伴隨汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量快速增長(zhǎng)而來(lái)的是大氣污染和石油消耗。目前，中國(guó)已成為僅次于美國(guó)和日本的第三大石油進(jìn)口國(guó)。而汽車(chē)的石油消耗又占了中國(guó)石油年消耗量的50%。無(wú)疑，先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在汽車(chē)節(jié)能、環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)中起著關(guān)鍵的決定性的作用。
自20世紀(jì)末期以來(lái)，汽車(chē)排放法規(guī)日益嚴(yán)格。與美國(guó)上世紀(jì)90年代中實(shí)施的聯(lián)邦排放法規(guī)相比，于2007年全面實(shí)施的新聯(lián)邦排放法規(guī)將要求汽車(chē)氮氧化物排放降低幅度高達(dá)95%，碳?xì)渑欧盼锝档头雀哌_(dá)84%。而于此同時(shí)，與排放相關(guān)的系統(tǒng)及零部件耐久性要求達(dá)到12萬(wàn)英里。2007年美國(guó)聯(lián)邦排放標(biāo)準(zhǔn)中第五分組碳?xì)渑欧艠O限約為歐Ⅳ排放極限的一半（由于測(cè)試循環(huán)的不一致，真正的排放要求比歐Ⅳ排放的一半還低）。
這越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)和人們對(duì)節(jié)能認(rèn)識(shí)的加深，使得高效率、低排放車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)受到高度的重視，從而促使傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)不斷創(chuàng)新。如汽油機(jī)直噴技術(shù)、可變氣門(mén)定時(shí)技術(shù)、可變進(jìn)氣管、燃燒速率控制滑片、可變排量技術(shù)、高壓共軌直噴柴油機(jī)等等。由于各國(guó)國(guó)情的不同，在環(huán)境保護(hù)及節(jié)能方面所側(cè)重的技術(shù)也有所區(qū)別。日本出于國(guó)土資源的因素，微型車(chē)輛、經(jīng)濟(jì)型車(chē)的比例較高，小排量發(fā)動(dòng)機(jī)就既能滿(mǎn)足節(jié)能環(huán)保的要求，又能給這類(lèi)車(chē)提供足夠的驅(qū)動(dòng)力；而在歐洲，由于柴油便宜，熱效率遠(yuǎn)高于汽油機(jī)，使消費(fèi)者容易接受柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)要比汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的同類(lèi)汽車(chē)貴1000～2000美元的事實(shí)。另外，柴油機(jī)的低速扭矩遠(yuǎn)勝于汽油機(jī)，這也使偏愛(ài)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)感的歐洲人更將直噴柴油機(jī)視為高科技的代表。現(xiàn)在的西歐，超過(guò)35%的新車(chē)銷(xiāo)售是柴油機(jī)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能環(huán)保新技術(shù)開(kāi)發(fā)的同時(shí)，人們不能忽視燃油特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)普及的巨大影響。汽車(chē)尾氣的凈化完全依賴(lài)于廢氣催化后處理裝置，而燃油中硫含量是催化后處理裝置的“克星”。燃油中的硫在氣缸內(nèi)燃燒后氧化成二氧化硫，二氧化硫與載體涂層中的催化物起反應(yīng)，使催化器的轉(zhuǎn)換效率大幅度下降。根據(jù)燃油含硫量法規(guī)，歐洲柴油機(jī)的含硫量在50ppm以下，而美國(guó)聯(lián)邦目前限制300ppm，到2007年將降低到80ppm。歐洲低硫柴油為柴油機(jī)的普遍應(yīng)用創(chuàng)造了條件。在美國(guó)，隨著含硫量的降低，直噴柴油機(jī)在輕型車(chē)上的應(yīng)用的條件日趨成熟，所有的跨國(guó)汽車(chē)公司都在開(kāi)發(fā)針對(duì)北美市場(chǎng)的高速直噴柴油機(jī)，以待2007年后投入市場(chǎng)。
汽油機(jī)直噴（GDI）技術(shù)，就是將汽油通過(guò)高壓（約100大氣壓）供油系統(tǒng)將汽油直接噴到燃燒室內(nèi)與空氣混合、燃燒。GDI在電子噴射和控制技術(shù)取得長(zhǎng)足發(fā)展后，于上世紀(jì)90年代后期開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。與傳統(tǒng)的多點(diǎn)氣道噴射的汽油機(jī)相比，GDI有四大顯著的優(yōu)點(diǎn)：能有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的未燃碳?xì)浠衔锏呐欧牛驗(yàn)镚DI技術(shù)避免了氣道噴射汽油機(jī)在冷起動(dòng)時(shí)燃油在氣道壁面沉積的問(wèn)題，而且極大地提高了燃油與空氣的混合程度，更為精確地控制了每個(gè)燃燒循環(huán)的空氣與燃油的比例，從而達(dá)到缸內(nèi)完全燃燒的目的；使汽油在燃燒室內(nèi)霧化、蒸發(fā)，降低了燃燒室內(nèi)空氣的溫度，從而增加了燃燒室內(nèi)空氣的質(zhì)量；因汽油蒸發(fā)降低了充氣的溫度，使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師有可能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率；GDI使發(fā)動(dòng)機(jī)能很容易實(shí)現(xiàn)分層燃燒。
可變氣門(mén)定時(shí)技術(shù)（VVT）是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)里程碑。VVT指的是發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)升程和配氣相位定時(shí)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況作實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)。這一技術(shù)使發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師無(wú)需再在低速扭矩與高速功率之間作抉擇，實(shí)時(shí)的氣門(mén)定時(shí)調(diào)整使得同時(shí)顧及低速扭矩與高速功率成為可能。連續(xù)可變氣門(mén)定時(shí)技術(shù)加上先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制策略，可以巧妙地實(shí)現(xiàn)可變壓縮比。如在大負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)容易發(fā)生自燃引起的爆震，通過(guò)推遲進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉的時(shí)間來(lái)達(dá)到降低有效壓縮比的目的，從而避免爆震。而在中小負(fù)荷時(shí)，爆震不再是個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)調(diào)整氣門(mén)關(guān)閉時(shí)間達(dá)到提高有效壓縮比的目的，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在中小負(fù)荷時(shí)有優(yōu)異的熱效率。可變氣門(mén)技術(shù)也可使汽油機(jī)排放品質(zhì)達(dá)到更好的水平。
燃燒速率控制滑片是另一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)，類(lèi)似的設(shè)計(jì)思想在Toyota和Ford的發(fā)動(dòng)機(jī)上有所體現(xiàn)。汽油機(jī)在怠速和小負(fù)荷時(shí)，燃燒室內(nèi)殘余廢氣所占的比例很高，會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火困難、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷@會(huì)負(fù)面影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排放及效率。而另一方面，在一般城市交通中，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)絕大部分時(shí)間是在中、小負(fù)荷及怠速狀況。優(yōu)化汽油機(jī)在這些狀態(tài)下的排放和熱效率具有重大的意義。燃燒速率控制滑片就是通過(guò)促進(jìn)燃燒室內(nèi)在火花塞附近創(chuàng)造穩(wěn)定的、容易點(diǎn)燃的空氣燃油混合比，通過(guò)增加燃燒室湍流的強(qiáng)度達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或小負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器會(huì)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)滑片在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的位置，使滑片擋住進(jìn)氣道部分截面積，從而使新鮮空氣—燃油混合氣在進(jìn)入燃燒室時(shí)有一切向的速度，在燃燒室內(nèi)形成有序的渦流。在著火及燃燒的早期，有序的渦流碎化成小尺度的渦流，從而大大提高火焰的傳播速度。
另一項(xiàng)最近兩年開(kāi)始投入市場(chǎng)的汽油機(jī)技術(shù)就是切缸工作循環(huán)，或稱(chēng)為可變排量。可變排量技術(shù)就是根據(jù)汽車(chē)動(dòng)力的需求來(lái)實(shí)時(shí)決定發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量，使做功的汽缸總是處于大負(fù)荷狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。這一技術(shù)適用于中大排量、V型布置的發(fā)動(dòng)機(jī)，如本田的V6、通用的V8及戴-克的V12汽油機(jī)。

標(biāo)簽：發(fā)動(dòng)機(jī)目前趨勢(shì)