矿用汽车大型化推动了发动机大型化，发动机大型化又为汽车大型化创造了非常有利的条件。这样相互作用、相互促进，大型化的发展趋势仍将继续下去，为矿业的发展提供了所需要的大型技术装备。
提高发动机的经济性是设计、制造和使用各方长期追求的目标，它也随着技术的不断进步而不断的提高。受到电子技术为核心的新技术的推动，发动机的经济性有了大幅度的提高，主要表现为：降低燃油消耗，增大两次维护保养、两次大修之间的时间和延长发动机的服务寿命以及降低维修费用。
受欧美日一些发达国家为减少环境对人类生存的影响而逐步推出并提升的机动车辆尾气排放标准的制约，各发动机制造厂商千方百计利用现代最新科技成果，研究开发所谓“绿色发动机”，使之达到并超过各种尾气排放标准。
位于易于开采地区的矿床（如平原）逐渐减少，有的甚至采完闭坑，迫使矿山企业不得不利用先进技术装备在高山上开矿（过去技术水平还实现不了）。这样，作为主要运输工具的矿用汽车必须能在海拔3000米以上的高山上作业，其性能不降低，特别是功率不能降低。汽车除了轮胎受高山影响外，最主要的是发动机受高海拔空气环境的影响，矿用汽车能否适应高山上作业也就是是发动机能否适应高山上作业。因此，对矿用发动机提出了新的挑战----在高山应用时，发动机功率不下降，发动机耐久性不降低。
信息技术（IT）迅速发展，为装备发动机，提高其智能化水平，创造了极其有利的条件。各发动机制造厂商抓住难得的机遇，充分利用IT装备发动机，提高智能化水平，有利于用户管理、应用以及维护好发动机，使其发挥最大效能。
综上可以看出，目前大型矿用发动机技术发展有以下趋势：
1、“越大越好”仍是发展趋势
超大型矿用汽车的发展始于1996年，当时是日本的Komatsu公司率先推出了930E型矿用汽车。限于发动机、传动系统以及轮胎能力以及用户希望与218T级矿用汽车大小相近，所以930E型矿用汽车有效载重只有272吨（300短吨）。采用当时最大的MTU 16V 396TB44型发动机（功率为1973KW）作为动力。1997年开始，930E型矿用汽车开始用于矿山生产。从此，Komatsu投入批量生产930E型矿用汽车，并且独占超大型矿用汽车市场两年。这两年是超大型矿用汽车得到用户认可的两年，也是Komatsu的竞争对手追随Komatsu公司开发研制超大型汽车的两年。期间，一些汽车制造厂商与发动机制造商以及发动机制造商之间展开了密切合作，目的是开发更大型、性能更优越的发动机。美国Detrait Diasel公司与德国MTU公司合作，在16V 396型发动机的基础上，研制成功了2000系列即MTU/DDC 2000型发动机（其中最大的是16缸发动机，功率1000KW），紧接着又重新设计制造了MTU/DDC4000系列发动机（其中最大的是16缸发动机，功率2000KW）。美国Cummins公司研制成功了QSK60型发动机，其中最大的QSK60-2700型发动机，功率可达2012KW。美国CATERPILLAR公司，将2台3512型发动机串联成3524B型发动机，功率高达2537KW。在上述几种发动机的基础上，LIEBHERR、CATERPILLAR、UnitRig及HITACH-EUCLID等汽车制造商先后也推出了超大型矿用汽车，最大的有效载重高达327吨。小松公司紧紧抓住发动机快速发展的机会，用MTU/DDC4000或QSK60两种大型发动机对930E进行改造，很快就推出了930E-2型矿用汽车，有效载重达到了290吨。至此，有三种发动机（MTU/DDC4000、QSK60及3524B）可以装备272-327吨的超大型矿用汽车。
从1996年-2000年底，全世界7个国家27座矿山共使用253台超大型矿用汽车。预计在未来5-10年，有效载重大于290吨的超大型矿用汽车市场大约需要1200台左右。超大型矿用汽车经过实际作业考验，不但得到了用户的认可，而且用户还体会到了汽车越大运输成本越低的好处，从而证实了所谓“越大越好”的说法。LIEBHERR公司用CUMMINS公司与Komatsu公司合作开发的QSK78型发动机（2619KW）装备T282型汽车，有效载重超过了300吨，CATERPILLAR和UnitRig两个公司也用更大型发动机改进各自超大型汽车，有效载重均在300吨以上。Komatsu公司采用QSK78型发动机改造930E-2型成为了930E-2SE型（有效载重加大），在2002年投放到市场。
早在2001年运输会议上，代表们就讨论了有效载重1000吨级的汽车是否会出现，大家都认为，从技术角度看不会有问题，关键是取决用户需要。加拿大阿尔百塔大学用问卷方式询问了100名矿山工程者（包括汽车司机），对于汽车是否会增大问题的回答：有54%的人认为一定会，31%的人认为可能会，只有15%的人认为一定不会。美国RAND科学技术政策研究院预计在2020年有效载重达1000短吨（907吨）汽车将会出现。
虽然MTU/DDC4000系列和QSK60型发动机最大功率都超过了2000KW，但是，Komatsu公司认为仍然没有达到超大型汽车提高爬坡速度和生产率所需要的功率与重量比的要求。为此，Komatsu与CUMMINS合作，建立一个技术联合企业----工业动力联合体（IPA），开发研制QSK78型发动机。集中两个公司的经验与智慧，联合工作队很快就搞清楚了，为了获得较大的功率，不能单靠增加缸体容积来实现，应在稳妥的基础上前进，将现有的缸体、曲轴、动力缸等硬件设计，可作为能向市场提供的燃油喷射与空气管理系统的软件包以及可靠性结合起来，于1999年3月由IPA研制出第一台试生产的QSK78型发动机，其功率高达2619KW（3500马力）。
与CUMMINS公司竞争的对手----MTU和DDC合作的两个公司预见到未来市场，决定由德国MTU公司的工厂（Daimlerchrysler）研制更大的发动机，通过增加缸数来提高功率，把4000系列中最大的发动机的缸数从16缸改成20缸，即MTU/DDC 20V 4000型发动机，功率达到2700KW（3618马力），是目前世界上最大的矿用汽车发动机，在2002年10月实现批量生产。
CATERPILLAR公司既不会甘心失去特大型汽车市场，也不会让出特大型发动机市场，一定会全力以赴用最新技术开发研制特大型发动机。这样一来，对现有的有效载重290-360吨特大型矿用汽车来说，多数采用了QSK78型或MTU/DDC 20V 4000型两种发动机作动力。
尽管对汽车大型化以及发动机大型化存在不同看法（或者说有些不利因素），但是，将来一定会出现有效载重达400吨、500吨甚至1000吨的矿用汽车，相应的发动机的功率将分别为3000kW、3750kW至7500kW。
2、经济性是长期追求的目标
在发动机大型化的进程中，各制造厂商也用新技术想方设法提高发动机的经济性，即有利于用户降低作业成本，又有利于本公司争夺市场。早在MTU公司与DEWOIT DIESEL公司合作开发2000系列和4000系列发动机时，就考虑到降低燃油消耗，加大两次维护保养和两次大修之间间隔，以及降低维修费用等问题。尤其是在开发研制4000系列发动机时，采用了较复杂的燃油喷射系统与电子控制相结合，即降低了燃油消耗，提高了发动机的动力性能，又降低了污染物排放。这种复杂系统就是当代最先进电控共轨（COMMON RAIL简称为CR）燃油喷射系统，采用DETROIT DIESEL公司的电子控制DDEC111。这种电控CR系统原来是日本电装公司开发成功的ECD-U2电控共轨燃油喷射系统，CR的高压油管是各缸共用的，因此得名为共轨，其特点是共轨中的油压是通过油泵控制伐（PCV）来调节高压供油泵的供油量来改变的，而与发动机的速度无关，从而解决了喷油压力随发动机速度降低而降低问题。和传统喷油系统相比有以下优点：
a、喷油压力可调节；
b、能实现较高燃油喷射压力（120-170Mpa）；
c、可柔性控制喷油速率变化；
d、控制精度高。
4000系列发动机在设计上有其自己特点：在这么大的发动机上采用CR属于首创；与2000系列发动机采用单个电磁伐喷射系统必须在喷射点之前产生0-180Mpa压力不同，CR系统可在任何时刻都存在有120Mpa的燃油压力；可使影响燃烧的主要参数能单独调节如喷油时刻、喷油时间长短、喷油量以及喷油压力特性曲线等。正因有这些特点，可使4000系列发动机能根据工况不同，控制各种参数，再加上由涡轮增压增大的过量空气系数фa，使发动机燃油得到了有效燃烧，不但减少了污染物的排放，而且大大降低了燃油消耗和提高了动力性能。为了适应新的燃油系统，设计了一种全新的曲轴箱和缸盖，增大了关键部位周围的强度，提高了缸体承受增大功率的能力，发动机中许多重要组成件都以模型模拟方式，经过超载机械和热力的应力试验，整个发动机无论是强度还是刚度都得到了很大的加强。
4000系列虽然仍然采用与396-TE44型发动机一样的KKK型涡轮增压器，但是，在4000系列上解决了由高低速度不断循环变化引起的低循环疲劳造成涡轮壳裂纹问题，对涡轮和涡壳形状做了优化设计，因此增压器两次大修之间的时间提高2倍。4000系列发动机最高点压力高达20 Mpa，对动力缸设计提出挑战，和396型发动机一样，仍然选用两组件MAHLE组合活塞，这是一种传统配置，其顶部是由内外具有冷却腔的轴对称锻钢制成，下部是锻铝的，顶部与下部用螺栓固定在一起。这种设计具有铰接活塞的全部优点，而没有其固有的摇动。正因为采取了上述措施，4000系列发动机第一次大修时间超过396型发动机的大修时间，至少能达到20000小时，机油更换可达500小时，若用高质量机油，可望达到1000小时更换一次机油。
CUMMINS和Komatsu两个公司集中了双方的专长和经验开发研制QSK-78型发动机。在CUMMINS QUANTUM设计基础上将QSK78设计成单缸排量为170×190（mm），共有18个缸。170mm动力缸的设计是采用了经实践考验的小松公司6VSAAD170型发动机的动力缸，包括一件式铸铁活塞、缸高及缸衬，而缸体采用了实际应用效果不错的QSK60型发动机的缸体。曲轴也是基于QSK60型发动机的曲轴设计（比以前的大38%）。活塞部位曲轴曲柄经增大7mm。全部平时齿轮的点宽都加大了，增大了强度。
综上所述新发动机不但能提供2610KW的功率，而且能延长两次大修之间的时间。CUMMINS公司与SCANIA公司合作开发的高压燃油喷射（HPI）系统、CUMMINS CELECT电控系统以及与有中冷后冷二段涡轮增压的空气管理系统相结合，使发动机燃油燃烧的充分彻底，不但降低了污染物的排放，而且大幅度降低了燃油消耗。此外，还增加了预润滑系统（PRELUB），消除了冷、热起动造成的磨损；增加了ELIMINATORTM机油过滤系统，可使两次更换机油时间长达1500小时；QUIKSERVE PROACT快速服务系统，可全天候由发动机专家监测发动机，通过CUMMINS公司的网站，以先进诊断工具，分析发动机趋势数据，保证预防维修可在最恰当的时候进行，能为用户提供维修帮助，从而大大地降低了维修费用。
3、“绿色发动机”应运而生
美国联邦环保署于1996年开始在北美实施非公路车辆第一阶段排放标准（MOH STAG1）。欧洲国家于1999年开始实施非公路车第一阶段排放标准...随着科技进步还会不断有新的标准出现。由于以法规的形式要求车辆尾气排放达到标准，迫使各制造厂商必须加大开发力度，力争达到并超过所规定的标准，否则法规不准许车辆进入市场，就是进入市场也没有竞争力。非公路车主要是以柴油发动机为动力，所以规定的标准也是针对柴油发动机的。柴油机与汽油机的燃烧过程有很大差别，柴油机以扩散燃烧为主，采用较高压缩比（ε=16-24），无进气节流损失...因此造成了柴油机与汽油机排放特性不同，柴油机排放的一氧化碳（CO）和碳化氢（HC）相对汽油机来说不到1/10，而氮氧化物（NOx）的排放只有在负荷较大时才接近汽油机水平。因此，柴油机排放总水平低于汽油机。柴油机排放的微粒和黑烟却是汽油机的几十倍。因此，目前柴油机排放控制重点是微粒和NOx。而微粒与Nox的生成机理又是相互矛盾的，控制好微粒又不利于控制Nox，控制Nox，又不利于控制微粒。为此，要采用多种方法才能达到两种排放都能控制的目的。
其中较实用的对策有:为降低Nox，采用推迟喷油提前角和废气再循环燃烧（EGR），为降低碳烟和微粒排放，采用增压技术和高压喷射以及改进进气系统和燃烧室。此外，可探讨一些新的方法。为了使Nox和微粒排放同时降低，又能保证有较高的燃烧效率，柴油机应当采用控制燃烧过程的合适方法：
a、抑制预混合燃烧以降低Nox；
b、促进扩散燃烧以降低微粒。
燃烧过程控制是通过油、气和燃烧室三个方面控制实现的。每一种技术措施在降低某种排放成分时，效果是有限的，过度使用会带来另一种排放成份增加或使发动机性能降低。因此，可以采用几种措施同时共用。电子控制喷射是一种能起到几种措施并用的技术，它能更好地控制混合气形成和燃烧过程，可控制推迟喷油提前角，控制EGR以高压喷射，即能降低污染物排放，又能提高发动机的经济性能。
QSK78型发动机被称为“绿色”发动机，通过提高燃烧效率其排放满足了当时美国第一阶段和加州空气资源委员会的排放要求，还能满足2006年生效的重型发动机第二阶段排放要求。QSK78型发动机为了提高燃烧效率，降低排放，采取的主要办法有：
a、 采用了CELECTTM发动机电子控制技术，能更精确控制燃烧过程，准确控制燃油喷射时间和油量，优化燃烧过程，使燃油充分燃烧，从而降低污染物的排放；
b、 采用高压喷射系统（HPI），提高喷油压力（可高达150MPA），使燃油喷雾颗粒进一步细化，以增大燃油与空气的接触表面积和缩短净化时间，从而加速燃油与空气的混合，提高燃烧效率；
c、 采用两段涡轮增压和中冷后冲系统，增压是提高发动机进气充量的有效措施，可以大幅度提高进气密度，能提高柴油机功率30-100%，同时因过量空气系数Φa足够大，燃烧的完全彻底以及泵气过程做正功，提高了燃油的经济性，也正是增压柴油机的过量空气系数Φa大，容易抑制碳烟和微粒的产生，CO和HC排放也会进一步降低。增压后进气温度会升高到150℃，导致压缩后的温度进一步升高，提高了燃烧温度，加上此时的富氧燃烧可能会造成NOx排放量升高。为此，采用增压中冷使进气温度降低，以控制Nox排放恶化。QSK78型柴油机采用二段增压和两次冷却（中冷和后冷），使空气压力进一步提高，进气密度更加增大，过量空气系数Φa进一步增大，燃烧更彻底，两次冷却使进气温度足够降低，保证更好地控制Nox和微粒的排放。小松公司具有微涡流燃烧室(MTCC)技术，这种技术可以改善直喷式燃烧室中存在的低速时涡流太弱而高速时涡流过强问题，可在较宽发动机速度范围内保持合适的气流运动强度，涡流与湍流运动兼有，因而碳烟排放和燃油消耗率都得到了改善。但不知这种技术是否在QSK78上得到了应用。
MTU/DDC 20V 4000型柴油机采用了与QSK78型相类似的方法达到排放要求。不同的是：
前者采用电控共轨喷油系统，可根据工况不同，选择最佳喷射压力，优化柴油机综合性能，尤其是解决了传统喷油系统的喷油压力随发动机转速降低而降低问题，从而克服了造成低速扭矩和低速烟度不传的缺陷，可实现高油压喷射（达120MPa），提高燃烧效率，减少了排放、采用一阶段双涡轮增压和中冷方式，虽然一阶段增压没有两阶段增压大，但是两个空压机共同供气，其充气量大，也能大幅度提高过量空气系数Φa，提高燃烧效果，降低污染物排放。
4、 高山适应性---对发动机提出了新挑战
由于矿产资源逐渐减少，特别是易于开采的矿产资源的减少，迫使矿山企业不得不向高山发展，开发因过去技术装备落后开采不了的高山上的矿产资源。这就对矿山设备的源动力----发动机提出了新的挑战：在海拔3000M以上高山矿山作业，功率不降低，保证机械所需的驱动力和作业速度，使其完成应完成的任务。据CATERPILLAR公司所言，对工业柴油机来说，间断和连续输出的额定功率，至少适用于1320M的高山作业，其性能不降低。对于涡轮增压和后冷式发动机，一般适用于1500M左右的高山作业。标准机械在高山上作业时，为了保持发动机有正常寿命，使用中要求降低发动机的功率输出，这将降低机械的驱动力或轮边牵引力，将影响机械爬坡、装载以及卸载能力，降低机械运行速度，从而降低机械的生产率。为了保持在3000~4000M高山上作业即不降低性能又能维持机械设计的耐久性，必须采取有效措施。
接触高山问题较多的发动机制造公司——CUMMINS指出：“柴油机在影响其耐久性的高山上作业，涡轮增压器有几个限制参数。”这几个限制参数是：涡轮入口温度，压缩机出口温度以及涡轮增压器转子速度。随着山的高度增加，上述两项温度增加，转子速度增大，一直到耐久性降低到设计极限为止。因此，一阶段涡轮增压发动机，在高山上作业会很快超过设计的耐久极限。就一般情况而言，高度从150-1500M发动机的功率就有不同程度的降低。虽然可以以降低发动机功率的方式作业，能解决耐久性降低的问题，但是，对用户来说，发动机性能降低，生产率降低。传统二阶段涡轮增压可改进高山适应性，但是，受传统设计所限，甚至就是利用后冷提供冷却空气，也一直要降低功率作业。然而结合中冷、后冷的两阶段涡轮增压系统，通过控制整个空气处理系统的温度，能合理地管理限制耐久性参数。用第一和第二阶段之间的中冷冷却的空气能使涡轮入口温度、压缩机出口温度不超过设计限制；涡轮增压器转子速度也得到有效控制。CUMMINS公司在QSK60型发动机上利用了这种技术，在海拔3960M的高山铜矿和金矿（印度尼西亚）上作业，输出功率达到1864-1940KW，接近最高功率2015KW水平。这种成功技术也在QSK78型发动机上采用了，因此，QSK78型发动机可在世界上任何一座高山矿山上作业，都能提供2610KW的输出功率。
MTU/DDC 20V 4000型发动机（功率高达2700KW）虽然只采用一阶段涡轮增压，但是，其设计也不同于传统设计，而是采用两台高功率MTU涡轮增压器同时提供增压的空气，以大流量提供较大的过量空气系数Φa。发动机只需要一个中冷，就能保证作业条件，特别是高山作业条件。所采用的电控共轨系统有革新的喷油特性，可使影响燃烧的主要参数都能单独调节，这包括：喷油时刻、喷油期限、喷油量以及喷油压力曲线特性等，这就意味着对不同作业环境可以适当调节这些参数，使发动机燃油得到充分彻底燃烧，这不但能降低排放，节省燃油而且能适应高山作业环境。因此，MTU/DDC 20V 4000型发动机可在3700M高山上作业，保持功率和其它性能指标不降低。
5、信息技术提升了发动机智能化水平
从20世纪70年代中期兴起的电子控制喷油技术（EFI），是欧美发达国家为加大对机动车尾气排放限制而开发成功的新技术。它是建立在现代计算机和测试技术高速发展的基础上的，是汽车发动机史上的重大技术进步。它的应用不但降低了发动机污染物的排放，而且还提高了燃油的经济性和动力性。这也是IT首先在发动机上应用。例如，大型柴油发动机QSK78和MTU/DDC 20V 4000都采用了电子控制喷油技术。正是在电子控制喷油技术成功应用的基础上，充分利用最新的IT成果装备发动机，提升了智能化水平。例如，在QSK78型发动机上装备有CUMMINS QUANTUM系统电子发动机管理技术，由位于关键部位上的传感器，把数据连续不断地传给电子控制模块（ECM），由ECM报告出有关润滑、冷却、燃油和空气处理，曲轴箱压力等情况，这样能在发动机处于正常作业情况下，了解发动机内部状况，并能一个缸一个缸地分析发动机性能。能按照发生时间把这些数据记录下来，以便对发展趋向做出分析，可根据分析结果，可适当延长维修时间间隔和控制潜在故障发生。可为QSK78进行编程，用来提供例外情况发生报告，不必处理大量信息，就能快速查找出故障所在。
利用最新的采矿调度系统，可把现场作业的QSK78型发动机的所有数据收集起来并能回馈给矿山办公室，也可把这些信息放置在CUMMINS网站用户自己的安全位置上，这样，无论用户在世界任何地方，只要通过因特网，就能了解到现场作业的发动机状况，包括作业小时数、燃油消耗、故障报警...除了能了解作业的发动机状况外，它还是一种采矿信息站，用户可以与CUMMINS公司内部采矿专家和工程师链接，了解有关维修和作业问题，它能让发动机专家每天监控发动机作业情况，可一个缸一个缸地评价性能，跟踪趋势走向信息，能防止超过限制界限。更先进的革新技术的采用将使矿山操作者不必到发动机作业现场就能控制发动机作业。发动机上有了大脑（电子计算机），感官（传感器）以及神经系统（有线和无线传输，包括internet），具有一定水平的智能，可以进行人机对话，从而可更好的控制，合理应用以及经济有效地维护发动机。
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