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1、第2章 發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造,,2.11 其它類型車用發(fā)動(dòng)機(jī),2.11 其它類型車用發(fā)動(dòng)機(jī),車用發(fā)動(dòng)機(jī)大部分是汽油機(jī)和柴油機(jī)。但是從解決能源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)失衡等問題，發(fā)展起來了其它類型動(dòng)力機(jī)械。近些年來，人們一直在研究混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車和代用燃料汽車。 壓縮天然氣汽車及液化石油氣汽車 電動(dòng)汽車,2.11.1 CNG及LPG汽車,（一）概述 以壓縮天然氣和液化石油氣為燃料的汽車，分別稱為壓縮天然氣汽車(CNGV)和液化石油氣汽車(LPGV)。 天然氣：主要成分甲烷，20MPa以上高壓液化 石油氣：丙烷、丁烷和少量的乙烷和戊烷，1.6MPa下液化 CNG和LPG的主要優(yōu)點(diǎn)： 1)天然氣和液化
2、石油氣在常溫氣態(tài)，容易與空氣混合形成均勻的可燃混合氣，燃燒完全，大幅度減少CO、HC和微粒的排放?；鹧鏈囟鹊?，因此NOx的排放量也相應(yīng)減少。 2)天然氣辛烷值高達(dá)130，液化石油氣的辛烷值也在100左右，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，從而獲得較高的發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。 3)冷起動(dòng)性和低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好 4)燃燒界限寬，稀燃特性優(yōu)越。 5)不稀釋潤滑油，延長潤滑油更換周期和發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。,LNG和LPG的缺點(diǎn)是： 1)因?yàn)樘烊粴庠诔?、常壓下是氣體，所以其儲(chǔ)運(yùn)性能差。 2)一次充氣的續(xù)駛里程短。 3)CNG或LPG均呈氣態(tài)進(jìn)入氣缸，使發(fā)動(dòng)機(jī)充量系數(shù)降低；另外，與汽油或柴油相比，CNG或LPG的理論混合氣熱值
3、小，因此，燃用CNG或LPG將使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。,2.11.1 CNG及LPG汽車,（二）兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 汽油/CNG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 將汽油機(jī)改裝為汽油/CNG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)之后，當(dāng)燃用天然氣時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都會(huì)明顯下降。有研究表明，適當(dāng)提高改裝機(jī)的壓縮比不僅可以減小功率損失還能改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性。,2.11.1 CNG及LPG汽車,CNG供給系統(tǒng)組成及工作原理,2.11.1 CNG及LPG汽車,汽油/LPG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī) LPG供給系統(tǒng)與CNG供給系統(tǒng)相同相似。大多數(shù)車用LPG供給裝置與CNG供給裝置的基本部件都可以通用，唯有LPG供給系統(tǒng)的車用氣瓶及其附件、管閥件有些特殊的要求。
4、,2.11.1 CNG及LPG汽車,電控CNG噴射系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī)伺服閥和比例調(diào)節(jié)式混合器的電控CNG閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠改善空燃比的控制精度，但是小氣量工況的空燃比仍然難以準(zhǔn)確穩(wěn)定地控制。,電控LPG噴射系統(tǒng) 取消混合器式閉環(huán)控制LPG供給系統(tǒng)中的混合器，代之以氣體噴射器，再將蒸發(fā)調(diào)壓器的出口壓力調(diào)節(jié)到0.5MPa，構(gòu)成電控LPG噴射系統(tǒng)。,2.11.2 電動(dòng)汽車,以蓄電池或燃料電池為動(dòng)力、在市區(qū)街道或城間公路上行駛的用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車 第一輛電動(dòng)汽車，1873年由英國人R戴彼特遜用手工制作的。此后電動(dòng)汽車發(fā)展很快，自19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，電動(dòng)汽車幾乎成為汽車的主流。,2.11.2 電動(dòng)汽車,
5、電動(dòng)汽車優(yōu)點(diǎn) 1)在行駛中無廢氣排出，不污染環(huán)境，“零排放”。 2）能源有效利用率高。 3)振動(dòng)及噪聲小，車廂內(nèi)外十分安靜。 4)結(jié)構(gòu)簡單，維修使用方便。 電動(dòng)汽車缺點(diǎn) 1）續(xù)駛里程短 2）成本高 3）充電時(shí)間長 ,2.11.2 電動(dòng)汽車,電動(dòng)汽車的組成 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等三部分組成 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和車輪 電源系統(tǒng)包括電源、能量管理系統(tǒng)和充電機(jī)， 輔助系統(tǒng)包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、空調(diào),2.11.2 電動(dòng)汽車,電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)方式分為電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)、固定速比減速器和差速器等構(gòu)成電動(dòng)機(jī)中央驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),2.11.
6、2 電動(dòng)汽車,驅(qū)動(dòng)電機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)：加速時(shí)驅(qū)動(dòng)力大、調(diào)速控制簡單、技術(shù)成熟。但是換向時(shí)產(chǎn)生電火花，換向器容易燒蝕，電刷容易磨損，需經(jīng)常維護(hù)。接觸部分存在摩擦損失，電機(jī)效率降低，限制轉(zhuǎn)速。 永磁直流無刷電動(dòng)機(jī)：它由電動(dòng)機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)控制電路組成。其中電子開關(guān)控制電路起到了普通直流電動(dòng)機(jī)中換向器的作用。 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格便宜、工作可靠、效率高和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)：定子和轉(zhuǎn)子均由普通硅鋼片疊壓而成，只在定子上繞有集中繞組。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低，可在極高的轉(zhuǎn)速下工作，能適應(yīng)高溫和強(qiáng)振動(dòng)的工作環(huán)境；起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，低速性能好；調(diào)速范圍廣，控制
7、靈活，易于實(shí)現(xiàn)各種特殊要求的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性；在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都有很高的效率。,2.11.2 電動(dòng)汽車,電源系統(tǒng) 主要類型：蓄電池、燃料電池 蓄電池的主要性能指標(biāo)： 1）比能量單位電池質(zhì)量所能存儲(chǔ)的電量(Wh/kg) 2）能量密度--單位電池體積所存儲(chǔ)的電量(Wh/L) 3）比功率--單位電池質(zhì)量所能輸出的功率(W/kg) 4）功率密度--單位電池體積所能輸出的功率(W/L) 5）循環(huán)壽命,2.11.2 電動(dòng)汽車,動(dòng)力電池種類 鉛酸電池：技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，電流大以及良好的高低溫性能 鎳隔(Ni-Cb)電池：比能量高，可快速充電，使用壽命長，抗電流沖擊能力強(qiáng)，工作溫度范圍寬，內(nèi)阻小。 鎳
8、氫(Ni-MH)電池：與Ni-Cd電池有許多相同的特性，但由于無鎘，因此不存在重金屬污染問題。 鈉硫(Na-S)電池：有很高的比功率和比能量，但其工作溫度高，再加上鈉的活化性和腐蝕性，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須保證堅(jiān)固和安全。 鋰離子(Li-Ion)電池：單體額定電壓高，比能量和能量密度高和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。成本高，安全問題等,2.11.2 電動(dòng)汽車,混合動(dòng)力汽車 指裝有內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力的汽車 內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接方式分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和串并聯(lián)型?；旌蟿?dòng)力汽車既能減少汽車對(duì)環(huán)境的污染，又能延長續(xù)駛里程。,,ISG輕度混合系統(tǒng) 在相當(dāng)于柴油機(jī)飛輪的位置安裝一個(gè)6KW的緊湊型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，在柴油機(jī)側(cè)和變速器側(cè)各裝有自動(dòng)操縱的離合器。當(dāng)柴油機(jī)側(cè)的離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，轎車由電力驅(qū)動(dòng)。當(dāng)轎車由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，柴油機(jī)側(cè)的離合器接合。此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子起飛輪作用，而且該電動(dòng)機(jī)還作為起動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)使用。,課堂思考,1.如何評(píng)價(jià)CNGV和LPGV的發(fā)展前景? 2.電動(dòng)汽車能否取代燃油汽車?要普及電動(dòng)汽車需解決哪些關(guān)鍵技術(shù)? 3.如何看待混合動(dòng)力汽車,
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