汽車節(jié)能減排新技課件

山東交通學(xué)院吳際璋汽車節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)/山東交通學(xué)院吳際璋汽車節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)/1前言：

一、發(fā)動機使用性能好壞的三個指標(biāo)：

1、動力性—最高車速Vmax；加速時間t；最大爬坡度Imax。

2、經(jīng)濟性—油耗率L/100km或g/kw.h。

3、凈化性—CO、HC、NOx、Pm排放值。汽車技術(shù)的開發(fā)、創(chuàng)新，和新能源的利用，都是圍繞著這三個指標(biāo)進行的，正在日新月異的突飛猛進。/前言：

一、發(fā)動機使用性能好壞的三個指標(biāo)：

1、動2汽車最新技術(shù)的分類：

（1）節(jié)能、環(huán)保類－諧波增壓系統(tǒng)、可變配氣正時、廢氣渦輪增壓、雙火花塞點火、汽油機缸內(nèi)直噴、柴油機共軌系統(tǒng)、代用燃料汽車、混合動力汽車。

（2）安全類－巡航、電動轉(zhuǎn)向、ABS＋EBD、ASR、ESP、SRS、電渦流輔助制動、燈光、車身。

（3）創(chuàng)新類－智能節(jié)氣門、智能冷卻系、磁粉離合器、鋼帶式AT、雙離合器AT、4WD轉(zhuǎn)2WD、CAN－BUS、GPS導(dǎo)航。。/汽車最新技術(shù)的分類：

（1）節(jié)能、環(huán)保類－諧波增壓系統(tǒng)3二、常見的節(jié)能、減排結(jié)構(gòu)：

1、慣性進氣增壓結(jié)構(gòu)—進氣管增設(shè)轉(zhuǎn)換閥門ACIS閥，利用進氣流慣性增壓，提高充氣效率。/二、常見的節(jié)能、減排結(jié)構(gòu)：

1、慣性進氣增壓結(jié)構(gòu)—進氣管增設(shè)4

2、可變配氣相位一結(jié)構(gòu)VVT-i：

（1）進氣相位角調(diào)節(jié)范圍寬，可達40。；

（2）功率可提高10%；

（3）油耗可降低3%～5%。

/2、可變配氣相位一結(jié)構(gòu)VVT-i：

（1）進5//6//73、智能節(jié)氣門體結(jié)構(gòu)ECTS-i一

（1）M＞F—節(jié)氣門開大；M＜F—節(jié)氣門關(guān)??；M＝F—節(jié)氣門保持不動。

（2）拆下維修或換新后，初始位置必須重新設(shè)定：SW－ON，緩慢踏下加速踏板到底，ECU即編程認定，或用檢碼器設(shè)定，方可起動運轉(zhuǎn)。/3、智能節(jié)氣門體結(jié)構(gòu)ECTS-i一

（1）M＞F—節(jié)氣門開大8（3）一個節(jié)氣門，多系統(tǒng)共用，簡化了各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果：一個壞了，燈點亮，響應(yīng)性不變，但其他功能關(guān)閉，進入“跛行狀態(tài)”。兩個都壞了，即進入“限速狀態(tài)”，開度為：7。，轉(zhuǎn)速為：1500r／min，“緩慢回家”。

/（3）一個節(jié)氣門，多系統(tǒng)共用，簡化了各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果：一9（4）智能節(jié)氣門體結(jié)構(gòu)的多項功能：/（4）智能節(jié)氣門體結(jié)構(gòu)的多項功能：/10（5）非接觸式角度傳感器的檢測：

它利用永久磁鐵相對HL模塊的轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生兩路0～5V的HL電壓。提高了信號的可靠性和使用壽命。

A、當(dāng)加速踏板松開／節(jié)氣門全關(guān)時—通過HL-IC的磁通密度最小，輸出電壓最低；

B、當(dāng)加速踏板踩到底／節(jié)氣門全開時—通過HL-IC的磁通密度最大，輸出電壓最高。

C、當(dāng)加速踏板踩下一半／節(jié)氣門半開時—通過HL-IC的磁通密度居中，輸出電壓也居中。/（5）非接觸式角度傳感器的檢測：

它利用永久磁鐵相對HL模塊114、雙火花塞的優(yōu)點：

（1）縮短火焰?zhèn)鞑バ谐毯蜁r間，改善了燃燒條件，提高了可燃混合氣的燃燒速度，消除了爆燃危害，可使壓縮比加大到10.4，提高了動力性和經(jīng)濟性。

（2）有時間差，多種點火組合，適應(yīng)多工況需要，改善油耗和凈化性。

（3）提高了點火系統(tǒng)可靠性，不易出現(xiàn)“缺缸”故障。

（4）可以簡化“硬件系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)，變四缸16氣門為8氣門，去消了復(fù)雜的“可變氣門正時機構(gòu)”。/4、雙火花塞的優(yōu)點：

（1）縮短火焰?zhèn)鞑バ谐毯蜁r間，125、廢氣渦輪增壓結(jié)構(gòu)，是最佳的節(jié)能、減排手段：

（1）廢氣渦輪和壓氣機，轉(zhuǎn)速達100000轉(zhuǎn)/分，使高密度的油氣壓入氣缸；

（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）適于高原地區(qū)運行，能恢復(fù)功率和減少油耗及排放污染。/5、廢氣渦輪增壓結(jié)構(gòu)，是最佳的節(jié)能、減排手段：

（1）廢氣渦13實例：大眾1.4LTFSI雙增壓系統(tǒng)：1.4L的排量和油耗，可獲得2.5L的動力。

FSI系統(tǒng)100%的使用了增壓技術(shù)。/實例：大眾1.4LTFSI雙增壓系統(tǒng)：1.4L的排14三、汽油機缸內(nèi)直噴：

簡稱：GDI系統(tǒng)；又因為燃油是分層燃燒，故又稱：FSI系統(tǒng)。/三、汽油機缸內(nèi)直噴：

簡稱：GDI系統(tǒng)；又因為燃油是分層燃燒15（一）汽油機缸內(nèi)直噴系統(tǒng)的組成：在傳統(tǒng)的電噴系統(tǒng)中，增加了“高壓油泵、軌道壓力傳感器，提高了噴油壓力，改變了ECU的控制程序”。/（一）汽油機缸內(nèi)直噴系統(tǒng)的組成：在傳統(tǒng)的電噴系統(tǒng)中，增16（二）優(yōu)點：

1、實現(xiàn)了“低油耗、低污染、高功率”的夢想。

（1）壓縮比12~13：1；（2）A/F=30~40：1，超稀薄分層燃燒；

（3）動力性+10%；經(jīng)濟性+40%；

（4）不產(chǎn)生爆燃，對燃油無質(zhì)量要求（因為有兩次噴射，還應(yīng)使用指定的標(biāo)號汽油）。/（二）優(yōu)點：

1、實現(xiàn)了“低油耗、低污染、高功率”的夢想。172、“三個渦流”實現(xiàn)超稀薄分層燃燒：/2、“三個渦流”實現(xiàn)超稀薄分層燃燒：/183、中小負荷工況時的噴油特點：

轎車在市內(nèi)行駛占有的時間為75%～85%，多在中、小負荷工況下工作，應(yīng)在壓縮行程后期噴油，以經(jīng)濟超稀薄混合氣成分為主，為分層燃燒方式。/3、中小負荷工況時的噴油特點：

轎車在市內(nèi)行駛占有的194、大負荷工況時的噴油特點：

為了獲得大功率值，應(yīng)加濃可燃混合氣，以動力性為主，采用“兩次噴油方式”。第一次是在進氣行程，噴入適量燃油，形成均質(zhì)燃燒混合氣；第二次是在壓縮行程的后期噴油，形成濃稀不均的層狀稀混合氣，再點火燃燒。

“兩次噴射”也在起動工況、急加速工況出現(xiàn)，以調(diào)節(jié)空燃比A/F的大小，改善使用性能。/4、大負荷工況時的噴油特點：

為了獲得大功率值，應(yīng)加濃可燃混20四、柴油機共軌噴射ECD-CR：

解決了：冒黑煙、噪聲、Nox問題。/四、柴油機共軌噴射ECD-CR：

解決了：冒黑煙、噪聲、N21（一）ECD-CR系統(tǒng)的組成：

進氣增壓、供油（低壓、高壓）、電控制系統(tǒng)等三部分組成。/（一）ECD-CR系統(tǒng)的組成：

進氣增壓、供油（低壓、高壓22（二）ECD-CR系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行元件：/（二）ECD-CR系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行元件：/23（三）ECD-CR系統(tǒng)的特點：

1、高壓噴射，噴油壓力高達140Mpa；

2、油壓的建立與噴油控制分開；

3、噴油特性與燃燒規(guī)律相適應(yīng)。/（三）ECD-CR系統(tǒng)的特點：

1、高壓噴射，噴油壓力高達24（四）ECD-CR系統(tǒng)的高壓油泵和噴油器：

1、高壓油泵—三個單柱塞泵；

2、噴油器—電控液壓繼動控制。/（四）ECD-CR系統(tǒng)的高壓油泵和噴油器：

1、高壓油泵—25五、天然氣汽車：

它分：壓縮天然氣CNG（甲烷CH4）、液化天然氣LPG（丙烷C3H8、丁烷C4H10）。我國己探明天然氣儲量為1.52萬億M3，天然氣汽車，理應(yīng)推廣普及。2010年我國已增加到30萬輛，僅限于公交車使用。/五、天然氣汽車：

它分：壓縮天然氣CNG（甲烷CH426（一）天然氣汽車的優(yōu)點：

1、凈化性好—HC、CO、NOx、Pm少（平均下降約50％）；

2、抗爆性好—辛烷值為130，壓縮比可達12：1，單燃料發(fā)動機，可采用；

3、經(jīng)濟性好—費用低，改裝容易，熱值高于醇類（為8500千卡／Kg；乙醇為6475千卡/公斤；汽油為10300千卡/公斤），燃氣中無膠質(zhì)、積炭，不稀釋潤滑油，機械磨損小，壽命長。

4、安全性好—天然氣的點燃溫度為650℃，汽油的點燃溫度為427℃，高223℃，加之密度小，泄漏氣體不易點燃，故安全性好。/（一）天然氣汽車的優(yōu)點：

1、凈化性好—HC、CO、NOx、27（二）天然氣汽車的缺點：

1、因密度小，充氣效率低，動力性差（下降10～15％）；

2、續(xù)駛里程短，需建加氣站；

3、雙燃料汽車的自重加大。/（二）天然氣汽車的缺點：

1、因28（三）天然氣汽車的結(jié)構(gòu)原理：

兩種天然氣的供氣系統(tǒng)類同，由儲氣罐（儲液罐）、蒸發(fā)器、調(diào)壓器、混合器、過濾器、控制閥、氣壓表組成。

多數(shù)調(diào)壓器都設(shè)有加熱水道，專用蒸發(fā)器即可不用。/（三）天然氣汽車的結(jié)構(gòu)原理：

兩種天然氣的供氣系統(tǒng)類同，由儲291、調(diào)壓器的作用是－減壓、蒸發(fā)、汽化。它利用容積的逐級加大，與彈簧不斷平衡而降壓，進行量化控制。

2、混合器的作用是－使天然氣和空氣按一定比例混合，形成可燃混合氣。

3、兩種氣體的機械式調(diào)壓器和混合器類同，目前為“機械控制”方式，先進的“機電混合控制”方式，雙燃料噴射系統(tǒng)，將要推廣普及。/1、調(diào)壓器的作用是－減壓、蒸發(fā)、汽化。它利用容積的逐級加大，304、汽油機、柴油機都可使用雙燃料工作，柴油機需在壓縮終了噴少量柴油，以便引燃天然氣。

5、電控柴油機雙燃料噴射系統(tǒng)簡介：計量準(zhǔn)確、工作可靠、性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換方便、配合增壓技術(shù)，將廣泛使用。/4、汽油機、柴油機都可使用雙燃料工作，柴油機需在壓縮終了噴少31六、混合動力汽車HEV：

電動汽車再加上小排量內(nèi)燃機為動力源。利用行星排的變速特性，既可共同驅(qū)動，又可單獨驅(qū)動，電動機還可用來發(fā)電，給電池充電。其優(yōu)點：省油、污染小、噪聲低。豐田-普銳斯（Prius）己成功使用。/六、混合動力汽車HEV：

電動汽車再加上小排量內(nèi)燃機為動32（一）工作原理：

行駛時，蓄電池輸出高電位直流電（200v），經(jīng)變頻器的三相橋式電路，變?yōu)楦邏航涣麟姡?00v），驅(qū)動體積小、功率高的交流電動機輸出轉(zhuǎn)矩M，經(jīng)傳動系驅(qū)動車輪。/（一）工作原理：

行駛時，蓄電池輸出高電位直33三相交流永磁無刷同步發(fā)電機/電動機，用變頻器控制調(diào)速，用電子開關(guān)進行控制。它體積小、功率高、轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩可變。感應(yīng)式電動機又能隨機快速切換，變?yōu)榻涣靼l(fā)電機，具有再生制動發(fā)電功能。利用兩個動力源MG1、MG2，可以做到“功能互補”，驅(qū)動和發(fā)電兩不誤，防止蓄電池虧電。/三相交流永磁無刷同步發(fā)電機/電動機，用變頻器控制調(diào)速，用電子34（二）運行工作情況：

P檔—為停車檔，司機離車時用，坡道起步時也用。

R檔—為倒車檔，車停穩(wěn)后掛入倒檔。

N檔—為空檔，此時，電機MG1和MG2被斷電關(guān)閉，發(fā)動機可運轉(zhuǎn)。

D—前進檔，混合動力搭配自動控制，無級變速驅(qū)動。

B—發(fā)動機制動檔，下長坡時使用，MG1通電，MG2發(fā)電，行星排閉鎖，反拖能產(chǎn)生再生大電能和制動能，向HV蓄電池快速充電。/（二）運行工作情況：

P檔—為停車檔，司機離車時用，坡道起351、起步和市內(nèi)低速行駛時—電機驅(qū)動，內(nèi)燃機不工作。交流電機MG2驅(qū)動，調(diào)速范圍寬，起步加速牽引力大，符合汽車牽引特性要求。MG1發(fā)電，實現(xiàn)“零排放”、“零油耗”。/1、起步和市內(nèi)低速行駛時—電機驅(qū)動，內(nèi)燃機不工作。交流電機M362、當(dāng)需要大能量驅(qū)動時（急加速、爬坡、壞路）—

MG2電機和內(nèi)燃機同時驅(qū)動行駛,MG1發(fā)電。

3、電池儲量低于60%時—內(nèi)燃機自動驅(qū)動行駛，MG1快速對蓄電池充電，MG2備用，1h即可100%充滿恢復(fù)。/2、當(dāng)需要大能量驅(qū)動時（急加速、爬坡、壞路）—

MG2電374、汽車制動或減速滑行時—車輪反拖電動機轉(zhuǎn)動，感應(yīng)式電動機MG2，變?yōu)榻涣靼l(fā)電機，經(jīng)變頻器變交流為直流，向電池充電。將汽車的動能變?yōu)殡娔?，稱：“再生制動”功能，既可發(fā)電，又可在發(fā)電時產(chǎn)生制動阻力，使汽車減速。/4、汽車制動或減速滑行時—車輪