发动机技术的发展趋势

2024-08-28

发动机技术的发展趋势（共9篇）

发动机技术的发展趋势篇1

汽油机控制技术发展现状及趋势分析

内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。

一、世界汽油机技术发展现状

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。

二、国内汽油机技术现状及发展水平

我国早期汽油机大多是引进和测绘仿制产品，如：一汽解放载货车用CA6102、BJ2020车用BN492Q、南汽轻型货车用6427等。之后随着中外合资企业的建立及技术引进，我国汽车行业已生产多种机型，例如：切诺基BJ498Q、BJ698Q（2.5L、4.0L）；桑塔纳AEE（1.8L）；帕萨特AWL（1.8L）；北京现代伊兰特B4GB（1.8L）；天津一汽夏利TJ376Q（LOL）；长安奥拓JL368Q（0.8L）；广州丰田凯美瑞（丰田2.4L）；广州本田雅阁（2.0L、2AL、3.0L）；广州本田飞度（1.3L、1.5L）；东风日产（1.6L、1.8L、2.0L）；一汽轿车引进技术生产的克莱斯勒CA488（2.2L）；沈阳航天三菱引进的三菱4G63、4664（2.0、2.4L）和4669系列汽油机；东安动力引进的三菱4G1（1.3L、1.6L），4G9（1.8L、2.0L）;东风悦达起亚千里马（1.6L）,以及国内沈阳新光、保定长城等企业生产的491Q（丰田4Y），吉利生产的JL376（LOL）、JL479（1.3、1.50、JL481（1.8L）汽油机等。

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。

三、汽车产量持续增加引发系列问题

全球汽车总保有量将从目前的约8亿辆增加到2020年的12亿辆，21世纪中叶，将达38亿辆，其中，发展中国家汽车保有量将增长15倍以上。目前全球每年新生产的各种汽车约6400万辆，按平均每辆车年消耗10到15桶石油及石油制品计算，汽车的石油消耗量每年达85至127亿桶，约占世界石油产量的一半。石油资源的开采每年达几十亿吨，经过长期的现代化大规模开采，石油资源日渐枯竭，按科学家预测，地球上的石油资源如果按目前的开采水平，仅仅可以维持60到100年左右。2007年我国进口石油1.9亿吨，预计到2020年前后我国的石油进口量有可能超过日本，成为亚太地区第一大石油进口国。国务院发展研究中心预测，预计到2010年和2020年，我国汽车消耗石油为1.38亿吨和2.56亿吨，约占全国石油总消耗量的43%和67％。因此能源危机是我们必需面对的重要问题。

汽车拥有量的增长带来了许多问题，如健康威胁、环境污染、气候变化、能源短缺和交通拥挤等。目前空气污染在城区已经成为非常严重的问题，汽车的有害物排放对人类的生存环境形成了一种公害性的破坏，据资料显示，市区的大气污染物60%来自于汽车尾气。全球变暖、气候变化正在吸引人们更大的注意力，与之相对应的二氧化碳排放将成为汽车制造商要解决的主要问题。2010年左右，发展中国家能源的供需平衡问题将会导致世界石油价格的波动，在保证环保的同时，使用替代能源的汽车将成为汽车制造商开发的重点。2008年，欧盟要求轿车CO2排放达到140克/公里，对于汽油车，对应油耗将达到6升/100公里以下；2012年，CO2排放要求达到120克/公里。因此，降低油耗、降低排放将是汽车行业目前急需解决的问题。

四、汽油机技术的发展趋势

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。

汽车产量持续的发展面临着许多问题，降低燃油消耗量和二氧化碳排放将成为汽车制造商要解决的主要问题。随着汽油机电子控制系统性能的提高，相信在不久我们将使用上更节能、更高性能的汽车。

发动机技术的发展趋势篇2

随着近年来我国汽车市场的快速发展,汽车上的新技术日新月异,尤其是汽车尾气造成的环境污染问题以及国家对节能减排的日益重视,使得汽车发动机技术不得不面对新一轮的改革,目前像全铝合金缸体、废气涡轮增压、缸内直喷、ESP、发动机智能启停等系统已经逐渐被各大汽车厂商应用,这些汽车发动机新技术的应用有效地减少了汽车尾气排放,降低了对环境的污染,起到了节能环保的作用。

发动机新技术的发展主要围绕着机械和电子控制两方面进行,机械方面主要采用全铝合金缸体、缸盖,甚至更轻量化的材料,目的是使发动机达到所要求的强度基础上更加的轻量化,以达到节省燃油、提升动力的作用。增加电子控制是在以前发动机基础上增加电子控制装置,并通过电脑进行更优化的控制,从而达到降低排放污染、节能环保、提升动力的作用。

1汽车发动机机械系统新技术

1.1缸盖集成排气歧管技术

目前越来越多的发动机采用高度集成化的发动机缸体和缸盖,在节省材料、减小体积的同时,还能够实现一些功能,最典型的技术是汽缸盖集成排气管技术。该技术取消了传统的排气歧管,而是集成在了汽缸盖的侧面,如图1所示。

汽缸盖集成排气歧管,能够利用排气歧管中的高温尾气对气缸体内的冷却液进行预热,在发动机冷机状态下快速提升发动机的工作温度,同时对燃烧室出口处的尾气进行冷却,可以起到降低油耗和排放的作用。

1.2双阻尼减震飞轮

由于现在大部分发动机采用了缸内直喷与增压发动机技术,导致了发动机升功率的提高以及更高的发动机扭矩波动,为了消除这部分波动,配备手动变速器的发动机广泛采用了双阻尼减震飞轮技术。

飞轮不但在发动机起动时起作用,还在发动机起动后贮存和释放能量来提高发动机运转的均匀性,同时将发动机动力传递至离合器。双阻尼减震飞轮是将原来的一个飞轮分成两个部分,一部分连接发动机曲轴,用于起动和传递发动机的转动扭矩,为初级飞轮。另一部分连接离合器的压盘,用于提高变速器的转动惯量,为次级飞轮。两部分飞轮之间有一个环型的油腔,在腔内装有弹簧减振器,由弹簧减振器将两部分飞轮连接为一个整体,如图2所示。双阻尼减震飞轮能够显著减轻高性能车的空档齿轮噪声、提高手动变速的平顺性及换挡效果。

2汽车发动机电子控制系统新技术

2.1废气涡轮增压技术

废气涡轮增压技术是利用发动机排气的能量驱动废气涡轮增压器实现内燃机增压的方法。发动机气缸排出的高温高速的废气,经排气管进入到涡轮增压器中,推动增压器中的涡轮旋转,涡轮再带动与它同轴的压气机叶轮旋转。压气机将吸入的空气压缩,提高了压力的空气流经内燃机进气管,供入气缸,从而达到增压的目的。经过增压的发动机比同排量的自然吸气发动机的进气量要大很多,因此动力性也提升很多,目前,增压发动机已经成为发动机发展的一大趋势。图3为废气涡轮增压技术的原理图。

2.2自动启停系统

发动机自动启停系统是一套根据汽车行驶状况,能够自动控制发动机启动和停止的系统。当车辆在红灯、堵塞等汽车停滞状态下,发动机自动停止运行;当车辆需要再启动时,智能启停系统快速使发动机运转,保障车辆行驶和驾驶员驾驶习惯不受影响。发动机自动启停系统采集与自动停机相关的各项信息,然后判断驾驶员是否有停机或者重新启动的意图,从而完成发动机的自动停机或者重新启动。

2.3缸内直喷技术

缸内直喷技术是汽油发动机的一个发展方向。传统的汽油发动机是通过电脑采集凸轮位置以及发动机各相关工况从而控制喷油嘴将汽油喷入进气歧管。但由于喷油嘴离燃烧室有一定的距离,汽油同空气的混合情况受进气气流和气门开关的影响较大,并且微小的油颗粒会吸附在管道壁上,所以希望喷油嘴能够直接将燃油喷入汽缸。

缸内直喷汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术,通过一个活塞泵提供所需的100bar以上的压力,将汽油提供给位于汽缸内的电磁喷射器。然后通过电脑控制喷射器将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室,其控制非常高,大大提高了发动机的动力性能还燃油经济性。

2.4电控节温器

电控节温器与传统的节温器相比,能够节省1%的燃油。当发动机在低负荷状态下工作时,节温器的运行方式与传统节温器相同,发动机ECU不干涉其运行,一般情况下节温器在发动机水温达到105℃左右时打开,进行大循环。而当发动机处于高负荷状态时,发动机工作温度迅速升高。为了避免冷却液沸腾和电子风扇工作引发的能量消耗。发动机ECU控制节温器提前开启,一般情况下在发动机水温达到89℃左右时就已经打开。

3发动机新技术的发展趋势

气候变化、能源消耗和环境污染问题已是当今人类社会共同面对的焦点问题,而汽车的大量普及使这几个问题日趋严重。近年来,在世界范围内节能环保的呼声日益强烈,各国汽车排放与油耗法规也都越来越严格。同时中国汽车业进入突飞猛进的时期,我国汽车保有量逐年提高,伴随着汽车保有量的增加,我国大城市的交通拥堵和空气污染也日益严重,作为世界能源消耗大国和环境保护重要力量,中国积极发展电动汽车科技战略,培育和发展电动汽车社会,但目前由于各种原因及问题,电动汽车还没有办法完全普及,与此同时,世界汽车厂商们都在积极探索电动汽车普及前汽车节能减排的新技术。

随着我国汽车市场的快速发展,城市道路规划建设的相对滞后,使得我国大部分城市的交通拥堵状况变得越来越严重,如上下班、节假日的长时间堵车,或者等红灯时,汽车发动机一直运行,肯定会有不必要的燃油消耗,同时还会对环境造成更多的污染,我国各个大城市也不断采取措施来降低由汽车引起的交通拥堵和空气污染。越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深,使得高效率、低排放车用发动机新技术的开发受到高度的重视,从而促使传统的内燃机技术不断创新。如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等,同时,新材料的使用是发动机更加轻量化,也更加的安全、更加环保。未来汽车发动机的发展趋势主要体现在以下几个方面:

1小排量涡轮增压发动机将成为发动机未来发展的主要趋势;

(2)更节能、清洁环保的发动机绿色技术将成为主流;

(3)新能源汽车发动机仍然是长期目标,潜力巨大。

4结束语

先进的发动机技术在汽车节能、环保技术开发中起着关键的决定性的作用。纵观世界汽车产品技术的发展,汽车发动机新技术正以优异的性能,更好的经济性和动力性为方向得到日益广泛的重视和发展,各种轻量化安全性高性能高环保低油耗的发动机将更加适应社会的发展,将成为发动机发展的主流方向。

摘要：针对汽车工业的快速发展导致的汽车发动机新技术的出现,以及社会对节能减排日益重视,探讨了汽车发动机新技术的发展概况,分析了目前应用比较广泛汽车发动机的主要新技术,并探讨了汽车发动机新技术的发展趋势。

关键词：汽车发动机,节能减排,新技术,发动机启停系统

参考文献

[l]黄晓鹏,蔺宏良,李帆,等.基于节能减排的发动机智能启停系统关键技术[J].机械设计与制造工程,2016(5):47-50.

[2]欧阳和平.汽车新技术的应用现状与发展趋势研究[J].科技传播,2014(5):61-61.

[3]许昕.汽车新技术教学方法探讨[J].科技视界,2014(3):207.

[4]黄晓鹏,蔺宏良.基于汽车启停系统的车载网络研究[J].汽车实用技术,2014(10):30-32.

[5]李志豪,沈卫东,阮喻,等.混合动力汽车怠速启停与制动能量回收控制策略改进研究[J].内燃机与动力装置,2015(6):38-41.

汽车发动机的现状及发展趋势篇3

关键词：汽车发动机；发展现状；发展趋势

在汽车节能、环保技术开发中，性能先进、稳定、良好的发动机起着非常重要作用。汽车质量的关键措施提升重点集中在优良的汽车发动机方面。现如今，受到经济因素与其他各因素的功用影响，汽车与发动机的发明已经开始逐渐朝着低能耗的方向发展。高效能、低排放发动机将成为主流。因此，节能环保发动机将有可能成为未来发展趋势。

1 汽车发动机发展现状

我国发动机主要是以外资、合资品牌，由于受到历史原因的限制，我国自主发展品牌非常缓慢。我国汽车发动机生产起步相对较晚，技术力量相对较为薄弱。即使目前自主品牌，特别是轿车、微型车与商用车的发动机销量持续增长，在市场中占据的份额逐渐扩大，但是研发发动机的核心技术，如高压共轨技术、燃油电喷技术仍旧由国外提供，在改革开放以后，我国轿车发动机从引进与合资开始。如，一汽与德国大众、一汽与日本丰田等。而自主品牌如吉利、华晨以及奇瑞等，都是最近十年才研发出来的，尤其是最近的5年，才进入到发展时期[1]。

从相关数据了解到，在2011年的时候，我国累计发动机销量就超过1671台，自主销量增长最快要数五菱，最小的则为北京现代。发展至今，汽车行业发展的速度非常快，发动机销量前景非常广阔。但是在发动机的销量中，合资品牌仍旧占据着较大分量，在市场销量份额不断创造出新高。

另外，自主品牌轿发动机销量不断提高，在资金投资与技术方面进步非常明显。根据资料显示，2011年国内汽车销量就超过了1841万辆，特别值得关注的一项就是在2013年中国汽车产业进入相关政策退出进行调整的时候，汽车产量并没有受到调整因素的影响。自主品牌交叉销量超过550万辆。从实际中可以了解到，不仅销量持续增长，我国自主品牌汽车发动机技术水平也在大幅度的提高。

从某种层面上来说，我国发动机制造企业江淮汽车整合全球资源，与国际知名设计公司合作，为达到低排放与油耗的目的，投入资金，成立专门的研发中心。研发中心研究开发的新产品在节能方面处于国家领先水平。

2 汽车发动机发展趋势

从汽车发动机发展的现状可以了解到，相较于过去，汽车发动机已经获得长远的发展。根据汽车发动机发展的现状，就可以了解到汽车发动机发展趋势。首先，节能、环保发动机随之研发。从全球发展的趋势来看，汽车发动机将朝着节能、环保的方向发展。绿色发动机的出现不仅体现出人与自然的和谐相处，同时也是人们节能环保的重要措施。在绿色发动机中，绿色柴油发动机将成为主要的绿色、环保发动机。无论是从发动机的动力方面来说，还是从节能环保的角度，绿色柴油机的节油率将高出许多。由此可见，在以后的发展趋势中，绿色柴油发动机将成为汽车发展的主流。从调查中了解到，西方发达国家的绿色柴油机销量持续增长。从汽车发动机销量可以了解到柴油发动机在欧洲的销量已经超过了一半，并且所销售的发动机都已经打到节能的标准。据统计，每三辆销售的车辆中，有一辆是柴油发动机[2]。在其他地方，这种发动机受到人们的喜爱。之所以如此，主要在于相比较汽油机能量消耗已经降低到了60%左右。低速运转的情况下，柴油发动机具备极强的驱动力，并且采油燃料相对较少。相对汽油机来说，对大气污染更少，这种情况深受国外人们喜爱。其次，新能源市场发展良好。环境保护已经成为世界全球人们关注的重点，实际中燃油发动机的替代性方案越来越普遍，促使未来汽车发展朝着新能源的方向发展，最为常见有氢能源、太阳能汽车与燃料电池等，这些汽车发动机废气排放量低，节能环保目的就可以达到。目前汽车石油逐渐替代生物燃料与燃料电池，并在汽车发展中发挥良好状态。

另外，在汽车发动机技术发展方面，汽油机发动机技术的发展包括以下几种：

①等λ闭环控制+高EGR率燃烧技术。等λ闭环控制下的汽油机比较容易符合欧洲排放标准，并引进高EGR率燃烧技术，可以减少废气排放，降低氮氧化物的排放量，有利于汽车达到超低排放标准，具有较广阔的应用前景。但是这项技术在使用的时候会受到最大功率指标的影响，通过对发动机进行改进，可以取得较好的应用效果。

②汽油缸内直喷发动机GDI技术。这种发动机可以在部分荷载下，会随活塞向下运动，可以边喷油边燃烧。汽油缸内直喷技术可以提高汽油机的燃烧效率，其燃烧更加完全，但是由于柴油机的逐渐发展，该项技术逐渐退出市场。

③闭缸技术。闭缸技术的应用可以有效的减少排量，降低节气门损失，能够有效的提高燃烧室的容积率，减少燃烧消耗量。从结构角度分析，闭缸技术与GDI技术比较，更加简便，其可以在普通的电喷发动机上使用，更具有广泛性。例如，在我国广本雅阁汽车中就是应用闭缸技术，在50-90公里/小时的范围内，其汽车耗油量最少。并且，闭缸技术在排放污染气体处理方面具有显著的优点，因此，该项技术的发展前途较广阔。另外，在柴油机方面，通常采用的控制有害排放物技术包括：高压共轨喷射技术、废气再循环技术、增压中冷技术等。

3 结语

在人们环保意识不断增强、人与自然和谐相处，进一步提高了人们的生活质量，而汽车发展建设将朝着节能环保的方向发展，并在汽车发动机方面予以创新，提高发动机健全性能、增强使用性能，降低耗油量，促使汽车发展成为环保的主流力量。

参考文献：

[1]郭俊才.汽车发动机的现状及发展趋势[J].武汉汽车工业大学学报，2012，10（04）：23-24.

[2]莫明立.GTAW焊修汽车发动机连杆疲劳裂纹残余应力和变形的

有限元预测[J].热加工工艺，2013，42（7）：177-179.

作者简介：

数控技术的发展趋势篇4

机电103班汪小军 1664100319 1.国内外数控系统的发展概况

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。

长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

2.数控技术发展现状

首先是精度普遍不够。只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象。其实质是基础技术差距的反映。如普遍未进行有限元分析，未做动刚度试验；大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术、高速主轴系统的动平衡技术等。

其次，基础材料开发方面的差距，未普及高强度密烘铸铁，在欧美已有一批先进产品采用聚合物混凝土，我国则还是空白。

再次，高动、静刚度主机结构和整机性能开发的差距，高速机床主机结构设计方向是增强刚性和减轻移动部件重量，如国际普遍采用龙门式、框式、O型整体结构，箱中箱式结构，L型床身，三轴移动移出机身，侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。

还有一重要差距就是应用技术差距。如国外已开始普及的远程服务技术，我们尚待开发；交钥匙工程----从机床选择、工艺装备(刀、夹、附、检具)配置与提供到切削用量的确定，尚待开发；展出的高速机床，普遍不能做硬切削、干切削表演，高速切削机理及切削数据库的研究我国近乎空白；不能提供高速切削软件包，等等。

当然，关键配套件，特别是新兴配套件差距较大。如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度高频响的位置检测系统等。任重道远，要赶上国际先进水平，我们还要不断提高产品开发能力。

2.1数控机床关键部件发展现状

从全球范围看，我国滚动功能部件产业虽然是制造厂商最多的国家，但生产不集中、分布不合理、总产量和产值不高，除少数重点骨干企业的部分产品达到或接近国外水平外，多数企业只能生产中低档产品，且品种单

一、含金量偏低，至今尚无一个在国际上有影响力的知名品牌。

我国滚动功能部件产业与国外的主要差距是：专业生产水平不高；信息化管理滞后；产业化进程缓慢；个性化服务跟不上。从产品总体水平看，我们处于发达国家名牌产品之下，发展中国家之上的中偏上水平，中低档产品与国外

航空发动机平衡工艺技术的发展篇5

航空发动机平衡工艺技术的发展

论述了航空发动机转子平衡技术在国内外的.发展状况,重点介绍了刚性转子和柔性转子平衡法及本机平衡法,并对该项技术在国内应如何发展,提出了建议.

作者：陈炳贻 Chen Bingyi 作者单位：中国南方航空动力机械公司,株洲,41 刊名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(4) 分类号：V231.9 关键词：航空发动机转子平衡试验振动测量

论21世纪信息技术的发展趋势篇6

摘要：信息技术的发展已经远远超出了人们的预料，信息技术对生活的渗透也可以说无处不及。电脑和互联网的出现改变了人们以往的生活方式，进入21世纪信息技术也必将继续飞速发展，从20世纪末的情况来看，信息技术在硬件方面，比如微电子及生物计算机方面会有巨大潜力。物联网的出现也将引领一次新的革命浪潮。在软的方面来说，互联网将更加趋向于平台化和开放化，未来无线网络会逐渐成为主流，其速度及质量将会有革命性的进步。总之，信息技术将会成为21世纪发展的主力军之一。

关键字：互联网；平台化；物联网；web2.0；微电子

信息自古以来就是人类社会组成的基本要素之一。信息不同于其他实体，也不同于能量。信息可以传播，可以被分享，但信息却不会在这些过程中减少，它只会变的越来越丰富。因此信息的本质便是分享与传播，而非禁锢。

虽说信息是人类诞生之日便以存在，但信息技术被人们提到一个前所未有的地步却是近百年来的事了，其最重要的开创事件便是1946年计算机的发明，计算机的发明为信息技术的发展提供了最重要的硬件基础。而后使信息技术真正登上历史舞台的事件便是1969年原本为美国国防部所开发的Internet技术被推向民间。正式Internet技术的推广给了信息技术灵魂，使之在日后大放异彩。随后网络技术在半个世纪内发展突飞猛进。伴随着带来的是硬件如微电子产业的发展，正如著名的摩根定理所预测的半导体元器件规模将每18个月翻一番那样。

其实信息技术发展到现在已经不是单单的在互联网这个范畴之内了，它已经拓展到生物，物理，环境科学，纳米技术，能源系统等等方面，可以毫不夸张的说几乎没有那个产业是不需要信息技术的。可以预见，21世纪将是信息的时代，信息技术将成为最活跃、与人们生活最密切相关的科技领域。

了解了信息技术的历史及现在，现在主要谈一下信息技术在21世纪的主要几个发展趋势。

一、互联网将朝着平台化发展

互联网发展到今天已经从web1.0时代走向web2.0，以及未来的web3.0。互联网最初的发展模式即web1.0时代，其内容的的主导者是专业的网络公司，各种信息的提供主要是专业人员，比如新闻主要来源于记者。这一类模式的代表比如新浪、网易、搜狐，国外的AOL、Yahoo等，其内容来自职业编辑。web1.0的盈利都基于一个共通点，即巨大的点击流量。无论是早期融资还是后期获利，依托的都是为数众多的用户和点击率，以点击率为基础上市或开展增值服务，受众群众的基础，决定了盈利的水平和速度，充分地体现了互联网的眼球经济色彩。

另外各门户网站还形成了主营与兼营结合的明晰产业结构。新浪以新闻+广告为主，网易拓展游戏，搜狐延伸门户矩阵，各家以主营作为突破口，以兼营作为补充点，形成拳头加肉掌的发展方式。

而从03年发展起来的web2.0却迅速的壮大起来，仿佛一夜间爆发了。其实这是网络的必然趋势。首先明确一下web2.0.，Web2.0 是相对Web1.0 的新的一类互联网应用的统称。Web1.0 的主要特点在于用户通过浏览器获取信息。Web2.0 则更注重用户的交互作用，用户既是网站内容的浏览者，也是网站内容的制造者。所谓网站内容的制造者是说互联网上的每一个用户不再仅仅是互联网的读者，同时也成为互联网的作者；不再仅仅是在互联网上冲浪，同时也成为波浪制造者;在模式上由单纯的“读”向“写”以及“共同建设”发展；由被动地接收互联网信息向主动创造互联网信息发展，从而更加人性化！

目前典型的web2.0网站有twitter、Facebook、维基百科、以及著名的Google AdSense系统、个人博客，国内的有新浪微博、豆瓣网以及论坛等。这些网站内容的主要提供者已经变成他们的用户，双方已经变成了一种合作关系，这些网站从内容的提供转变成一个人们分享的平台。因此其信息的来源更加丰富及多元化，也更是实时话，比如Google的实时搜索和twitter可以得到几秒钟前的消息。

在《Google将带来什么》这本书中就从各个方面阐释了Google的发展。正式Google提供了一个开放的平台，才使人们在此基础上更容易的合作，从而产生巨大的生产力，Google也从中获得巨大发展。

可见互联网的信息必将更加开放，而能为此提供基础的公司也将更将成功。

二、微电子及光电子技术将朝更加集成化和高效能化发展

当代计算机都是建立在微电子学基础上的。随着纳米技术的发展，微电子技术将进入“后光刻时代”。作为微电子的代表，集成电路技术的发展趋势是芯片面积越来越大，集成度越来越高，特征尺寸越来越小，片上系统日益完善。集成系统将是21世纪微电子技术发展的重点。在纳米技术的推动下，微电子的发展将朝下面方向发展：（1）效率更高。纳米技术能制造更节能、更便宜的微处理器，使计算机效率提高百万倍，可生产出更高效率的宽带网，海量存贮器，集传感、数据处理、通讯为一体的智能器件。（2）体积更小。纳米计算机可缩小到头发丝直径的千分之一。美国已利用纳米技术制造出了跳蚤大小的机器人，该项技术使用了微电脑，机器人具有初级逻辑思维能力。此外，该机器人还能在绝对危险或人类所不能及的环境条件下进行工作，用它可以完成核反应堆内的故障处理，此项技术也可用于原子的运送及原子的重新排列。（3）功能更奇。可把装有飞机驾驶程序的纳米芯片植入人体体内，通过细胞接受信息，不用培训你就能驾驶飞机。

预计本世纪应用电子自旋、核自旋、光子技术和生物芯片的功能强大的计算机将要问世，可以模拟人的大脑，用于传感认识和思维加工。预计在未来十多年内可以产生存贮量达到每立方毫米100万G，而功耗仅仅为超大规模集成电路千万分之一的生物芯片。

总之，微电子和光电子将向高集成度、高速度、低功耗、低成本发展。

三、网络向高级化、高速化发展

计算机技术属于信息处理技术，通信技术属于信息传输技术。随着计算机的普及及技术的日趋发达，通信网络的发展也必须紧跟其发展。而大容量存储器，大型数据的传输必然要求网络向高速化及智能化发展。其总趋势是各种数据的融合。

未来网络发展具体有以下趋势： 1.无线网络的普及

众所周知，目前无线网络的发展还很滞后，例如我国的GSM网络，语音通话的传输速率只有22.5kbps。而GPRS技术也只有56~115kbps的速度。对于目前的3G网络速度也不够稳定，种种因素导致目前的移动应用不够丰富，移动网络的普及率不够。在未来的发展中，移动网络将会不断向3G，4G发展以及更新的技术。

2.能量的扩充

网络的出现，使信息资源真正成为了继物质、能源之后的第三大重要资源。计算机联网，特别是1994年因特网商业化以来，因特网带来的网络革命的冲击使世人震惊。用美国人的话来形容：变革之大犹如10次工业革命和基督教改革加在一起发生在一代人之内。因特网造就的电子空间正成为世界各国继陆地、海洋、天空之后争先抢占的“新边疆”，因为，谁在电子空间占有优势，谁就会在网络经济的发展中获得丰硕经济利益，美国近年来经济的发展就是一个实例。的确，网络技术的应用，使计算机的能量实现了无限扩充，信息资源得到了最充分的利用。因为，一个设计优良的网络能够把联机的累积力量植入每个单机；一部微机所联系的网络越大，它的用处越多，力量也越强；上网工作时，不是在使用个人的计算机，而是在使用一台能量无限扩充的庞大计算机。不仅如此，未来的网络发展是要将分布在地球各个角落宽带多媒体业务无缝地连接起来，用户可以在任何一个地方用任何一种接入方式，访问全球任何一个数据库和网络。同时可以和任何用户保持任何方式的通信交流。另外，网络将超越地球引入太阳系甚至更远的空间。

3.功能的完善

传统网络由于技术和基础设施的局限，在网络安全、规模、性能、提供的业务能力方面都存在缺陷，未来的网络必将朝着更大、更快、更及时、更安全、更方便的方向发展。

目前，随着网络上计算机数目的增加，其面临的最大问题就是网络地址资源有限。在目前的IPV4协议下，现有地址中的70%已分配光，明显制约着互联网的发展。从理论上讲，现在使用的IP地址有43亿个，其中北美占有3/4，约30 亿个，而人口最多的亚洲只有不到4亿个，中国只有3000万多一点，由于IP地址不足，许多国家只有采用地址共享、拔号上网的方式利用互联网，严重制约了这些国家互联网的应用和发展。与现在的网络相比，下一代互联网将逐渐放弃IPV4，启用IPV6地址协议，下一代网络的最大优势就是网络地址近乎无限，每人可以拥有1600万个IP地址，几乎可以给你家庭中的每一个可能的东西分配一个自己的IP地址，每个用户的汽车、洗衣机、电话、冰箱等IP地址，在全球互联网上都是唯一的，让数字化生活变成现实。

网络将更加注重安全问题，目前的网络由于最初的设计等种种因素存在大量安全隐患，对于下一代的网络，安全问题将成为其主要的考量指标之一。

四、物联网的异军突起

首先来说一下物联网的定义：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

物联网将会是未来的一颗新星，2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。

根据国际电信联盟（ITU）的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接。

在如此诱人的前景下，已经有国家和公司对此加大了投资力度，其中最著名的就是IBM公司提出的“智慧地球”的建设。根据IBM的规划，“智慧地球”计划将把新一代ＩＴ技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成物联网。其核心思想便是把各种实物的信息数据通过一个普遍的传感器网络汇集起来，然后通过数据的处理及调控从而实现物体的“智慧化”。

在物联网这个范畴内走在最前列的就是“智能电网”，智能电网也称“电网2.0”。其最基本的模式就是可以互动。在我们目前的电网系统下，对于电能的使用都是一种被动模式，是根据基础设施的建设而分配的，不能达到电能的最优利用。另外电力系统的故障也会导致不可估量的损失。

采用在“智能电网”的系统将会节约30%的电力，智能电网可以优化网络资源的调动，节省不必要浪费，同时它也是一个可以自愈的系统，可以抵抗更多的自然灾害及破坏。

毫无疑问，“物联网”将成为“互联网”浪潮之后的又一次科技革命。它将极大改变我们的生活方式。

总之，人类将全面进入信息时代。信息产业无疑将成为未来全球经济中最宏大、最具活力的产业。

参考文献：

发动机技术的发展趋势篇7

1 国内外汽车发动机连杆的发展现状

现阶段国内外汽车发动机连杆材料主要使用的原料有三大类, 分别为:调质钢、非调质钢及金属基复合型材料。

1.1 发动机调质钢连杆材料

调质钢是现阶段最为传统的发动机连杆材料, 也是现阶段国内生产汽车发动机连杆主要采用的材料之一, 其传统的制作工艺为:先下料, 再锻造, 再正火处理, 再进行调制, 最后进行机械加工。其主要的缺点为整个生产工艺消耗时间较长, 能量消耗较高, 材料整体的氧化脱碳较为严重。调质钢另一方面的工作为强化, 也就是对调质钢的表面进行喷丸强化和热化学处理。例如:日本在进行发动机连杆生产过程中对整个连杆进行喷丸表面处理, 在其表面上能够产生300兆帕左右的压残余应力, 其整体的疲劳强度会相对于先前提升20%左右。采用调质钢的主要优势为该种类型钢材能够提供较强的韧性且质量容易得到保证。该种类型钢材国内还会沿用一定的时间, 但是考虑到其生产工艺的复杂性、能耗量较大及钢材生产成本较为昂贵, 该种材料会随着新型材料的不断出现, 而逐步被全面取代。

1.2 发动机连杆非调质钢材料

所谓的非调质钢材料是在中碳钢的内部加入一定量的钛、钒等相关的微量合金元素, 在具体的生产过程中通过实现对于锻造过程及轧制过程冷却速度的有效控制, 使其在内部基体中析散出一定量的氮、碳类型的化合物, 最终得到强度强化的目的。在进行非调质钢材的生产过程中, 由于其主要的添加物为微量合金元素, 因此其总体的生产成本较低, 是一种价位较低的节能型钢材, 这也是现阶段非调质性钢材逐渐取代调质型钢材的主要原因之一。

国外在进行发动机连杆的生产过程中主要采用的材料为非调质性钢材。早在20世纪60年代, 美国就在SDE2140钢材的基础之上, 通过提升钢材内部的锰元素的含量并加入一定量微合金元素等, 经过一定的锻造之后, 不用进行调制环节处理, 就实现了将其直接用于发动机连杆制作过程当中。在1984年, 日本内部的75%的汽车发动机连杆都采用非调质性钢制作, 欧洲内部的相关国家发动机连杆在生产过程中非调质性钢的使用比例也达到50%以上。

我国与20世纪80年代开始了非调质性钢材的研究工作并取得一些关键性的进展, 但是其整体的技术水平与世界汽车生产大国相比还有着较大的差距。例如:国内生产的非调质性钢材的汽车连杆其总体的韧性还不够高, 在很多关键性技术方面还有待较大的提升。

1.3 金属基复合型发动机连杆材料

在进行连杆的设计过程中, 如果能够降低连杆整体的重量, 这就能在很大程度上降低发动机的惯性力及振动幅度。所以, 现阶段人们在生产发动机连杆的过程当中开始广泛使用一些轻质的材料, 来实现发动机整体质量的降低, 现在较为常用的为用镁、铝等相关的轻型金属作为连杆的基体性材料, 再用陶瓷纤维、不锈钢纤维或者晶须作为相关的强化型材料, 将轻质金属和纤维强化材料通过相关的方式进行结合, 制作成为金属基复合型材料。现阶段, 国内外都已经开展了金属基复合型材料在汽车连杆生产过程中的应用工作, 例如:丰田汽车发动机技术研究中心, 已经研究成功不锈钢纤维强化铝合金连杆、碳化硅晶须和颗粒强化铝合金连杆和氧化铝纤维强化铝合金连杆, 并已经将其实际运用到汽车连杆的生产过程当中, 取得较好的效果, 发动机连杆整体的重量相对于采用传统材料连杆重量降低了约30%, 总体的抗疲劳及抗拉强度也有一定的提升, 能够全面的满足发动机连杆相关工作性能的要求。

2 汽车发动机连杆的发展趋势

现阶段汽车发动机连杆材料主要的发展趋势为采用轻质的金属基复合型材料。金属基复合型材料在强度、质量及成本等方面相对于其他连杆材料有着较大的优势。现阶段应重点解决的为金属基复合型材料连杆装置的制造生产工艺的具体成本问题。在具体的生产过程中可以采用粉末烧结锻造制备连杆的方式进行, 这在很大程度上能够降低金属基复合型材料的生产成本, 与传统的生产工艺相比, 粉末锻造烧结的发动机连杆, 其总体材料的使用能够降低大约40%, 生产总体的成本能够降低约10%, 在能源消耗的方面也能够降低约50%, 并且能够最大程度上实现发动机连杆的总体轻量化。优化选择合理的热压烧结参数, 以上述制备出的金属复合粉末为原料, 经预成型压制, 在保护气氛中进行加热烧结及做锻造毛坯, 然后在压力机上实现一次锻造成型。此外, 在具体的生产过程当中应当根据实际的生产情况科学选用高能磨球参数, 提升基体金属内部的均质性, 进一步提升金属连杆的强度。

3 结语

随着我国经济的再次较快发展, 国家对于节能减排工作将会提出更高的要求, 这就要求相关的汽车生产单位, 在进行相关材料的生产、设计及制作的过程当中, 全面考虑汽车的总体性能指标。在进行汽车发动机连杆的生产过程当中, 全面把握好连杆的强度、质量及刚度等相关的指标, 将连杆材料的选择与汽车发动机相关的节能环保标准结合到一起, 不断开发出新型的发动机连杆材料。

摘要：当前, 国内汽车行业取得较快的发展, 汽车内部发动机连杆的刚度、强度及质量等参数对于整个汽车发动机安全可靠的运行有着直接的影响。该文基于多年的汽车发动机车间车床工作经验及个人对于汽车发动机连杆材料的研究, 简要论述了汽车发动机连杆材料的现状及其发展趋势。

关键词：汽车发动机,连杆材料,现状,发展趋势

参考文献

[1]莫明立.GTAW焊修汽车发动机连杆疲劳裂纹残余应力和变形的有限元预测[J].热加工工艺, 2013, 42 (7) :177-179.

[2]韩凤麟.粉末锻造与C-70钢锻造汽车发动机连杆——2005年4月美国SAE100周年世界大会“论战”纪要[J].现代零部件, 2005 (12) :18-24.

信息交换技术的发展趋势篇8

关键词：电信行业交换数据领域

在新世纪到来的时候，其实人们早已将交换概念的内涵扩展了，其外延一直延伸至广义的信息交换。这样做的结果一方面丰富了交换的概念，另一方面也导致了一些困惑。所以我们说人类技术的进步已经进入了一个交换新世纪。这里交换的概念不仅涉及对延时敏感的话音，而且包含数据交换和视频交换。也就是说现在的交换概念不再是电路交换，也不完全是分组交换，而是信息交换。

由于分层概念是新通信基础设施的关键之一，所以信息传递也是分层的，这才有了分层交换的概念，才有了我们经常听到的各种交换的新名词，如第二层（L2）交换、第三层（L3）交换、第四层（L4）交换。其实最基本的交换还是第一层，即物理层的交换，传统电话交换系统就是采用的这种交换。在其它层的交换实际上是一种软交换（Soft Switching）或虚拟交换（Virtual Switching）。

最初交换的概念是由硬件派生出来的，但是现在已经可以由软件和固件实现，如采用ASIC实现的第二层（L2）、第三层交换（L3），甚至是第四层交换（L4）。正是这种概念的革新，才常使一些墨守经典交换概念的人感到费解和困惑。

过去，交换的概念几乎是面向连接的服务的专利，但是现在交换的概念已将会晤（Session）过程分解为更多的子过程，只要其中一部分采用了交换，就对此技术冠以时髦的交换概念/名称。过去的交换概念主要在物理层，所以具有确定性和稳定性，譬如PSTN交换机、DDN和交叉连接设备，但是现在交换的概念已经扩展至协议推的各层，而且是从统计的角度来定义的。这里连接的概念已经让位给流（Flow/Stream）的概念，当然流是需要识别的，因此才有了标签（Tag/Label）技术。当然，不同的应用协议会带来不同的流特征和标签体系。

具体而言，新交换的概念可以应用在局域网和／或广域网。最早在局域网中的交换概念是第二层交换，它是为了解决以太网共享带宽瓶颈问题而提出的，采用了MAC地址作为识别交换端口的标识。但是值得注意的是，在广域网中早就采用了第二层交换，如帧中继和ATM交换。

在现代数据网中，路由器是网络的核心构件。但是由于它对每个分组都要进行第三层处理，所以速度受到限制。因此，路由器设备厂商便千方百计提高节点机的速率，当然采用硬件实现原来由软件实现的第二层，甚至第三层功能是一种方案，再者简化第二层和第三层的处理功能也是一种方案。显然，将两者同时实现更是一种理想。交换技术相对于路由技术的好处就是快，当网络规模很大时，高速，大容量路由器是十分必要的。另一方面，由于现代通信网络大都采用光纤技术，所以现在数据网络的主要瓶颈是节点/路由器。现在的L3交换、路由交换或其它名词都是这种思路的结果。虽然L3交换最初也是为LAN设计的，它采用目的IP地址进行交换，但是现在这种技术也已经开始在WAN中使用。

在网络边缘，由于服务器应用越来越多，出现了新的网络边缘瓶颈，因此第四层交换的概念开始在用户侧或局域网测产生。L4层能够基于端口地址实现交换，通常听到的基于策略的路由选择就是在L4层完成的、L4交换多用于分布式系统，以提高访问速度。显然，目前在广域网中还无法应用L4交换，但是未来的网络智能节点有可能在第四层实现某种形式的交换。

交换的概念固然很好，但是其发展并非一帆风顺。如果我们能够利用硬件实现路由器的各层功能，就可以实现端口线速处理能力，消除路由器的处理瓶颈。挑战10Gb/S、100Gb/S、甚至1000Gb/S的交换式路由器将是新世纪初的艰卜仟务。但是这里的挑战实往太多，怎样才能在既提高速度，又不失灵活性的条件下实现高速路由器呢？未来的趋势将是软件硬件化（Hard Software），即用智能硬件实现传统的软件功能，以及硬件软件化（Soft Hardware），即可编程硬件。人们希望演过电路（Evolutionary Circuit）将在下一世纪为高速信息交换敞开大门。另外，协议的并行处理技术也将个新世纪扮演十分重要的角色。