汽車發(fā)動機原理

（第5版）Contents第二章四沖程內(nèi)燃機的換氣過程第三章柴油機混合氣形成和燃燒第四章汽油機混合氣形成和燃燒第五章代用燃料發(fā)動機及新能源汽車第六章內(nèi)燃機噪聲、排放污染及防治第七章內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓第八章內(nèi)燃機特性第一章內(nèi)燃機性能指標(biāo)及實際循環(huán)計算方法第五章代用燃料發(fā)動機及新能源汽車第一節(jié)代用燃料發(fā)動機第二節(jié)新能源汽車第一節(jié)

代用燃料發(fā)動機1.代用燃料第一節(jié)

代用燃料發(fā)動機2.代用燃料發(fā)動機壓縮天然氣(ＣＮＧ)發(fā)動機

價格低于汽油和柴油，供應(yīng)有保障，配套設(shè)施較為完善，使用及運行費用較低。天然氣具有良好的抗爆性，研究法辛烷值(RON)約為120，不需要添加抗爆劑。天然氣與空氣更易形成混合氣，燃燒完全，加之其著火界限寬，稀薄燃燒性能好。發(fā)動機壽命長，維修費用大大降低。優(yōu)點，

缸外進氣道噴射時,天然氣呈氣體狀態(tài)，使進入汽缸內(nèi)的空氣量減少,發(fā)動機充氣系數(shù)比液體燃料發(fā)動機低約10%,加之其密度、能量密度較低,與同排量的汽油機相比,功率約下降10%以上.高壓氣瓶使整車重量加大,空間減小,持續(xù)運行時間短.缺點第一節(jié)

代用燃料發(fā)動機2.代用燃料發(fā)動機液化石油氣(ＬＰＧ)發(fā)動機

而提高發(fā)動機的動力性、熱效率和燃料經(jīng)濟性;極大地降低汽車對大氣的污染;提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性;ＬＰＧ的著火極限范圍比汽油寬，空燃比容易調(diào)整，能保持穩(wěn)定良好的燃燒，從而保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)性能比較穩(wěn)定;ＬＰＣ的燃點比汽油高，不易產(chǎn)生火災(zāi)，比汽油安全。液化石油氣燃料特點第一節(jié)

代用燃料發(fā)動機2.代用燃料發(fā)動機醇類燃料發(fā)動機

辛烷值高。含氧量大，具有自供氧能力。著火界限寬，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤鞜嶂档?。因其含氧量大，發(fā)動機動力性沒有降低。汽化潛熱高。甲醇與乙醇的沸點低，易產(chǎn)生氣阻，且蒸發(fā)排放較高。甲醇有一定毒性。甲醇與乙醇對燃料系統(tǒng)金屬件及塑料、橡膠等非金屬件均有一定腐蝕性。甲醇、乙醇作為內(nèi)燃機燃料特點第一節(jié)

代用燃料發(fā)動機2.代用燃料發(fā)動機氫氣發(fā)動機

氫氣的可燃極限極廣，不需使用分層燃燒技術(shù)即可實現(xiàn)稀燃。氫氣的燃燒速度快，遠(yuǎn)高于其他氣體燃料。氫氣很容易就能被點燃。氫氣熱值高。氫氣作為燃料的優(yōu)點第二節(jié)

新能源汽車1.概述

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、具有新結(jié)構(gòu)的汽車。第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)

動能量完全由電能提供的、由電機驅(qū)動的汽車,稱為純電動汽車.

純電動汽車一般采用高效率充電動力蓄電池作為動力源,不需要內(nèi)燃機,因此其電機相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機,動力蓄電池相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車的油箱。第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)

典型的純電動汽車組成純電動汽車由電力驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等三部分組成,如圖。第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)

動力蓄電池動力蓄電池種類：第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)動力蓄電池固態(tài)鋰空氣蓄電池：鋰空氣蓄電池采用金屬鋰或含鋰材料作為負(fù)極，空氣作為正極。根據(jù)采用的電解質(zhì)的不同可分為三類，如圖。第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)電機電動汽車對電機性能的基本要求：(１)電機的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足電動車輛動力性能的要求；(２)一般要求電機能夠承受２~４倍的過載，并能夠?qū)崿F(xiàn)四象限的運轉(zhuǎn)，高效率地回收電動汽車在制動時反饋的能量；(３)電機的工作電壓高、轉(zhuǎn)速高，可以提高電機的比功率，減小電機的尺寸，減輕電機的質(zhì)量和減小各種控制裝置和導(dǎo)線的截面積，有利于在電動汽車上進行安裝和布置，并可以降低成本；(４)電機有良好的可靠性，耐溫和耐潮濕，可以在惡劣的環(huán)境條件下長期運轉(zhuǎn)，且結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便，適合批量生產(chǎn)；第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)電機電動汽車用電機種類：第二節(jié)

新能源汽車2.純電動汽車(ＢＥＶ)電機電機的運行機制：在純電動汽車中，電機可以有電機驅(qū)動運行狀態(tài)和反饋制動狀態(tài)。當(dāng)使用電機驅(qū)動車輛模式時，電機處于驅(qū)動運行狀態(tài)即為電動機，在車輛制動能量回饋時，電機處于反饋制動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機。第二節(jié)

新能源汽車3.混合動力電動汽車(HEV)根據(jù)所采用不同的動力組合裝置和不同的組合方法可分為：(１)串聯(lián)式混合動力系統(tǒng);(２)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng);(３)混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。第二節(jié)

新能源汽車3.混合動力電動汽車(HEV)優(yōu)點：內(nèi)燃機工作狀態(tài)不受車輛行駛工況的影響具有良好的經(jīng)濟性和排放性能整車的結(jié)構(gòu)布置自由度較大因此可以提高能量利用效率缺點：輸出能量利用率比較低電傳動效率較低電動機的功率要足夠大需要較大的蓄電池容量串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)圖5-5串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)示意圖第二節(jié)

新能源汽車3.混合動力電動汽車(HEV)與串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，其能量的利用率相對較高，因此燃油經(jīng)濟性比串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)更高。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)需要變速裝置和動力合成裝置，傳動機構(gòu)較為復(fù)雜。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)圖5-6并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)示意圖第二節(jié)

新能源汽車3.混合動力電動汽車(HEV)混聯(lián)式混合動力電動汽車工作模式：(１)純內(nèi)燃機驅(qū)動模式(２)純電動驅(qū)動模式(３)混合驅(qū)動模式(４)再生制動模式(５)蓄電池停車充電模式(６)內(nèi)燃機驅(qū)動、蓄電池充電模式并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)圖5-7混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)示意圖第二節(jié)

新能源汽車4.燃料電池電動汽車(FCEV)燃料電池電動汽車：以燃料電池作為動力源,通過氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電能驅(qū)動電機來驅(qū)動車輛行駛。圖5-8燃料電池汽車動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)

新能源汽車4.燃料電池電動汽車(FCEV)氫燃料電池是一種發(fā)電裝置，是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。燃料電池通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能作為交通工具的動力源。圖5-9燃料電池原理示意圖THANKYOU汽車發(fā)動機原理

（第5版）Contents第二章四沖程內(nèi)燃機的換氣過程第三章柴油機混合氣形成和燃燒第四章汽油機混合氣形成和燃燒第五章代用燃料發(fā)動機及新能源汽車第六章內(nèi)燃機噪聲、排放污染及防治第七章內(nèi)燃機的廢氣渦輪增壓第八章內(nèi)燃機特性第一章內(nèi)燃機性能指標(biāo)及實際循環(huán)計算方法第六章內(nèi)燃機噪聲、排放污染及防治第一節(jié)內(nèi)燃機噪聲污染及防治第二節(jié)內(nèi)燃機排放污染及防治1.噪聲分析第一節(jié)

內(nèi)燃機噪聲污染及防治車輛噪聲源圖6-2車輛基本噪聲源汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜運行條件惡劣行駛工況多變圖6-1汽車的主要噪聲源和傳播途徑1.噪聲分析第一節(jié)

內(nèi)燃機噪聲污染及防治車輛噪聲源表6-1說明了上述噪聲與發(fā)動機轉(zhuǎn)速(或車速)的關(guān)系及其影響因素.1.噪聲分析第一節(jié)

內(nèi)燃機噪聲污染及防治發(fā)動機噪聲源在汽車噪聲中,發(fā)動機噪聲是主要噪聲源之一,它對整車噪聲級有決定性影響。2.內(nèi)燃機噪聲的防治第一節(jié)

內(nèi)燃機噪聲污染及防治降低燃燒噪聲加強結(jié)構(gòu)強度采用隔聲罩殼采用排氣消聲器低噪聲發(fā)動機設(shè)計1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治一氧化碳(ＣＯ)ＣＯ是燃料在空氣不足的情況下的燃燒產(chǎn)物，是內(nèi)燃機排氣中有害濃度最大的成分。1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治氮氧化物(NOX)

從大氣污染的角度來看,最重要的是NO和NO2。除了N2O在環(huán)境中有少量可見外，其余氮氧化物可忽略不計，與環(huán)境污染有關(guān)的NO和NO2總稱NOX。1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

碳?xì)浠衔?ＨＣ)

內(nèi)燃機排氣中HC濃度隨著工況與試驗條件的不同差別很大。

當(dāng)前，汽車排氣中的HC和NOｘ一樣，由光化學(xué)反應(yīng)所生成的過氧化物更加引人注目。1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

光化學(xué)煙霧

汽車內(nèi)燃機排氣中，作為起因物質(zhì)的NOｘ和HC在太陽能的作用下進行光化學(xué)反應(yīng)，生成光化學(xué)過氧化物進而形成的煙霧稱為光化學(xué)煙霧。1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

微粒

所謂微粒，是指存在于接近大氣條件的，除掉未化合的水以外的任何分散物質(zhì)。鉛化物碳煙油霧1.內(nèi)燃機排放污染物的危害第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

臭氣

2.我國汽車排放標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

我國汽車排放控制始于20世紀(jì)80年代，1993年，我國頒布了?輕型汽車排氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?(ＧＢ１４７６１.１—１９９３)，繼而于1999年、2001年、2002年又先后頒布了多項有關(guān)汽車的排放標(biāo)準(zhǔn).3.內(nèi)燃機排氣污染物的生成第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

對于汽油機，根據(jù)燃燒化學(xué)反應(yīng)，在不同空燃比Ａ/Ｆ下，燃燒產(chǎn)物各成分的計算值如圖6-6所示一氧化碳(ＣＯ)3.內(nèi)燃機排氣污染物的生成第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治在燃燒過程中ＨＣ的生成，主要有以下途徑：由于α<１時空氣量不足，發(fā)生不完全燃燒。缸壁激冷效應(yīng)縫隙效應(yīng)吸附效應(yīng)碳?xì)浠衔?ＨＣ)

3.內(nèi)燃機排氣污染物的生成第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治在較低的溫度下，N2和O2生成NO的機理可以認(rèn)為是簡單的雙分子反應(yīng)，即:但是在高溫時,NO的生成機理受澤爾多維奇(Zeldovich)反應(yīng)所支配,有以下兩個反應(yīng)氮氧化物(ＮＯｘ)

生成ＮＯ的因素有以下三點：(１)溫度(２)氧的濃度(３)滯留時間

3.內(nèi)燃機排氣污染物的生成第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治１)白煙:通常在低溫起動不久及怠速工況時發(fā)生。２)藍(lán)煙(青煙)通常在柴油機尚未完全預(yù)熱或低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時發(fā)生。３)黑煙通常在柴油機大負(fù)荷時發(fā)生。碳煙

4.內(nèi)燃機排放污染物的影響因素第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治混合氣成分點火提前角負(fù)荷轉(zhuǎn)速過渡工況廢氣再循環(huán)率汽油機排放污染物的影響因素圖6-7點火提前角對燃油消耗量和有害排放物的影響

4.內(nèi)燃機排放污染物的影響因素第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治混合氣成分噴油提前角燃燒室的類型柴油機排放污染物的影響因素圖6-8混合氣成分與柴油機排放的關(guān)系圖6-9噴油提前角對排放的影響5.內(nèi)燃機排放污染物的防治第二節(jié)

內(nèi)燃機排放污染及防治

改進燃燒系統(tǒng)前處理機內(nèi)處理廢氣再循環(huán)系統(tǒng)改進點火系統(tǒng)