汽车节能减排新技ppt课件

山东交通学院吴际璋 汽车节能 环保新技术 前言 一 发动机使用性能好坏的三个指标 1 动力性 最高车速Vmax 加速时间t 最大爬坡度Imax 2 经济性 油耗率L 100km或g kw h 3 净化性 CO HC NOx Pm排放值 汽车技术的开发 创新 和新能源的利用 都是围绕着这三个指标进行的 正在日新月异的突飞猛进 汽车最新技术的分类 1 节能 环保类 谐波增压系统 可变配气正时 废气涡轮增压 双火花塞点火 汽油机缸内直喷 柴油机共轨系统 代用燃料汽车 混合动力汽车 2 安全类 巡航 电动转向 ABS EBD ASR ESP SRS 电涡流辅助制动 灯光 车身 3 创新类 智能节气门 智能冷却系 磁粉离合器 钢带式AT 双离合器AT 4WD转2WD CAN BUS GPS导航 二 常见的节能 减排结构 1 惯性进气增压结构 进气管增设转换阀门ACIS阀 利用进气流惯性增压 提高充气效率 2 可变配气相位一结构VVT i 1 进气相位角调节范围宽 可达40 2 功率可提高10 3 油耗可降低3 5 3 智能节气门体结构ECTS i一 1 M F 节气门开大 M F 节气门关小 M F 节气门保持不动 2 拆下维修或换新后 初始位置必须重新设定 SW ON 缓慢踏下加速踏板到底 ECU即编程认定 或用检码器设定 方可起动运转 3 一个节气门 多系统共用 简化了各系统结构 如果 一个坏了 灯点亮 响应性不变 但其他功能关闭 进入 跛行状态 两个都坏了 即进入 限速状态 开度为 7 转速为 1500r min 缓慢回家 4 智能节气门体结构的多项功能 5 非接触式角度传感器的检测 它利用永久磁铁相对HL模块的转动 产生两路0 5V的HL电压 提高了信号的可靠性和使用寿命 A 当加速踏板松开 节气门全关时 通过HL IC的磁通密度最小 输出电压最低 B 当加速踏板踩到底 节气门全开时 通过HL IC的磁通密度最大 输出电压最高 C 当加速踏板踩下一半 节气门半开时 通过HL IC的磁通密度居中 输出电压也居中 4 双火花塞的优点 1 缩短火焰传播行程和时间 改善了燃烧条件 提高了可燃混合气的燃烧速度 消除了爆燃危害 可使压缩比加大到10 4 提高了动力性和经济性 2 有时间差 多种点火组合 适应多工况需要 改善油耗和净化性 3 提高了点火系统可靠性 不易出现 缺缸 故障 4 可以简化 硬件系统 结构 变四缸16气门为8气门 去消了复杂的 可变气门正时机构 5 废气涡轮增压结构 是最佳的节能 减排手段 1 废气涡轮和压气机 转速达100000转 分 使高密度的油气压入气缸 2 扭矩和功率提高30 以上 油耗降低6 排放污染降低3 14 3 适于高原地区运行 能恢复功率和减少油耗及排放污染 实例 大众1 4LTFSI双增压系统 1 4L的排量和油耗 可获得2 5L的动力 FSI系统100 的使用了增压技术 三 汽油机缸内直喷 简称 GDI系统 又因为燃油是分层燃烧 故又称 FSI系统 一 汽油机缸内直喷系统的组成 在传统的电喷系统中 增加了 高压油泵 轨道压力传感器 提高了喷油压力 改变了ECU的控制程序 二 优点 1 实现了 低油耗 低污染 高功率 的梦想 1 压缩比12 13 1 2 A F 30 40 1 超稀薄分层燃烧 3 动力性 10 经济性 40 4 不产生爆燃 对燃油无质量要求 因为有两次喷射 还应使用指定的标号汽油 2 三个涡流 实现超稀薄分层燃烧 3 中小负荷工况时的喷油特点 轿车在市内行驶占有的时间为75 85 多在中 小负荷工况下工作 应在压缩行程后期喷油 以经济超稀薄混合气成分为主 为分层燃烧方式 4 大负荷工况时的喷油特点 为了获得大功率值 应加浓可燃混合气 以动力性为主 采用 两次喷油方式 第一次是在进气行程 喷入适量燃油 形成均质燃烧混合气 第二次是在压缩行程的后期喷油 形成浓稀不均的层状稀混合气 再点火燃烧 两次喷射 也在起动工况 急加速工况出现 以调节空燃比A F的大小 改善使用性能 四 柴油机共轨喷射ECD CR 解决了 冒黑烟 噪声 Nox问题 一 ECD CR系统的组成 进气增压 供油 低压 高压 电控制系统等三部分组成 二 ECD CR系统的传感器和执行元件 三 ECD CR系统的特点 1 高压喷射 喷油压力高达140Mpa 2 油压的建立与喷油控制分开 3 喷油特性与燃烧规律相适应 四 ECD CR系统的高压油泵和喷油器 1 高压油泵 三个单柱塞泵 2 喷油器 电控液压继动控制 五 天然气汽车 它分 压缩天然气CNG 甲烷CH4 液化天然气LPG 丙烷C3H8 丁烷C4H10 我国己探明天然气储量为1 52万亿M3 天然气汽车 理应推广普及 2010年我国已增加到30万辆 仅限于公交车使用 一 天然气汽车的优点 1 净化性好 HC CO NOx Pm少 平均下降约50 2 抗爆性好 辛烷值为130 压缩比可达12 1 单燃料发动机 可采用 3 经济性好 费用低 改装容易 热值高于醇类 为8500千卡 Kg 乙醇为6475千卡 公斤 汽油为10300千卡 公斤 燃气中无胶质 积炭 不稀释润滑油 机械磨损小 寿命长 4 安全性好 天然气的点燃温度为650 汽油的点燃温度为427 高223 加之密度小 泄漏气体不易点燃 故安全性好 二 天然气汽车的缺点 1 因密度小 充气效率低 动力性差 下降10 15 2 续驶里程短 需建加气站 3 双燃料汽车的自重加大 三 天然气汽车的结构原理 两种天然气的供气系统类同 由储气罐 储液罐 蒸发器 调压器 混合器 过滤器 控制阀 气压表组成 多数调压器都设有加热水道 专用蒸发器即可不用 1 调压器的作用是 减压 蒸发 汽化 它利用容积的逐级加大 与弹簧不断平衡而降压 进行量化控制 2 混合器的作用是 使天然气和空气按一定比例混合 形成可燃混合气 3 两种气体的机械式调压器和混合器类同 目前为 机械控制 方式 先进的 机电混合控制 方式 双燃料喷射系统 将要推广普及 4 汽油机 柴油机都可使用双燃料工作 柴油机需在压缩终了喷少量柴油 以便引燃天然气 5 电控柴油机双燃料喷射系统简介 计量准确 工作可靠 性能稳定 转换方便 配合增压技术 将广泛使用 六 混合动力汽车HEV 电动汽车再加上小排量内燃机为动力源 利用行星排的变速特性 既可共同驱动 又可单独驱动 电动机还可用来发电 给电池充电 其优点 省油 污染小 噪声低 丰田 普锐斯 Prius 己成功使用 一 工作原理 行驶时 蓄电池输出高电位直流电 200v 经变频器的三相桥式电路 变为高压交流电 500v 驱动体积小 功率高的交流电动机输出转矩M 经传动系驱动车轮 三相交流永磁无刷同步发电机 电动机 用变频器控制调速 用电子开关进行控制 它体积小 功率高 转矩大 调速范围宽 驱动转矩可变 感应式电动机又能随机快速切换 变为交流发电机 具有再生制动发电功能 利用两个动力源MG1 MG2 可以做到 功能互补 驱动和发电两不误 防止蓄电池亏电 二 运行工作情况 P档 为停车档 司机离车时用 坡道起步时也用 R档 为倒车档 车停稳后挂入倒档 N档 为空档 此时 电机MG1和MG2被断电关闭 发动机可运转 D 前进档 混合动力搭配自动控制 无级变速驱动 B 发动机制动档 下长坡时使用 MG1通电 MG2发电 行星排闭锁 反拖能产生再生大电能和制动能 向HV蓄电池快速充电 1 起步和市内低速行驶时 电机驱动 内燃机不工作 交流电机MG2驱动 调速范围宽 起步加速牵引力大 符合汽车牵引特性要求 MG1发电 实现 零排放 零油耗 2 当需要大能量驱动时 急加速 爬坡 坏路 MG2电机和内燃机同时驱动行驶 MG1发电 3 电池储量低于60 时 内燃机自动驱动行驶 MG1快速对蓄电池充电 MG2备用 1h即可100 充满恢复 4 汽车制动或减速滑行时 车轮反拖电动机转动 感应式电动机MG2 变为交流发电机 经变频器变交流为直流 向电池充电