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国内外汽车发动机发展现状与趋势

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国内外汽车发动机的技术现状及发展趋势

摘要： 内燃机从发明发展到一百多年后的今天，相关技术不断创新和走向成熟。但内燃机作为汽车动力仍然面临着诸多问题，主要是热效率还不够高(特别是汽油机),所依赖的石油资源逐渐减少，废气排放污染大气环境，并难以集中治理等.因此，先进的发动机技术将在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用.
关键词：高压共轨；汽油直喷技术（GDI)；可变气门正时技术（VVT）；均质充量压缩点燃（HCCI）

Abstract：With the invention of the development of internal combustion engine, to over one hundred years later, the related technical innovation and to mature。 But internal combustion engines as a motor power still faces many problems， which is still not tall enough thermal efficiency (especially the gasoline engine), dependent on oil resources reduce gradually， emissions atmospheric pollution environment， and difficult to focus on control, etc。Therefore, the advanced engine technology will in car the energy conservation， the environmental protection technology development plays a key of the decisive role。个人收集整理，勿做商业用途文档为个人收集整理,来源于网络
Keywords： gasoline direct injection technology (GDI)； Variable valve timing technology （VVT)； Homogeneous filling quantity compression lighting (HCCI）; Electric auxiliary pressurization

当今世界,为了保护环境，节约能源并减少温室气体二氧化碳的排放，人们不断的探索和改进车用动力的解决方案。
一、车用柴油机的现状及发展趋势
1。1车用柴油机的性能特点
1） 有能量密度高（大型低速增压柴油机的有效热效率已超过50％），燃油消耗率低,这对节约能源和提高经济效益都很重要。
2） 好的燃油经济性；
3) 温室效应气体排放少，其CO2的排放量比汽油机大约低30—35％，但废气中含有害成分(NO，颗粒物等）较多，噪声较大，在环境环保方面已引起重视。
4） 功率和转速范围很大（功率1—65580KW,转速54—5000r/min)，因此应用领域宽
5） 结构较复杂，零部件材料和工艺要求较高，制造成本较高,与汽油机相比质量较大.主要有三大优点：
a。经济。首先, 每单位柴油的能量含量比汽油高;其次,柴油机的压燃特性, 使其热效率比汽油机高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低 30%～40%.
b.环保。一般来说, 机动车的主要排放物有一氧化碳、碳氢化合物、二氧化碳、颗粒物和氮氧化物。相对而言， 柴油机的一氧化碳、碳氢化合物和二氧化碳排放量极低， 但在颗粒物和氮氧化物的排放控制上要比汽油机更难处理。 这是柴油机本身的特性造成的, 可通过现代技术处治.
c.柴油机低速大扭矩的特性， 为汽车提供了更好的使用性能. 通过采用先进的燃油喷射技术和电控技术, 现代柴油机在动力性、加速性、舒适性指标上已经无异于汽油机。
1.2国外柴油机技术现状
目前西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机,而且轿车采用柴油机的比例也相当大。最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置.经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破,达到了汽油机的水平。下面是目前国外柴油机应用的一些新技术：
1） 共轨与四气门技术
国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合， 使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求.
高压共轨系统先将柴油以高压（喷油压）状态蓄集在被称为共轨的容器中,然后利用电磁三通阀将共轨中的与喷油压力相同的柴油引到喷油器中完成喷射任务.利用安装在高压油路中的高速、强力电磁溢流阀来直接控制喷油始点和喷油量，与汽油机的电控喷油系统原理不同的是还可以通过实时变更电磁阀升程或改变高压油路中的油压来实现喷油率和喷油压力的控制。它还具有能分缸调控和响应快等优点。
　　四气门结构（二进气二排气)不仅可以提高充气效率,更由于喷油嘴可以居中布置， 使多孔油束均匀分布,可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时， 可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构,以实现可变涡流。 这些因素的协调配合,可大大提高混合气的形成质量（品质）,有效降低碳烟颗粒、HC 和 NOX 排放并提高热效率。
2) 高压喷射和电控喷射技术
　　高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一， 高压喷射和电控喷射技术的有效采用,可使燃油充分雾化,各缸的燃油和空气混合达到最佳, 从而降低排放，提高整机（车）性能。
3） 增压中冷技术
　　采用涡轮增压增加柴油机的空气量，提高燃烧的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、 PM 排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空-—空中冷系统，可使增压空气温度下降到50℃以下， 工作循环温度的下降有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型， 不仅有助于低排放而且燃油经济性良好.此外，涡轮前排气旁通阀的应用，不仅能降低PM和CO排放， 还可以改善涡轮增压柴油机的瞬态性能和低速扭矩。
4) 排气再循环(EGR）技术的应用
　　EGR 是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内， 这种不可再燃烧的 CO2 及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢, 缸内最高燃烧温度下降，破坏 NOX 的生成条件.EGR技术可使机动车NOX排放明显降低, 但对重型车用柴油机而言,目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX， 还能保持其他污染物的低水平。
5) 后处理技术
　　柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放. 目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发 NOX 催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器.
6) 降低机油消耗
　　柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。 为了满足日益严格的柴油机(车)排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度， 即在保证发动机正常运转的前提下,最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗, 活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要.
1.3国内柴油机的技术现状
自2003年以来，国内柴油机行业出现了结构调整：潍坊柴油机厂在2002年的基础上继续保持快速增长势头,功率水平也有了明显提高；上海柴油机厂在商用车柴油机领域初露锋芒,主要得益于北汽福田欧曼重卡市场份额的迅速提高；广西玉柴机器股份有限公司作为行业的领先者,进行了新一轮的产品结构优化，产品顺利实现从欧Ⅰ向欧Ⅱ的过渡，完善了产品系列（从4缸机到 6缸机)平台,进一步拓展了功率覆盖范围,柴油机最大功率水平可以达到257 kW（350 ps）。总体水平有了显著提高.无论是从经济性还是从环保角度讲，国内的车用柴油机技术已经接近世界平均水平了.自产发动机已经完全能够满足国内重卡及低端乘用车对发动机的需求,无需外购。
1。4柴油发动机的发展趋势
笨重、噪音振动巨大的柴油发动机，多用于卡车、机械车和纯种越野车。但随着柴油发动机技术的进步，现在新型柴油机的诸多性能指标已经能和汽油发动机相媲美(甚至超越），而其无可比拟的燃油经济性则要远远胜过汽油机。因此,越来越多的新型柴油发动机开始在轿车上采用。TDI是英文“Turbo Direct Injection”的缩写，中文意思是“电控共轨柴油直喷涡轮增压发动机”.TDI通过采用电控共轨直喷和涡轮增压的技术,解决了老式柴油机的诸多问题。
全球车用动力"柴油化”趋势业已形成.在美国、日本以及欧洲100％的重型汽车使用柴油机为动力。 在欧洲，90%的商用车及33%的轿车为柴油车。在美国，90%的商用车为柴油车。在日本，38％的商用车为柴油车， 9.2%的轿车为柴油车。据专家预测，在今后20年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主流。 世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等方面采取措施促进柴油机的普及与发展.
当前和将来一个时期车用柴油机技术的发展趋势突出表现在如下几个方面：
1）进一步优化燃烧系统，特别重视开发和选择喷射系统
Perkins公司的Ouadram燃烧室、日野公司的HMMS燃烧室，小松公司的MTEC燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等,都在试验开发阶段，其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合，并配合以合适的燃油喷射系统。
　　目前，喷射系统已进入一个较快的发展时期，现正在研究开发lms内完成一次喷射，并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160-180MPa，实验室内已到200 MPa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等，可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。
　　2）增压及可变气门配气定时
　　当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点,随着发动机的轻量化与小型化，为了降低车辆油耗,提高车辆装载效率,必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放，同时通过稀燃化，减少热损失，提高循环效率，进而同时降低油耗,随着高增压和高a化,组装有多个增压器的复合系统已成为可能.另外，增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。
　　目前,在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用，为了减少换气损失，使混合气的形成进一步优化，现正在研究采用可变气门配气定时,从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。
　　3）全电子优化控制
　　如前所述，目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环（EGR）等都能实现电子优化的可变控制，从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用；但是,这些控制中的多半内容，如EGR、自动诊断等，还有很多技术不够完善，有待进一步研究和开发，今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构,尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。
　　4）排气后处理技术
　　柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放，尤其是NOx，这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究，日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行NOx还原试验,美国福特等公司也正在对催化还原系统（SCR）及DeNOx，催化器两种NOx还原系统进行研究。
　　SCR技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应，利用一个催化器降低NOx排放，排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的HC化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质,如氨等。
　　与SCR技术相比，DeNOx催化技术系统简单，无有害生成物,目前认为最具发展潜力.DeNOx催化技术主要是将NOx催化热裂变为N2和O2,目前的问题是废气在催化器中停留时，催化器效率不高，因此带来转化还原效率也受到很大限制。
　　为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(DEF)",虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用，但由于DEF的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决，因此，该项技术也正在进一步改进和发展中。 　　本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
5）改进燃料
　　燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从1997年开始把轻油中的硫含量降到0。05%以下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐,同时减少EGR造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值,可进一步降低NOx。减少芳香烃,尤其是减少3环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低90％的蒸馏温度、改进点火性能;通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加,确保燃油喷射装置的润滑性，人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。
二、车用汽油机的技术现状和发展趋势
目前，应用最广、数量最多的汽车发动机为水冷、四冲程往复活塞式内燃机，其中汽油机多用于轿车和轻型客货车上，而大客车和中、重型货车发动机多为柴油机。少数轿车和轻型客货车发动机也有用柴油机的.还有一种知名度很高，但应用很少的发动机，这就是三角活塞旋转式发动机,即转子式发动机.例如马自达公司的RX—7型跑车就是安装的转子发动机。
2.1国外汽油机技术现状
为了适应汽车对节油、环保、安全的需要,车用汽油机主要朝着更节油、更环保的方向发展，因此欧洲己执行欧Ⅳ标准。以下为国外在汽油机方面主要先进技术。
  1）多气门技术：每缸3—5个气门（大多为4气门），可提高功率，改善燃烧质量，如捷达王5气门、丰田8A4气门等。
  2）双顶置凸轮轴(D.HC）可提高转速、提升可靠性。
  3）可变气门正时（VVT）：根据不同转速调节气门时，可节省燃油，改善排放，如本田VTEC、丰田VVT—i等。
  4）汽油机增压:可提高升功率，在排量不变的情况下,可提高功率，如帕萨特1。8T轿车。
  5)可变进气道长度(VIM）：在不同转速下使用不同进气道长度，保证在任何工况下都有较好的充气效率，如奥迪A6。
  6)停缸技术：在输出功率减小时,使一部分气缸停止工作，可节省燃油,如通用开拓者EXT 2005款有8个气缸，需要时可使4个气缸一停止工作。
  7)全铝发动机：使用铝缸体、缸盖、活塞等，可减小质量,节省燃油，如日本铃木1。3L、1.4L汽油机。
  8）智能驱动气门（SVA）：取代传统凸轮轴,每一个气门挺杆上有一个独立的驱动器，可以减少20％油耗及污染物，如：法国法雷奥公司已设计出样机，2009年可大批量投产。
  9)可变压缩比汽油机：将传输功率与压缩比控制功能进行整合，压缩比可变。2005年法国MCE—5公司己开发出样机。
  10)汽油机直喷(GDI）和稀薄燃烧技术：将高压汽油直接喷射到气缸内，周围为稀薄混合气,实现分层燃烧，可提高燃料经济性，节油约20％,如丰田皇．冠3。0L V6汽油机（国产皇冠无GDI技术）.
  11）可控燃烧速率系统(CBR）:两个进气道，有一个是切向进气的，另一个是中性的。喷油器向两个进气道喷入等量的燃油。改变进气口封闭控制阀的位置，可调节气缸内空气涡流强度和混合气浓度，实现稀薄燃烧；
  12）发动机控制用ECU已达32位，匹配参数超过6000个.
2.2国内汽油机技术现状
在技术应用方面，大多数引进机型和合资企业生产的机型都采用一些国外先进技术。
1）天津丰田8A、5A，东风本田,北京现代，奇瑞SQR372(0.8L）、SQR481Q（1。6L），神龙公司爱丽舍（1.6L）等都使用多气门和DOHC技术。
  2)东风本田发动机，天津丰田发动机有限公司生产的花冠、皇冠汽油机,东风日产，北京现代等生产的汽油机型都引进可变气门技术（VTEC、VVT—i、CVVT等）.特别是奇瑞公司，在AVL公司帮助下开发的自主品牌1.6LSQR481H和2.0L SQR484H汽油机使用了VVT可变气门技术，吉利也开发出了带可变技术的自主品牌汽油机。
  3）汽油机直喷（GDI)发动机国内尚未批量生产，但奇瑞公司在AVL公司帮助下开发的自主品牌2。0L SQR484J汽油机使用了GDI技术。
  4)全铝发动机国内产品较多，如长安铃木雨燕1。3L汽油机、东风本田发动机的产品、上海大众POLO发动机等，奇瑞动力1.6L SQR481F（已投产）和SQR481 H及未投产的SQR484J、SQR681 V（2。4L）、SQR684V（3.0L）都是全铝发动机。
  5）国内奇瑞公司已投产的自主品牌SQR481H（1.6L）具有CBR系统，奇瑞公司其他样机中不少机型也装有CBR系统。
  6）国内引进的已投产机型中已有不少机型采用涡轮增压技术：如PASSAT 1.8T、宝来1。8T等；华晨金杯在德国FEV公司帮助下开发的1。8T汽油机，也是增压机型（配装中华轿车）。
  7）停缸技术、智能气门、可变压缩比等技术尚未在国内生产的汽油机中采用.
  8）发动机电喷管理系统(EMS）国内主要有联合电子有限公司、北京万源德尔福发动机管理系统公司，分别是中方与德国BOSCH公司和中方与美国德尔福公司的合资企业。同时，还有马瑞利、电装和摩托罗拉等企业生产。
  9）汽油机电喷系统中传感器、电控喷油泵等国内己批量生产；汽油机排气系统中三效催化转化器及陶瓷芯等，国内己批量生产，如：大连华克吉来特、天津卡达克高新技术公司等生产三效催化转化器；在苏州的日本独资企业NGK（苏州)环保陶瓷有限公司生产国Ⅲ、国Ⅳ汽油机用三效催化转化器陶瓷芯等。
2.3汽油机技术的发展趋势
汽车未来的发展趋势可概括为高功率，大转矩，低油耗，低排放。
由于汽油机的燃油经济性比柴油机差,所以降低汽油机的能耗已经成为汽车界当前必须要解决的一个问题。具有理论空燃比的均质混合气的燃烧理论在火花点火发动机上被广泛使用，它的最大优点是可以实用三效催化器来降低CO、HC和NOx等废气的排放。不足之处是不能获得较高的燃油经济性，为了提高发动机的热效率和降低废气排放，燃烧技术在不断地发展。汽油机经历了由完全机械控制的化油器供油为主到采用电控喷射、缸内直喷、电辅助增压和电动气门、可变压缩比、停缸等技术的变化,汽油机发展的最终方案将采用综合汽油机和柴油机优点的燃烧控制技术。
目前最有代表性的三大汽油机技术是：
a. 汽油直喷技术。开发车用具有汽油机优点同时具有柴油机部分负荷高燃油经济性优点的发动机是主要的研究目标。汽油缸内直喷是提高汽油机燃油经济性的重要手段，近些年来，以缸内直喷汽油机（Gasoliine Direct Injection， GDI）为代表的新型混合气形成模式的研究和应用，极大地提高了汽油机的燃油经济性。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题，同时以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。
b.电动气门与无凸轮发动机。发动机可变气门正时技术(Variable Valve Timing， VVT）是针对在常规车用发动机中,因气门定时固定不变而导致发动机某些重要性能在整个运行范围内不能很好的满足需要而提出的。VVT技术在发动机运行工况范围内提供最佳的配气正时，较好地解决了高转速与低转速，大负荷与小负荷下动力性与经济性的矛盾,同时在一定程度在一定程度上改善了排放性能.随着环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标.VVT技术由于自身的优点，日益受到人们重视，尤其是当今电子技术的飞速发展,促进了VVT技术从研究阶段向实用阶段发展。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义，它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列技术变革,如取消节气门、可变压缩比、部分停缸等.
c。燃烧方式的混合。传统的火花点火发动机的燃烧过程在火焰传播中，火焰前锋的温度比未燃混合气高很多。所以这种燃烧过程虽然混合气时均匀的，但是温度分布仍是不均匀，局部的高温会导致在火焰经过的区域形成NOx.柴油机的燃烧过程是扩散型的，燃烧过程中燃烧速率由混合速率决定，点火在许多点发生,这种类型的燃烧过程混合和燃烧都是不均匀的，NOx在燃烧较稀的高温区产生，固体微粒在燃料较浓的高温区产生。在均质充量压缩点燃(Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI)过程中,理论上是均匀的混合气和残余气体，在整个混合气体中由压缩点燃，燃烧是自发的、均匀的并且没有火焰传播，这样可以阻止NOx和微粒的形成.这种汽油机均质与柴油机压燃混合的燃烧方式，以燃料技术和控制技术为基础，综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途
三、燃气发动机
液化石油气（LPG），压缩天然气(CNC）,液化天然气（LNC）等清洁汽车能源以其良好的经济性和较低的排放污染物,被认为是车用发动机较为理想的代用燃料，得到广泛应用。然而相对传统的汽油机，常见的缸外混合燃气发动机普遍存在充气效率低，动力性下降的问题，制约了燃气汽车的进一步发展。
3。1天然气发动机
天然气发动机分为单燃料发动机和双燃料天然气发动机.
1） 单燃料天然气发动机。专用的天然气发动机通常都具有较高的压缩比，并且多采用燃料喷射系统和特制的天然气汽车用催化转化器。例如丰田公司开发的5S—FNE型天然气汽车发动机的工作原理：由压缩气瓶出来的CNG经过滤清器过滤后，流入压力调节装置；调节后的CNG经油气分离器进入喷射系统，有喷油器喷入各缸的进气道。
2） 双燃料天然气发动机。主要是在现有的汽油机、柴油机的基础上加装CNG供给系统改装而成，以柴油机改装为例，供油系统仅喷入少量柴油,用于引燃天然气与空气的混合气。
3。2液化石油气发动机
液化石油气发动机分为单燃料、两用（可切换)燃料及双燃料（LPG和柴油）三类.单燃料指发动机的燃料供给系统专为燃用LPG燃料而设计，其结构保证气体燃料能有效利用。两用燃料是可在两种燃料中进行转换使用,设有两套燃料供给系统，无论使用LPG还是汽油,发动机都能正常工作，利用选择开关实现发动机从一种燃料到另一种燃料的转换，两种燃料不允许同时混合使用.双燃料是指汽车发动机工作时同时使用两种燃料,一般用压燃的少量柴油引燃LPG与空气的混合气而实现燃烧,这种发动机也可用纯柴油工作.该系统有同时供给汽车两种燃料的装备,配备两个供给系统及两个独立的燃料储存系统.依据发动机的运行工况、燃料品质和发动机参数，按一定的比例同时向发动机供给LPG和柴油。低负荷及怠速时自动转换到纯柴油工作方式。
四、燃料电池技术
燃料电池（Fuel Cell，FC）是一种将储存在燃料和氧化剂的化学能通过电极反应直接转化成电能的发电装置。它不通过热机循环过程,不受热循环的限制，能量转化效率高.燃料可以是氢、甲醇、乙醇、天然气、煤制气等，电池排放废气少,对环境污染小.它不需要充电，只要外部不断地供给燃料，就能连续稳定的发电。
根据燃料电池的发电原理，氢气是最理想的燃料。这种氢燃料电池技术具有一种潜在的魅力，如果工程师和科学家们能够将这种洁净蓄能系统真正地应用于汽车,那么大多数汽车上使用的内燃发动机将成为历史。燃料电池通过化学反应将氢转化成电能，这种化学反应的唯一副产品是热量和水蒸气.电能供应给电机来驱动汽车。该项技术依靠氢和氧的化学反应释放能量,相对于内燃机驱动，燃料电池驱动的效率更高，污染更低,甚至是没有污染,它排出的仅有纯净的水蒸气。实际上从60年代起，航天工业就已经使用这种燃料电池了.该技术已应用于部分试验车辆和为某些建筑物提供电能。但由于氢燃料电池动力汽车成本高，而且给电池补氢的“补给站"数量很少,目前商业化推广还为时过早.而美国通用汽车公司和戴姆勒—克莱斯勒公司不久前便与美国能源部签署合约,计划在将来5年内开发氢燃料电池动力汽车.其中，梅赛德斯—奔驰A级“F—Cell"便是采用了该技术的代表车型之一，该车将整个燃料电池系统置于夹层地板装置中，应用65千瓦异步电动机加以驱动，这使其输出范围可达到72千瓦（97马力）。其时速最高可至140公里，行程达162公里。汽车工业目前面临的挑战是如何向燃料电池供给大量的氢。通用汽车公司相信自己已经找到了一条捷径可将其燃料电池汽车推进。他们采取了从汽油中提取氢的方法，这样可使驾驶汽车的人利用国家现有的燃油供给基础设施。通用汽车公司正在研究设计一条实用的汽油改造线，估计，该项目将耗资数10亿美元。通用汽车公司希望自己能成为第一家卖出100万辆汽车的公司。其他一些汽车制造厂商，如：福特、戴姆勒-克莱斯勒、本田等公司也正在抓紧研制氢燃料汽车和甲醇燃料汽车。这两种燃料都需要新的供应基础设施。只有完善这两种燃料供应的基础设施，才能使人们广泛地接受使用氢燃料汽车和甲醇燃料汽车.个人收集整理，勿做商业用途文档为个人收集整理,来源于网络
五、混合动力驱动技术
现代的混合动力汽车是从上世纪90年代末才开始逐渐发展起来的.按照其工作方式，大体上可以分为串联、并联和混联三种。
1)串联式混合驱动系统由电动机驱动汽车行驶,发动机与发电机集成为辅助动力单元（APU），发动机在最佳工况点附近驱动发电机以相对稳定的工况运行。当发电机发出的功率无法满足汽车行驶时对功率的需求时(如起动、高速行驶、爬坡等），电池组可以向发动机提供额外的电能；当发电机发出的功率超过汽车行驶对功率的需求时（如低速、滑行、停车等），发电机向电池组充电。三菱公司开发的串联混合动力轻型货车Canter就是一种串联式的混合动力电动汽车，排量为1。8L的液化石油气发动机在2000r/min的转速下功率为20kW，发电效率为27%。不过该方式能量转换次数多，效率不高，续驶里程也有限,因此已基本被淘汰。
2）并联式混合动力系统是指发动机与电动机可以分别独立地驱动车轮,该系统适合于城市间公路行驶的车辆。当汽车进入市区行驶时，关闭发动机，进入电动状态;当汽车在市郊公路行驶时，关闭电动机,由发动机直接驱动。但是与混联式相比,控制不够灵活。
3）混联式混合动力系统是发动机和电动机既可以分别驱动汽车也可以同时驱动汽车。该系统适合各种行驶条件，续驶里程与内燃机汽车相当,是最理想的混合电动方案，其技术含量高，控制复杂，丰田公司把Prius使用的混合动力系统（THS,toyota hybird system）定义为一种并-串联系统。THS的控制核心是一个行星轮系构成的动力分配装置,发动机和发电机分别与行星轮和中心轮相联.该装置通过协调发动机、发电机和电动机的转速,能起到电控无级变速器的作用，无需离合器。它可以通过调节发电机的转速来改变发动机的转速，保证发动机工作在高效率区内.THS中的1,5L汽油机采用了高膨胀比的Atinson循环，并且始终高效率运转，所以与传统的汽油轿车相比可节油50％,CO和NOx等只有日本排气法规限值的1/10，且加速性能很好.Prius的混合动力驱动系统通过行星轮系的结构实现了控制策略的可操作性，是混合动力电动汽车（HEV)产品的一个成功的典范，值得深入研究和借鉴。
此外,日本马自达汽车公司在第39届东京国际汽车展上展现了普力马混合动力车，该车是采用氢燃料和汽油双重燃料系统，横向前置转子式发动机。该车的开发目标是同时实现富有动感的行驶性能、优良的环保性能与宽敞舒适的车内空间。
六、纯电力驱动技术
使用了该项技术的车型将以纯电力作为其动力源，这类车型具备极高的环保性能，但其存在维护费用极高,在短期内难以普及。其中，最具代表性的便是由法国Venturi公司开发设计的Fetish跑车，而且该车目前已经投入量产。Fetish跑车采用了动力系统中置的形式，虽然电动马达的电压还不到60千瓦，但是它却能达到14000转/分的高转速，并能输出241匹的最大马力。一次充电能够行驶350公里，电池充电时间也非常快,充10分钟电就能跑上16公里。
七、总结
目前，无论是哪个什么样的发动机，都是围绕着高环保，高性能,低油耗和高舒适度等等方面来展开设计的，再加上现今购车者的不断理性化,我们有理由相信，发动机的最终进化方向会趋于一致，品牌区别带来的影响力在日后可能会慢慢的被淡化，取而代之的是发动机本身真正的功效和实际的表现。
参考文献
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