混合动力汽车技术现状与发展前景分析 摘要:社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本 文分析了国内外混合动力汽车的研究现状,介绍了混合动力汽车的主要结 构形式与工作特点,指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和采用的 关键技术,并对其发展前景进行了预测。 关键词:混合动力汽车内燃机电动机控制 0引言 随着全球汽车工业的迅猛发展,石油资源供应的日趋紧张,世 界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量,大力开发新型节 能环保汽车。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前,混 合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。 1国内外HEV技术发展现状 国外HEV的发展概况21世纪后,各国加快了HEV的概 念产品化的进程,相继推出了不同形式的HEV产品。丰田的Prius, 本田的Insight,通用的Precept,福特的Prodigy,戴姆勒克莱斯勒的 ESx3,日产的Tino等都是具有代表性的车型,其中Prius和Insight 己是成熟的产品,截止2008年12月,丰田Prius全球销量已经超过 了100万辆。 我国HEV的研发现状我国也非常重视混合动力电动汽车 的研究与开发,有关工作开始于上个世纪90年代。在“十五”期间, 科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企 业、高校和科研机构进行联合攻关,确定了以燃料电池汽车(FCEV)、 混合动力电动汽车(HEV)纯电动汽车(BEV)车型为“三纵”,多能源动 力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系 统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”的研发布局;之后,节能与 新能源汽车的研发又被列入“十一五”863计划重大项目。 2混合动力系统的构成及工作特点 混合动力驱动系统联合使用两种动力装置,一种是传统的内燃 发动机,另一种是电动机。整个系统由发动机、电动机、动力分配装 置、发电机、蓄电池和电流逆变器等部分构成。 通常,混合动力系统的动力传递方式有三种:串联式、并联式和 混联式。各自的结构形式和特点如下。 串联式混合动力系统如图1所示,在串联混合动力驱动 (SHEV)系统中,所有发动机机械能都转换为电能以驱动电动机。这 种系统使发动机在效率最高的转速范围内工作,因此能最大限度地 改善燃油经济性和减少排放。 并联式混合动力系统并联式(PHEV)结构有内燃机和电动 机两套驱动系统(见图2)。发动机与电动机并联,两者都可以驱动车 轮,电动机还可以作为发电机给电池充电,不再需要额外的发电机 在车辆行驶时,系统以发动机为主要动力源,在车辆起步或加速时则 使电动机工作,作为辅助驱动力。当发动机效率低的低负荷工况时 则电动机功能转变为发电机功能,向蓄电池充电。其次,在车辆制动 或下坡减速行驶时,则通过制动能量回收系统进行制动能量回收。 混联式混合动力系统混联式混合动力驱动系统(PSHEV) 是串联式与并联式的综合,其结构如图3所示。混联式驱动系统的 控制策略是:在汽车低速行驶时,驱动系统主要以串联方式工作;当 汽车高速稳定行驶时,则以并联工作方式为主。 3混合动力汽车需要解决的问题和关键技术 目前,混合动力汽车所需要解决的问题包括以下几个方面:其 一,进行动力分配装置和能量管理系统的研究。其二,开发具备高比 能量和高比功率经济实用的电池。其三,混合动力系统结构复杂,制 造成本高,维修比较困难,售价相对较高。其四,建立更先进的驱动 系统数学模型(包括静态和动态的),进行计算机仿真分析。 具体来讲要进行下面几项关键技术的研究: 混合动力单元技术在混合动力汽车上,热力发动机又被称 为混合动力单元。为提高燃料经济性,对混合动力单元必然提出更 多的要求,例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对 混合动力单元的研究主要集中于:一是燃烧系统的优化;二是尾气处 理技术,主要研究高效的尾气催化系统;三是代用燃料的研究。 控制策略技术HEV产品开发中最关键的环节是根据不同 的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略,国外通过系统建模仿 真对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统的开发首先是根据采 集到的速度和负荷等数据,计算出对应的要求输出功率:计算出以最 高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值,即实现内燃机 与电动机的最优功率分配比;然后,根据功率分配比,求出驱动电动 机的功率值和其它有关数据,给出内燃机的控制参数和电动机的控 制参数。同时,驱动执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器设 计中,功率分配装置的设计及其与变速器的一体化设计是关键的部 件设计工作。因为它要根据控制器的指令,正确地进行内燃机功率 向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。 能量存储技术在电动汽车上,蓄电池的开发和充放电特性 的研究是关键。现在,镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽 车的使用要求,但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看,能量储 存装置的研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检 测、监控。二是电池设计和制造方面的改进,降低制造成本,改善电 池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比 功率,要达到的目标是,功率与能量比值大于20W/wh;使用寿命达 到10年;至少循环使用12万次。三是电池的热能管理及剩余电量管理。此外,电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排 放,因此需要有效的测试方法和控制装置。 4发展前景分析 从目前的发展来看,以计算机技术和自动控制技术,各种智能控 制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术(Fuzzy)、专家控制系统 (Expert System)、神经网络控制系统(Neural Networks)等在混合 动力汽车上的逐渐应用,将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统 型汽车相比,混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优 势,在节能和排放上胜出一筹;与纯电动汽车相比,HEV的电压和功 率等级与电动车类似,但蓄电池容量大大减小,因而其造价成本低于 电动汽车。 当前HEV所面临的主要技术问题还很多。尽管从长远来看只是 一种过渡车型,但HEV在近20-30年内会很有发展前景,这一点是 毫无疑问的。汽车行业专家预言,不久的将来,新生产的汽车中HEV 将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势,抓住HEV这 块市场,在国外产品涌入之前,集中科研力量攻关,迅速开发出自己 的产品。 参考文献: [1]张金柱.混合动力汽车结构、原理与维修[M].北京:化学工业出版社. 2008. [2]过学迅,张杰山,胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海 汽车:7-10.
关于汽车发动机的探讨学生姓名: X X 学号:xxxxxxxxxxx入学时间: 2004 年 9 月指导老师: x x 职称: 讲师 学 校: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 目 录第一节 发动机的分类……………………………………………3第二节 发动机的总体构造………………………………………4第三节 四冲程发动机的工作原理………………………………6第四节 二冲程发动机的工作原理………………………………10第五节 发动机的主要性能指标与特性…………………………13致谢…………………………………………………………………16参考文献……………………………………………………………171关于汽车发动机的探讨内容提要:目前汽车普遍采用的是往复活塞式内燃机,发动机是汽车的心脏,它以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运动维护简便的优点著称于世。本文针对发动机作出详细的讲解,包括发动机的分类、发动机的结构、发动机的工作原理,并据此分析汽车发动机的性能及主要指标。关键词:汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 性能指标 特性2第一节 发动机的分类 发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机,称为热力发动机(简称热机),其中的热能是由燃料燃烧所产生的。内燃机是热力发动机的一种,其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能,然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机,如蒸汽机、汽轮机或燃气轮机等,其特点是燃料在机器外部燃烧以加热水,产生高温、高压的水蒸气,输送至机器内部,使所含的热能转变为机械能。 内燃机与外燃机相比,具有热效率高、体积小、质量小、便于移动、起动性能好等优点,因此广泛应用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是内燃机一般要求使用石油燃料,且排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题,目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究开发工作。 根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛,是本文的主要讨论对象。汽车发动机(指汽车用活塞式内燃机)可以根据不同的特征分类: (1)按着火方式分类 可分为压燃式与点燃式发动机。压燃式发动机为压缩气缸内的空气或可燃混合气,产生高温,引起燃料着火的内燃机;点燃式发动机是将压缩气缸内的可燃混合气,用点火器点火燃烧的内燃机。 (2)按使用燃料种类分类可分为汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机、液化石油气发动机及多种燃料发动机等。 (3)按冷却方式分类可分为水冷式、风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式发动机;以空气为冷却介质的称作风冷式发动机。(4)按进气状态分类可分为非增压(或自然吸气)和增压发动机。非增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气未经压气机压缩的发动机,仅带扫气泵而不带增压器的二冲程发动机亦属此类;增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气已经在压气机内压缩,藉以增大充量密度的发动机。3 (5)按冲程数分类 可分为二冲程和四冲程发动机。在发动机内,每一次将热能转变为机械能,都必须经过吸人新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料),使之发火燃烧而膨胀作功,然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程,称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机,可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程(或曲轴旋转两转)完成一个工作循环的称为四冲程发动机;活塞往复两个单程(或曲轴旋转一转)完成一个工作循环的称为二冲程发动机。 (6)按气缸数及布置分类仅有一个气缸的称为单缸发动机,有两个以上气缸的称为多缸发动机;根据气缸中心线与水平面垂直、呈一定角度和平行的发动机,分别称为立式、斜置式与卧式发动机;多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式(气缸呈一列布置)、对置式(气缸呈两列布置,且两列气缸之间的中心线呈180。)和V形(气缸呈曲列布首,且两列气缸之问夹角为V形)等发动机。第二节 发动机的总体构造 发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多,即使是同一类型的发动机,其具体构造也是各种各样的。我们可以通过一些典型汽车发动机的结构实例来分析发动机的总体构造。下面以CA1014系列轻型货车用的CA488Q型汽油发动机为例,介绍四冲程剐机的一般构造(图1-1)。(1) 机体组 CA488Q型发动机的机体组包括气缸盖14、气缸体7及油底壳37。有的发动机将气缸体分铸成上下两部分,上部称为气缸体,下部称为曲轴箱。机体组的作用足作为发动机各机构、各系统的装配基体,而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时,常把机体组列入曲柄连杆机构。(2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞13、连杆10、带有飞轮28的曲轴5等。它是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。(3) 配气机构 配气机构包括进气门19、排气门15、摇臂45、气门间隙调节器46、凸轮轴25以及凸轮轴定时带轮20(由曲轴定时带轮6驱动)等。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排除废气。4 图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造5(4) 供给系统 供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器38、空气滤清器、进气管39、排气管53、排气消声器等。其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。 (5) 点火系统 点火系统的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。其中包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。 (6) 冷却系统 冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇22、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去,以保证发动机正常工作。 (7) 润滑系统 润滑系统包括机油泵50、机油集滤器51、限压阀、润滑油道、机油滤清器等,其功用是将润滑油供给作相对运动的零件,以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。 (8) 起动系统 包括起动机及其附属装置,用以使静止的发动机起动并转入自行运转。 车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。第三节 四程发动机的工作原理一、四冲程汽油机工作原理 现代汽油发动机的构造如图3-1所示。气缸内装有活塞10,活塞通过活塞销、连杆11与曲轴12相连接。活塞存气缸内作往复运动,通过连杆推动 曲轴转动。为了吸入新鲜充量和排除废气,设有进、排气系统等。图3-2所示为发动机示意图。活塞往复运动时,其顶面从一个方向转为相反方向的转变点的位置称为止点。活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点,称为上止点(TDC——Top Dead Center);活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点称为下止点(BDC——Bottom Dead Centel),活塞运行的上、下两个止点之间的距离s称为活塞行程。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离月称为曲柄半径。对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机,活塞行程5等于曲柄半径R的两倍。6四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程:进气行程、压缩冲程、作功行程、和排气行程。(1) 进气行程 汽油机将空气与燃料先在气缸的外部的化油器中、节气门体处或进气道内进行混合,形成可燃混合气后被吸入气缸。进气过程中进气门开启,节气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积变大,从气缸内的压力将到大气压以下,即在气缸内形成真空度。这样可眼燃混合气便经进气门被吸入气缸。由于进气系统的阻力,进气终了时气缸内的气体压力约为~。 (2) 压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小,密度加大,温度升高,故需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程,称为压缩行程。活塞到达上止点时压缩终了,此时,混合气被压缩到活塞上方很小的空间,即燃烧室中。可燃混合气压力升高到~,温度可达600~700K。压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。7现代汽油发动机的压缩比一般为6~9(轿车有的达到9~11)。如一汽一大众捷达轿车EA827型发动机的压缩比为,而EA113型发动机的压缩比为。 压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,因而发动机发出的功率增大,热效率提高,经济性越好。但压缩比过大时,不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常的燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。爆燃时,火焰以极高的速率传播,温度和压力急剧升高,形成压力波,以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁而时就发出尖锐的敲缸声。同时,还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时,甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂、活塞烧顶、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象。表面点火是由于燃烧室内炽热表面(如排气门头,火花塞电极,积炭)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧现象。表面点火发生时,也伴有强烈的敲击声(较沉闷),产生的高压会使发动机机件承受的机械负荷增加,寿命降低。因此,在提高发动机压缩比的同时,必须注意防止爆燃和表面点火的发生。此外,发动机压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。(3) 作功行程 在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,装在气缸体(或气缸盖)上的火化塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后,放出大量的热能,其压力和温度迅速增加,所能达到的最高压力p,约为3~5MPa,相应温度则为2200~2800K。高温、高压燃气推动活塞从上止点向F止点运动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外,其余即用于对外作功。(4) 排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气,必须从气缸中排除,以便进行下一个工作循环。当膨胀接近终了时,排气门丌启,靠废气的压力进行自由排气,活塞到达下止点后再向上止点移动时,继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时,排气行程结束。由于燃烧室占有一定的容积,因此在排气终了时,不可能将废气排尽,这一8部分留下的废气称为残余废气。综上所述,四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程,完成一个工作循环。这期问活塞在上、下止点问往复移动了四个行程,曲轴旋转了两周。二、四冲程柴油机工作原理现代柴油发动机的构造如图3-3所示。四冲程柴油机(压燃式发动机)的每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油,其粘度比汽油大,而其自燃温度却较汽油低,故可燃混合气的形成及着火方式都与汽油机不同。柴油机在进气行程吸人的是纯空气。存压缩行程接近终了时,柴油机喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷人气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。因此,这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的。由于柴油机的压缩比高(一般为16~22),所以压缩终了时气缸内的空气压力可达~,同时温度高达750~1000K,大大超过柴油的自燃温度。因此,柴油喷入气缸后,在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。气缸内气压急剧上升到6~9MPa,温度也升到2000~2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动帅轴旋转而作功。废气同样经排气管排人大气中。柴油机与汽油机比较,各有特点。汽油机具有转速高(目前轿车汽油机最高9转速达5000~6000r/min,货车汽油机转速达4000r/min左右)、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故存轿车和轻型货车及越野车上得到广泛的应用;其不足之处是燃油消耗率高,燃油经济性差。柴油机因压缩比高,燃油消耗率平均比汽油机低20%~30%左右,且柴油价格较低,所以燃油经济性好。一般装载质量为5t以上的货车大都采用柴油机;其缺点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500~3000r/min左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些缺点正在逐渐得到克服,其应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外有的轿车也采用柴油机,其最高转速可达5000r/min。由此可见,四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中,只有一个行程是作功的,其余三个行程则是作功的辅助行程。因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。显然,作功行程时.曲轴的转速比其他三个行程内的曲轴转速要高,所以曲轴转速是不均匀的,因而发动机运转就不平稳。为了解决这个问题,飞轮必须做成具有很大的转动惯量,而这样做将使整个发动机质量和尺寸增加。显然,单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以弥补上述缺点。因此,现在汽车上基本不用单缸发动机。用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。在多缸四冲程发动机的每一个气缸内,所有的工作过程是相同的,并按上述次序进行,但所有气缸的作功行程并不同时发生。例如,在4气缸发动机内,曲轴每转半周便有一个气缸在作功;在8缸发动机内,曲轴每转1/4周便有一个作功行程。气缸数越多,发动机的工作越平稳。但发动机气缸数增多,一般将使其结构复杂,尺寸及质量增加。第四节 二冲程发动机的工作原理一、二冲程汽油机工作原理二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内,即曲轴旋转一周的时间完成的。发动机气缸上有三个孔,这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。进气孔与化油器相连通,可燃混合气经进气孔流入曲轴箱,继而可经扫气孔进入气缸内,而废气则可经过与排气管连通的排气孔被排出。10活塞向上移动,到活塞将三孔都关闭时,开始压缩在上一循环即已吸入缸内的可燃混合气,同时在活塞下面的曲轴箱内形成真空度(这种发动机的曲轴箱必须足密封的)。当活塞继续上行时,进气孔开启,在大气压力作用下,可燃混合气便自化油器流入曲轴箱。活塞接近上止点时,火花塞发出电火花,点燃被压缩的混合气。高温、高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气孔逐渐被关闭,流人曲轴箱的混合气则因活塞的下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时,排气孔开启,废气经过排气孔、排气管、消声器流到大气中。受到预压的新鲜混合气便自曲轴箱经扫气孔流入缸内,并扫除废气。废气从气缸内被新鲜混合气扫除并取代的过程,称为气缸的换气过程。由上述可知,在二冲程发动机内,一个工作循环所包含的两个行程是: (1) 第一行程 活塞自下止点向上移动,事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩,新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。 (2) 第二行程 活塞自上止点向下移动,活塞上方进行着作功过程和换气过程,而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。 为了防止新鲜混合气大量与废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费,活塞顶做成特殊的形状,使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气,使排气更为彻底。但是在二冲程发动机中,要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。 图4-1为二冲程发动机示功图。它的工作循环如下:活塞由下止点向上止点运动,当将排气孔(a点)关闭时,压缩过程开始。到上止点前开始点火燃烧,缸内压力迅速增高,叮段即燃烧过程。接着活塞下行膨胀作功,一直到6点,排气孔被打开,开始排气。此时,缸内压力较高,一般为0.3~0.6MPa,11故废气以声速从缸内排出,压力迅速下降。当活塞继续下移将换气孔打开,曲轴箱内的新鲜可燃混合气进入气缸。这段时问里的排气称为自由排气。排气一直延续到活塞下行到下止点后再向上将排气孔关闭为止。示功图bda曲线为二冲程发动机的换气过程,大约占130度~150度曲轴转角。接着活塞继续向上,便重复压缩过程,进行新的循环。 二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机相比较,其主要优点如下: 1)曲轴每转—周就有一个作功行程,因此,当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时,在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。 2)由于发生作功过程的频率较高,故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。 3)由于没有专门的换气机构,所以其构造较简单,质量也比较小。 4)使用方便。因为附属机构少,所以易受磨损和经常需要修里理的运动部件数量也比较少。 由于构造上的原因,二冲程发动机的最大缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净,并且在换气时减少了有效工作行程。因此,在同样的工作容积和曲轴转速下,二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的2倍,只等于~倍;而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出,因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。 由于上述缺点,二冲程化油器式发动机存汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉,构造简单,质量小,所以在摩托车上广泛应用。二冲程发动机可以通过减少扫气损失来改善燃油经济性差的缺点,因此电控喷射的二冲程发动机在汽车上得到了发展。二、二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机的工作过程和二冲程化油器式发动机的工作过程相似。所不同的是进入柴油机气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。空气由扫气泵提高压力以后,经过装在气缸外部的空气室和气缸壁(或气缸套)上的许多小孔进入气缸内,废气经由气缸盖上的排气门排出。在第一行程中,活塞自下止点向上止点移动。行程开始前不久,进气孔和排12气门均已开启,利用自扫气泵流出的空气(压力约为~)使气缸换气。当活塞继续向上移动,进气孔被遮盖,排气门也被关闭,空气受到压缩。当活塞接近上止点时,气缸内的压力增到3MPa,温度约升至850~1000K,燃油在高压(约17~20Mpa)下喷入气缸内,致使燃油自行着火燃烧,使气缸内压力增高。在第二行程中,活塞受燃烧气体膨胀作用自上止点向下止点移动而作功。活寒卜行2/3行程时排气门开启,排出废气,此后气缸内压力降低,进气孔开启,进行换气。换气一直继续到活塞向上移动1/3行程的距离,直到进气孔完全被遮盖为止。这种形式的发动机称为气门—窗孔直流扫气柴油机。与四冲程柴油机比较,二冲程柴油机的优缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的优缺点基本相同,但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气,没有燃料损失,故经济件较高。第五节 发动机的主要性能指标与特性发动机的主要性能指标有动力性能指标(有效转矩、有效功率、转速等)、经济性能指标(燃油消耗率)和运转性能指标(排气品质、噪声和起动性能等)。一、动力性能指标(1)有效转矩发动机通过飞轮对外输出的平均转矩称为有效转矩。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。(2)有效功率发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机曲轴转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随曲轴转速的不同而改变。因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况,称为标定工况。标定功率是发动机所能发出的最大功率,它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机,当其用途不同时,其标定功率值并不相同。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定,汽车13发动机应能在标定工况下连续运行300~1000h。二、经济性能指标发动机每发出1 kw有效功率,在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),称为燃油消耗率。 发动机的性能是随着许多因素而变化的,其变化规律称为发动机特性。三、运转性能指标发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。由于这些性能不仅与使用者利益相关,更关系到人类的健康,因此必须指定共同遵守的统一标准,并给予严格控制。(1)排气品质发动机的排气中含有对人体有害的物质,它对大气的污染已形成公害。为此,各国采取了许多对策,并制定相应的控制法规。发动机排出的有害排放物,主要有氮氧化合物,碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。(2)噪声噪声会刺激神经,使人心情烦躁,反应迟钝,甚至造成耳聋,诱发高血压和神经系统的疾病,因此,也必须用法规形式进行限制。汽车是城市中主要的噪声源之一,发动机又是汽车的主要噪声源,故必须给予控制。在我国制定的汽车加速行驶车外噪声限值标准(GBl495--2002)中,对不同分类的汽车以及同一分类中不同总质量及发动机不同额定功率的汽车,详细制定了噪声限值。(3)起动性能起动性能好的发动机在一定温度下能可靠地发动,起动迅速,起动消耗的功率小,起动期磨损少。发动机起动性能的好坏除与发动机结构有关外,还与发动机工作过程相联系,它直接影响汽车机动性、操作者的安全和劳动强度。我国标准规定,不采用特殊的低温起动措施,汽油机在-10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时,15s以内发动机要能自行运转。四、发动机的速度特性当燃料供给调节机构位置固定不变时,发动机性能参数(有效转矩、功率、燃油消耗率等)随转速改变而变化的曲线,称为速度特性曲线。14如果改变燃料供给调节机构的位置又可得到另外一组特性曲线,则当燃料供给调节机构位置达到最大时,所得到的是总功率特性,也称发动机外特性;而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。外特性曲线下标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速,是表示发动机性能的重要指标。要联系汽车使用条件,诸如道路情况所要求克服的阻力数值、最高车速等,来分析发动机外特性曲线是否符合要求。五、发动机工作状况发动机运转状态或工作状态(简称发动机工况)常以功率和转速来表征,有时也用负荷与转速来表征。 发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小;也可表述为发动机在某一转速下的负荷,就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比,以百分数表示。15致 谢本论文的设计历时三个多月的时间。在此我要向我的讲师x老师表示最诚挚的感谢。从课题的设计方案、课题的编辑到论文的撰写和修改的各个阶段,都得到了钱老师的认真指导、严格要求。钱老师渊博的学识、严谨的治学精神以及平易近人的态度,使我在学习知识的同时,如浴春风。在整个课题的研究和设计过程中,也得到了同组的其它同学的支持和帮助,大家一起克服了一个又一个难题,在此表示感谢。在大学四年的学习过程中,我的学识有了长进,能力有了提高。为此我要感谢我的家人,以及所有教导过我的老师和长辈们,是他们鼓励着我前进。另外我要感谢我的朋友和同学,使我每天都轻松、愉快。16【参考文献】1、陈家瑞 《汽车构造 上 》 机械工业出版社2、陈家瑞 《汽车构造 下 》 机械工业出版社3、扶爱民 《汽车运用基础》 电子工业出版社4、扶爱民 《汽车发动机构造与维护》 电子工业出版社5、巫安达 乔国荣 《汽车维护技术》 高等教育出版社6、凌凯汽车资料编写组 《汽车原理》 北京邮电大学出版社17
使用方面的措施1. 管理措施:优先选用柴油车; 专业运输公司应倾向于重型车辆和列车运输; 加强对油料的管理。2. 行驶车速:经济车速:在等速百公里油耗曲线上,耗油量最低点对应的车速。 经济车速随道路情况和汽车载质量而变化。3. 档位的使用在换档过程中,相邻两档之间有车速的重叠区,尽量使用高档行驶。发动机的负荷率在70%-80%时油耗率最低。4. 正确的维修:保证汽车的滑行性能;保持发动机的技术状况;保证轮胎的气压等。5. 提高驾驶技术:加速-滑行技术;缓慢加速;预热保温;保持正常的冷却水温度等。结构方面的措施1. 减轻车辆的重量;2. 缩减汽车的总体尺寸,改善其外形;3. 发动机的结构具有较高的压缩比等;4. 传动比的选择应保证汽车在常用工况油耗低;5. 尽量采用子午线轮胎;6. 采用节油装置等。汽车动力装置参数的选定汽车动力装置参数是指发动机功率、传动系的传动比。选择原则:根据汽车行驶时需要的功率来选择发动机的功率;按照尽量发挥发动机功率的原则确定传动系的参数;在确定参数时,要考虑参数对燃油经济性的影响;满足驾驶性的要求。发动机功率的选择设计中常从保证汽车预期的最高车速来选择发动机应有的功率。虽然最高车速仅仅是动力性中的一个指标,但现有轿车的统计数据证实了最高车速与爬坡能力、加速能力的一致性。
你可以通过这个方面来提升,比如说加入一些燃油催化剂。
网上海了去了···偶就是这专业毕业的 简单点的就是摘录点关于汽车维修的或新能源相关的知识,在找几个典型维修实例 之后再找点未来发展之类的屁话·· 这就是好文章
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