汽车的底盘作为车辆的重要组成部分,汽车底盘的电控技术是汽车底盘安全的技术保障。下面是我为大家精心推荐的汽车底盘电控技术论文,希望能够对您有所帮助。汽车底盘电控技术论文篇一:《汽车底盘构造与维修技术》 摘要:底盘作为车辆的重要组成部分,是汽车正常、安全行驶的有力保障。它包括了传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,每―音B分都有其特殊的功能。在当前汽车越来越普及同时频频因车辆维修不及时、不到位而出现安全事故的情况下,为了保障驾驶的安全顺利,车主们有必要了解汽车底盘的构造并掌握必要的维修技术。 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,汽车的普及率已经越来越高,在社会生产生活中起着越来越突出的作用。但很多车主在使用汽车的过程中却缺乏相应的汽车构造和维修的知识和技能,这导致了一方面很多车主容易出现使用不当而使汽车出现各种故障,一方面却没法进行必要的、力所能及的维修。另外,虽然有部分车主具有一定的维修技能和 经验 ,但主要侧重于汽车的发动机和车本身,对于底盘的维修则知之甚少,连基本的构造也并不清楚。随着应车辆底盘故障而导致道路事故越来越频繁情况的出现,有必要对汽车底盘的构造及相关的维修技术进行必要的介绍和 总结 ,以便为广大车主们提供一些有益的借鉴。 1 汽车底盘的构造 汽车底盘的构造可分为传动系、行驶系、转向系和制动系这四大部分,下面对它们进行逐一的详细介绍。 1.1 传动系 汽车传动系指的是从发动机到驱动车轮之间所有的动力传递装置。其种类有机械传动、液压传统等多种,能满足不同种类、不同功能定位的汽车的需要。传动系的结构包括用于切断或传递发动机向变速器输入动力的离合器、改变运转速度和牵引力的变速器以及改变传输力方向的主减速器等多个部分。其基本作用是将发动机的转矩传递给驱动车轮,同时还必须适应形势条件的需要,改变转矩的大小。以普通的机械式传动系统为例,发动机产生的动力依次经过离合器、变速器和由万向节与传动轴组成的万向传动装置,以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴,最后传到驱动车轮。传动系在汽车行驶中的功能很多,包括最常用到的减速、变速、倒车、中断动力等。同时它还可以有效配合发动机进行各项工作,有力地保障了汽车的行驶安全。 1.2 行驶系 行驶系主要由汽车的车架、车桥、车轮和悬架这四大部分组成,它的主要功能是接受传动系传过来的动力,然后再通过驱动轮与路面产生的作用来形成对车辆的牵引力,使汽车有正常行驶的动力。除此之外,行驶系还有承受汽车总重量和地面的反力的作用[2];在路面行驶时,它还可以起到有效缓和路面对车身造成的冲击,减少汽车的震动,保持行驶平稳以及保证汽车操纵稳定等作用。 1.3 转向系 汽车转向系是指汽车上用来调整行驶方向的专设机构。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。汽车转向一般是由驾驶人通过操纵转向系统的机件改变转向车轮的偏转角来实现的,其功能是保证汽车能够按照驾驶人选定的方向行驶和保持汽车稳定的直线行驶。汽车转向系统包括两大类,一类是完全依靠驾驶员操作的转向系统,即机械转向系统;另一类是借助动力来操纵转向的系统,即动力转向系统,当前越来越多的汽车开始采用动力转向系统了。而其中动力转向系统还可以进一步细分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统和气压动力转向系统这三类。 1.4 制动系 制动系统是汽车上用来使路面在汽车车轮上面施加一定的压力,从而对其进行一定程度的强制制动的专门装置。它的主要作用包括使汽车在以不同的速度行驶时能按照驾驶员的需要进行强制减速以及停车、使己停驶的汽车在包括坡道在内的各种道路条件下能稳定驻车以及使在下坡路段行驶的汽车的速度保持稳定等。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力,由于这些外力的大小和出现的时机都是随机的,不是驾驶员可以控制的,因此要想实现上面的功能,车辆就得加装一些专门的装置。现在很多车主都意识到了制动系统对行车安全性的重要作用,因此在他们车辆的行车制动系一般都安装有制动防抱死系统(ABS),它可以有效控制滑移率,始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩,从而为车辆制动时的操纵性和稳定性提供强大的保障。 2 汽车底盘的维修 2.1 离合器踏板的检查与调整 首先是测量离合器踏板自由行程。用手轻压离合器踏板,并在感到有阻力时用直板尺测量踏板的下降距离。其次是调整离合器踏板自由行程。松开锁止螺母并转动推杆,调整后紧固锁止螺母。再次是测量离合器踏板行程。将离合器踏板踩到底,用直板尺测量起止位置之间的距离。最后是调整离合器踏板的行程。松开锁止螺母并转动螺栓。离合器踏板行程调整好后紧固锁止螺母。 2.2 转向横拉杆球节的更换(建议左右同时更换) 首先是转向横拉杆外球节的拆卸。拆卸车轮,标记转向横拉杆后拆卸外球螺母,并用球节拆卸工具KM-507-B从转向节上断开外球节。松开转向横拉杆调整螺母,通过扭动从转向横拉杆上拆下外球节。其次是转向横拉杆的安装。对准转向横拉杆上的标记,将调整螺母重新定位。通过扭动将外球节安装到转向横拉杆上,然后将外球节连接到转向节上。接着是调整前轮前束,紧固转向横拉杆外球节调整螺母。再次是转向横拉杆内球节的拆卸。依次拆卸车轮、转向横拉杆外球节、防尘套固定夹、防尘套和转向横拉杆内球节。最后是转向横拉杆内球节的安装。第一步是安装转向横拉杆内球节并紧固。接着依次安装转向器防尘套、防尘套固定夹、转向横拉杆外球节和车轮。 2.3 空挡起动开关的检查和调整 2.3.1 空挡起动开关的检查 第一步是施加驻车制动并将点火开关置于ON位置。第二步是踩下制动踏板,检查并确认换挡杆在N或P位置时发动机能起动看,而在其他位置时不能起动。最后是检查并确认当换挡杆在R位置时倒车灯点亮,倒挡警告蜂鸣器鸣响,但在其他位置不起作用。如果发现故障,则应检查空挡起动开关的导通性。 2.3.2 空挡起动开关的调整 第一步是松开空挡起动开关的螺栓,并将换挡杆置于N位置。然后将凹槽与空挡基准线对准,将开关固定到位后再拧紧两个螺栓。力矩为5.4N-M。调整完成后进行开关工作情况检查。 2.4 前减震器的更换 前减震器的更换分为四个部分。 2.4.1 前支柱总成的拆卸 拆卸支柱上盖和螺母,举升并妥善支承车辆后拆卸轮胎。在装备防抱死制动系统(ABS)的车辆上从支柱总成上断开ABS传感器线路;在从支柱总成的固定架上拆卸完制动油管后接着拆卸稳定连杆至支柱总成螺母并断开稳定连杆接下去。拆卸转向节至支柱总成螺母和螺栓,以便断开转向节。最后就可以拆卸支柱总成了。 2.4.2 前减震器的分解 拆卸支柱总成后将支柱总成固定到弹簧压缩工具上,确保挂钩正确支撑在支柱弹簧上。接着用弹簧压缩工具压缩前弹簧,并用开口扳手握住螺纹活塞杆,同时用双环扳手拆卸活塞螺母和垫圈,拆卸时速度要快。接下去是拆卸上支柱座、座轴承、上弹簧座、上环减震垫和空心 保险 杠,拆完这些后就松开弹簧和拆卸弹簧及下环减震垫。 2.4.3 前减震器的组装 安装下环减震垫和弹簧。用弹簧压缩工具KM-329-A压缩弹簧。接着是安装空心保险杠、上环减震垫、前弹簧定位器、上弹簧座、上支柱座和座轴承并确保上弹簧座卡在前弹簧定位器上。完成上述步骤后就开始安装活塞杆螺母并紧固,最后是松开弹簧压缩工具。 2.4.4 前支柱总成的安装 第一步是安装支柱总成,然后是安装转向节至支柱总成螺母和螺栓,将支柱总成连接到转向节上。紧固转向节至支柱总成螺母和螺栓。接着连接稳定连杆至支柱总成螺母,将稳定连杆连接到支柱总成并紧固稳定连杆至支柱螺母。完成这些后便将制动器油管安装到支柱总成固定架上,如果车辆上安装有ABS,要将ABS传感器的线路连接到支柱总成上。然后是安装车轮并降下车辆。最后是安装支柱总成至车身的固定螺母,紧固支柱总成至车身螺母。 3 结语 随着汽车在人们生活中的应用越来越广,起的作用越来越大。为了更好地发挥它的作用,有必要掌握一定的汽车维修技术。尤其是号称汽车第二心脏的底盘,更要加强对其构造结构的了解,并掌握一定的维修技术。 参考文献: [1]小乐.底盘支撑起一片移动的天空[J].汽车与安全,2012(07):13 15. [2]林晓伟.探究汽车底盘的保养与维修[J].科技致富向导,2013(18):33 37. [3]马国宸.基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D].浙江大学2011:33 39. 汽车底盘电控技术论文篇二:《试谈汽车底盘新控制技术》 摘要 :随着汽车技术的发展,出现了各种针对汽车不同的功能而设计的控制器,汽车底盘新控制的发展突飞猛进,很大程度上从整体改善了车辆的性能,保证汽车的稳定性和耐耗性。本文通过对汽车底盘不断发展的新控制技术的分析,指出了这些新控制技术对汽车的安全性、动力性、操作稳定性等方面的重要作用,希望这些汽车底盘新控制技术的应用可以进一步促进汽车性能的加强和提高。 关键词: 汽车底盘;控制技术;线控技术;电子化技术 随着汽车行业的飞速发展,越来越多的新技术应用到了汽车上,汽车底盘控制技术不断翻新,使汽车的使用性能不断提高。目前汽车底盘的新技术主要包括线控制动系统、主动悬架控制系统等,这些最新的研究和发展趋势是利用高速网络将各种控制系统连为一个整体,形成了总体的控制系统,大大提高了汽车的安全主动性、机动性和舒适感。 1 汽车底盘的电子化技术 1.1 电子稳定控制系统(ESP) 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP)主要由转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、转向盘、制动踏板传感器等组成。 ESP系统属于汽车主动安全性控制系统,其中的各种传感器用来监控汽车的形式状态和司机的操控动作,使电脑对汽车失稳的程度进行精确计算,并得到恢复稳定行驶的调节参数,当汽车由于路面附着力发生异常变化,出现失稳状态,或者是由于司机操控不当,出现失稳状态时,可以通过ESP系统进行调控,有效的抑制前后轮的侧滑,解决由于转向不足和转向过度造成的失稳问题。ESP系统实际上使智能主动防滑稳定系统的最高形式,它可以使汽车始终在惯性力和行驶方向一致的状态下进行操控和行驶,及时抑制汽车侧滑失控,降低侧向碰撞机率,避免发生意外事故。 1.2 全电路制动系统(BBW) BBW系统是一种全新的制动模式,它的系统结构包括电能制动器、控制单元、电子制动踏板、连接电线等等。全电路制动系统是一种新型的智能化制动系统,它采用嵌入式总线技术,可以与防抱死制动系统、牵引力控制系统等汽车主动安全系统进行协同工作,通过优化微处理器中的控制算法,精确的调整制动系统的工作过程,从而提高车辆的制动效果,加强汽车的制动安全性能。BBW系统是一个新生事物,有着传统制动系统无可比拟的诸多优势,能够较大幅度的提高汽车的安全形势性能,虽然目前BBW系统的投入使用还很有限,但是,随着汽车界对BBW系统的兴趣日渐高涨,BBW系统必将迅速在汽车上推广,最终取代中小型车辆上的传统液压制动系统。 1.3 汽车悬架控制系统 洗车悬架控制系统主要包括主动悬架阻尼器控制系统(ADC)和主动横向稳定器(ARC)。ADC由电子控制单元、CAN、4个车轮垂直加速度传感器等组成,可以对阻尼器比例阀进行相应的调节,自动调节车高,抑制车辆的变化等,使汽车的悬架系统能更好的保证汽车的舒适性、安全性和稳定性。ARC主要是主动然稳定杆的左右两端作垂直方向的相对位移,使车身的侧倾角接近零,以提高汽车的舒适性,由于汽车前后的两个主动稳定杆可以调节车声的侧倾力矩的分配比例,从而可以有效调节汽车的动力特性,提高了汽车的安全性和机动性。 2 汽车底盘线控技术 所谓线控就是指用电子信号的传送取代过去由机械、液压或气动的系统连接的部分,如换档连杆、转向器传动机构等,它不仅是取代连接,而且包括操纵机构和操纵方式也发生了变化,这种技术的应用,将改变汽车的传统结构。线控技术的结构简单,不仅减少了制造成本,同时也减少了底盘所需的空间,增加了乘坐空间,而且可以进行灵敏的控制。由于线控技术是通过电动机驱动的,在电动机反转的时候则变成了发电机,那么在制动过程中,就会有一部分能量转化为电能储存起来,可以通过GPS的处理,由卫星直接提供控制信号,这样,既为汽车的防盗提供了保障,又为实现无人驾驶提供了技术支持。当前,线控技术的应用还不是十分的广泛,但是其发展空间却是非常广阔,随着电子设备可靠性的提高和相应技术的发展,将来对线控技术的应用一定会更广泛。 3 汽车底盘集成化技术 3.1 ABS/ASR/ESP的集成化 ABS/ASR装置的集成成功的解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题,但是,对于汽车转向行驶时的方向稳定性问题还是没有保障。而ESP的传感器看可以用来监控汽车的形式状态和驾驶者的操控动作,从而刹住车轮,为汽车校正行驶方向,保证率汽车转向时可以维持稳定。所以ABS/ASR/ESP集成系统的应用,在制动、加速和转向方面都极大的满足了驾驶员的稳定性要求,对汽车的主动行驶安全有着较大的贡献。 3.2 ABS/ASP/ACC的集成化 在ABS/ASR电子控制装置硬件的基础上,可以有效的增加接受车距传感器信号的电子电路和ACC常闭式及常开式进油电磁阀电子驱动电路,在已有的ABS控制模块和ASR控制模块的基础上增加一个ACC控制模块,与ABS/ASR电子控制模块进行相应的融合,可以实时的处理、计算和确定汽车的形式状态和车轮的转动状态。三者的集成化具有优先支持驾驶员操作的功能和优先工作的功能。 4 汽车底盘网络化技术 在目前的汽车发展过程中,几乎每辆汽车上都是机械、电子和信息一体化装置,而且在系统中电子和信息部分所起的作用也越来越重要。随着汽车电子装置的不断增加,减少线束是一个关键问题,线路的重量和所占的空间都会降低效率,所以基于串行通信传输的网络结构必然成为一种趋势选择。目前汽车底盘的网络化找那个应用比较成熟的有CAN总线等,而无线局域网络在汽车底盘上的应用也在进一步的探索中,蓝牙技术作为一种新的短距离无线通信技术标准,在汽车底盘控制系统的应用中有着巨大的市场潜力,又由于其相对低廉的成本和简便的使用,得到了汽车业界的一致认可,在未来汽车业发展中的应用不可限量。 5 结束语 随着汽车底盘新控制技术在汽车上的应用,汽车业的发展越来越繁荣,汽车的性能也不断的提高,其安全性和稳定性更是得到了巨大的改进,汽车底盘新技术的应用,极大的促进了汽车业的发展,带来了巨大的经济效益和社会效益。 参考文献 [1]陈祯福.汽车底盘控制技术的现状和发展趋势[J].汽车工程,2007,02. [2]宗长富,刘凯.汽车线控驱动技术的发展[J].汽车技术,2007,03. [3]邱官升,刘茜.汽车安全的底盘新技术[J].硅谷,2010,17. 汽车底盘电控技术论文篇三:《汽车底盘电控系统集成控制策略》 摘 要:汽车底盘电控系统对于汽车运行安全和稳定具有极其重要的作用,实现集成控制有利于提高其性能。本文针对汽车底盘电控系统,从防抱死系统、电子稳定程序和主动悬架系统三个方面对其进行了介绍,然后从分布式集成控制、总判决机制和控制模型三个方面阐述了汽车底盘电控系统集成控制的具体策略,希望可以对相关研究工作起到一定参考。 关键词:汽车底盘;电控系统;集成控制 0 引言 近些年,屡屡见诸报端的汽车安全事故给社会造成了较大影响,其中一部分原因是人为因素导致,另一部分原因则是汽车自身质量问题引起的。所以,必须对汽车自身质量予以提升,同时还需在底盘系统的设计上加强其集成化和智能化,以此避免人为因素造成的扰动。 1 汽车底盘电控系统 1.1 ABS防抱死系统 在汽车的运行过程中,对车轮传动状态的控制是非常关键的,一旦出现紧急情况,若是对车轮传动无法形成及时控制,就可能导致安全问题产生。ABS防抱死系统可以在车轮传动控制上发挥出非常重要的作用,其通过在车轮上设置的传感器对车轮抱死信号进行及时传递,对应的控制器在收到信号之后就可以及时对车轮制动缸的油压进行降低,以此实现制动力矩的减小。在一段时间之后,信号操作完成,制动力矩就可以逐渐恢复。利用这样的方式对汽车车轮进行控制,能够有效避免汽车出现无法控制或是侧滑的问题,保证汽车的安全。 1.2 ESP电子稳定程序 就电子稳定程序的基本组成说来,主要是由加速防滑控制、制动辅助和防抱死制动这三个系统组成的,其表现出了明显的综合性特征。该系统主要是通过传感器将各部分的信息进行传递分析,再凭借内部系统,计算并且发出正确的指令,实现对汽车状态的调整,确保车辆能够保持平衡的运动状态。一般说来,车轮传感器、转向传感器、横向加速器以及侧滑传感器等共同组成了ESP,对车辆各部分状态可以实现全面监测,并且根据相应的信息对汽车实现控制。如此,可以在最大程度上确保汽车的运行过程能够保持稳定,不会出现侧翻、甩尾或是跑偏的问题。 1.3 ASS主动悬架系统 悬架系统的存在,最为主要的目的就是实现减震,确保汽车运行的平稳。一般,主动悬架作为直接里发生器,能够对输入和输出的信息形成有效反馈和控制,实现高质量的减震。其基本要求是将动作器形成的力与其他力的控制信号保持一致状态,以便能够实现更好的信息收集和跟踪,为汽车平稳运行提供保障。ASS主动悬架系统存在一定的控制复杂性,需要综合判断多方面的情况,主要涉及到弹簧刚度、轮胎刚度、悬架动力、悬下质量以及路面平整度等。对这些信息进行收集分析,再得出合理的控制指令,根据计算结果,控制指令可以分为最优控制、预测控制以及自适应控制等多个部分。 2 汽车底盘电控系统集成控制 2.1 分布式集成控制 分布式集成控制,通过情况下说来就是实现分层递进控制,把高层先进 方法 和不精确的方法统一结合起来,形成一种递进式的控制方式,可以对多个子系统实现分别控制和统一管理。一方面,分布式集成控制能够在最大程度上实现资源整合的合理性以及全面性。另一方面,分布式集成控制也可以实现不同子系统之间的相互交流,避免不同子系统之间出现矛盾或是冲突,对汽车整体运行控制造成影响。对于汽车底盘电控系统的集成控制而言,制动与转向的集成控制是比较关键的,也是直接关系到汽车操作的核心控制。通过对车辆制动和转向的深入研究发现,通过最优控制技术实现控制,会导致系统的线形复杂度上升,不利于系统运行的稳定和高效率。对此,笔者认为可以通过预测模型控制手段,在MPC的基础上设计对应的集成控制器,将AFS系统和ESC系统集成起来,实现集成控制的目的。预测模型控制能够对不确定环境的干扰和模型自身误差实现有效克服,并且能够表现出非常良好的线性。 2.2 总判决机制 对于车辆本身而言,其存在多个不同的系统,而且各个系统之间存在一定的差别。这一差别的存在,就使得对不同子系统进行控制时,可能出现一定的控制矛盾,会对整个系统的控制产生较为严重的影响。因此,需要对总体控制构建总判决机制,以此对不同系统的控制关系进行理顺,避免出现控制冲突的问题。在总判决机制的构建上,需要结合汽车各个控制系统的实际情况,对各个控制系统进行协调,使其能够高效实现相互配合,确保汽车整体控制,实现稳定安全的运行控制。 2.3 构建汽车底盘电控系统集成模型 要实现集成控制,首先需要设立集成控制模型。在进行模型设立的过程中,一般可以分为三步进行。第一,对模型参数进行合理选择和设置。由于汽车系统存在比较大的复杂性,各个微小系统包含了诸多元件。要想集成控制模型发挥出切实高效的控制作用,就必须对各个子系统的参数进行合理设置,保证其合理可靠,以便集成控制模型能够满足控制需求。第二,依照确定的系统参数进行模型仿真,这可以通过对汽车系统不同部分的相关运行数据进行采集和传递,将其输入到模型之中进行仿真。通过计算可以得出对应的结果,然后对计算结果进行判定。如果结果超出允许范围,就需要对控制 措施 进行调整,使其回归到正常区间。若是结构处在允许范围内,则说明控制措施合理,可以对其进行进一步优化。最后,需要对一些实际场景进行仿真。汽车底盘电控系统的集成化就是要是汽车在遭遇实际情况时能够表现出良好的控制性能。因此,可以预设一些实际场景,将其转化为相关的参数,输入到模型之中进行仿真,从而得出具体的结果,以此判断集成系统的实际控制性能。 3 结束语 对汽车底盘电控系统进行集成控制构建,需要在明确底盘电控系统的基础上,针对性的通过分布式集成控制、设立总判决机制和模型仿真这些环节,逐一落实集成控制在底盘电控系统中的具体应用,以此实现底盘电控系统的集成化,使其能够确保汽车控制的稳定和安全。 参考文献: [1]陈林,别玉娟.面向主动安全的汽车底盘集成控制策略研究[J].河北农机,2015(01):52-53. [2]张进生.浅谈汽车底盘电控系统集成控制策略研究[J].南方农机,2015(08):37-38. 猜你喜欢: 1. 汽车电子技术论文 2. 发动机电控技术论文 3. 电动汽车技术论文 4. 汽车can总线技术论文 5. 浅谈汽车车载网络的应用论文
柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。我为大家整理的柴油发动机新技术论文,希望你们喜欢。 柴油发动机新技术论文篇一 柴油发动机燃烧技术及汽车新能源 摘要:汽车无疑是21世纪发展最为迅速,对人类影响最大的机械。近几十年来,面对地球能源的日益短缺和环境保护的严重形势,人们对车用发动机的燃油经济性更加重视,节能减排受到广泛关注。本文针对近年来柴油发动机燃烧技术以及其他汽车替代燃料的新能源开发应用进行了介绍和评论。最后对柴油发动机燃烧新技术的今后发展进行了展望,指出了汽车科技在21世纪的发展方向,即改善燃烧技术并且研发应用新能源。 关键词:柴油发动机 燃烧技术 燃料 新能源 0 引言 随着机动车保有量的迅速增加,全球石油能源临近枯竭。同时,排放法规日益严格,要求大幅降低汽车尾气中NOx和PM等排放。因此,燃油的经济性、节能减排受到广泛关注。改善燃烧技术,研发汽车新能源渐渐成为一项重要的课题。 汽车的动力来源于发动机气缸内燃料燃烧所放出的热能。传统的汽车发动机根据所用燃料种类区分,可分为柴油发动机和汽油发动机。近年来,由于世界能源短缺和环保低碳的要求,人们开始开发新型清洁燃料,如甲醇、乙醇、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)等。现在又大力开发混合动力汽车、电池电动汽车、电容电动汽车和太阳能汽车等。 1 柴油发动机燃烧技术 柴油机汽车因压缩比高,燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右,所以燃油经济性较好、热效率较高。但是传统的柴油机燃烧过程,是采用高压喷射将燃油喷入气缸,形成混合气,并借缸空气的高温自行发火燃烧。如果燃烧不充分,极易产生NOx 、PM。随着排放标准的提高,政府对节约能源与减少排放日益重视。为达到排放法规和降低油耗的要求,应该加强新的燃烧方式的探索,开发出高性能低成本的先进柴油机。近些年应运而生的先进的燃烧技术有:均质充量压缩点燃(HCCI)和低温燃烧(LTC)等。他们与传统的燃烧模式相比有很多自身的优势,有足够的提高效率和降低排放的潜力,但还需要进一步的深入讨论和完善。 1.1 均质充量压缩着火(HCCI)燃烧 自20世纪70年代末,均质充量压缩着火(HCCI)燃烧这一新概念被报道,国际上学术界和工业界一直高度重视这一燃烧技术,是世界内燃机燃烧研究领域中的热点之一。 均质充量压缩着火燃烧,就是柴油机在着火前像汽油机那样形成均质混合气,消除扩散燃烧,采用较高压缩比,压缩可控着火,实现近似等压燃烧;同时要具有良好的化学反应动力学效应,实现低温火焰快速燃烧,燃烧持续期短,燃烧效率高,可以同时保持较高的动力性和燃油经济性,达到高效、低污染的目标。与传统的点燃式发动机相比,它取消了节气门,泵气损失小,混合气多点同时着火,燃烧持续期短,可以得到与压燃式发动机相当的较高的热效率;与传统柴油机相比,由于混合气是均质的,有效的解决了传统均质稀混合气燃烧速度慢的缺点,燃烧反应几乎是同步进行,没有火焰前锋面,燃烧火焰温度低,可以同时降低NOx 和PM排放。另外,实施HCCI燃烧模式可以简化发动机燃烧系统和喷油系统的设计。因为HCCI燃烧的着火和燃烧速率只受燃料氧化反应的化学反应动力学控制,受缸内流场影响较小,同时均质预混的混合气组织也比较简单。HCCI的优点还包括它的燃料灵活性高,它能使用包括汽油、柴油、天然气、液化石油气(LPG)、甲醇、乙醇、二甲醚以及混合燃料等多种燃料。 HCCI这一燃烧方式具有重要的理论意义和广阔的应用前景。目前已在化学反应动力学机理、燃烧控制、负荷拓展等多个方面有了很大的进步。不过,业内多数研究机构认为该技术成熟至少应在2015年后,要想实用化在还技术上还存在很多弊端。这些弊端主要包括:均质混合气的制备;CO和HC排放的降低;低负荷下的燃烧不稳定和失火;高负荷下的燃烧粗暴;着火相位和燃烧速率的控制等。 1.2 低温扩散燃烧 对于柴油机来说,燃烧技术的关键是同时降低微粒和 NOx 排放,基本思想是加速燃油与空气混合,尽量燃烧“均匀”混合气,同时还需要降低燃烧温度,实现“低温”燃烧。柴油机低温燃烧,就是控制缸内燃烧温度低于NOx和碳烟的生成温度,从而有效降低NOx和碳烟排放。均质充量压缩着火(HCCI)燃烧属于低温燃烧,另一种低温燃烧技术是低温扩散燃烧。 与均质充量压缩着火(HCCI)燃烧不同,低温扩散燃烧的着火仍是由燃油喷射来控制。着火时,缸内存在燃空当量比大于1的区域,因此也就存在扩散火焰,燃烧速率受控于燃油空气混合速率,其较低的燃烧温度是通过采用相当大的冷却EGR率、低压缩比以及推迟喷射定时等措施来实现的。 1.3 富氧燃烧技术 发动机气缸内燃料的燃烧是靠空气中的氧气来助燃的, 因此改善发动机燃烧技术可以从进入发动机气缸助燃的空气入手。发动机富氧燃烧就是用比通常空气(含氧21%)含氧浓度高的富氧空气为发动机进气的燃烧。富氧燃烧可增加发动机的功率密度,提高柴油机的动力性和经济性,降低碳烟、CO和HC的排放,它是一项高效节能的燃烧技术。 早在 20世纪60年代末Karim等就已经开始了对柴油机富氧进气燃烧的研究[2]。我国于80年代中期开始富氧技术的研究。从20世纪90年代开始,通过研究人员的大量研究,富氧燃烧技术取得了一系列实质性进展。 由于富氧燃烧提高了柴油机的燃烧速率,优化了燃烧过程,提高了燃料能量释放率,所以使柴油机具有更好的动力性和经济性。富氧燃烧降低了碳烟、CO和HC的排放, 却增加了NO的排放。近年来研究人员提出了更为先进的燃烧技术――膜法富氧燃烧, 膜法富氧技术其基本原理主要是扩散和溶解,利用供应的气体分离膜两边的压力差以及各气体组分对于特定高分子膜的相对通过率不一样,而实现渗透和分离,获得某种高浓度气体[3]。 对于柴油发动机来说,膜法富氧不但可以提高发动机动力性能,最重要的是能够降低NOx和碳烟,达到降低排放的目的。膜法富氧技术被称为“资源的创造性技术”。 1.4 当量比燃烧 最近几年,为了适应更加苛刻的环保法规,柴油机产品上都使用了尾气后处理器,使柴油机的成本增加,也降低了可靠性。为降低后处理成本,Reitz等人[4]-[6]开展了柴油机当量比燃烧的研究,以便使用三元催化器。在一台单缸机上进行了试验。研究发现,在一定条件下,柴油机当量比燃烧可以实现极低的NOx和碳烟排放,二者都在0.2g/(kWh)以下。柴油机当量比燃烧研究的开展是最近几年才开始的,已经显示出很好的低NOX和PM排放性能。如果能够改善经济性,当量比燃烧在柴油机上的应用奖充满期望。 2 汽车新能源 随着汽车工业的不断发展,柴油、汽油等燃料的需求也越来越大,导致的最直接的后果就是石油日益枯竭,柴油、汽油等价格上涨。同时汽车尾气污染也日趋严重,在不可再生能源的日益枯竭和价格的不断上涨以及环保要求的双重压力下,寻找新能源将是今后汽车行业的主要任务。 2.1 燃气汽车 燃气汽车主要有液化石油气汽车和压缩天然气汽车。燃气汽车由于其排放性能好,运行成本低、技术成熟、安全可靠,被世界各国公认为当前最理想的替代品。天然气作为一种储量丰富干净可靠的清洁燃料,兼备汽油柴油的优点,具有抗爆性好、自燃温度高、排放特性好等特点,非常适合作为内燃机的代用燃料使用。与柴油相比,颗粒物和NOx排放非常少,而与汽油相比,HC、NOx和CO2排放较少。因此,加强对燃气汽车的研究,对缓解石油能源危机,改善环境具有重要意义,对于保障国民经济的持续发展也具有重大的战略意义。 2.2 电动汽车 电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车最大的优点是只要有电力供应的地方都能够充电。但是蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵。目前电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有镍镉电池、钠硫电池、燃料电池、锂电池、飞轮电池等,这些新型电源的应用对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。 2.3 混合动力汽车 混合动力是指在原有的汽油发动机和柴油发动机基础上,同时配以电动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。混合动力汽车最大的优点就是“零”排放,而且采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率。 2.4 甲醇HCCI燃烧 均质压燃的燃烧方式本身具有热效率高、NOx 排放低和几乎零PM排放的优点。甲醇来源广泛,着火界限宽,其气化速度快和易于形成混合气的特点,能更好地适应HCCI稀薄燃烧及分布式多点着火的工作方式。具有较高的抗爆性能,可以提高发动机的压缩比和热效率。将HCCI燃烧技术运用到甲醇车用发机上可满足节能减排的要求,但是目前还未能满足实际运用的要求,如对甲醇发动机HCCI燃烧过程的进行控制、拓展其负荷范围的方法等。 由此可见,汽车科技在21世纪的发展方向就是改善燃烧技术并且研发应用新能源。在大力改善燃烧技术的同时,积极降低替代燃料的生产成本、使用价格,使新能源发展为汽车产业的可持续发展带来光明的前景。 参考文献: [1]Karim G A.Ward G.The examination of the cnmhustion processes in a compression-ignition engine by changing the partial pressure of oxygen in the intake charge[C].SAE Paper 680767. [2]李胜琴,关强,张文会等.汽油发动机富氧燃烧分析[J].内燃机,2007(1):51-52. [3]SangsukLee,ManuelA.GonzalezD.andRolfD.Re-itz.Stoichi-ometriccombustioninaHSDIdieselenginetoallowuseofathree-wayexhaustcatalyst[C].SAE Paper 2006-01-1148. [4]Lee,S.,GonzalezD.,M.A.,Reitz,R.D.Effectsofengineoperatingparametersonnearstoichiometricdieselcombustioncharacteristics[C].SAE Paper 2007-01-0121. [5]Chase,S.,Nevin,R.,Winsor,R.,Baumgard,K.,StoichiometricCompressionIgnition(SCI)Engine[C].SAE Paper2007-01-4224. [6]黄喜鸣.浅谈汽油机稀燃层燃技术[J].装备制造技术,2006(4):174-175. 柴油发动机新技术论文篇二 现代柴油发动机节能减排新技术 摘要:文章主要对传统柴油发动机与汽油发动机的优缺点、现状及存在的问题进行了分析和阐述,从高压电控共轨技术、冷却式EGR技术等几方面介绍了现代柴油机为了更好地适应社会发展所采用的一系列节能减排的新技术,以提高柴油机的综合性能。 关键词:柴油机;节能减排;冷却式EGR技术;高压电控共轨技术 中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)20-0135-03 近几年来,随着发达国家柴油轿车在全部轿车中所占份额的不断增加,电控汽车柴油机开始异军突起,技术也有所突破,特别是出现了改变传统燃油喷射系统的组成和结构特征的高压共轨系统,并且为了符合国际的排放标准及节能标准出现了各种各样 的节能减排技术,使得柴油机的发展越来越好。 1柴油发动机的优缺点 1.1 柴油机的优点 柴油机与汽油机相比,主要有三大优点: (1)扭矩大。相同排量下,柴油机力气更大,扭矩更大。 (2)省油。首先柴油的能量密度含量比汽油高;其次柴油机的热效率高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%~40%。 (3)环保。由于柴油机的富氧燃烧,所以柴油机的CO、HC和CO2排量相对于汽油机较低。 1.2 柴油机存在的问题 柴油机的性能虽然在很多方面比汽油机更有优势,但是也存在着很多关键性的问题需要解决。 (1)尾气排放问题。虽然较汽油机来说,柴油机的CO、HC和CO2排量较低,但是颗粒和NOX的排放比较难控制。 (2)油耗问题。虽然柴油机的油耗要比汽油机的低,但是为了实现社会发展的需要,进一步降低油耗也成为柴油发动机所要克服的问题之一。 (3)升功率问题。柴油发动机本身的质量和体积也影响了其各方面的性能,所以为了使得柴油机进一步得到社会的认可,如何提高柴油发动机的升功率也成为了柴油机发展过程中的问题。 (4)比质量问题。柴油机由于采用压燃的方式,所以其材料要求较高,且其压缩比较大,也使得 柴油机相对于汽油机在同等排量的情况下其质量较大。 2现代柴油机新技术 2.1高压电控共轨技术 高压电控共轨式燃油喷射系统的出现,基本上改变了传统柴油机燃油喷射系统的组成和结构特征。高压电控共轨系统的最大特征就是燃油压力的形成和燃油量的计量在时间上、在系统中的部位和功能方面都是分开的。燃油压力的形成和燃油量的输送基本上与喷油过程无关。根据电控单元的指令控制每个喷油器,使得每个喷油器可按所要求的精确的喷油正式从共轨中“调出”具有所要求的精确压力和精确循环的燃油。改善了燃烧过程,提高了燃烧效率,降低了燃烧噪声和排放。该项技术已普遍在柴油车上使用。 2.2 冷却式EGR技术 采用冷却式EGR系统,在EGR气体流动管上安装冷却装置,当EGR气体进入进气管前先降低其温度,故燃烧温度比一般的EGR系统明显降低,且因进气密度高,进入燃烧室的气体量多,使得燃烧更完全,故也可减少PM的排放。 2.3均质燃烧技术(HCCI) 在均质燃烧方式下,柴油和空气在燃烧开始前已充分混合,形成均质预混合气。混合气被活塞压缩并发生自燃,并呈分布均匀、稀混合的低温、快速燃烧,从根本上消除了产生NOx的局部高温区和产生PM的过浓混合区,从而能大大降低NOx和PM的排放。 2.4NOx排放控制技术 (1)AR(吸附还原催化剂)。在稀燃阶段将NOx吸附储存起来,而在短暂的富燃阶段,NOx释放并被排气中的HC还原。 (2)SCR催化转化器。它是一种剂量系统,系统将还原剂(尿素)导入排气中,混合后再经过催化,可减少NOx的排放。 (3)NSCR。它是在去氮催化器中,用碳氢化合物作还原剂,将废气中的NO3还原。 (4)采用碳素纤维加载低电压技术。碳素纤维具有催化活性,能促进废气中的NO与C或HC进行氧化还原反应,随着电压的升高,可使NOx排放明显降低。 2.5颗粒排放控制技术 (1)颗粒捕捉器。颗粒(PM)是柴油机尾气主要成分之一,对人体的危害也非常大。颗粒捕捉器能够将尾气中的颗粒物过滤掉,可以达到90%以上的净化效果。 (2)氧化催化器。氧化催化器是利用催化器中的催化剂来降低废气中的HC、CO和颗粒中的可溶有机成分的活化性能,使这些成分能与废气中的O2在较低的温度下发生反应,从而降低柴油机的有害物质排放量。 2.6多气门技术 多气门发动机是指每一个气缸的气门数目超过两个,即两个进气门和一个排气门的三气门式;两个进气门和两个排气门的四气门式;三个进气门和两个排气门的五气门式。气门布置在气缸燃烧室中心两侧倾斜的位置上,是为了尽量扩大气门头的直径,加大气流通过面积,改善换气性能,形成一个火花塞位于中心的紧凑型燃烧室,有利于混合气的迅速燃烧,提高柴油机的经济性。 2.7增压中冷技术 增压就是增加进入柴油机汽缸内的空气密度,中冷则是将压缩后的空气的温度降低。最终是提高进入气缸内的空气量,能够在不改变发动机排量的基础上提高柴油机输出功率,降低其升功率。 2.8轻质量设计技术 在柴油机设计上,由于轻质量技术的应用以及材料和制造水平的提高,使得柴油机的比质量也有所下降,由汽油机派生出来的柴油机总质量约为汽油机的110%。 3柴油机技术发展趋势 从当今世界各主要汽车与发动机公司开发的新一代柴油机的技术变化看来,尽管柴油机各有特点,但大体上反映了以下发展趋势: 3.1优化结构设计 优化结构设计,减少摩擦与附件功率损失,提高机械效率。柴油机的有效效率等于指示效率与机械效率的乘积,因此,柴油机的燃油消耗率也直接受到机械效率的影响,国外在致力于完善缸内工作过程的同时,也十分重视减少摩擦损失和提高机械效率的研究。此外,以德国MTU公司为代表的可变排量技术也是一种有效手段。 3.2发展各种代用燃料 代用燃料大多是二次能源,常用的有植物油、天然气、醇类燃料、氢和燃料电池等。各种代用燃料一般都有降低环境污染的效果,并且都有较为可靠的来源。 3.3降污的柴油添加剂 研究节能降污的柴油添加剂,改善燃料的燃烧性能,对已投入使用的车辆来说,是较佳的技术处理方法之一。 4结语 先进柴油机技术的应用使柴油机的综合性能有了极大的提高,因此柴油机在市场上的占有量正逐步提高。特别是在欧洲,柴油轿车的销售量已占轿车总销量的1/3以上,并且这一数字仍在不断增长。在我国,先进技术的柴油机汽车将得到广泛的采用。 参考文献 [1]何林华.车用柴油发动机的发展趋势[J].客车技术与研究, 2004,(3). [2]李棠, 李理光.柴油机HCCI燃烧的均质混合气制备 [J].汽车技术,2004,(5). [3]周玉明. 减少柴油机NOx排放的机外措施[J].柴油机,2001,(1). [4]邓元望,朱梅林,向东.柴油机微粒排放控制方法评述 [J].柴油机,2001,(5). [5]廖梓珺, 陈国需, 陈淑莲.柴油机排放控制技术的研究进展[J]. 拖拉机与农用运输车,2009,(5). 作者简介:王晓慧,女,浙江工贸职业技术学院助理讲师,硕士,研究方向:载运工具运用工程。 看了“柴油发动机新技术论文”的人还看: 1. 柴油机新技术论文 2. 柴油机共轨新技术论文 3. 电力机车新技术论文 4. 农业机械技术论文 5. 关于机械化的论文
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