新能源與綠色汽車技術(shù)概論

1、現(xiàn)代汽車新技術(shù)概論新能源與綠色汽車復(fù)習(xí)提問什么是廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)電子控制汽油噴射系統(tǒng)組成及工作原理 導(dǎo)入新課燃油汽車發(fā)展到今天，以面臨環(huán)境污染與能源危機(jī)的雙重壓力。降低油耗并尋求新的代替能源，以及開發(fā)低污染或零污染的綠色汽車（又稱環(huán)保汽車），以成為當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的主題。一、醇類燃料動(dòng)力技術(shù)1、世界天然氣發(fā)展史 公元前250年中國(guó) 據(jù)華陽(yáng)國(guó)志蜀志記載，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，李冰父子在四川興修水利，鉆鑿鹽井。而后在臨邛的鹽井中發(fā)現(xiàn)了天然氣。當(dāng)時(shí)稱之為“火井”。從公元前200年起，在臨邛境內(nèi)就開始用氣熬鹽。二、汽車天然氣（NGV）燃料技術(shù)公元前50年 意大利羅馬教堂長(zhǎng)明火焰照明神像，認(rèn)為是燃燒的天然氣

2、。1273年 阿塞拜疆馬克波羅描述巴庫(kù)拜火教堂的天然氣火炬。這些火炬已經(jīng)燃燒了數(shù)百年。1804年 英國(guó)塞繆爾克萊格在約克郡建設(shè)一座燃?xì)夤S，在棉花工廠裝設(shè)燃?xì)鉄簟?、天然氣作為汽車燃料蘇聯(lián)在1938年就研制出壓縮天然氣汽車嘎斯51吉斯156天然氣可以用壓縮天然氣（CNG）和液化天然氣（LNG)的方式在內(nèi)燃機(jī)中加以利用。壓縮天然氣 壓縮天然氣是指壓縮到20.724.8 MPa的天然氣，儲(chǔ)存在車載高壓氣瓶中。壓縮天然氣（CNG）是一種無(wú)色透明、無(wú)味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷，由于成分簡(jiǎn)單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少，抗爆性好，不稀釋潤(rùn)滑油，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。 天然氣汽車的結(jié)構(gòu)

3、天然氣汽車天然氣汽車優(yōu)點(diǎn)（1）天然氣汽車是清潔燃料汽車. 天然氣汽車的排放污染大大低于以汽油為燃料的汽車,尾氣中不含硫化物和鉛。（2）天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟(jì)效益.（3）比汽油汽車更安全 *燃點(diǎn)高。 *密度低。泄漏氣體很快在空氣中散發(fā)，很難形成 遇火 燃燒的濃度。 *辛烷值高。抗爆性能好。例：普通小轎車百公里油耗為9L,假設(shè)93#汽油7.45￥/L，1 天然氣相當(dāng)于1.14L汽油，天然氣4.62￥/ ,求行駛百公里使用天然氣比汽油省多少？天然氣使用實(shí)例常隆YS6121LNG新型的天然氣公交車內(nèi)飾天然氣汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 政府對(duì)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予政策支持，許多城市在新一輪的城市燃?xì)鈱ｍ?xiàng)規(guī)劃中都有

4、CNG加氣站的規(guī)劃專篇，為天然氣汽車和加氣站的發(fā)展留有充分的空間。同時(shí)CNG加氣車的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系基本建成，加上城市公交、出租車市場(chǎng)需求拉動(dòng)，這些因素將促使CNG汽車用戶群成為中國(guó)具有很大發(fā)展?jié)摿Φ奶烊粴饫檬袌?chǎng)之一。 在今后幾年，天然氣汽車必將會(huì)迎來(lái)發(fā)展的高峰，并且從出租車、公交車為主發(fā)展到出租車、公交車和長(zhǎng)途客車、載重汽車并重。加氣車的形式也會(huì)從單一的CNG汽車，發(fā)展為CNG、LNG并重的局面。三、氫燃料汽車技術(shù) 氫氣是一種熱值高、污染低的清潔燃料，作為內(nèi)燃機(jī)代用燃料國(guó)內(nèi)外進(jìn)行過(guò)大量研究。寶馬氫動(dòng)力7系氫在發(fā)動(dòng)機(jī)中的供給方式氫燃料汽車氫動(dòng)力：目前氫燃料的使用主要有兩種途徑，一是直接注入內(nèi)

5、燃機(jī)燃燒，二是通過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物。缺點(diǎn)：氫燃料電池成本過(guò)高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難。另外，氫氣的提取需要消耗大量能源。四、汽車生物質(zhì)燃料技術(shù) 所謂生物質(zhì)燃料是指由植物中獲取的燃料。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中吸收CO2，而在長(zhǎng)成后可以不同方式改變?nèi)祟惿钪械哪茉础Ｓ行┲参锏淖蚜：褪重S富，這些植物油只要用合適的方法將其粘度調(diào)整到柴油水平，就可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不作改進(jìn)的情況下直接使用。使用的食用油回收處理后，也可以作為柴油機(jī)燃料。植物油的燃料性質(zhì)特點(diǎn)1、粘度高2、蒸發(fā)性差3、易氧化穩(wěn)定性差4、十六烷值較高5、腐蝕性低綠色汽車技

6、術(shù)1、燃料電池汽車（FCV）技術(shù)2、混合動(dòng)力汽車技術(shù)2、燃料電池汽車的技術(shù)性質(zhì)*燃料電池是一種把儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能等溫地按電化學(xué)原理轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。*燃料電池種類繁多，其性質(zhì)和工作溫度范圍隨所用的電解質(zhì)的性質(zhì)而異。1、燃料電池汽車的特點(diǎn)*燃料氫與大氣中的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。*燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率極高。*燃料電池的體積和成本明顯較低。*可以無(wú)任何噪音行駛，但行程有限。一、燃料電池汽車技術(shù)（1）氫燃料電池3、燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)電原理氫燃料電池汽車（2）甲醇、天然氣或汽油的重整燃料電池二、混合動(dòng)力汽車技術(shù)1、混合動(dòng)力汽車的特點(diǎn)*解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航距離短的問題

7、*運(yùn)行時(shí)低排放、低噪音*長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)利用內(nèi)燃機(jī)為蓄電池充電2、混合動(dòng)力汽車的類型1)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)2）并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)3）串并聯(lián)靈活驅(qū)動(dòng)式混合動(dòng)力系統(tǒng)3、混合動(dòng)力汽車的控制技術(shù)日本豐田公司PRIUS1. 綠色汽車及其類型1）新型柴油車2）可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)3）混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車4）電動(dòng)汽車5）氫氣汽車新型柴油車柴油機(jī)有害排放物主要成分：一氧化碳（CO），碳?xì)浠衔铮℉C），氮氧化合物（NOx），微粒（PT）等。傳統(tǒng)柴油機(jī)的缺點(diǎn)：噪音較大，尾氣冒黑煙，提速緩慢，冷啟動(dòng)困難等。傳統(tǒng)機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)電控共軌燃油噴射系統(tǒng)傳統(tǒng)機(jī)械式噴射系統(tǒng)與電控共軌的差異比較：差異主要表現(xiàn)在燃油的供給方式和對(duì)噴射時(shí)刻的選

8、擇。傳統(tǒng)機(jī)械式噴射系統(tǒng)高壓油管內(nèi)的油壓是瞬間脈動(dòng)高壓，主要是由柱塞連續(xù)共有形成的。噴出的油霧顆粒不均勻，容易出現(xiàn)二次噴射或多次噴射。電控高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是噴油壓力柔性可調(diào)，在不同負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下都可確定所需的最佳噴射壓力。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)噴射正時(shí)、噴油量和噴油速率的最優(yōu)控制，改善燃燒過(guò)程，減少排氣顆粒和氮氧化合物的排放，降低燃燒噪聲?？勺兣帕堪l(fā)動(dòng)機(jī)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)即可按要求提供排量使部分氣缸暫時(shí)不起作用的發(fā)動(dòng)機(jī)?？巳R斯勒5.7升Hemi OHV V8 當(dāng)汽車在某些運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，并不需要所有的氣缸內(nèi)產(chǎn)生燃料，發(fā)出動(dòng)力。采用具有迅速反應(yīng)能力的多功能微處理器，暫時(shí)中斷或恢復(fù)部分氣缸工作能力的過(guò)渡過(guò)程中

9、并無(wú)突然動(dòng)力下降或行駛不平穩(wěn)的感覺。 與渦輪增壓等方法相比，可以同樣達(dá)到增加輸出功率的效果，但系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)功率的變大、變小的雙向變化，具有很高的實(shí)用性?；旌蟿?dòng)力驅(qū)動(dòng)車本田Insight雷克薩斯CT200h雪弗蘭Tahoe裝有一套內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)組以及一套蓄電池。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能、低排量、低噪音。不需要特別的燃料，續(xù)航里程長(zhǎng)，技術(shù)最為成熟，解決單車成本問題后容易普及。缺點(diǎn)：長(zhǎng)距離高速行駛基本不能省油。電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車比亞迪E6先行者新能源公交汽車電動(dòng)汽車主要以二次電池，燃料電池或太陽(yáng)能電池為動(dòng)力，不用汽油，無(wú)廢氣排放污染。優(yōu)點(diǎn)：零污染，熱輻射低，噪聲小，不消耗汽油，可應(yīng)用多種能源，結(jié)

10、構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便等。技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。缺點(diǎn)：蓄電池的重量、體積、容量、充電速度、穩(wěn)定性、成本6個(gè)方面極難兼顧。氫氣汽車 本田FCX ClarityBMW 氫動(dòng)力7系氫氣汽車目前最有前途的車型。既能用于清潔發(fā)電，又能通過(guò)電解水得到，氫氣在燃燒時(shí)比汽油的發(fā)熱量高。優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物。缺點(diǎn)：氫燃料電池成本過(guò)高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ?，極易透過(guò)儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸。氫氣的提取需要消耗大量能量，成本過(guò)高。優(yōu)缺點(diǎn)綜合分析3.2代用燃料和能源新技術(shù)1.車用代用燃料的種類 所謂代用燃料，是指能夠取代或部分取代

11、目前內(nèi)燃機(jī)傳統(tǒng)燃料（汽油、柴油、煤油）的燃料。氫氣是極好的燃料，但目前尚存在價(jià)格高，壽命短，起動(dòng)時(shí)易回火，最大功率不足等問題。醇類燃料因其辛烷值高，抗爆性好，可通過(guò)提高壓縮比來(lái)提高熱效率而在汽油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。2.汽車代用燃料技術(shù)1)醇類燃料動(dòng)力技術(shù) 世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)即是以乙醇為燃料的。 （1）汽車用甲醇燃料 （2）汽車用乙醇燃料 汽車用甲醇燃料甲醇又稱木精或木醇。可用作燃料和溶劑，也可以用來(lái)制造染料和甲醛等。甲醇可利用天然氣、煤、石腦油、重質(zhì)燃料以及木材、垃圾等來(lái)提煉。甲醇汽油按照摻入量的多少分為低醇汽油、中醇汽油、高醇汽油，其中M后的數(shù)字表示甲醇汽油中甲醇的體積百分比，數(shù)字越高，代表的甲醇純度較高。甲醇與柴油、汽油的物化特征對(duì)比M85與93#汽油相比，CO排放下降39%，HC下降47%。甲醇汽油的主要優(yōu)點(diǎn)： （1）環(huán)保、清潔性突出。 （2）使用方便，無(wú)需改動(dòng)裝置。 （3）成本低、原料易購(gòu)、來(lái)源廣泛。 （4）生產(chǎn)不收季節(jié)和規(guī)模限制。汽車用乙醇燃料乙醇，又稱酒精，有的地區(qū)叫火酒，是制造合成橡膠、塑料、燃料、涂料、化妝品、洗滌劑等的原料，也是化學(xué)工業(yè)上的常用溶劑，并有殺毒作用，用作消毒清潔劑、防腐劑。乙醇可由乙烯和水化合而成，也可用含糖作物（如甘蔗、甜菜等）、含淀粉作物（如木薯、土豆和玉米等）以及作物含纖維下腳料（如草木秸稈）等為原料。優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)： 減