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1、第六章新型汽车技术能源危机环境问题日益突出，在世界各地大、中城市，大气污染中的40-70%来自内燃机汽车的尾气排放。环境污染u为了解决能源短缺和环境污染等社会问题，人类开发：l电动汽车l燃气汽车l太阳能汽车l直喷汽油机u与此同时，汽车的行驶安全性、可靠性、耐久性、操纵方便性和乘坐舒适性的要求愈来愈高，未来汽车正向智能化技术、智能交通运输系统等正在汽车上得到推广应用。内容提要：6.1电动汽车6.2燃气汽车6.3其他新型清洁燃料汽车6.4太阳能汽车6.5缸内直接喷射式汽油机6.6汽车新技术6.1电动汽车电动汽车：依靠电能驱动的汽车。一.特点：（1）能广泛地利用各种能源汽油、柴油发电；太阳能、水力能
2、发电。（2）能量的利用率高l汽油、柴油：从原油提炼到发动机输出的能量利用率15%左右；l电动汽车：20%；l太阳能、水力能、原子能，利用率会更高些：l燃料电池：50%因此，使用电动汽车可以节约大量的能源。（3）电动汽车是零排放汽车（4）结构简单和维修使用方便电动汽车在结构上比传统燃油汽车简单，运动部件少，降低了日常维修保养量，驾驶操作更为方便，维修简单。二.存在问题：目前，电动汽车技术不完善，电池寿命短，一次充电后的续驶里程短，价格昂贵。随着科技的发展和电动汽车的推广与普及，电动汽车的技术问题将会逐步得到解决。三.电动汽车的类型解决蓄电池一次充电续驶里程短的问题，成为21世纪电动汽车的发展方向
3、。电动机四.蓄电池电动汽车的基本结构与工作原理1.基本结构由电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统等组成。l电池组：电池组是蓄电池电动汽车的能源，有铅酸电池、镍-氢蓄电池、镍-镉蓄电池等。l控制系统：主要作用是对动力电池组进行管理和对电动机进行控制。l驱动系统：是EV的动力装置，也是与内燃机的根本不同之处。EV所采用的驱动电动机主要是交流异步电动机、永磁电动机、直流电动机等。l安全保护系统：EV的动力电池组具有96-312V的高压直流电，人触电时会造成生命危险，因此必须设置安全保护系统。另外在撞车、翻车或线路发生短路时，应有应急处理装置，因此EV必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统，
4、在电气系统发生故障时自动控制EV不能启动等，及时防止故障的发生。2.EV的工作原理五.混合动力电动汽车的基本结构与工作原理1.HEV基本结构1.汽车工作之初，蓄电池的直流电变成交流电供给驱动电机。2.蓄电池电量低于60%时，辅助动力系统启动，开始发电。4.发出的交流电另一部分整流成直流电送入蓄电池。3.发出的交流电一部分经控制器到驱动电机。5.车辆负荷大时，辅助动力与蓄电池组同时为驱动电机供电。2.HEV的工作原理供给燃料电池H2六.燃料电池电动汽车的基本结构与工作原理1.FCEV基本结构u辅助动力系统：FCEV上还装配一个蓄电池组作为辅助电源，其作用：l用于FCEV快速起动；l用于储存FCE
5、V在再生制动时反馈的电能；l为电动汽车控制系统、照明系统等电气设备提供低压电源。l由燃料箱不断供给燃料，燃料电池把燃料化学能转换为电能，产生的直流电经过控制器变为交流电后供入驱动电动机，经传动系统驱动车轮。l在电动车开始行使时，蓄电池组处于电量饱满状态，其能量输出可以满足汽车起动要求，由其为驱动系统提供能量，并对燃料电池进行预热，燃料电池动力系统不需要工作；2.FCEV工作原理l当氢气供给足够时，燃料电池动力系统起动，由燃料电池动力系统为驱动系统提供能量；l当车辆能量需求较大时，燃料电池与蓄电池组同时为驱动系统提供能量；l当车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电
6、池进行充电。2.FCEV工作原理6.2燃气汽车一.CNGV和LPGV的特点1.优点（1)有害气体排放低天然气和液化石油气在常温下是气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减少CO、HC和微粒排放。另外，天然气和液化石油气的火焰温度低，因此NOx也低。（2）热效率高天然气的辛烷值高达130，液化石油气的辛烷值为100，因此，燃用天然气和液化石油气可提高发动机的压缩比，从而获得较高的发动机热效率。（3)冷启动性能和低温运转性能好（4）可以燃用稀混合气可以减少NOx的生成和改善燃料经济性。（5）延长润滑油更换周期因稀燃不稀释润滑油，可以延长润滑油更换周期和发动机使用寿命。2.缺
7、点（1)储运性能差因为天然气在常温、常压下是气态，所以体积大，储运性能差。目前广泛采用将天然气压缩到20MPa或将石油气压缩到1.6MPa，充入车用气瓶内储运的办法，这些气瓶既增加了汽车自重，又减少了载货空间。（2）一次充气的续驶里程短（3）动力性能下降CNG和LPG均呈气态进入气缸，使发动机的充气系数降低；另外，与汽油或柴油相比，CNG或LPG的理论混合气热值小，因此，燃用CNG或LPG将使发动机功率下降。二.CNGV和LPGV的基本结构与原理1.LPG供给系统它主要由储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等组成。液化石油气以液态储存在储液罐3中，发动机工作时，燃料控制阀2打开，由储液罐流出
8、的液化石油气经调节器4调压、计量后以气态输送到混合器1，与空气混合后被吸入气缸，经火花塞点火燃烧。2.CNG供给系统CNG燃料供给系与LPG燃料供给系相近。只是系统的压力较高，可达20MPa因此对储气罐及管路阀门等要求很高。其余部分与LPG燃料系相同。气瓶20MPa高压管路预热阀调节器下降到大气压计量器混合器低压管路6.3其它新型清洁燃料汽车1.醇类燃料汽车l在汽油机基础上改用的醇燃料发动机技术成熟，排放与汽油机相当；l在柴油机上改用的醇燃料发动机，NOX排放少，黑烟小，但冷启动差，可以添加甲醛予以改善。2.二甲醚（DME）汽车l烟度和微粒很低，可以使用EGR降低NOX；l使用氧化催化剂时，C
9、O及HC也很低，比较容易达到超低排放标准。3.灵活燃料汽车（FFV）6.4太阳能汽车l太阳能电池组是太阳能的核心，由一定数量的单体电池串联或并联组成的方阵。l向日自动跟踪器保持太阳电池板正对着太阳，最大限度提高太阳电池板接受太阳辐射能的能力。l驱动系统与EV相同l控制器与EV相同1.太阳能汽车的基本组成2.太阳能汽车的工作原理6.5缸内直接喷射式汽油机1.直立进气管3.高压喷油器2.高压汽油泵4.弯曲顶面活塞1.GDI发动机的结构特点u直立式进气管道传统发动机进气管道一般采用水平布置，而GDI发动机采用直立式进气管道，进气阻力小，功率可提高10%。u高压汽油泵普通汽油泵：压力3-4大气压高压汽
10、油泵：压力50大气压，改善性能u高压旋流喷油器安装在气缸上，直接向气缸喷油，每缸一个旋流喷油器，高压汽油泵输出的高压汽油供给高压旋流喷油器，喷出旋流油雾，可使雾化的汽油在燃烧室内分布更合理，发动机的性能更好。u弯曲顶面活塞GDI发动机采用独特的弯曲顶面活塞，使喷油器喷出的油雾形成纵向涡流，并有较多的油雾停留在火花塞附近，保证火花塞附近的混合气有较高的浓度，以便将混合气点燃实现分层燃烧。2.GDI发动机的工作特点根据发动机不同的工况，采用不同的燃烧方式：u超稀薄混合气燃烧方式小负荷采用，空燃比25-40。u稀混合气燃烧方式中等负荷采用，空燃比20-25。u浓混合气燃烧方式大负荷采用，空燃比12.
11、5。3.GDI发动机的优势u一般油耗可降低35-40%；uCO和HC排放量减少30%；uNOX的排放量减少95%6.6汽车新技术围绕汽车的安全、降污染和节能等问题，汽车技术得到了很大的发展，汽车正向控制电子化、智能化发展，交通向智能运输系统发展。一.汽车的智能化技术1.汽车自动导航系统1.汽车自动导航系统u通过车载的电子地图和GPS接收机，自动显示车辆的行驶位置，车载电子地图对驾驶员选择的目的地给出最佳的行驶路线，为人们的驾驶提供帮助。u另外，还可以方便地实现特殊车辆的跟踪、监视以及对被盗车辆的定位查找2.车距自动保持系统3.周边车辆危险报警系统4.汽车防碰撞系统5.汽车自动驾驶技术6.驾驶员状态监测系统7.声控系统8.电子自动控制悬架系统9.电子控制转向系统10.电控四轮驱动技术11.汽车电子稳定驱动程序二.智能运输系统结束
