《主推進(jìn)動力裝置》課件

主推進(jìn)動力裝置探討主推進(jìn)動力裝置的重要性以及在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。了解推進(jìn)動力裝置的原理和優(yōu)點,為我們揭示飛船及航天器運(yùn)轉(zhuǎn)的奧秘。課程導(dǎo)引學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握主推進(jìn)動力裝置的基本概念、結(jié)構(gòu)組成和工作原理。了解電動機(jī)驅(qū)動、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動和混合動力系統(tǒng)的特點與應(yīng)用。課程內(nèi)容從主推進(jìn)動力裝置的發(fā)展歷程入手,系統(tǒng)介紹各類驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理、特點和發(fā)展趨勢。并對動力系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行分析評價。學(xué)習(xí)收獲通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以深入理解主推進(jìn)動力裝置的工作機(jī)理,為后續(xù)相關(guān)課程打下良好基礎(chǔ)。主推進(jìn)動力裝置概述主推進(jìn)動力裝置是一種能夠為船舶或航空器提供推進(jìn)動力的系統(tǒng)。它通過將燃油或電力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,推動載具前進(jìn)。這種動力裝置是現(xiàn)代交通工具得以發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。主推進(jìn)動力裝置概述定義主推進(jìn)動力裝置是指為船舶提供驅(qū)動推進(jìn)力的核心動力系統(tǒng),包括各種類型的發(fā)動機(jī)、電機(jī)和相關(guān)動力轉(zhuǎn)換裝置。作用主推進(jìn)動力裝置是保證船舶正常航行的關(guān)鍵部件,其性能直接決定了船舶的航速、航程、操縱性等性能指標(biāo)。結(jié)構(gòu)組成主推進(jìn)動力裝置由發(fā)動機(jī)、變速器、推進(jìn)軸、螺旋槳等部件組成,通過動力傳輸實現(xiàn)從動力源到推進(jìn)器的動力轉(zhuǎn)換。結(jié)構(gòu)組成動力單元包括發(fā)動機(jī)、電動機(jī)等能夠產(chǎn)生動力的核心部件。動力傳動系統(tǒng)用于將動力從動力單元傳遞到驅(qū)動輪的機(jī)械或電子裝置。控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)動力輸出的調(diào)節(jié)和驅(qū)動過程的監(jiān)控管理。輔助系統(tǒng)如制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等確保車輛行駛安全的附屬裝置。發(fā)展歷程1蒸汽時代19世紀(jì)初期,蒸汽機(jī)推動了工業(yè)革命2內(nèi)燃機(jī)時代20世紀(jì)初,內(nèi)燃機(jī)取代蒸汽機(jī)成為主流3電力時代20世紀(jì)中期,電動機(jī)開始廣泛應(yīng)用主推進(jìn)動力裝置經(jīng)歷了從蒸汽時代到內(nèi)燃機(jī)時代再到電力時代的發(fā)展歷程。這些關(guān)鍵時期代表著推進(jìn)技術(shù)的重大進(jìn)步,滿足了不同時代對動力性能的需求。未來,新能源動力系統(tǒng)將成為主流,推動動力裝置朝著更加環(huán)保、高效的方向發(fā)展。電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電動機(jī)是主推進(jìn)動力裝置的核心部件之一。電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)包括電動機(jī)本體、控制電路、供電系統(tǒng)等關(guān)鍵組件，以提供平穩(wěn)可靠的驅(qū)動動力。電動機(jī)分類1直流電動機(jī)采用直流電源供電,具有啟動轉(zhuǎn)矩大、速度可調(diào)范圍廣等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和交通領(lǐng)域。2交流電動機(jī)采用交流電源供電,結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)便捷,常見于家用電器和工業(yè)機(jī)械驅(qū)動中。3步進(jìn)電動機(jī)可精確控制轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速,應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、打印機(jī)等需要精確位置控制的場合。4無刷電動機(jī)內(nèi)部沒有機(jī)械式換向裝置,結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、可靠性高,適用于高速和精密控制場景。電動機(jī)控制原理1電流控制通過控制電動機(jī)的電流輸入來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的調(diào)節(jié)，保證電動機(jī)在最佳工作狀態(tài)下運(yùn)行。2速度反饋利用速度傳感器實時檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)速，并將反饋信號用于控制電路調(diào)整輸出。3扭矩控制根據(jù)負(fù)載變化,動態(tài)調(diào)整電機(jī)扭矩輸出,確保電動機(jī)始終處于最高效運(yùn)行狀態(tài)。電機(jī)驅(qū)動電路功率轉(zhuǎn)換器將電源電壓電流轉(zhuǎn)換為電機(jī)所需的驅(qū)動電壓電流，確保電機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。電機(jī)控制器根據(jù)各種反饋信號實現(xiàn)電機(jī)速度、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的實時調(diào)節(jié)與控制。檢測傳感器采集電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，為控制器提供反饋信息。內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)是主推進(jìn)動力裝置的重要組成部分之一。它通過汽油或柴油的爆燃產(chǎn)生推動力,廣泛應(yīng)用于汽車、船舶等領(lǐng)域。我們將了解內(nèi)燃機(jī)的分類、工作原理以及關(guān)鍵的燃油供給系統(tǒng)。內(nèi)燃機(jī)分類按點火方式內(nèi)燃機(jī)可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類,根據(jù)點火方式的不同而區(qū)分。按循環(huán)方式兩沖程和四沖程是內(nèi)燃機(jī)常見的兩種循環(huán)方式,效率和性能各有特點。按結(jié)構(gòu)形式活塞式、旋轉(zhuǎn)式、噴氣式等不同的結(jié)構(gòu)形式適用于不同的應(yīng)用場景。內(nèi)燃機(jī)工作原理進(jìn)氣活塞在下行程時,會吸入新鮮的空氣-燃料混合氣。壓縮活塞上行時會將混合氣壓縮,提高溫度和壓力。燃燒爆炸壓縮后的混合氣被點火裝置點燃,產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)馔苿踊钊滦?。排氣活塞上行時將燃燒后的廢氣排出,為下一個循環(huán)做好準(zhǔn)備。燃油供給系統(tǒng)系統(tǒng)組成燃油供給系統(tǒng)由燃油箱、油泵、燃油濾清器、燃油管路等部件組成,負(fù)責(zé)將燃油從油箱輸送到發(fā)動機(jī)燃料噴射系統(tǒng)。油泵工作原理電動燃油泵采用電動機(jī)驅(qū)動,通過離心力將燃油從油箱吸入并輸送到燃料噴射系統(tǒng)。燃油濾清器燃油濾清器可以去除燃油中的雜質(zhì)和水分,保護(hù)發(fā)動機(jī)免受污染。需定期更換以確保良好的濾油性能?；旌蟿恿︱?qū)動系統(tǒng)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)合了不同動力源的優(yōu)勢,實現(xiàn)更高的能源利用效率和更低的排放。它是未來汽車動力技術(shù)的發(fā)展方向之一?；旌蟿恿ο到y(tǒng)結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)混合動力系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)和電動機(jī)并聯(lián)連接,兩者可獨立提供動力。這種結(jié)構(gòu)兼顧了燃油效率和電力響應(yīng)性,適用于中大型車型。串聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)混合動力系統(tǒng)中,發(fā)動機(jī)僅用于給電池組供電,電動機(jī)獨立提供動力。這種結(jié)構(gòu)可優(yōu)化能量管理,但體積和成本相對較高。串并聯(lián)結(jié)構(gòu)串并聯(lián)混合動力系統(tǒng)兼具并聯(lián)和串聯(lián)的優(yōu)勢,可根據(jù)駕駛狀況靈活切換工作模式,實現(xiàn)動力和效率的最佳平衡。工作模式與能量管理1串聯(lián)式內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)串聯(lián)驅(qū)動2并聯(lián)式內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動3電動式全電動驅(qū)動混合動力系統(tǒng)主要有串聯(lián)式、并聯(lián)式和全電動三種工作模式。根據(jù)動力需求自動調(diào)整內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的參與比例,并通過電池、發(fā)電機(jī)等組件實現(xiàn)高效的能量管理,最大限度地提升整體能源利用效率。典型混合動力系統(tǒng)并聯(lián)混合動力系統(tǒng)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)可獨立或配合驅(qū)動車輛，實現(xiàn)高效能量利用。串聯(lián)混合動力系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為電機(jī)供電，電機(jī)獨立驅(qū)動車輪。適用于大型車型。動力分流混合動力系統(tǒng)采用行星齒輪實現(xiàn)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的動力分流和耦合。較為復(fù)雜。新能源動力系統(tǒng)新能源動力系統(tǒng)是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型動力系統(tǒng)。主要包括燃料電池系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及新能源車型應(yīng)用。這些新能源系統(tǒng)在能源效率、環(huán)保性等方面都有顯著優(yōu)勢。燃料電池系統(tǒng)1電化學(xué)發(fā)電燃料電池利用氫氣和氧氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng),直接轉(zhuǎn)化為電能。無需傳統(tǒng)發(fā)動機(jī),效率更高、排放更清潔。2系統(tǒng)組成由燃料電池堆、供氣系統(tǒng)、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等部件構(gòu)成,具有模塊化、可擴(kuò)展性。3應(yīng)用領(lǐng)域廣泛從車載動力到備用電源,燃料電池已廣泛應(yīng)用于交通、電力、工業(yè)等諸多領(lǐng)域。儲能系統(tǒng)電池技術(shù)鋰離子電池、鈉離子電池等新型儲能技術(shù)大幅提升續(xù)航里程和充電效率。超級電容器能快速充放電的超級電容器可為動力電機(jī)提供瞬時高功率輸出?；旌蟽δ軐㈦姵睾统夒娙萜骷傻幕旌蟽δ芟到y(tǒng)提高整體能量密度和功率密度。新能源車型應(yīng)用1純電動汽車采用電池與電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),不排放任何尾氣,為城市提供綠色出行解決方案。代表車型如特斯拉Model3、比亞迪e5等。2混合動力車結(jié)合傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī),充分利用雙動力的優(yōu)勢,提高燃油效率,減少排放。代表車型如豐田普銳斯、本田雅閣等。3燃料電池車?yán)脷錃馀c氧氣化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力驅(qū)動電機(jī),零排放、續(xù)航里程長。代表車型如豐田Mirai、現(xiàn)代氫燃料電池SUV。動力系統(tǒng)性能評價評價動力系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括效率、噪聲、排放、能耗和續(xù)駛里程等多個方面。通過全面測試和分析,可以綜合評估動力系統(tǒng)的優(yōu)劣,為技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用提供依據(jù)。動力系統(tǒng)性能評價1.效率指標(biāo)動力系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括能量轉(zhuǎn)換效率、整機(jī)系統(tǒng)效率和最大傳動效率等。這些數(shù)據(jù)直接關(guān)系到動力系統(tǒng)的能耗和工作性能。噪聲與排放85噪聲指標(biāo)汽車噪聲不應(yīng)超過85分貝(A)<0.5尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)按歐盟六階段標(biāo)準(zhǔn),顆粒物排放小于0.5g/KM30電動車優(yōu)勢電動車噪聲低于內(nèi)燃機(jī)車型30分貝95%排放改善新能源車型可降低95%尾氣排放能耗與續(xù)駛里程能耗指標(biāo)主要體現(xiàn)在燃油/電耗水平，反映動力系統(tǒng)的能源利用效率。續(xù)駛里程針對不同動力系統(tǒng),反映車輛的續(xù)航性能,是消費(fèi)者關(guān)注的重點指標(biāo)之一。優(yōu)化策略通過優(yōu)化動力系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)控制,降低能耗,提高續(xù)駛里程是關(guān)鍵。未來發(fā)展方向主推進(jìn)動力裝置的未來發(fā)展方向包括提高能源利用效率、降低排放、提升智能控制能力,以及推廣新能源動力系統(tǒng)的應(yīng)用。這些發(fā)展方向?qū)⒂兄趯崿F(xiàn)更加環(huán)保、高效的可持續(xù)交通運(yùn)輸。國內(nèi)外技術(shù)路線全球技術(shù)路線世界各國正在積極發(fā)展新能源汽車技術(shù),包括電動、混合動力等不同路線。各有特點與優(yōu)勢,正在朝著更環(huán)保、高效的方向持續(xù)創(chuàng)新。中國技術(shù)突破中國作為全球最大的新能源汽車市場,正在通過政策支持、技術(shù)創(chuàng)新等多方面推動產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和產(chǎn)品升級。技術(shù)創(chuàng)新方向未來汽車動力系統(tǒng)將更加智能化、電動化、集成化,以提高能效、降低排放為目標(biāo)不斷創(chuàng)新。未來發(fā)展方向電動化驅(qū)動未來汽車動力系統(tǒng)將朝著全面電動化發(fā)展，以提高能效并減少排放。充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電池技術(shù)的進(jìn)步將成為驅(qū)動力。自動駕駛技術(shù)自動駕駛系統(tǒng)的發(fā)展將使車輛控制更加智能化，提高行車安全性和駕駛舒適性。傳感器、決策算法和控制技術(shù)的進(jìn)步是關(guān)鍵。