第11章 新型汽車發(fā)動機(jī)

1、國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材1教學(xué)目標(biāo)與要求教學(xué)目標(biāo)與要求l理解電動汽車的特點、分類、基本結(jié)構(gòu)理解電動汽車的特點、分類、基本結(jié)構(gòu)與工作原理與工作原理l理解燃?xì)馄嚨奶攸c、分類、基本結(jié)構(gòu)理解燃?xì)馄嚨奶攸c、分類、基本結(jié)構(gòu)與工作原理與工作原理l理解太陽能汽車的特點、工作原理與基理解太陽能汽車的特點、工作原理與基本結(jié)構(gòu)本結(jié)構(gòu)l理解直接噴射式汽油機(jī)的特點、工作原理解直接噴射式汽油機(jī)的特點、工作原理與基本結(jié)構(gòu)理與基本結(jié)構(gòu)國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材211.1.1 11.1.1 電動汽車的特點電動汽車的特點 1. 電動汽車能廣泛地利用各種能源電動汽車能廣泛地利用各種能源 2. 能量的利用率

2、高，節(jié)約能源能量的利用率高，節(jié)約能源3. 電動汽車是零排放汽車電動汽車是零排放汽車 4. 結(jié)構(gòu)簡單和維修使用方便結(jié)構(gòu)簡單和維修使用方便 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材3 根據(jù)所使用的基本動力能源不同，根據(jù)所使用的基本動力能源不同，電動汽車大致可分為三類：蓄電池電動電動汽車大致可分為三類：蓄電池電動汽車汽車Electric Vehicle（EV）、混合動力）、混合動力電動汽車電動汽車Hybrid Electric Vehicle（HEV）、燃料電池汽車）、燃料電池汽車Fuel Cell Electric Vehicle（FCEV）。）。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材4 蓄電池電動汽

3、車蓄電池電動汽車是指利用蓄電池作為是指利用蓄電池作為動力、在市區(qū)街道或動力、在市區(qū)街道或城間公路上行駛的用城間公路上行駛的用電動機(jī)驅(qū)動的汽車，電動機(jī)驅(qū)動的汽車，不包括無軌電車及在不包括無軌電車及在車站、碼頭或廠內(nèi)使車站、碼頭或廠內(nèi)使用的電動叉車和普通用的電動叉車和普通的電瓶車。的電瓶車。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材5l 混合動力電動汽車是混合動力電動汽車是將電力驅(qū)動與輔助動力驅(qū)將電力驅(qū)動與輔助動力驅(qū)動結(jié)合起來，充分發(fā)揮二動結(jié)合起來，充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢及二者相結(jié)者各自的優(yōu)勢及二者相結(jié)合產(chǎn)生的優(yōu)勢的車輛。輔合產(chǎn)生的優(yōu)勢的車輛。輔助動力可以采用燃燒某種助動力可以采用燃燒某種燃料的原動機(jī)

4、或動力發(fā)電燃料的原動機(jī)或動力發(fā)電機(jī)組。機(jī)組。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材6 采用燃料電池作為電源的電動汽車稱采用燃料電池作為電源的電動汽車稱為燃料電池電動汽車。為燃料電池電動汽車。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材71. EV的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 蓄電池電動汽車的結(jié)蓄電池電動汽車的結(jié)構(gòu)方框圖如圖所示。構(gòu)方框圖如圖所示。與普通燃油汽車相比與普通燃油汽車相比較，蓄電池電動汽車較，蓄電池電動汽車主要由電池組、控制主要由電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。全保護(hù)系統(tǒng)等組成。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材8 電池組是蓄電池電動汽車的能源，電池電池組是蓄電

5、池電動汽車的能源，電池性能的優(yōu)劣直接影響蓄電池電動汽車的行性能的優(yōu)劣直接影響蓄電池電動汽車的行駛性能。目前在駛性能。目前在EV上，一般以各種不同的上，一般以各種不同的蓄電池組成動力電池組，用周期性的充電蓄電池組成動力電池組，用周期性的充電來補(bǔ)充電能。動力電池組是來補(bǔ)充電能。動力電池組是EV的關(guān)鍵裝備，的關(guān)鍵裝備，它儲存的電能、質(zhì)量和體積，對它儲存的電能、質(zhì)量和體積，對EV的性能的性能起決定性影響，是目前制約起決定性影響，是目前制約EV發(fā)展的瓶頸。發(fā)展的瓶頸。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材9國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材10 目前電動汽車廣泛應(yīng)用的電池有：目前電動汽車廣泛應(yīng)用的電池有

6、： 1、鉛酸蓄電池、鉛酸蓄電池 2、鎳、鎳-氫蓄電池氫蓄電池 3、鎳、鎳-鎘蓄電池鎘蓄電池國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材11l 電池組若干單體電池組若干單體電池組成，每個電池組成，每個單體電池都是由單體電池都是由正極板、負(fù)極板、正極板、負(fù)極板、裝在正極板和負(fù)裝在正極板和負(fù)極板之間的隔板、極板之間的隔板、電解質(zhì)和正負(fù)接電解質(zhì)和正負(fù)接線柱組成線柱組成 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材12 EV的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)主要是對于動力主要是對于動力電池組的管理和電池組的管理和對電動機(jī)的控制。對電動機(jī)的控制。 圖示是交流圖示是交流異步電動機(jī)的控異步電動機(jī)的控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。 國家十一五規(guī)劃教材國家

7、十一五規(guī)劃教材13 EV的驅(qū)動系統(tǒng)有集中驅(qū)動系的驅(qū)動系統(tǒng)有集中驅(qū)動系統(tǒng)和輪轂驅(qū)動系統(tǒng)兩大驅(qū)動系統(tǒng)和輪轂驅(qū)動系統(tǒng)兩大驅(qū)動系統(tǒng)。統(tǒng)。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材14 由兩個永磁電動機(jī)組成的雙電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)由兩個永磁電動機(jī)組成的雙電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)左半軸左驅(qū)動電動機(jī)電控差速器右驅(qū)動電動機(jī)右半軸國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材151輪胎 2永久磁鐵 3制動盤 4襯套5輪軸 6電動機(jī)線圈繞組國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材16 EV的動力電池組具有的動力電池組具有96312V的高的高壓直流電，人身觸電時會造成致命的危壓直流電，人身觸電時會造成致命的危險。因此必須設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，確保險。因此

8、必須設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，確保人員安全。另外在撞車、翻車或線路發(fā)人員安全。另外在撞車、翻車或線路發(fā)生短路時，應(yīng)有應(yīng)急處理裝置，因此生短路時，應(yīng)有應(yīng)急處理裝置，因此EV必須配備電氣裝置的故障自檢系統(tǒng)和故必須配備電氣裝置的故障自檢系統(tǒng)和故障報警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時自障報警系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時自動控制動控制EV不能起動等，及時防止故障的不能起動等，及時防止故障的發(fā)生。發(fā)生。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材17l 電動汽車的工作電動汽車的工作狀態(tài)經(jīng)各種傳感器檢狀態(tài)經(jīng)各種傳感器檢測后轉(zhuǎn)化為電信號，測后轉(zhuǎn)化為電信號，并把這些電信號送入并把這些電信號送入中央控制器，經(jīng)中央中央控制器，經(jīng)中央控制

9、器處理后發(fā)出驅(qū)控制器處理后發(fā)出驅(qū)動信號，控制逆變器動信號，控制逆變器的工作狀態(tài)，從而達(dá)的工作狀態(tài)，從而達(dá)到對電動汽車工況的到對電動汽車工況的控制。控制。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材18 在電動汽車的能源系統(tǒng)中，目前還沒在電動汽車的能源系統(tǒng)中，目前還沒有一種能源能夠使電動汽車的性能完全有一種能源能夠使電動汽車的性能完全與燃油汽車相匹敵，其主要原因在于這與燃油汽車相匹敵，其主要原因在于這些能源系統(tǒng)不能提供足夠高的比能量和些能源系統(tǒng)不能提供足夠高的比能量和比功率。為了解決這個問題，人們在電比功率。為了解決這個問題，人們在電動汽車上加入輔助動力單元。這就構(gòu)成動汽車上加入輔助動力單元。這就構(gòu)成了

10、目前所說的混合動力電動汽車。了目前所說的混合動力電動汽車。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材19混和動力電動汽車是在蓄電池電動汽車的混和動力電動汽車是在蓄電池電動汽車的基礎(chǔ)上加入輔助動力單元組成，其基本結(jié)基礎(chǔ)上加入輔助動力單元組成，其基本結(jié)構(gòu)包括電池組、輔助動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、構(gòu)包括電池組、輔助動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)。電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護(hù)電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護(hù)系統(tǒng)基本與蓄電池電動汽車相同。系統(tǒng)基本與蓄電池電動汽車相同。輔助動力系統(tǒng)實際上是一個動力發(fā)電機(jī)組輔助動力系統(tǒng)實際上是一個動力發(fā)電機(jī)組或某種原動機(jī)。原動機(jī)可以是內(nèi)

11、燃機(jī)、燃或某種原動機(jī)。原動機(jī)可以是內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等熱機(jī)。氣輪機(jī)等熱機(jī)。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材20l串聯(lián)式混合動力汽車串聯(lián)式混合動力汽車Series Hybrid Electric Vehicle（SHEV） l并聯(lián)式混合動力汽車并聯(lián)式混合動力汽車Parallel Hybrid Electric Vehicle（PHEV） l混聯(lián)式（串、并聯(lián)式）混合動力汽車混聯(lián)式（串、并聯(lián)式）混合動力汽車Split Hybrid Electric Vehicle（PSHEV） 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材21國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材22并聯(lián)式混和動力汽車的結(jié)構(gòu)簡圖并聯(lián)式混和

12、動力汽車的結(jié)構(gòu)簡圖1- -發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) 2- -電動電動/發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 3- -機(jī)械傳動系統(tǒng)機(jī)械傳動系統(tǒng) 4- -驅(qū)動電驅(qū)動電動機(jī)動機(jī) 5- -逆變器逆變器 6- -蓄電池組蓄電池組 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材23混聯(lián)式混和動力汽車的結(jié)構(gòu)簡圖混聯(lián)式混和動力汽車的結(jié)構(gòu)簡圖1- -發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī) 2- -電動電動/發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 3- -變速器或減速器變速器或減速器 4- -驅(qū)動橋驅(qū)動橋 5- -逆變逆變器器 6- -驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)7- -蓄電池組蓄電池組 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材241. 1. 燃料電池電動汽車的基本組成燃料電池電動汽車的基本組成 2. 2. 燃料電池電動

13、汽車的工作原理燃料電池電動汽車的工作原理 3.3.燃料電池汽車的分類燃料電池汽車的分類 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材25 (1) (1) 燃料電池組燃料電池組 （2 2）燃料電池控制）燃料電池控制系統(tǒng)系統(tǒng) （3 3）驅(qū)動系統(tǒng)）驅(qū)動系統(tǒng) （4 4）輔助動力系統(tǒng)）輔助動力系統(tǒng) 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材26 燃料電池（燃料電池（Fuel cell）是一種將儲存）是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它平時應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它平時將燃料（如氫氣、甲醇等）和氧化劑將燃料（如氫氣、甲醇等）和氧化劑（如氧氣）

14、分別作為電池兩極的活性物（如氧氣）分別作為電池兩極的活性物質(zhì)保存在電池的本體之外，當(dāng)使用時連質(zhì)保存在電池的本體之外，當(dāng)使用時連續(xù)通入電池體內(nèi)，使電池發(fā)電續(xù)通入電池體內(nèi)，使電池發(fā)電。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材27燃料電池的基本結(jié)構(gòu)燃料電池的基本結(jié)構(gòu) a a）燃料電池本體結(jié)構(gòu)）燃料電池本體結(jié)構(gòu) b b）燃料電池組）燃料電池組 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材28 多孔多孔質(zhì)燃質(zhì)燃料夾料夾層層氫電極氫電極負(fù)載負(fù)載氧電極氧電極多孔多孔質(zhì)空質(zhì)空氣夾氣夾層層國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材29國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材30 （1 1）在電動汽車開始行）在電動汽車開始行駛時，蓄

15、電池組為驅(qū)動系駛時，蓄電池組為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量，并對燃料電統(tǒng)提供能量，并對燃料電池進(jìn)行預(yù)熱，燃料電池動池進(jìn)行預(yù)熱，燃料電池動力系統(tǒng)不需要工作力系統(tǒng)不需要工作 （2 2）當(dāng)氫氣供給足夠時，）當(dāng)氫氣供給足夠時，燃料電池動力系統(tǒng)起動，燃料電池動力系統(tǒng)起動，由燃料電池動力系統(tǒng)為驅(qū)由燃料電池動力系統(tǒng)為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量動系統(tǒng)提供能量 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材31（3 3）當(dāng)車輛能量需求較大時，燃料電池動）當(dāng)車輛能量需求較大時，燃料電池動力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供力系統(tǒng)與蓄電池組同時為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量能量（4 4）當(dāng)車輛能量需求較小時，燃料電池動）當(dāng)車輛能量需求較小時，燃料電池動力系統(tǒng)為

16、驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還力系統(tǒng)為驅(qū)動系統(tǒng)提供能量的同時，還給蓄電池組進(jìn)行充電。給蓄電池組進(jìn)行充電。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材32 按氫氣供給方式，燃料電池汽車分為改質(zhì)型按氫氣供給方式，燃料電池汽車分為改質(zhì)型和非改質(zhì)型兩種。和非改質(zhì)型兩種。（1 1）改質(zhì)型）改質(zhì)型 其車載其車載液體燃料（甲醇或汽油液體燃料（甲醇或汽油等），需等），需利用車載改質(zhì)裝置制造氫氣，再供利用車載改質(zhì)裝置制造氫氣，再供給燃料電池。優(yōu)點是可使用多種燃料，缺點給燃料電池。優(yōu)點是可使用多種燃料，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大。 （2 2）非改質(zhì)型）非改質(zhì)型 由車載氫氣直接供應(yīng)燃料電由車載氫氣直接供應(yīng)燃

17、料電池。車輛構(gòu)造簡單，體積小，質(zhì)量輕。主要池。車輛構(gòu)造簡單，體積小，質(zhì)量輕。主要問題是車輛續(xù)駛里程短，氫燃料的補(bǔ)給設(shè)施問題是車輛續(xù)駛里程短，氫燃料的補(bǔ)給設(shè)施費用高。費用高。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材33寶馬寶馬745h燃料電池轎車燃料電池轎車國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材34l 在電動汽車的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化與國外處于相在電動汽車的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化與國外處于相近的起跑線。近的起跑線。l 同濟(jì)大學(xué)研制的燃料電池轎車同濟(jì)大學(xué)研制的燃料電池轎車“超越二號超越二號” 最高時速達(dá)最高時速達(dá)118118公里，續(xù)駛里程為公里，續(xù)駛里程為168168公里。公里。超越一號、二號超越一號、二號國家

18、十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材35清華大學(xué)燃料電池城市客車清華大學(xué)燃料電池城市客車國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材36l豐田公司在豐田公司在20042004年年9 9月與一汽簽署合作協(xié)月與一汽簽署合作協(xié)議，議，20052005年在長春開始生產(chǎn)其技術(shù)已經(jīng)年在長春開始生產(chǎn)其技術(shù)已經(jīng)非常成熟的、世界上銷量最好的混合動非常成熟的、世界上銷量最好的混合動力轎車力轎車PriusPrius（先驅(qū)）。（先驅(qū)）。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材37l20042004年年1010月月3030日，上汽集團(tuán)和通用汽車日，上汽集團(tuán)和通用汽車聯(lián)合宣布，雙方于聯(lián)合宣布，雙方于0505年開始，進(jìn)行為期年開始，進(jìn)行為

19、期兩年的燃料電池車示范運行項目。其技兩年的燃料電池車示范運行項目。其技術(shù)平臺與通用汽車于術(shù)平臺與通用汽車于20022002年推出的年推出的“氫氫動三號動三號”相同，代表了當(dāng)今最先進(jìn)的燃相同，代表了當(dāng)今最先進(jìn)的燃料電池研發(fā)水平。料電池研發(fā)水平。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材38l2009年年2月月5日，財政部和科技部聯(lián)合出日，財政部和科技部聯(lián)合出臺了臺了節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政節(jié)能與新能源汽車示范推廣財政補(bǔ)助資金管理暫行辦法補(bǔ)助資金管理暫行辦法,明確未來三年明確未來三年在我國在我國13個城市開展節(jié)能與新能源汽車個城市開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點工作后，對混合動力汽車、示范推廣試點工

20、作后，對混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車，每輛車補(bǔ)純電動汽車和燃料電池汽車，每輛車補(bǔ)貼貼5-60萬元。萬元。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材39 以燃?xì)鉃槿剂系钠嚪Q為燃?xì)馄?。以燃?xì)鉃槿剂系钠嚪Q為燃?xì)馄?。目前常用的燃?xì)馄囉袎嚎s天然氣汽車目前常用的燃?xì)馄囉袎嚎s天然氣汽車（CNGVCNGV）和液化石油氣汽車（）和液化石油氣汽車（LPGVLPGV），），它們分別以壓縮天然氣和液化石油氣為它們分別以壓縮天然氣和液化石油氣為燃料。燃料。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材40 1 1、CNGV CNGV 和和LPGVLPGV的主要優(yōu)點：的主要優(yōu)點： （1 1）有害氣體排放低）有害氣體

21、排放低 （2 2）熱效率高）熱效率高 （3 3）冷起動性和低溫運轉(zhuǎn)性能良好）冷起動性和低溫運轉(zhuǎn)性能良好 （4 4）可以燃用稀混合氣）可以燃用稀混合氣 （5 5）延長潤滑油更換周期）延長潤滑油更換周期 2 2、LNGVLNGV和和LPGVLPGV的缺點是：的缺點是： （1 1）儲運性能差）儲運性能差 （2 2）一次充氣的續(xù)駛里程短。）一次充氣的續(xù)駛里程短。 （3 3）動力性能下降）動力性能下降國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材41lCNGV或或LPGV的發(fā)動機(jī)，多數(shù)是在原汽的發(fā)動機(jī)，多數(shù)是在原汽油機(jī)或柴油機(jī)的基礎(chǔ)上改裝而成，其總油機(jī)或柴油機(jī)的基礎(chǔ)上改裝而成，其總體結(jié)構(gòu)與化油器式汽油機(jī)基本相同，

22、只體結(jié)構(gòu)與化油器式汽油機(jī)基本相同，只是燃料供給系統(tǒng)有所不同。是燃料供給系統(tǒng)有所不同。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材42國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材43混合器混合器燃料控制燃料控制電磁閥電磁閥儲液罐儲液罐調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材44液面觀察窗液面觀察窗液面計液面計氣體輸出氣體輸出閥閥液體輸出閥液體輸出閥燃料加注閥燃料加注閥燃料加注口燃料加注口閥門室蓋閥門室蓋國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材45 燃料控制電磁閥燃料控制電磁閥的功用是：當(dāng)發(fā)動機(jī)的功用是：當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時自動切斷停止工作時自動切斷燃料供給，而發(fā)動機(jī)燃料供給，而發(fā)動機(jī)工作時電磁閥打開，工作時

23、電磁閥打開，并可根據(jù)溫度的變化并可根據(jù)溫度的變化自動實現(xiàn)氣體或液體自動實現(xiàn)氣體或液體的切換。的切換。 水溫開關(guān)電磁閥濾清器儲液罐國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材46 調(diào)節(jié)器的功用調(diào)節(jié)器的功用是對輸送給混合器是對輸送給混合器的燃料進(jìn)行減壓和的燃料進(jìn)行減壓和計量。其結(jié)構(gòu)主要計量。其結(jié)構(gòu)主要由初級氣室和次級由初級氣室和次級氣室組成。發(fā)動機(jī)氣室組成。發(fā)動機(jī)工作時，來自燃料工作時，來自燃料控制電磁閥的燃料控制電磁閥的燃料經(jīng)主控制閥、初級經(jīng)主控制閥、初級氣室、次級氣室供氣室、次級氣室供給混合器。給混合器。 主控制閥臂主控制閥臂壓力平衡膜片壓力平衡膜片鎖止膜片鎖止膜片起動電起動電磁磁閥閥次級氣室控次級氣

24、室控制制閥閥燃料切換閥燃料切換閥怠速調(diào)整螺釘?shù)∷僬{(diào)整螺釘水道水道初級氣室膜片初級氣室膜片U型卡型卡次級氣室膜片次級氣室膜片主控制閥主控制閥國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材47 由儲液罐經(jīng)燃料控制由儲液罐經(jīng)燃料控制電磁閥輸送來的燃料經(jīng)主電磁閥輸送來的燃料經(jīng)主控制閥控制閥1減壓氣化后進(jìn)入減壓氣化后進(jìn)入初級氣室，當(dāng)初級氣室內(nèi)初級氣室，當(dāng)初級氣室內(nèi)的壓力達(dá)到一定值時，壓的壓力達(dá)到一定值時，壓力平衡膜片力平衡膜片4被推向右移，被推向右移，并帶動推桿并帶動推桿3、主控制閥、主控制閥臂臂2使主控制閥使主控制閥1關(guān)閉；而關(guān)閉；而初級氣室內(nèi)壓力下降時，初級氣室內(nèi)壓力下降時，平衡膜片向左移動，主控平衡膜片向左

25、移動，主控制閥打開，使燃料繼續(xù)進(jìn)制閥打開，使燃料繼續(xù)進(jìn)入初級氣室。入初級氣室。 主控制主控制閥 主控制閥臂主控制閥臂 推桿推桿 壓力平壓力平衡衡膜片膜片 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材48 由初級氣室來的燃料經(jīng)次級由初級氣室來的燃料經(jīng)次級氣室控制閥氣室控制閥4進(jìn)入次級氣室，控進(jìn)入次級氣室，控制閥制閥4的開閉受鎖止膜片的開閉受鎖止膜片1控制?？刂?。鎖止膜片鎖止膜片1的左側(cè)與進(jìn)氣管相通，的左側(cè)與進(jìn)氣管相通，當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時，鎖止膜當(dāng)發(fā)動機(jī)停止工作時，鎖止膜片片1在其彈簧在其彈簧3作用下移到右側(cè)作用下移到右側(cè)極限位置，并通過控制閥臂極限位置，并通過控制閥臂5使使次級氣室控制閥次級氣室控制閥4

26、完全關(guān)閉；發(fā)完全關(guān)閉；發(fā)動機(jī)工作時，進(jìn)氣管真空度將動機(jī)工作時，進(jìn)氣管真空度將鎖止膜片鎖止膜片1吸向左移，使控制閥吸向左移，使控制閥4打開，燃料進(jìn)入次級氣室并輸打開，燃料進(jìn)入次級氣室并輸送至混合器。送至混合器。 鎖止膜片 真空氣室 彈簧 次級氣室控制閥 控制閥臂 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材49 混合器的功用是：使調(diào)節(jié)器輸送來的氣態(tài)燃料混合器的功用是：使調(diào)節(jié)器輸送來的氣態(tài)燃料與空氣混合，并送往氣缸。與空氣混合，并送往氣缸。怠速空氣調(diào)節(jié)螺釘?shù)∷倏諝饬靠兹剂现髁靠渍{(diào)節(jié)螺釘彈簧空燃比調(diào)節(jié)器膜片加濃閥主腔節(jié)氣門副腔節(jié)氣門主噴嘴國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材50 CNG燃料供給系統(tǒng)與燃料供給

27、系統(tǒng)與LPG燃料系統(tǒng)相近。燃料系統(tǒng)相近。只是系統(tǒng)的壓力較高，可達(dá)只是系統(tǒng)的壓力較高，可達(dá)20MPa，因此，因此對儲氣罐及管路閥門等的要求很高。系統(tǒng)對儲氣罐及管路閥門等的要求很高。系統(tǒng)高壓檢測壓力要達(dá)到高壓檢測壓力要達(dá)到2530MPa，所以調(diào)，所以調(diào)壓器部分相對復(fù)雜，分高壓調(diào)節(jié)器和低壓壓器部分相對復(fù)雜，分高壓調(diào)節(jié)器和低壓調(diào)節(jié)器。高壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器。高壓調(diào)節(jié)器使使CNG壓力降到壓力降到0.25MPa左右，低壓調(diào)壓器再使氣體壓力調(diào)左右，低壓調(diào)壓器再使氣體壓力調(diào)整到整到0.0970.098MPa。其余部分。其余部分與與LPG燃燃料供給系統(tǒng)相同料供給系統(tǒng)相同。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材51車用

28、氣瓶連通閥 充氣閥CNG高壓管路輸出閥預(yù)熱閥混合器濾清器低壓表高壓表真空軟管截止閥調(diào)節(jié)器計量器CNG低壓管路國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材52 利用太陽能產(chǎn)生動力的方法不外乎利用太陽能產(chǎn)生動力的方法不外乎兩種：一種是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊醿煞N：一種是將太陽的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；另一種能，然后將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；另一種方法是利用太陽能電池直接將太陽的輻方法是利用太陽能電池直接將太陽的輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｄ壳?，已?jīng)制造出來射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｄ壳?，已?jīng)制造出來的太陽能汽車就是利用后一種方法。太的太陽能汽車就是利用后一種方法。太陽能汽車是由太陽能電池組成供電系統(tǒng)，陽能汽車是由太

29、陽能電池組成供電系統(tǒng)，向電動機(jī)供電，電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛。向電動機(jī)供電，電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛。它實際上是一種電動汽車。它實際上是一種電動汽車。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材53國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材54國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材551.1.太陽能電池組太陽能電池組：它是太陽能汽車的核心，由一定數(shù)：它是太陽能汽車的核心，由一定數(shù)量的單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池方陣。量的單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池方陣。2.2.向日自動跟蹤器向日自動跟蹤器：向日跟蹤器的作用就是保持太陽向日跟蹤器的作用就是保持太陽電池板正對著太陽，最大限度提高太陽電池板接受電池板正對著太陽，最大限度提高太陽

30、電池板接受太陽輻射能的能力。太陽輻射能的能力。 3.3.驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)：太陽能汽車采用的驅(qū)動電動機(jī)主要有交太陽能汽車采用的驅(qū)動電動機(jī)主要有交流異步電動機(jī)、永磁電動機(jī)、直流電動機(jī)，其驅(qū)動流異步電動機(jī)、永磁電動機(jī)、直流電動機(jī)，其驅(qū)動系統(tǒng)與系統(tǒng)與EVEV基本相同基本相同 4.4.控制器控制器：主要實現(xiàn)對太陽能電磁組進(jìn)行管理和對電主要實現(xiàn)對太陽能電磁組進(jìn)行管理和對電動機(jī)的控制，其作用與動機(jī)的控制，其作用與EVEV控制系統(tǒng)相同控制系統(tǒng)相同 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材56 太陽光照射在用太陽光照射在用半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體材料制成的太陽電池上，半導(dǎo)太陽電池上，半導(dǎo)體的電子體的電子-空穴對被空穴

31、對被激發(fā)，形成激發(fā)，形成 p-np-n結(jié)，結(jié)，在在p p型層產(chǎn)生的電子型層產(chǎn)生的電子向向n n型層移動，而在型層移動，而在n n型層產(chǎn)生的空穴向型層產(chǎn)生的空穴向p p型層移動。即形成型層移動。即形成了太陽能電池。了太陽能電池。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材57a）太陽能電池的結(jié)構(gòu)）太陽能電池的結(jié)構(gòu) b）太陽能電池板）太陽能電池板太陽能電池的結(jié)構(gòu)和太陽能電池板太陽能電池的結(jié)構(gòu)和太陽能電池板國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材58l太陽能汽車由太陽能電池板在向日自動跟蹤太陽能汽車由太陽能電池板在向日自動跟蹤器的控制下始終正對太陽，接受太陽光，并器的控制下始終正對太陽，接受太陽光，并轉(zhuǎn)換成電

32、能，向電動機(jī)供電，再由電動機(jī)驅(qū)轉(zhuǎn)換成電能，向電動機(jī)供電，再由電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛，它實際上是一種電動汽車，其動汽車行駛，它實際上是一種電動汽車，其工作原理與串聯(lián)式混合動力汽車工作原理與串聯(lián)式混合動力汽車(SHEV)(SHEV)基本基本相同。相同。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材59l 由于太陽能電池的能量較小，而且受天氣的影由于太陽能電池的能量較小，而且受天氣的影響，在陰天、下雨時，太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率響，在陰天、下雨時，太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率降低或停止，有些太陽能汽車要與蓄電池共同降低或停止，有些太陽能汽車要與蓄電池共同組成太陽能混合動力電動汽車。組成太陽能混合動力電動汽車。l 太陽能混合

33、動力電動汽車由太陽能電池板將太太陽能混合動力電動汽車由太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后，通過充電器向動力電池組陽能轉(zhuǎn)換為電能后，通過充電器向動力電池組充電，也可以由太陽能電池板直接提供電能，充電，也可以由太陽能電池板直接提供電能，這種方式的效率最高，然后通過電流變換器將這種方式的效率最高，然后通過電流變換器將電流輸送到驅(qū)動電動機(jī)，帶動驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動汽電流輸送到驅(qū)動電動機(jī)，帶動驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動汽車行駛，其驅(qū)動模式相當(dāng)于串聯(lián)式混合動力電車行駛，其驅(qū)動模式相當(dāng)于串聯(lián)式混合動力電動汽車（動汽車（SHEVSHEV）。）。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材60 汽油機(jī)缸內(nèi)直接噴射（汽油機(jī)缸內(nèi)直接噴射（Gas

34、oline Gasoline Direct InjectionDirect Injection，簡稱，簡稱GDIGDI）技術(shù)的出）技術(shù)的出現(xiàn)使發(fā)動機(jī)技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新的時代，現(xiàn)使發(fā)動機(jī)技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新的時代，它可能在它可能在2121世紀(jì)取代傳統(tǒng)的汽油機(jī)缸外世紀(jì)取代傳統(tǒng)的汽油機(jī)缸外噴射，成為理想的燃燒方式。噴射，成為理想的燃燒方式。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材61國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材621-直立式進(jìn)氣管道 2-排氣凸輪軸 3-搖臂 4-氣門彈簧 5-排氣管道 6-排氣門 7-彎曲頂面活塞 8-火花塞 9-高壓旋流噴油器 10-進(jìn)氣門 11-進(jìn)氣凸輪軸 12-高壓汽油泵國

35、家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材63 GDI發(fā)動機(jī)采用直立式的進(jìn)氣管道，進(jìn)氣發(fā)動機(jī)采用直立式的進(jìn)氣管道，進(jìn)氣阻力更小，提高了充氣效率，與普通發(fā)動機(jī)相阻力更小，提高了充氣效率，與普通發(fā)動機(jī)相比功率和扭矩提高比功率和扭矩提高10%左右。有的左右。有的GDI發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)還采用帶渦流還采用帶渦流閥（閥（SCV）的螺旋進(jìn)氣管道，利）的螺旋進(jìn)氣管道，利用進(jìn)氣渦流使火花塞附近的混合氣濃度高于其用進(jìn)氣渦流使火花塞附近的混合氣濃度高于其它部分的混合氣濃度，形成分層可燃混合氣它部分的混合氣濃度，形成分層可燃混合氣（濃度梯度），實現(xiàn)分層燃燒，降低了最高燃（濃度梯度），實現(xiàn)分層燃燒，降低了最高燃燒溫度，減少燒溫度，

36、減少NOx的排放量，使發(fā)動機(jī)的動力的排放量，使發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能得到提高。性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能得到提高。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材64 普通電控汽油噴射發(fā)動機(jī)的噴射壓力普通電控汽油噴射發(fā)動機(jī)的噴射壓力為為0.30.4MPa，而，而GDI發(fā)動機(jī)采用高壓發(fā)動機(jī)采用高壓汽油泵，其噴射壓力可達(dá)汽油泵，其噴射壓力可達(dá)5MPa。高壓噴。高壓噴射提高了霧化質(zhì)量，微小汽油油滴瞬時射提高了霧化質(zhì)量，微小汽油油滴瞬時蒸發(fā)，彌補(bǔ)了因向缸內(nèi)直接噴射而造成蒸發(fā)，彌補(bǔ)了因向缸內(nèi)直接噴射而造成的混合氣形成時間短、空間小的缺陷，的混合氣形成時間短、空間小的缺陷，保證了混合氣的質(zhì)量。保證了混合氣的質(zhì)量

37、。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材65l 高壓汽油泵輸出的高壓汽油供給高壓高壓汽油泵輸出的高壓汽油供給高壓旋流噴油器，噴出旋流油霧，可使霧化旋流噴油器，噴出旋流油霧，可使霧化的汽油在燃燒室內(nèi)分布更合理，對縮短的汽油在燃燒室內(nèi)分布更合理，對縮短混合氣形成時間更為有利。此外，噴油混合氣形成時間更為有利。此外，噴油器的噴射方式可根據(jù)燃燒方式調(diào)節(jié)。器的噴射方式可根據(jù)燃燒方式調(diào)節(jié)。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材66 GDI發(fā)動機(jī)采用獨特的彎曲頂面活塞，發(fā)動機(jī)采用獨特的彎曲頂面活塞，使噴油器噴出的油霧形成縱向渦流，并使噴油器噴出的油霧形成縱向渦流，并有較多的油霧停留在火花塞附近，保證有較多的

38、油霧停留在火花塞附近，保證在火花塞附近的混合氣有較高的濃度，在火花塞附近的混合氣有較高的濃度，以便將混合氣點燃實現(xiàn)分層燃燒?；鸹ㄒ员銓⒒旌蠚恻c燃實現(xiàn)分層燃燒?；鸹ㄈ浇幕旌蠚獗稽c燃后，再利用渦流塞附近的混合氣被點燃后，再利用渦流使火焰迅速傳播，即使是很稀的混合氣，使火焰迅速傳播，即使是很稀的混合氣，也能保證火焰的正常傳播。也能保證火焰的正常傳播。 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材671. 1. 汽油直接噴射到氣缸內(nèi)，汽油噴射的位置、時汽油直接噴射到氣缸內(nèi)，汽油噴射的位置、時刻、數(shù)量可控?？獭?shù)量可控。 使使GDIGDI發(fā)動機(jī)在點火的瞬時，火花塞電極周發(fā)動機(jī)在點火的瞬時，火花塞電極周圍局部

39、區(qū)域的混合氣較濃（空燃比為圍局部區(qū)域的混合氣較濃（空燃比為121213.513.5），便于發(fā)動機(jī)起動和著火燃燒。大部分），便于發(fā)動機(jī)起動和著火燃燒。大部分區(qū)域的混合氣較稀，而且在濃稀之間，有從濃區(qū)域的混合氣較稀，而且在濃稀之間，有從濃到稀的各種空燃比的混合氣，使燃燒室中混合到稀的各種空燃比的混合氣，使燃燒室中混合氣濃度有組織形成各種層次，有利于渦流使火氣濃度有組織形成各種層次，有利于渦流使火焰迅速傳播，這樣極稀的混合氣也能被火焰?zhèn)餮嫜杆賯鞑?，這樣極稀的混合氣也能被火焰?zhèn)鞑ザ€(wěn)定燃燒，從而實現(xiàn)稀薄燃燒和分層燃燒。播而穩(wěn)定燃燒，從而實現(xiàn)稀薄燃燒和分層燃燒。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材682

40、. 2. 能根據(jù)發(fā)動機(jī)不同的工況下，采用不能根據(jù)發(fā)動機(jī)不同的工況下，采用不同的燃燒方式同的燃燒方式 （1）超稀混合氣燃燒方式）超稀混合氣燃燒方式 （2）稀混合氣燃燒方式）稀混合氣燃燒方式 （3）濃混合氣燃燒方式）濃混合氣燃燒方式 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材69l分分3次噴射燃料，節(jié)油次噴射燃料，節(jié)油10%。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材701醇燃料特點醇燃料特點l醇燃料是指甲醇和乙醇等燃料。與汽油醇燃料是指甲醇和乙醇等燃料。與汽油相比，醇類燃料由于燃燒充分，有害氣相比，醇類燃料由于燃燒充分，有害氣體排放較少，屬于清潔能源。體排放較少，屬于清潔能源。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)

41、劃教材71l現(xiàn)代原汽油機(jī)改用醇燃料時，大部分使現(xiàn)代原汽油機(jī)改用醇燃料時，大部分使用噴油器向進(jìn)氣道或汽缸內(nèi)噴入醇燃料；用噴油器向進(jìn)氣道或汽缸內(nèi)噴入醇燃料；柴油機(jī)使用醇燃料時還是用原高壓油泵柴油機(jī)使用醇燃料時還是用原高壓油泵及噴油器向缸內(nèi)供給醇燃料。及噴油器向缸內(nèi)供給醇燃料。l汽車醇燃料供給系的主要部件是油箱、汽車醇燃料供給系的主要部件是油箱、噴油泵、噴油器等噴油泵、噴油器等 .國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材72國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材73l醇燃料根據(jù)發(fā)動機(jī)需要，按一定比例混醇燃料根據(jù)發(fā)動機(jī)需要，按一定比例混合，或與汽油配成混合燃料，使用這種合，或與汽油配成混合燃料，使用這種燃料

42、的汽車就稱靈活燃料汽車（燃料的汽車就稱靈活燃料汽車（Flexible Fuel VehicleFFV ） 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材74l使用氣態(tài)氫或液態(tài)氫作為燃料的汽車稱使用氣態(tài)氫或液態(tài)氫作為燃料的汽車稱為氫燃料汽車。為氫燃料汽車。1. 使用氣態(tài)氫燃料的汽車使用氣態(tài)氫燃料的汽車（1）缸外混合）缸外混合（2）缸內(nèi)混合）缸內(nèi)混合 國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材75國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材761.桉樹油燃料桉樹油燃料 l 桉樹油可以用作汽油機(jī)的燃料。在二沖程汽油桉樹油可以用作汽油機(jī)的燃料。在二沖程汽油機(jī)上摻燒機(jī)上摻燒40%以下的桉樹油，其功率及比油耗以下的桉樹油，其功率

43、及比油耗與原汽油機(jī)基本一樣；如果摻燒與原汽油機(jī)基本一樣；如果摻燒60%以上的桉以上的桉樹油，則要加大供油量；全部使用桉樹油時，樹油，則要加大供油量；全部使用桉樹油時，則低溫起動困難。隨著摻燒桉樹油量的增大，則低溫起動困難。隨著摻燒桉樹油量的增大，排氣中排氣中NOX、HC及及CO有所降低，桉樹油的膠有所降低，桉樹油的膠質(zhì)較多，氧化穩(wěn)定性差，對供油系零件及發(fā)動質(zhì)較多，氧化穩(wěn)定性差，對供油系零件及發(fā)動機(jī)壽命有一定影響。機(jī)壽命有一定影響。國家十一五規(guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材77l松節(jié)油的辛烷值較高，十六烷值較低，松節(jié)油的辛烷值較高，十六烷值較低，較適合作汽油機(jī)的燃料。摻燒較適合作汽油機(jī)的燃料。摻燒25

44、%(容積容積比比)的松節(jié)油的試驗結(jié)果表明，最大功率的松節(jié)油的試驗結(jié)果表明，最大功率與用純汽油時相當(dāng)，比油耗在高負(fù)荷時與用純汽油時相當(dāng)，比油耗在高負(fù)荷時比純汽油時低，其余工況則高于純汽油。比純汽油時低，其余工況則高于純汽油。排氣中排氣中CO的含量也高于純汽油時的水平，的含量也高于純汽油時的水平，火花塞及潤滑油易被污染?；鸹ㄈ皾櫥鸵妆晃廴尽沂晃逡?guī)劃教材國家十一五規(guī)劃教材78l菜籽油的熱值較高，凝點及粘度較低，菜籽油的熱值較高，凝點及粘度較低，氧化誘導(dǎo)期長，與空氣接觸，不易形成氧化誘導(dǎo)期長，與空氣接觸，不易形成堵塞油路的薄膜，較適合在柴油機(jī)中使堵塞油路的薄膜，較適合在柴油機(jī)中使用。柴油機(jī)使用用。柴油機(jī)使用100%的菜籽油試驗時，的菜籽油試驗時，最大功率不低于柴油，質(zhì)量油耗率比燃最大功率不低于柴油，質(zhì)量油耗率比燃用柴油時高用柴油時高13%