這種方式稱之為Atkinson循環(huán)。增壓發(fā)動機(jī)常采用進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程中提前關(guān)閉的策略，稱之為Miller循環(huán)。

此外，優(yōu)化噴油系統(tǒng)的噴油壓力，細(xì)化燃油顆粒的大小，同樣可以改善燃燒過程，當(dāng)前350bar噴油壓力的噴油系統(tǒng)已經(jīng)成為市場主流。同時(shí)，配合燃燒循環(huán)的優(yōu)化，還有很多技術(shù)措施來抑制由于壓縮比提高產(chǎn)生的爆震傾向問題，例如冷卻系統(tǒng)的控制策略優(yōu)化，活塞內(nèi)冷油道，缸內(nèi)噴水，進(jìn)氣中冷等技術(shù)措施，以及下文將重點(diǎn)介紹的廢氣再循環(huán)技術(shù)。

3.3 冷卻廢氣再循環(huán) (EGR, Exhaust Gas Recirculation)

(1) 活塞組件的優(yōu)化。活塞組件和缸體缸孔構(gòu)成的摩擦副是發(fā)動機(jī)摩擦損失的最大占比，對活塞組件的優(yōu)化是減摩擦領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。除了輕量化設(shè)計(jì)，活塞組件也應(yīng)用了低摩擦涂層技術(shù)，例如活塞裙部的石墨涂層，活塞環(huán)和活塞銷的PVD/DLC涂層。此外，活塞主推側(cè)的裙部和次推側(cè)的裙部可以采用非對稱設(shè)計(jì)，減小次推側(cè)和缸壁的接觸面積，減小摩擦損失

。

發(fā)動機(jī)工作過程中，各個(gè)摩擦副處于不同的潤滑狀態(tài)；不同的轉(zhuǎn)速和工況下，同一摩擦副也可能處于不同的潤滑狀態(tài)。改善潤滑油粘度特性和摩擦性能，并確保發(fā)動機(jī)的可靠性，尤其是冷啟動工況下的可靠性，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。目前投入量產(chǎn)的主流發(fā)動機(jī)使用5W-20牌號的潤滑油，使用0W-20機(jī)油的發(fā)動機(jī)逐步量產(chǎn)，更低牌號的機(jī)油0W-16和0W-8正在開發(fā)中。根據(jù)研究

，相比與5W-30，使用5W-20機(jī)油，NEDC工況下，發(fā)動機(jī)摩擦扭矩減小約6%。

高等職業(yè)院校教師應(yīng)該采取主動學(xué)習(xí)和系統(tǒng)完善的策略，借用大數(shù)據(jù)這一平臺了解和掌握當(dāng)前在高職教育層面先進(jìn)的教育教學(xué)方法，在提升教學(xué)方法多元性和功能性的前提下提升自身的教育教學(xué)質(zhì)量。慕課、微課是當(dāng)前高等職業(yè)院校中較為流行的教學(xué)形式，對于教師來講要強(qiáng)化多元化先進(jìn)教學(xué)形式和方法的應(yīng)用，通過應(yīng)用掌握慕課和微課等先進(jìn)方法的開展形式與應(yīng)用技巧，擴(kuò)大高等職業(yè)院校教育教學(xué)的影響范圍，進(jìn)而為教育教學(xué)質(zhì)量和效果的提升提供方法上和形式上的支持與保障。

3.4 稀薄燃燒技術(shù)

不同于EGR技術(shù)采用排氣廢氣對混合氣進(jìn)行稀釋，稀薄燃燒技術(shù)采用過量空氣對燃燒室內(nèi)的混合氣進(jìn)行稀釋

。稀燃時(shí)過量空氣有利于燃燒更加充分，并且泵氣損失和傳熱損失降低，提升發(fā)動機(jī)熱效率。同樣，由于過量空氣的引入使得燃燒變得不穩(wěn)定，稀薄燃燒技術(shù)的應(yīng)用需要在燃燒室內(nèi)增強(qiáng)氣流運(yùn)動，長沖程設(shè)計(jì)有利于氣體流動速度和空氣湍流強(qiáng)度

。如圖3所示，研究人員在同一臺發(fā)動機(jī)上對比過量空氣稀薄燃燒，EGR稀釋燃燒、原機(jī)三種模式下的經(jīng)濟(jì)性和排放特性

，研究表明，在2000rpm工況下，相比于原機(jī)，稀薄燃燒和EGR都可以改善發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，中小負(fù)荷下，稀薄燃燒效果更優(yōu)。但是目前稀薄燃燒技術(shù)仍不成熟，存在燃燒不穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長，可靠性不足，排放后處理等問題，還沒有大批量投入量產(chǎn)。

4 降低汽油機(jī)冷卻/傳熱損失

5.1.4 應(yīng)用低摩擦涂層及改善摩擦接觸面

“犯錯(cuò)誤？”馬縣長被問得莫名其妙，微微思索了一下說：“她主動要求到農(nóng)村工作的?！迸吕先思衣牪灰娪痔岣吡寺曇?，“沒犯錯(cuò)誤！”老人一聽松了口氣，對大家說：“有人說殊書是犯錯(cuò)誤下放的。我納悶兒：這么好的姑娘咋能犯錯(cuò)誤？”他瞇眼看了看站長，“我瞅她一天樂呵呵的，又不太像——不犯錯(cuò)誤好，中！好孩子?！崩先耸帜砗殬妨恕?/p>

(1)缸體缸蓋分離冷卻+熱管理模塊

。缸體和缸蓋的冷卻系統(tǒng)并聯(lián)設(shè)計(jì)，冷卻流量按照發(fā)動機(jī)需求進(jìn)行匹配和獨(dú)立控制，冷啟動工況下，發(fā)動機(jī)需求快速暖機(jī)啟動，熱管理模塊關(guān)閉控制缸體和缸蓋的水路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)零流動，發(fā)動機(jī)快速升溫，經(jīng)濟(jì)性和排放性均得到提升；小負(fù)荷下，缸蓋水路循環(huán)開啟滿足冷卻需求以及抑制爆震，缸體的冷卻水路保持關(guān)閉狀態(tài)；中高負(fù)荷下，冷卻系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)需求開啟大小循環(huán)控制，將缸體和缸蓋的溫度控制在材料許用溫度范圍內(nèi)。

(2)電子水泵。傳統(tǒng)機(jī)械水泵依靠帶輪驅(qū)動，需要消耗曲軸功，電子水泵直接依靠電機(jī)驅(qū)動，由整車蓄電池供電。相比于機(jī)械水泵，電子水泵可以根據(jù)冷卻需求靈活控制冷卻流量，發(fā)動機(jī)冷啟動狀態(tài)下，可以實(shí)現(xiàn)最小流量或者零流量進(jìn)行快速暖機(jī)；小負(fù)荷下，降低流量，減少熱量損失；低速大負(fù)荷下，增大流量進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)冷卻策略與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的解耦。由于ECU對電子水泵進(jìn)行直接控制，冷卻系統(tǒng)響應(yīng)快，圖4是電子水泵的控制策略。

(3)絕熱涂層

。該技術(shù)是在發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)噴涂約0.2 mm的涂層，涂層材料具有低傳熱系數(shù)和低熱容的特點(diǎn)，發(fā)動機(jī)工作狀態(tài)下，可以減少燃燒室向外界的傳熱損失。當(dāng)前絕熱涂層技術(shù)在汽油發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用仍處于研發(fā)中，沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。

謝里丹唐草風(fēng)格的花型大小取決于兩點(diǎn)：一是所用的工具，二是作品的大小。原來的皮雕多用于馬鞍，所以作品個(gè)頭都比較大，花也比較大，現(xiàn)在很多皮雕作品多用于小件，而且工具也更加精細(xì)，所以就連表帶上也可以雕花。還要注意，就是皮革的厚度，厚的皮革不適合很小的花，薄的皮子也不適合很大的花。最薄的皮雕皮也就是1.6mm，一般錢夾等小物2.0mm的就很合適，追求特殊效果的除外。

5 提升機(jī)械效率的技術(shù)措施

機(jī)械摩擦損失，泵氣損失和附件消耗，這三項(xiàng)損失之和統(tǒng)稱為發(fā)動機(jī)機(jī)械損失，相關(guān)研究表明

，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，機(jī)械摩擦損失約占50%～80%，泵氣損失約占5%～40%，附件消耗約占10%。

(3) 曲軸主軸徑和連桿軸徑優(yōu)化，減小軸徑直徑和寬度。

5.1 降低機(jī)械摩擦損失

機(jī)械摩擦損失主要由以下幾個(gè)摩擦副構(gòu)成，缸體缸孔內(nèi)表面和活塞組件 ，曲軸連桿運(yùn)動系統(tǒng)，凸輪軸和前端驅(qū)動系統(tǒng)，配氣機(jī)構(gòu)系統(tǒng) 。圖5是一款1.5L四缸自然吸氣發(fā)動機(jī)，在90℃水溫和油溫的邊界條件下，機(jī)械摩擦損失隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以看出，機(jī)械摩擦損失隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加不是線性上升的關(guān)系，而是隨著轉(zhuǎn)速的增加急劇增大，降低發(fā)動機(jī)機(jī)械損失，可以主要從以下幾個(gè)方面考慮：

城市快速路和高速公路由于功能要求一般都會在道路兩側(cè)設(shè)置防止牛羊等牲畜和人進(jìn)入的隔離護(hù)欄，還會在中央分隔帶設(shè)置波形梁護(hù)欄；其他城市道路，除了在為了防止對向車道借道行駛在道路中間設(shè)置隔離護(hù)欄和橋梁上設(shè)置防撞護(hù)欄，其他地方基本不設(shè)置護(hù)欄。其他公路由于地理位置特殊，在高填方和轉(zhuǎn)彎半徑較小的平曲線外側(cè)均需增設(shè)護(hù)欄。城市道路由于晚間有路燈，視線比較好，所以防眩和視線誘導(dǎo)基本不考慮；高速公路由于車速較快，為了保證晚上行車安全，還會在兩側(cè)隔離帶設(shè)置視線誘導(dǎo)，在中央分隔帶設(shè)置防眩設(shè)施。

5.1.1 降低潤滑油粘度

如圖2所示，EGR對發(fā)動機(jī)的工作影響主要表現(xiàn)在兩方面：一是 低負(fù)荷時(shí)通過引入廢氣提高進(jìn)氣歧管壓力，降低泵氣損失，同時(shí)由于降低了燃燒溫度，抑制爆震傾向，配合Atkinson或Miller循環(huán)，低負(fù)荷下的壓縮比有進(jìn)一步提高的空間，提升發(fā)動機(jī)熱效率。二是 在高負(fù)荷下，廢氣的稀釋作用降低了缸內(nèi)充量燃燒溫度，有利于降低傳熱損失和提高充量絕熱指數(shù)，抑制爆震的同時(shí)提升熱效率。同時(shí)，EGR技術(shù)是降低汽油發(fā)動機(jī)NO

排放的主要技術(shù)措施之一，其抑制了NO

產(chǎn)生所需的“高溫、富氧”環(huán)境。需要注意的是，氣缸內(nèi)引入過多的廢氣會造成燃燒速度減慢，燃燒持續(xù)時(shí)間增長，可能造成燃燒不穩(wěn)定或者失火現(xiàn)象，這對熱效率的提升是不利的，改善措施是可以通過改進(jìn)氣道或者燃燒室設(shè)計(jì)增加缸內(nèi)氣流運(yùn)動，使用高能點(diǎn)火等技術(shù)手段擴(kuò)展EGR率和使用范圍。

對工程有影響的基巖裂隙、溶隙水主要指分布于場區(qū)灰?guī)r溶隙、裂隙、溶洞內(nèi)的淺層水體，在場區(qū)內(nèi)局部分布。受裂隙、溶隙或溶洞、巖性組合、高程等因素控制。地塊地下水較貧瘠，久晴，無地下水；久雨，局部存在上層滯水，但由于擬建場地地勢總體較平緩，雨季施工基坑底部將可能局部出現(xiàn)積水、涌水，建議在基坑等低洼處做好排水措施。

5.1.2 零件輕量化

汽車整車當(dāng)中發(fā)動機(jī)重量約占10%～15%，發(fā)動機(jī)輕量化可以提升整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)化整車的質(zhì)量分布。零件輕量化的前提是保證發(fā)動機(jī)工作的可靠，在此基礎(chǔ)上，通過新材料，新工藝，新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等手段實(shí)現(xiàn)輕量化。

新材料的應(yīng)用。一是使用密度更小的材料對現(xiàn)有產(chǎn)品材料的替代。例如發(fā)動機(jī)節(jié)溫器殼體和進(jìn)氣歧管改為塑料材料，缸體從鑄鐵材料改為鋁合金材料等；二是，現(xiàn)有材料的技術(shù)改進(jìn)。例如對座圈材料和排氣門材料的優(yōu)化，可以承受發(fā)動機(jī)更高的排溫以及實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)良的耐磨性能。

新工藝的應(yīng)用。發(fā)動機(jī)技術(shù)的進(jìn)步也對生產(chǎn)工藝提出了更高的要求，近年來各種新工藝的發(fā)展也推動了零件的輕量化。例如，得益于壓鑄工藝和熱處理工藝的進(jìn)步，發(fā)動機(jī)油底殼基礎(chǔ)壁厚由4 mm優(yōu)化為2.5 mm，在輕量化的同時(shí)，零件可靠性及抗沖擊性能得到提升。

運(yùn)用MRI常規(guī)序列評估新生兒缺氧缺血性腦損傷的預(yù)后研究較少，本研究發(fā)現(xiàn)，T1 flair、T2 flair 和SWI圖在短期評價(jià)其預(yù)后方面作用可以優(yōu)先考慮使用，而中遠(yuǎn)期價(jià)值仍有待于下一步深入研究。

新結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)合CAE仿真分析，對活塞連桿曲軸運(yùn)動機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小往復(fù)慣性力，從而降低發(fā)動機(jī)摩擦損失。圖6是本田的研究人員在一款1.5T發(fā)動機(jī)上對連桿進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)可靠性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)15%的減重。

沖程缸徑比是汽油機(jī)燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)，直接影響汽油機(jī)燃燒室的結(jié)構(gòu)，壓縮比，傳熱和摩擦性能等。

5.1.3 曲軸偏置設(shè)計(jì)

曲軸中心線在一定范圍內(nèi)向活塞主推力側(cè)偏移，與發(fā)動機(jī)缸孔中心線不重合，該技術(shù)可以有效降低活塞做功行程中，活塞裙部和缸壁在主推力側(cè)的接觸應(yīng)力，降低摩擦，但是隨著曲軸偏置量的增加，次推力側(cè)的接觸應(yīng)力也會隨之增加。如圖7的研究結(jié)果，曲軸偏置量在4～10 mm為宜

。曲軸偏置技術(shù)已被很多先進(jìn)發(fā)動機(jī)所采用，并用于實(shí)際的發(fā)動機(jī)批量生產(chǎn)中 , 但是曲軸偏置技術(shù)對生產(chǎn)線的影響很大，需要在發(fā)動機(jī)初始設(shè)計(jì)時(shí)予以確定，后期更改偏置量或者發(fā)動機(jī)改型采用該技術(shù)，生產(chǎn)線的改造代價(jià)很大。

發(fā)動機(jī)燃燒、膨脹過程中，有大量熱量被冷卻系統(tǒng)帶走，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)實(shí)際需求的智能匹配，可以有效提升發(fā)動機(jī)熱效率。優(yōu)化冷卻系統(tǒng)主要有以下技術(shù)手段：

如前文所述，壓縮比的進(jìn)一步提高，會增加缸內(nèi)燃燒溫度，爆震傾向加劇，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)各組件的磨損加劇，發(fā)動機(jī)功率和扭矩迅速下降，通常ECU的控制策略是將點(diǎn)火提前角推后，推遲燃燒相位，抑制爆震，但這會導(dǎo)致熱效率的下降。EGR技術(shù)是通過惰性氣體在燃燒室內(nèi)對燃燒的抑制作用來對燃燒速率，燃燒溫度，以及氧濃度產(chǎn)生影響。

(2) 缸體缸孔 的優(yōu)化。一是降低缸體缸孔的變形，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮缸孔壁厚，水套結(jié)構(gòu)等，增強(qiáng)缸孔抵抗變形的能力；工藝上可以考慮在缸孔加工時(shí)使用工藝缸蓋，降低缸孔冷態(tài)下的變形。二是缸孔內(nèi)表面珩磨參數(shù)優(yōu)化，在保證良好潤滑的前提下，降低摩擦表面的粗糙度，減小缸壁和活塞裙部的摩擦損失。

兼顧風(fēng)險(xiǎn)與收益的主動配電網(wǎng)非正常停運(yùn)恢復(fù)策略//周天,郝麗麗,王昊昊,李威,李乃雙//(13):136

(4) 主軸承軸瓦和連桿軸瓦增加低摩擦聚合物涂層。

IHPC是近年興起的一種腹腔惡性腫瘤治療手段，對各種腹腔惡性腫瘤的腹膜轉(zhuǎn)移均具有可靠的臨床療效[10]。IHPC通過持續(xù)高溫作用（42～43℃條件下作用90 min），能在不影響正常組織的情況下誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；同時(shí)高溫（＞41℃）可提高化療藥物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的效率來達(dá)到更佳的腫瘤抑制效果[11]。

(5) 正式鏈條和機(jī)油泵鏈條低摩擦涂層。

傳統(tǒng)上，歐盟布魯塞爾公約體系一直對源自英美法系國家的不方便法院原則持排斥態(tài)度。其排斥的理由主要包括以下兩大層面的原因：

(6) 凸輪軸第一檔增加球軸承降低摩擦。

5.2 降低泵吸損失

除了前文所述Atkinson/Miller循環(huán)，EGR/稀薄燃燒等技術(shù)降低泵吸損失，優(yōu)化配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也可以降低泵吸損失，隨著可變技術(shù)的發(fā)展，配氣機(jī)構(gòu)的控制參數(shù)不再是發(fā)動機(jī)各個(gè)轉(zhuǎn)速及各個(gè)工況下的折中方案，對配氣機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確控制成為汽油機(jī)的發(fā)展趨勢。

利用VVT技術(shù)實(shí)現(xiàn)凸輪軸相位調(diào)節(jié)已經(jīng)成為發(fā)動機(jī)的標(biāo)配技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)衍生出中置鎖止VVT，電動VVT等新的改進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提升配氣機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)范圍。利用VVL/CVVL技術(shù)實(shí)現(xiàn)對凸輪軸升程曲線的切換，使發(fā)動機(jī)在高速區(qū)和低速區(qū)都得到良好響應(yīng)。無凸輪軸可變配氣機(jī)構(gòu)是下一代配氣機(jī)構(gòu)技術(shù)，可以在發(fā)動機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)每缸單獨(dú)且高效精準(zhǔn)的進(jìn)排氣管理。

5.3 附件系統(tǒng)電氣化

進(jìn)一步提高機(jī)械效率，必須增加電氣化來提供額外的能量利用率，汽油機(jī)需要皮帶驅(qū)動的附件主要有發(fā)電機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)，水泵，助力轉(zhuǎn)向泵等零件，由于混合動力系統(tǒng)中引入了電機(jī)和電池，為發(fā)動機(jī)的電氣化提供了更好的條件，附件系統(tǒng)由電池直接供電，并且和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速/工況解耦，響應(yīng)性得到了提高。附件系統(tǒng)全面電氣化將是混動專用高熱效率發(fā)動機(jī)的趨勢。

6 結(jié)論

(1)發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)，提升小型汽油機(jī)熱效率水平，尤其是開發(fā)混合動力系統(tǒng)專用高熱效率發(fā)動機(jī)已經(jīng)成為乘用車行業(yè)發(fā)展的共識和必然趨勢。當(dāng)前40%～ 43%熱效率水平的發(fā)動機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并推向消費(fèi)市場，45%及以上熱效率的發(fā)動機(jī)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中完成開發(fā)并向量產(chǎn)推進(jìn)。

(2)提高壓縮比，Atkinson/Miller循環(huán)，沖程缸徑比設(shè)計(jì)優(yōu)化，EGR系統(tǒng)是當(dāng)前提升發(fā)動機(jī)熱效率比較成熟的技術(shù)，這些技術(shù)措施優(yōu)化了燃燒系統(tǒng)和氣體交換系統(tǒng)。

(3)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少機(jī)械摩擦，附件系統(tǒng)電氣化等措施，降低發(fā)動機(jī)各項(xiàng)損失，進(jìn)一步提升熱效率。

(4)高熱效率發(fā)動機(jī)開發(fā)的復(fù)雜度提升，對零件設(shè)計(jì)和標(biāo)定工作提出了更高要求，需要對燃油的消耗進(jìn)行更加精細(xì)化的管理和控制。同時(shí)，發(fā)動機(jī)熱效率的提升需要綜合考慮可靠性，動力性，排放和成本。

[1]中國汽車工程學(xué)會. 節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2016: 332-346.

[2]KOICHI NAKATA, SHINICHIRO NOGAWA, DAISHI TAKAHASHI, et al. Engine Technologies for Achieving 45% Thermal Efficiency of S.I. Engine[J]. SAE International Journal of Engines,2016,9(1):179-192.

[3]Kazunorl Y, Makoto T, Isao T, et al. New 2.0L I4 Gasoline Direct Injection Engine with Toyota New Global Architecture Concept[J]. SAE Paper, 2018-01-0370.

[4]TAKETO YAMADA, SHINRAK PARK, MASANOBU TAKAZAWA, et al. Thermal Efficiency Enhancement of a Gasoline Engine[J]. SAE International Journal of Engines,2015,8(4):1579-1586.

[5]門欣,高瑩,劉洪岐,等. Atkinson循環(huán)汽油機(jī)小負(fù)荷燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程,2018,18(6):251-256.

[6]鄭斌,李鐵,尹濤. 米勒循環(huán)改善增壓直噴汽油機(jī)熱效率的機(jī)理分析——部分負(fù)荷工況分析[J]. 內(nèi)燃機(jī)工程,2016,37(6):116-121.

[7]任全水,吳寧,孫程龍,等. 米勒循環(huán)對汽油機(jī)性能的影響[J]. 汽車實(shí)用技術(shù),2019(24):87-89.

[8]常龍,沈凱,張振東,等. 不同稀釋燃燒技術(shù)對GDI汽油機(jī)性能的影響[J]. 汽車工程學(xué)報(bào),2020,10(3):188-193.

[9]趙立峰,蘇向陽,于秀敏. EGR和稀燃對GDI發(fā)動機(jī)性能和排放特性的影響[J]. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào),2020,38(2):126-132.

[10]王金秋,晁岳棟,朱登豪,等. 不同壓縮比下稀釋方式對直噴汽油機(jī)節(jié)油影響[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,47(12):1801-1808.

[11]Christian L, Dominik S, Markus R, et al. The New 3- and 4-Cylinder Gasoline Engines of BMW Group - Modular Engine Family NEXT GENERATION[J]. 26th Aachen Colloquium Automobile and Engine Technology, 2017.

[12]DORSAF SAAD, PHILIPE SAAD, LLOYD KAMO, et al. Thermal Barrier Coatings for High Output Turbocharged Diesel Engine[J]. SAE Paper, 2007-01-1442.

[13]HIDEMASA KOSAKA, YOSHIFUMI WAKISAKA, YOSHIHIRO NOMURA, et al. Concept of “Temperature Swing Heat Insulation” in Combustion Chamber Walls, and Appropriate Thermo-Physical Properties for Heat Insulation Coat[J]. SAE Paper, 2013-01-0274.

[14]Michael A, Sage K, Saager P, et al. Low Heat Capacitance Thermal Barrier Coatings for Internal Combustion Engines[J]. SAE Paper, 2019-01-0228.

[15]付建勤,段雄波,劉敬平,等. 增壓直噴汽油機(jī)機(jī)械損失及分解摩擦試驗(yàn)研究[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,48(10):2830-2835.

[16]寧李譜,丁月蕾. 低黏度機(jī)油對汽油機(jī)摩擦性能的影響[J]. 傳動技術(shù),2020,34(4):19-22.

[17]Wada, Y, Nakano, K, Mochizuki, K, Hata, R. Development of a New 1.5L I4 Turbocharged Gasoline Direct Injection Engine[J]. SAE Technical Paper 2016-01-1020, 2016.

[18]劉瑞,郭金寶,李巖. 曲軸偏置對汽油機(jī)活塞摩擦力的影響[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件,2011(12):4-6.

[19]寧李譜,王立新. 曲軸偏置對活塞裙部混合潤滑特性的影響[J]. 汽車工程,2018,40(5):597-604.

[20]Joseph S, Johnson J, Umate M, Vipin T. A Study of Friction Behavior of a Single Cylinder Gasoline Engine[J]. SAE Technical Paper 2018-32-0078, 2018.