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国外内燃机
降低汽车燃油耗的摩擦学技术
【日】见玉幸多
2014年第4期
摘要：降低发动机燃油耗和减少二氧化碳排放是满足日趋严格的排放法规要求的必经之路。针
对降低发动机燃油耗的课题，以发动机周边零部件为中心，着重介绍丰田汽车公司开展的摩擦学相关研究。就利用摩擦学技术降低燃油耗的具体方法，阐述了在优化气缸内圆面（工作表面）、改进活塞组件、优化气门机构及曲轴轴承等方面采用的新技术和新工艺，评价了上述技术措施对降低燃油耗及二氧化碳排放的效果。同时指出，即便是当代先进的内燃机，在利用摩擦学技术与手段优化其内部摩擦及降低燃油耗方面，仍具有很大的发展潜力。
关键词：降低燃油耗
二氧化碳减排摩擦学
气缸内圆面
活塞组件
0前言
近年来，以巴西、俄罗斯、印度及中国为首的新兴国家经济发展速度惊人，并且，随着各国的经济增长，国民收人增加，对汽车的需求量正在急剧增长。尤其是在中国，2010年的汽车销量已达1800万辆，约占全球销量的25%。随之而来的是，全球汽车保有量也随之剧增，如图1所示，全球汽车保有量已经由1990年的5.8亿辆，发展到2010年的10亿辆，在20年内增加了约70%。
1600
1400上 1200
全球汽车保有量/（百万。
1000 800
★总量一乘用车—0一商用车
600
oOoe
400go0ooo000oo
o 0
1990
1995
2000 年份
2005
图1全球汽车保有量的变化
2010
另一方面，国际能源机构的统计数据显示，2009 年道路交通行业的二氧化碳（COz)排放量达48.8亿 t，约占全球CO：排放量（290亿t)的17%（图2)。今后，预计以新兴国家为中心，汽车保有量还会持续增加，为了通过减少CO：排放来防止全球气温上升，以及应对能源短缺问题，对改善汽车燃油经济性的
万方数据
需求已越来越迫切。
气门机构
曲轴轴承
其他行业 11%
电力及热力生产行业
41%
全球CO,总排放量
290亿t
-6%
运输行业十
(除道路交通八
制造加工行业
和建筑行业
20%
5%
其他能源行业的自用
图22009年全球各行业的CO；排放量比率
本文针对降低汽车燃油耗的课题，以发动机为中心，介绍丰田汽车公司在摩擦学方面所开展的技术研发工作。
1汽车的节能状况与改善燃油经济性的技术
日本自1979年首次制定燃油耗标准限值以来，至今已对其进行过3次修订和强化。1999年，为了遵守以防止全球气温上升为目的而制定的《京都议定书》中所规定的CO减排指标，首先针对配装汽油机的乘用车，制定了2010年燃油耗标准限值，对改善车辆燃油经济性提出了严格要求。结果如图3所示，2010年销售的汽油乘用车按日本10-15工况测试的燃油耗平均值为18.7km/L，远优于燃油耗标准限值的水平。这也表明，从2000一2010年的10 年间，汽车的燃油经济性约改善了35%。
图4显示了在汽车方面采用的主要燃油经济性