第11章新型汽车发动机

1、国家十一五规划教材国家十一五规划教材1教学目标与要求教学目标与要求l理解电动汽车的特点、分类、基本结构理解电动汽车的特点、分类、基本结构与工作原理与工作原理l理解燃气汽车的特点、分类、基本结构理解燃气汽车的特点、分类、基本结构与工作原理与工作原理l理解太阳能汽车的特点、工作原理与基理解太阳能汽车的特点、工作原理与基本结构本结构l理解直接喷射式汽油机的特点、工作原理解直接喷射式汽油机的特点、工作原理与基本结构理与基本结构国家十一五规划教材国家十一五规划教材211.1.1 11.1.1 电动汽车的特点电动汽车的特点 1. 电动汽车能广泛地利用各种能源电动汽车能广泛地利用各种能源 2. 能量的利用率

2、高，节约能源能量的利用率高，节约能源3. 电动汽车是零排放汽车电动汽车是零排放汽车 4. 结构简单和维修使用方便结构简单和维修使用方便 国家十一五规划教材国家十一五规划教材3 根据所使用的基本动力能源不同，根据所使用的基本动力能源不同，电动汽车大致可分为三类：蓄电池电动电动汽车大致可分为三类：蓄电池电动汽车汽车Electric Vehicle（EV）、混合动力）、混合动力电动汽车电动汽车Hybrid Electric Vehicle（HEV）、燃料电池汽车）、燃料电池汽车Fuel Cell Electric Vehicle（FCEV）。）。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材4 蓄电池电动汽

3、车蓄电池电动汽车是指利用蓄电池作为是指利用蓄电池作为动力、在市区街道或动力、在市区街道或城间公路上行驶的用城间公路上行驶的用电动机驱动的汽车，电动机驱动的汽车，不包括无轨电车及在不包括无轨电车及在车站、码头或厂内使车站、码头或厂内使用的电动叉车和普通用的电动叉车和普通的电瓶车。的电瓶车。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材5l 混合动力电动汽车是混合动力电动汽车是将电力驱动与辅助动力驱将电力驱动与辅助动力驱动结合起来，充分发挥二动结合起来，充分发挥二者各自的优势及二者相结者各自的优势及二者相结合产生的优势的车辆。辅合产生的优势的车辆。辅助动力可以采用燃烧某种助动力可以采用燃烧某种燃料的原动机

4、或动力发电燃料的原动机或动力发电机组。机组。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材6 采用燃料电池作为电源的电动汽车称采用燃料电池作为电源的电动汽车称为燃料电池电动汽车。为燃料电池电动汽车。国家十一五规划教材国家十一五规划教材71. EV的基本结构的基本结构 蓄电池电动汽车的结蓄电池电动汽车的结构方框图如图所示。构方框图如图所示。与普通燃油汽车相比与普通燃油汽车相比较，蓄电池电动汽车较，蓄电池电动汽车主要由电池组、控制主要由电池组、控制系统、驱动系统及安系统、驱动系统及安全保护系统等组成。全保护系统等组成。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材8 电池组是蓄电池电动汽车的能源，电池电池组是蓄电

5、池电动汽车的能源，电池性能的优劣直接影响蓄电池电动汽车的行性能的优劣直接影响蓄电池电动汽车的行驶性能。目前在驶性能。目前在EV上，一般以各种不同的上，一般以各种不同的蓄电池组成动力电池组，用周期性的充电蓄电池组成动力电池组，用周期性的充电来补充电能。动力电池组是来补充电能。动力电池组是EV的关键装备，的关键装备，它储存的电能、质量和体积，对它储存的电能、质量和体积，对EV的性能的性能起决定性影响，是目前制约起决定性影响，是目前制约EV发展的瓶颈。发展的瓶颈。国家十一五规划教材国家十一五规划教材9国家十一五规划教材国家十一五规划教材10 目前电动汽车广泛应用的电池有：目前电动汽车广泛应用的电池有

6、： 1、铅酸蓄电池、铅酸蓄电池 2、镍、镍-氢蓄电池氢蓄电池 3、镍、镍-镉蓄电池镉蓄电池国家十一五规划教材国家十一五规划教材11l电池组若干单体电池组若干单体电池组成，每个电池组成，每个单体电池都是由单体电池都是由正极板、负极板、正极板、负极板、装在正极板和负装在正极板和负极板之间的隔板、极板之间的隔板、电解质和正负接电解质和正负接线柱组成线柱组成 国家十一五规划教材国家十一五规划教材12 EV的控制系统的控制系统主要是对于动力主要是对于动力电池组的管理和电池组的管理和对电动机的控制。对电动机的控制。 图示是交流图示是交流异步电动机的控异步电动机的控制系统。制系统。 国家十一五规划教材国家十

7、一五规划教材13 EV的驱动系统有集中驱动系的驱动系统有集中驱动系统和轮毂驱动系统两大驱动系统和轮毂驱动系统两大驱动系统。统。国家十一五规划教材国家十一五规划教材14 由两个永磁电动机组成的双电动机驱动系统由两个永磁电动机组成的双电动机驱动系统左半轴左驱动电动机电控差速器右驱动电动机右半轴国家十一五规划教材国家十一五规划教材151轮胎 2永久磁铁 3制动盘 4衬套5轮轴 6电动机线圈绕组国家十一五规划教材国家十一五规划教材16 EV的动力电池组具有的动力电池组具有96312V的高的高压直流电，人身触电时会造成致命的危压直流电，人身触电时会造成致命的危险。因此必须设置安全保护系统，确保险。因此必

8、须设置安全保护系统，确保人员安全。另外在撞车、翻车或线路发人员安全。另外在撞车、翻车或线路发生短路时，应有应急处理装置，因此生短路时，应有应急处理装置，因此EV必须配备电气装置的故障自检系统和故必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统，在电气系统发生故障时自障报警系统，在电气系统发生故障时自动控制动控制EV不能起动等，及时防止故障的不能起动等，及时防止故障的发生。发生。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材17l 电动汽车的工作电动汽车的工作状态经各种传感器检状态经各种传感器检测后转化为电信号，测后转化为电信号，并把这些电信号送入并把这些电信号送入中央控制器，经中央中央控制器，经中央控制器

9、处理后发出驱控制器处理后发出驱动信号，控制逆变器动信号，控制逆变器的工作状态，从而达的工作状态，从而达到对电动汽车工况的到对电动汽车工况的控制。控制。国家十一五规划教材国家十一五规划教材18 在电动汽车的能源系统中，目前还没在电动汽车的能源系统中，目前还没有一种能源能够使电动汽车的性能完全有一种能源能够使电动汽车的性能完全与燃油汽车相匹敌，其主要原因在于这与燃油汽车相匹敌，其主要原因在于这些能源系统不能提供足够高的比能量和些能源系统不能提供足够高的比能量和比功率。为了解决这个问题，人们在电比功率。为了解决这个问题，人们在电动汽车上加入辅助动力单元。这就构成动汽车上加入辅助动力单元。这就构成了目

10、前所说的混合动力电动汽车。了目前所说的混合动力电动汽车。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材19混和动力电动汽车是在蓄电池电动汽车的混和动力电动汽车是在蓄电池电动汽车的基础上加入辅助动力单元组成，其基本结基础上加入辅助动力单元组成，其基本结构包括电池组、辅助动力系统、控制系统、构包括电池组、辅助动力系统、控制系统、驱动系统及安全保护系统。驱动系统及安全保护系统。电池组、控制系统、驱动系统及安全保护电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统基本与蓄电池电动汽车相同。系统基本与蓄电池电动汽车相同。辅助动力系统实际上是一个动力发电机组辅助动力系统实际上是一个动力发电机组或某种原动机。原动机可以是内燃

11、机、燃或某种原动机。原动机可以是内燃机、燃气轮机等热机。气轮机等热机。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材20l串联式混合动力汽车串联式混合动力汽车Series Hybrid Electric Vehicle（SHEV） l并联式混合动力汽车并联式混合动力汽车Parallel Hybrid Electric Vehicle（PHEV） l混联式（串、并联式）混合动力汽车混联式（串、并联式）混合动力汽车Split Hybrid Electric Vehicle（PSHEV） 国家十一五规划教材国家十一五规划教材21国家十一五规划教材国家十一五规划教材22并联式混和动力汽车的结构简图并联式混和动

12、力汽车的结构简图1- -发动机发动机 2- -电动电动/发电机发电机 3- -机械传动系统机械传动系统 4- -驱动电驱动电动机动机 5- -逆变器逆变器 6- -蓄电池组蓄电池组 国家十一五规划教材国家十一五规划教材23混联式混和动力汽车的结构简图混联式混和动力汽车的结构简图1- -发动机发动机 2- -电动电动/发电机发电机 3- -变速器或减速器变速器或减速器 4- -驱动桥驱动桥 5- -逆变逆变器器 6- -驱动电动机驱动电动机7- -蓄电池组蓄电池组 国家十一五规划教材国家十一五规划教材241. 1. 燃料电池电动汽车的基本组成燃料电池电动汽车的基本组成 2. 2. 燃料电池电动汽

13、车的工作原理燃料电池电动汽车的工作原理 3.3.燃料电池汽车的分类燃料电池汽车的分类 国家十一五规划教材国家十一五规划教材25 (1) (1) 燃料电池组燃料电池组 （2 2）燃料电池控制）燃料电池控制系统系统 （3 3）驱动系统）驱动系统 （4 4）辅助动力系统）辅助动力系统 国家十一五规划教材国家十一五规划教材26 燃料电池（燃料电池（Fuel cell）是一种将储存）是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它平时应直接转化为电能的发电装置。它平时将燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂将燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂（如氧气）分

14、别作为电池两极的活性物（如氧气）分别作为电池两极的活性物质保存在电池的本体之外，当使用时连质保存在电池的本体之外，当使用时连续通入电池体内，使电池发电续通入电池体内，使电池发电。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材27燃料电池的基本结构燃料电池的基本结构 a a）燃料电池本体结构）燃料电池本体结构 b b）燃料电池组）燃料电池组 国家十一五规划教材国家十一五规划教材28 多孔多孔质燃质燃料夹料夹层层氢电极氢电极负载负载氧电极氧电极多孔多孔质空质空气夹气夹层层国家十一五规划教材国家十一五规划教材29国家十一五规划教材国家十一五规划教材30 （1 1）在电动汽车开始行）在电动汽车开始行驶时，蓄电

15、池组为驱动系驶时，蓄电池组为驱动系统提供能量，并对燃料电统提供能量，并对燃料电池进行预热，燃料电池动池进行预热，燃料电池动力系统不需要工作力系统不需要工作 （2 2）当氢气供给足够时，）当氢气供给足够时，燃料电池动力系统起动，燃料电池动力系统起动，由燃料电池动力系统为驱由燃料电池动力系统为驱动系统提供能量动系统提供能量 国家十一五规划教材国家十一五规划教材31（3 3）当车辆能量需求较大时，燃料电池动）当车辆能量需求较大时，燃料电池动力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供力系统与蓄电池组同时为驱动系统提供能量能量（4 4）当车辆能量需求较小时，燃料电池动）当车辆能量需求较小时，燃料电池动力系统为驱

16、动系统提供能量的同时，还力系统为驱动系统提供能量的同时，还给蓄电池组进行充电。给蓄电池组进行充电。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材32 按氢气供给方式，燃料电池汽车分为改质型按氢气供给方式，燃料电池汽车分为改质型和非改质型两种。和非改质型两种。（1 1）改质型）改质型 其车载液体燃料（甲醇或汽油其车载液体燃料（甲醇或汽油等），需利用车载改质装置制造氢气，再供等），需利用车载改质装置制造氢气，再供给燃料电池。优点是可使用多种燃料，缺点给燃料电池。优点是可使用多种燃料，缺点是结构复杂，体积庞大。是结构复杂，体积庞大。 （2 2）非改质型）非改质型 由车载氢气直接供应燃料电由车载氢气直接供应燃

17、料电池。车辆构造简单，体积小，质量轻。主要池。车辆构造简单，体积小，质量轻。主要问题是车辆续驶里程短，氢燃料的补给设施问题是车辆续驶里程短，氢燃料的补给设施费用高。费用高。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材33国家十一五规划教材国家十一五规划教材34l在电动汽车的研究开发和产业化与国外处于相在电动汽车的研究开发和产业化与国外处于相近的起跑线。近的起跑线。l同济大学研制的燃料电池轿车同济大学研制的燃料电池轿车“超越二号超越二号” 最高时速达最高时速达118118公里，续驶里程为公里，续驶里程为168168公里。公里。国家十一五规划教材国家十一五规划教材35国家十一五规划教材国家十一五规划教材

18、36l丰田公司在丰田公司在20042004年年9 9月与一汽签署合作协月与一汽签署合作协议，议，20052005年在长春开始生产其技术已经年在长春开始生产其技术已经非常成熟的、世界上销量最好的混合动非常成熟的、世界上销量最好的混合动力轿车力轿车PriusPrius（先驱）。（先驱）。国家十一五规划教材国家十一五规划教材37l20042004年年1010月月3030日，上汽集团和通用汽车日，上汽集团和通用汽车联合宣布，双方于联合宣布，双方于0505年开始，进行为期年开始，进行为期两年的燃料电池车示范运行项目。其技两年的燃料电池车示范运行项目。其技术平台与通用汽车于术平台与通用汽车于2002200

19、2年推出的年推出的“氢氢动三号动三号”相同，代表了当今最先进的燃相同，代表了当今最先进的燃料电池研发水平。料电池研发水平。国家十一五规划教材国家十一五规划教材38l2009年年2月月5日，财政部和科技部联合出日，财政部和科技部联合出台了台了节能与新能源汽车示范推广财政节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法补助资金管理暂行办法,明确未来三年明确未来三年在我国在我国13个城市开展节能与新能源汽车个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工作后，对混合动力汽车、示范推广试点工作后，对混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车，每辆车补纯电动汽车和燃料电池汽车，每辆车补贴贴5-60万元。万元。国家十

20、一五规划教材国家十一五规划教材39 以燃气为燃料的汽车称为燃气汽车。以燃气为燃料的汽车称为燃气汽车。目前常用的燃气汽车有压缩天然气汽车目前常用的燃气汽车有压缩天然气汽车（CNGVCNGV）和液化石油气汽车（）和液化石油气汽车（LPGVLPGV），），它们分别以压缩天然气和液化石油气为它们分别以压缩天然气和液化石油气为燃料。燃料。国家十一五规划教材国家十一五规划教材40 1 1、CNGV CNGV 和和LPGVLPGV的主要优点：的主要优点： （1 1）有害气体排放低）有害气体排放低 （2 2）热效率高）热效率高 （3 3）冷起动性和低温运转性能良好）冷起动性和低温运转性能良好 （4 4）可以燃

21、用稀混合气）可以燃用稀混合气 （5 5）延长润滑油更换周期）延长润滑油更换周期 2 2、LNGVLNGV和和LPGVLPGV的缺点是：的缺点是： （1 1）储运性能差）储运性能差 （2 2）一次充气的续驶里程短。）一次充气的续驶里程短。 （3 3）动力性能下降）动力性能下降国家十一五规划教材国家十一五规划教材41lCNGV或或LPGV的发动机，多数是在原汽的发动机，多数是在原汽油机或柴油机的基础上改装而成，其总油机或柴油机的基础上改装而成，其总体结构与化油器式汽油机基本相同，只体结构与化油器式汽油机基本相同，只是燃料供给系统有所不同。是燃料供给系统有所不同。 国家十一五规划教材国家十一五规划教

22、材42国家十一五规划教材国家十一五规划教材43混合器混合器燃料控制燃料控制电磁阀电磁阀储液罐储液罐调节器调节器国家十一五规划教材国家十一五规划教材44液面观察窗液面观察窗液面计液面计气体输出气体输出阀阀液体输出阀液体输出阀燃料加注阀燃料加注阀燃料加注口燃料加注口阀门室盖阀门室盖国家十一五规划教材国家十一五规划教材45 燃料控制电磁阀燃料控制电磁阀的功用是：当发动机的功用是：当发动机停止工作时自动切断停止工作时自动切断燃料供给，而发动机燃料供给，而发动机工作时电磁阀打开，工作时电磁阀打开，并可根据温度的变化并可根据温度的变化自动实现气体或液体自动实现气体或液体的切换。的切换。 水温开关电磁阀滤清

23、器储液罐国家十一五规划教材国家十一五规划教材46 调节器的功用调节器的功用是对输送给混合器是对输送给混合器的燃料进行减压和的燃料进行减压和计量。其结构主要计量。其结构主要由初级气室和次级由初级气室和次级气室组成。发动机气室组成。发动机工作时，来自燃料工作时，来自燃料控制电磁阀的燃料控制电磁阀的燃料经主控制阀、初级经主控制阀、初级气室、次级气室供气室、次级气室供给混合器。给混合器。 主控制阀臂主控制阀臂压力平衡膜片压力平衡膜片锁止膜片锁止膜片起动电起动电磁磁阀阀次级气室控次级气室控制制阀阀燃料切换阀燃料切换阀怠速调整螺钉怠速调整螺钉水道水道初级气室膜片初级气室膜片U型卡型卡次级气室膜片次级气室膜

24、片主控制阀主控制阀国家十一五规划教材国家十一五规划教材47 由储液罐经燃料控制由储液罐经燃料控制电磁阀输送来的燃料经主电磁阀输送来的燃料经主控制阀控制阀1减压气化后进入减压气化后进入初级气室，当初级气室内初级气室，当初级气室内的压力达到一定值时，压的压力达到一定值时，压力平衡膜片力平衡膜片4被推向右移，被推向右移，并带动推杆并带动推杆3、主控制阀、主控制阀臂臂2使主控制阀使主控制阀1关闭；而关闭；而初级气室内压力下降时，初级气室内压力下降时，平衡膜片向左移动，主控平衡膜片向左移动，主控制阀打开，使燃料继续进制阀打开，使燃料继续进入初级气室。入初级气室。 主控制主控制阀 主控制阀臂主控制阀臂 推

25、杆推杆 压力平压力平衡衡膜片膜片 国家十一五规划教材国家十一五规划教材48 由初级气室来的燃料经次级由初级气室来的燃料经次级气室控制阀气室控制阀4进入次级气室，控进入次级气室，控制阀制阀4的开闭受锁止膜片的开闭受锁止膜片1控制。控制。锁止膜片锁止膜片1的左侧与进气管相通，的左侧与进气管相通，当发动机停止工作时，锁止膜当发动机停止工作时，锁止膜片片1在其弹簧在其弹簧3作用下移到右侧作用下移到右侧极限位置，并通过控制阀臂极限位置，并通过控制阀臂5使使次级气室控制阀次级气室控制阀4完全关闭；发完全关闭；发动机工作时，进气管真空度将动机工作时，进气管真空度将锁止膜片锁止膜片1吸向左移，使控制阀吸向左移

26、，使控制阀4打开，燃料进入次级气室并输打开，燃料进入次级气室并输送至混合器。送至混合器。 锁止膜片 真空气室 弹簧 次级气室控制阀 控制阀臂 国家十一五规划教材国家十一五规划教材49 混合器的功用是：使调节器输送来的气态燃料混合器的功用是：使调节器输送来的气态燃料与空气混合，并送往气缸。与空气混合，并送往气缸。怠速空气调节螺钉怠速空气量孔燃料主量孔调节螺钉弹簧空燃比调节器膜片加浓阀主腔节气门副腔节气门主喷嘴国家十一五规划教材国家十一五规划教材50 CNG燃料供给系统与燃料供给系统与LPG燃料系统相近。燃料系统相近。只是系统的压力较高，可达只是系统的压力较高，可达20MPa，因此，因此对储气罐及

27、管路阀门等的要求很高。系统对储气罐及管路阀门等的要求很高。系统高压检测压力要达到高压检测压力要达到2530MPa，所以调，所以调压器部分相对复杂，分高压调节器和低压压器部分相对复杂，分高压调节器和低压调节器。高压调节器使调节器。高压调节器使CNG压力降到压力降到0.25MPa左右，低压调压器再使气体压力调左右，低压调压器再使气体压力调整到整到0.0970.098MPa。其余部分与。其余部分与LPG燃燃料供给系统相同。料供给系统相同。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材51车用气瓶连通阀 充气阀CNG高压管路输出阀预热阀混合器滤清器低压表高压表真空软管截止阀调节器计量器CNG低压管路国家十一五

28、规划教材国家十一五规划教材52 利用太阳能产生动力的方法不外乎利用太阳能产生动力的方法不外乎两种：一种是将太阳的辐射能转变为热两种：一种是将太阳的辐射能转变为热能，然后将热能转变为机械能；另一种能，然后将热能转变为机械能；另一种方法是利用太阳能电池直接将太阳的辐方法是利用太阳能电池直接将太阳的辐射能转变为电能。目前，已经制造出来射能转变为电能。目前，已经制造出来的太阳能汽车就是利用后一种方法。太的太阳能汽车就是利用后一种方法。太阳能汽车是由太阳能电池组成供电系统，阳能汽车是由太阳能电池组成供电系统，向电动机供电，电动机驱动汽车行驶。向电动机供电，电动机驱动汽车行驶。它实际上是一种电动汽车。它实

29、际上是一种电动汽车。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材53国家十一五规划教材国家十一五规划教材54国家十一五规划教材国家十一五规划教材551.1.太阳能电池组太阳能电池组：它是太阳能汽车的核心，由一定数：它是太阳能汽车的核心，由一定数量的单体电池串联或并联组成电池方阵。量的单体电池串联或并联组成电池方阵。2.2.向日自动跟踪器向日自动跟踪器：向日跟踪器的作用就是保持太阳向日跟踪器的作用就是保持太阳电池板正对着太阳，最大限度提高太阳电池板接受电池板正对着太阳，最大限度提高太阳电池板接受太阳辐射能的能力。太阳辐射能的能力。 3.3.驱动系统驱动系统：太阳能汽车采用的驱动电动机主要有交太阳能汽车

30、采用的驱动电动机主要有交流异步电动机、永磁电动机、直流电动机，其驱动流异步电动机、永磁电动机、直流电动机，其驱动系统与系统与EVEV基本相同基本相同 4.4.控制器控制器：主要实现对太阳能电磁组进行管理和对电主要实现对太阳能电磁组进行管理和对电动机的控制，其作用与动机的控制，其作用与EVEV控制系统相同控制系统相同 国家十一五规划教材国家十一五规划教材56 太阳光照射在用太阳光照射在用半导体材料制成的半导体材料制成的太阳电池上，半导太阳电池上，半导体的电子体的电子-空穴对被空穴对被激发，形成激发，形成 p-np-n结，结，在在p p型层产生的电子型层产生的电子向向n n型层移动，而在型层移动，

31、而在n n型层产生的空穴向型层产生的空穴向p p型层移动。即形成型层移动。即形成了太阳能电池。了太阳能电池。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材57a）太阳能电池的结构）太阳能电池的结构 b）太阳能电池板）太阳能电池板太阳能电池的结构和太阳能电池板太阳能电池的结构和太阳能电池板国家十一五规划教材国家十一五规划教材58l太阳能汽车由太阳能电池板在向日自动跟踪太阳能汽车由太阳能电池板在向日自动跟踪器的控制下始终正对太阳，接受太阳光，并器的控制下始终正对太阳，接受太阳光，并转换成电能，向电动机供电，再由电动机驱转换成电能，向电动机供电，再由电动机驱动汽车行驶，它实际上是一种电动汽车，其动汽车行驶，

32、它实际上是一种电动汽车，其工作原理与串联式混合动力汽车工作原理与串联式混合动力汽车(SHEV)(SHEV)基本基本相同。相同。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材59l由于太阳能电池的能量较小，而且受天气的影由于太阳能电池的能量较小，而且受天气的影响，在阴天、下雨时，太阳能电池的转换效率响，在阴天、下雨时，太阳能电池的转换效率降低或停止，有些太阳能汽车要与蓄电池共同降低或停止，有些太阳能汽车要与蓄电池共同组成太阳能混合动力电动汽车。组成太阳能混合动力电动汽车。l太阳能混合动力电动汽车由太阳能电池板将太太阳能混合动力电动汽车由太阳能电池板将太阳能转换为电能后，通过充电器向动力电池组阳能转换为电

33、能后，通过充电器向动力电池组充电，也可以由太阳能电池板直接提供电能，充电，也可以由太阳能电池板直接提供电能，这种方式的效率最高，然后通过电流变换器将这种方式的效率最高，然后通过电流变换器将电流输送到驱动电动机，带动驱动系统驱动汽电流输送到驱动电动机，带动驱动系统驱动汽车行驶，其驱动模式相当于串联式混合动力电车行驶，其驱动模式相当于串联式混合动力电动汽车（动汽车（SHEVSHEV）。）。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材60 汽油机缸内直接喷射（汽油机缸内直接喷射（Gasoline Gasoline Direct InjectionDirect Injection，简称，简称GDIGDI）技

34、术的出）技术的出现使发动机技术进入了一个崭新的时代，现使发动机技术进入了一个崭新的时代，它可能在它可能在2121世纪取代传统的汽油机缸外世纪取代传统的汽油机缸外喷射，成为理想的燃烧方式。喷射，成为理想的燃烧方式。国家十一五规划教材国家十一五规划教材61国家十一五规划教材国家十一五规划教材621-直立式进气管道 2-排气凸轮轴 3-摇臂 4-气门弹簧 5-排气管道 6-排气门 7-弯曲顶面活塞 8-火花塞 9-高压旋流喷油器 10-进气门 11-进气凸轮轴 12-高压汽油泵国家十一五规划教材国家十一五规划教材63 GDI发动机采用直立式的进气管道，进气发动机采用直立式的进气管道，进气阻力更小，提

35、高了充气效率，与普通发动机相阻力更小，提高了充气效率，与普通发动机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发动机发动机还采用带涡流阀（还采用带涡流阀（SCV）的螺旋进气管道，利）的螺旋进气管道，利用进气涡流使火花塞附近的混合气浓度高于其用进气涡流使火花塞附近的混合气浓度高于其它部分的混合气浓度，形成分层可燃混合气它部分的混合气浓度，形成分层可燃混合气（浓度梯度），实现分层燃烧，降低了最高燃（浓度梯度），实现分层燃烧，降低了最高燃烧温度，减少烧温度，减少NOx的排放量，使发动机的动力的排放量，使发动机的动力性、经济性和排放性能得到提高。性、经济性和排放性能得到提高。 国

36、家十一五规划教材国家十一五规划教材64 普通电控汽油喷射发动机的喷射压力普通电控汽油喷射发动机的喷射压力为为0.30.4MPa，而，而GDI发动机采用高压发动机采用高压汽油泵，其喷射压力可达汽油泵，其喷射压力可达5MPa。高压喷。高压喷射提高了雾化质量，微小汽油油滴瞬时射提高了雾化质量，微小汽油油滴瞬时蒸发，弥补了因向缸内直接喷射而造成蒸发，弥补了因向缸内直接喷射而造成的混合气形成时间短、空间小的缺陷，的混合气形成时间短、空间小的缺陷，保证了混合气的质量。保证了混合气的质量。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材65l 高压汽油泵输出的高压汽油供给高压高压汽油泵输出的高压汽油供给高压旋流喷油器

37、，喷出旋流油雾，可使雾化旋流喷油器，喷出旋流油雾，可使雾化的汽油在燃烧室内分布更合理，对缩短的汽油在燃烧室内分布更合理，对缩短混合气形成时间更为有利。此外，喷油混合气形成时间更为有利。此外，喷油器的喷射方式可根据燃烧方式调节。器的喷射方式可根据燃烧方式调节。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材66 GDI发动机采用独特的弯曲顶面活塞，发动机采用独特的弯曲顶面活塞，使喷油器喷出的油雾形成纵向涡流，并使喷油器喷出的油雾形成纵向涡流，并有较多的油雾停留在火花塞附近，保证有较多的油雾停留在火花塞附近，保证在火花塞附近的混合气有较高的浓度，在火花塞附近的混合气有较高的浓度，以便将混合气点燃实现分层燃烧

38、。火花以便将混合气点燃实现分层燃烧。火花塞附近的混合气被点燃后，再利用涡流塞附近的混合气被点燃后，再利用涡流使火焰迅速传播，即使是很稀的混合气，使火焰迅速传播，即使是很稀的混合气，也能保证火焰的正常传播。也能保证火焰的正常传播。 国家十一五规划教材国家十一五规划教材671. 1. 汽油直接喷射到气缸内，汽油喷射的位置、时汽油直接喷射到气缸内，汽油喷射的位置、时刻、数量可控。刻、数量可控。 使使GDIGDI发动机在点火的瞬时，火花塞电极周发动机在点火的瞬时，火花塞电极周围局部区域的混合气较浓（空燃比为围局部区域的混合气较浓（空燃比为121213.513.5），便于发动机起动和着火燃烧。大部分），

39、便于发动机起动和着火燃烧。大部分区域的混合气较稀，而且在浓稀之间，有从浓区域的混合气较稀，而且在浓稀之间，有从浓到稀的各种空燃比的混合气，使燃烧室中混合到稀的各种空燃比的混合气，使燃烧室中混合气浓度有组织形成各种层次，有利于涡流使火气浓度有组织形成各种层次，有利于涡流使火焰迅速传播，这样极稀的混合气也能被火焰传焰迅速传播，这样极稀的混合气也能被火焰传播而稳定燃烧，从而实现稀薄燃烧和分层燃烧。播而稳定燃烧，从而实现稀薄燃烧和分层燃烧。国家十一五规划教材国家十一五规划教材682. 2. 能根据发动机不同的工况下，采用不能根据发动机不同的工况下，采用不同的燃烧方式同的燃烧方式 （1）超稀混合气燃烧方

40、式）超稀混合气燃烧方式 （2）稀混合气燃烧方式）稀混合气燃烧方式 （3）浓混合气燃烧方式）浓混合气燃烧方式 国家十一五规划教材国家十一五规划教材69l分分3次喷射燃料，节油次喷射燃料，节油10%。国家十一五规划教材国家十一五规划教材701醇燃料特点醇燃料特点l醇燃料是指甲醇和乙醇等燃料。与汽油醇燃料是指甲醇和乙醇等燃料。与汽油相比，醇类燃料由于燃烧充分，有害气相比，醇类燃料由于燃烧充分，有害气体排放较少，属于清洁能源。体排放较少，属于清洁能源。国家十一五规划教材国家十一五规划教材71l现代原汽油机改用醇燃料时，大部分使现代原汽油机改用醇燃料时，大部分使用喷油器向进气道或汽缸内喷入醇燃料；用喷油

41、器向进气道或汽缸内喷入醇燃料；柴油机使用醇燃料时还是用原高压油泵柴油机使用醇燃料时还是用原高压油泵及喷油器向缸内供给醇燃料。及喷油器向缸内供给醇燃料。l汽车醇燃料供给系的主要部件是油箱、汽车醇燃料供给系的主要部件是油箱、喷油泵、喷油器等喷油泵、喷油器等 .国家十一五规划教材国家十一五规划教材72国家十一五规划教材国家十一五规划教材73l醇燃料根据发动机需要，按一定比例混醇燃料根据发动机需要，按一定比例混合，或与汽油配成混合燃料，使用这种合，或与汽油配成混合燃料，使用这种燃料的汽车就称灵活燃料汽车（燃料的汽车就称灵活燃料汽车（Flexible Fuel VehicleFFV ） 国家十一五规划教

42、材国家十一五规划教材74l使用气态氢或液态氢作为燃料的汽车称使用气态氢或液态氢作为燃料的汽车称为氢燃料汽车。为氢燃料汽车。1. 使用气态氢燃料的汽车使用气态氢燃料的汽车（1）缸外混合）缸外混合（2）缸内混合）缸内混合 国家十一五规划教材国家十一五规划教材75国家十一五规划教材国家十一五规划教材761.桉树油燃料桉树油燃料 l桉树油可以用作汽油机的燃料。在二冲程汽油桉树油可以用作汽油机的燃料。在二冲程汽油机上掺烧机上掺烧40%以下的桉树油，其功率及比油耗以下的桉树油，其功率及比油耗与原汽油机基本一样；如果掺烧与原汽油机基本一样；如果掺烧60%以上的桉以上的桉树油，则要加大供油量；全部使用桉树油时

43、，树油，则要加大供油量；全部使用桉树油时，则低温起动困难。随着掺烧桉树油量的增大，则低温起动困难。随着掺烧桉树油量的增大，排气中排气中NOX、HC及及CO有所降低，桉树油的胶有所降低，桉树油的胶质较多，氧化稳定性差，对供油系零件及发动质较多，氧化稳定性差，对供油系零件及发动机寿命有一定影响。机寿命有一定影响。国家十一五规划教材国家十一五规划教材77l松节油的辛烷值较高，十六烷值较低，松节油的辛烷值较高，十六烷值较低，较适合作汽油机的燃料。掺烧较适合作汽油机的燃料。掺烧25%(容积容积比比)的松节油的试验结果表明，最大功率的松节油的试验结果表明，最大功率与用纯汽油时相当，比油耗在高负荷时与用纯汽

44、油时相当，比油耗在高负荷时比纯汽油时低，其余工况则高于纯汽油。比纯汽油时低，其余工况则高于纯汽油。排气中排气中CO的含量也高于纯汽油时的水平，的含量也高于纯汽油时的水平，火花塞及润滑油易被污染。火花塞及润滑油易被污染。国家十一五规划教材国家十一五规划教材78l菜籽油的热值较高，凝点及粘度较低，菜籽油的热值较高，凝点及粘度较低，氧化诱导期长，与空气接触，不易形成氧化诱导期长，与空气接触，不易形成堵塞油路的薄膜，较适合在柴油机中使堵塞油路的薄膜，较适合在柴油机中使用。柴油机使用用。柴油机使用100%的菜籽油试验时，的菜籽油试验时，最大功率不低于柴油，质量油耗率比燃最大功率不低于柴油，质量油耗率比燃用柴油时高用柴油时高13%左右，热效率