主题：【原创】目标：3升/百公里-未来五年的轿车发动机展望 -- 波波粥

百公里耗油3升，呵呵，这个不是什么梦想，今天已经投入市场的一些小型车如新Smart（3.3升/百公里），Fiat 500（3.69升/百公里）等都已经接近这个油耗水平了。不过呢，小车总归受到那么一点点歧视的，菲亚特发言了：竟敢歧视俺，等到实行欧六标准了，宝马还要向我买排放指标呢，要是俺不卖给他。。。

Fiat 500

一般来说，受到广大人民群众欢迎的，开起来有点面子，比较风光的的中级轿车大多还是6到7升的水平，要达到3升/百公里的油耗，看来还有好大差距呢,油耗要降低一半呢！那么，汽车厂家们有什么招数来让群众开上既风光又省油的好车呢？说来话长了。。。

行驶中的汽车时时刻刻都在和阻力做斗争，汽车的外界阻力大致有：空气阻力，轮胎的滚动阻力，加速阻力，爬坡阻力。当然，如果既没爬坡也没加速，那么就只有前两项了。按照欧洲道路油耗测试(NEFZ)要求，在标准测试循环中，汽车消耗能量的3%用于克服空气阻力（速度增加，用于克服空气阻力的能量所占比例还会提高），4%用于克服滚动阻力。加起来，才7%啊！！！

那么，其他的能量跑到哪里去了呢？首先是传动系统的损耗，我们知道，发动机做功，要通过传动系统才能最终传到车轮上，这个中间环节消耗了约3%的能量。汽车的附加设备，如车内的附带电子设备等，也消耗了3%的能量。不能忘记的是，在减速过程中，刹车系统也消耗了3%的能量。这16%我们称之为可利用能量。

NEFZ:在相同的条件，相同时间和速度循环中，汽车的CO2排放及油耗的测试（也引申到NOx等排放测试）。

燃料燃烧所产生能量的84%都被发动机用各种方式以热能的形式发散到空气中了，如废气，冷却系统带走的热量，发动机通过热辐射损失的能量等。发动机，就是能量浪费的第一大罪魁祸首，同时，我们也明白了，要降低汽车油耗，从发动机着手是第一要务。

柴油发动机，为达到日趋严格的排放和油耗标准，看来柴油机的希望最大了，因为按照热机的原理，提高工作效率的几大绝招：

1。压缩比

2。峰值压力

3。空燃比

上，柴油机都领先于汽油机，比如柴油机的压缩比已经有20了，而汽油机还在10.5左右。相对而言，柴油发动机的技术路线图比较明晰:直喷：轨压提高到3000bar，更高的喷油压力；带冷却的废气回气：提高发动机废气回气率；涡轮增压：两级增压。但是，在燃烧方式上，柴油发动机也在进步，也在向均质混合燃烧的方式前进。传统的柴油机在吸气阶段吸入的是纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。

在压缩行程终了时（上止点处）喷油

由于柴油机的压缩比高，温度高达750～1000K，大大超过柴油的自燃温度，故柴油喷人气缸后，在很短的时间内即自行着火燃烧。由于混合的时间短，所以柴油和空气并没有完全均匀的混合就已经开始燃烧了。有些燃料还没有充分燃烧就随着废气被排出了，所以我们常见柴油发动机冒出股股黑烟，这里面就包含了许多未燃尽的燃料。

还没有完全混合均匀就开始燃烧了

为提高燃烧过程的效率，柴油机也希望能够让燃料和空气充分混合后在燃烧，这样燃料会燃烧得比较充分。那么就要在压缩终了之前就要开始喷油，即在压缩行程中开始喷油，以达到均匀混合的目的（化学空燃比=1）。

在压缩行程中喷油

均匀混合后的燃烧

汽油发动机么，既然俺在这么多方面都比不上柴油机，那么俺就向柴油机学习么。汽油机也有了三大杀招：

1。缸内直喷

2。VVT（可变进气门），就是吉利以前打广告的那个“VVT发动机，世界先进，中国领先”。

3。可控燃烧过程

呵呵，这第一点和第三点可是向柴油发动机认真学习的成果哦，传统汽油机本来是采用进气道混合方式，就是把油喷在发动机进气道里，油在进气道里就和吸入的空气开始混合，进入发动机燃烧室的是油-空气混合气体，这个混合气体被压缩之后再被火花塞点燃。现在的汽油机，呵呵，越来越像柴油机了，也使用了缸内直喷技术，就是吸入的也是纯空气，直接在燃烧室内 喷入燃料。所谓可控燃烧过程，就是在汽油机里省掉火花塞（不是挥刀自宫哦），采用“压燃”模式（如HCCI）。整个燃烧室内充满均匀的混合气，在同一时间整个混合气都开始燃烧（这个是很理想的状态）。

可以说，排放法规的出台，极大的促进了汽车技术，特别是发动机技术的进步，呵呵，人无压力轻飘飘，厂家也一样呢。目前发动机研发大致是以排放法规为导向，同时，技术的进步又使得排放法规可以进一步提高，这是一个相互促进的关系。

虽然在30年到50年后（我的看法），内燃机会渐渐退出轿车的主流动力装置，但是，夕阳的景色，总是那么绚丽。。。

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