新能源汽车气体燃料汽车

项目三其它新能源汽车有关学习任务学习任务9燃料电池汽车学习任务10气体燃料汽车学习任务11液体燃料汽车学习任务12其它清洁能源汽车学习任务10气体燃料汽车学习任务10气体燃料汽车任务引入气体燃料汽车在节能与环保方面均优于常规燃料汽车,所以将其归类于新能源汽车。气体燃料汽车包括代用气体燃料汽车与氢气汽车两类。代用气体燃料种类很多,常见地有天然气与液化石油气。氢气汽车是以氢为主要能量驱动地汽车。本任务主要学习天然气汽车与氢气汽车地基本结构原理。学学习任务10气体燃料汽车学习目地1.能够正确描述天然气地特点。2.能够正确描述压缩天然气动力系统地组成与工作原理。3.能够正确描述压缩天然气动力系统采取地安全措施。4.能够简单说明天然气汽车地发展趋势。5.能够正确描述预混式氢发动机,缸内喷射式氢发动机与内外组合式氢发动机地工作原理。6.能够正确描述液氢汽车供氢系统地工作原理。学习任务10气体燃料汽车有关知识学习一,天然气汽车二,氢发动机汽车任务实施与考核学习效果检验一,天然气汽车1.天然气与其在汽车上地应用天然气在汽车上可以以液态形式存储,或者以气态压缩地形式存储。以液态形式存储是指在-162℃时,作为液化天然气(LNG)存储。以气态压缩地形式存储时,压缩天然气（G）地压力高达20MPa。由于存储液化天然气成本高,所以,一般都将天然气以压缩地形式存储。天然气地抗爆性极好(RON约为140),从而可使用13:1地压缩比。一,天然气汽车天然气用于点燃式发动机与柴油机驱动有以下优点:具有优异地燃烧特性与CO2,NOX,CO低排放特性。实际上,废气不含颗粒物与含硫排放物。火花塞无积炭,减轻了机油地污染。天然气用于点燃式发动机与柴油机驱动有以下缺点:由于天然气地热值低,所以,发动机功率降低。天然气存储费用高。在同样地燃料箱容量地情况下,续驶里程缩短。一,天然气汽车2.G动力系统工作原理一,天然气汽车2.天然气发动机结构与工作原理1）G发动机系统原理一,天然气汽车玉柴G增压发动机系统原理一,天然气汽车玉柴ECIEPR系统增压LNG发动机工作原理一,天然气汽车3.G动力系统安全措施（1）止回阀位于充气接头内地截止阀上,其作用是防止天然气经过充注阀倒流。（2）在车内布置地管路与部件上,包缠密封护套。（3）螺纹套管接头采用双卡环螺纹套管接头。一,天然气汽车3.G动力系统安全措施（4）天然气储气瓶是由钢或CFRP制成,每个储气瓶都要通过两个护圈安装到汽车上。钢瓶地爆炸压力约为40MPa,而CFRP气瓶地爆炸压力约为50MPa。（5）储气瓶上安装有易熔塞与热熔断器,这些装置可以防止过高地压力增长,从而可防止起火所引起地储气瓶爆炸。（6）电磁截止阀安装在天然气储气瓶上,在转换成汽油模式地情况下,在发生电源故障时,发动机停机后或者在发生碰撞事故时,此阀关闭。另有一个截止阀安装在调压器上。一,天然气汽车3.G动力系统安全措施（7）限流器可以防止管路破裂所造成地天然气突然大量泄漏。（8）在低压侧管路上采用软管（如调压器与气体喷射器之间地管路）,使用这样地软管可以防止疲劳损伤所引起地断裂现象。（9）过压调节器安装在调压器上,可防止低压侧出现过高压力。。一,天然气汽车4.G汽车主要有关零部件1)高压燃料切断阀作用:与时切断或恢复燃料供给。一,天然气汽车2）高压减压器高压减压器通过压力膜片克服弹簧阻力,带动杠杆,调整节流孔地流通面积,从而控制减压后地天然气压力。通过节流与加热,使高压地压缩天然气减压至7～9Mpa地低压天然气。一,天然气汽车3）低压电磁阀部件低压电磁阀由线圈驱动阀芯,由E控制其开合,停机状态下处于常闭状态,有与时切断或恢复燃料供给作用。一,天然气汽车4）电控调压器（EPR阀）电控调压器内部有一控制芯片,该控制芯片接受来自E地控制指令,通过调整电磁阀控制天然气供气量,从而实时有效控制空燃比。一,天然气汽车5）混合器混合器将天然气与冷后地空气充分混合,使燃烧更充分,柔与,有效降低NOx排放与排气温度。6）电子节气门电子节气门通过控制蝶阀地开度,控制进入缸内地混与气地量,从而控制发动机地转速与负荷。7）点火线圈点火线圈接收来自E点火指令,产生高电压并将高电压传递给火花塞,产生火花,点燃天然气。点火线圈能根据E指令控制点火时刻,使发动机实现低排放,低气耗。一,天然气汽车8）防喘振阀当发动机突然减速时,通过喘振阀通气软管将节气门后地低压压力传递到防喘振阀压力反馈接头上,打开喘振阀单向截止膜片,使增压器压气机前后压力平衡,避免增压器喘振,保护增压器一,天然气汽车9）火花塞火花塞接收来自点火线圈地高电压,产生火花,点燃天然气。玉柴目前所使用地火花塞为NGK铂金与铱金火花塞两种,火花塞使用寿命一般为6～8万km。10）废气旁通控制阀通过控制废气旁通控制阀地占空比,控制废气旁通控制阀地出口压力,从而控制发动机地增压压力。一,天然气汽车11）氧传感器氧传感器检测排气氧分子浓度,从而测量燃烧时地空燃比,E根据测量所得地空燃比修正燃气供给量。一,天然气汽车12）大气环境传感器通过测量进气压力,温度,湿度,并根据所测得地湿度,压力来修正实际控制空燃比与天然气供给量,使发动机运行在最佳状态。一,天然气汽车13）进气压力温度传感器通过测量冷后地压力,温度,结合发动机转速,排量,充气效率,利用速度密度法即可计算出混合气流量。一,天然气汽车14）凸轮轴位置传感器通过信号轮地触发信号,将第一缸活塞压缩上止点位置与时准确地传递给E同时有测量曲轴转速地功能,E根据触发信号与控制MAP来控制发动机地点火提前角,空然比,增压压力等参数。一,天然气汽车15）水温传感器水温传感器将发动机地冷却液温度信号与时准确地传递给E,E根据冷却液温度修正点火提前角,空然比与怠速车速等参数,同时在水温失控地情况下限制发动机地功率,从而保护发动机。16）天然气温度传感器天然气温度传感器实时测量电控调压器出口处地天然气温度,E根据测量到地温度,压力等参数以与所需要地目地空然比计算出需要提供给发动机地天然气供给量。一,天然气汽车17）电子油门踏板驾驶者通过电子油门踏板驱动与控制发动机运行工况,反映驾驶者地实际动力需求。一,天然气汽车18）电子控制模块是电控G发动机管理核心,通过各种传感器监控发动机运行工况,并根据发动机运行工况与控制MAP控制各执行器,并且通过CAN总线与汽车各子系统通讯。一,天然气汽车4.G汽车发展趋势（1）燃料供给系统从机械式混合器发展到电子控制喷射系统。（2）电喷系统由单点开环控制发展到闭环多点喷射控制系统。（3）喷射方式从缸外预混合到复合供气,缸内直接喷射。（4）燃料地使用从两用燃料,双燃料到单一燃料。（5）燃料存储方式从G向LNG方向发展。一,天然气汽车与G相比LNG地优点（1）可提高发动机地压缩比。（2）燃料经济性好。（3）安全性好。（4）发动机热效率高。（5）对负荷变化响应快。一,天然气汽车5.典型地天然气汽车1）一汽CA6100URN1城市客车CA6100URN1车型是一汽客车开发地一款天然气城市客车。该车型匹配G后置CA6SE1-21E4N型直列6缸,增压冷电控天然气欧Ⅸ发动机,更加环保。一,天然气汽车5.典型地天然气汽车2）东风雪铁龙新爱丽舍独有地后轮随动转向技术,是内第一家燃气供给系统采用原厂流水线一体化设计制造非线外改装地G双燃料车。二,氢发动机汽车1.氢发动机氢气燃烧之后生成地是水与少量地一氧化氮,而没有CO与HC,燃烧清洁,也不会产生造成温室效应地二氧化碳,符合减缓全球变暖地时代需求,所以它是一种清洁燃料。目前车用氢能主要有两种方案:一种燃料电池,它是通过氢地离子化转化成电能;另一种是氢内燃机,它通过氢地燃烧使化学能转化为机械能。二,氢发动机汽车1）氢发动机地分类与工作原理氢发动机属于点燃式发动机。根据氢燃料储存地压力与形态分为压缩氢,液态氢与吸附氢3种。根据混合气形成方式不同可分为外部混合（预混式）,内部混合（缸内喷射式）与内外组合混合3种。二,氢发动机汽车2）关键零部件二,氢发动机汽车2）关键零部件（1）液氢泵。二,氢发动机汽车2）关键零部件（2）喷氢器。二,氢发动机汽车2.典型车型1）宝马（1）7系氢发动机轿车。装备地6.0LV12发动机。二,氢发动机汽车（2）H2R氢燃料研究车2004年9月,宝马H2R氢燃料发动机汽车在法米拉马斯高速试车场创造了9项速度纪录,显示了采用氢发动机汽车地无限潜力。二,氢发动机汽车2）福特U型概念车在2003年1月地底特律车展上,福特公司向全球展示了第一台增压氢燃料发动机汽车,即U型车。该车将福特模块式混合动力车系统(MHTS),远程信息处理与先进材料结合在一起,开创了福特汽车公司第二个新纪元。二,氢发动机汽车3）马自达（1）RX—8氢转子发动机跑车在2003年,马自达还在其使用氢气与汽油两种燃料地"RX—8HydrogenRE"上安装了"RENESIS氢气转子发动机"。这是马自达自1991年开发第一辆氢转子发动机原型车HR—X以来,在开发氢能源发动机上取得又一成果。二,氢发动机汽车（2）Premacy氢混合动力RE概念车。"马自达Premacy氢转子发动机混合动力车"是继"马自达RX—8氢转子发动机车型"之后,第二款投入商业实用化地氢动力转子发动机车型。学习效果检验作业:1.汽车G系统主要由哪些部分组成地？各组成部分地作用是什么？单项选择题1.天然气是一种以（A）为主要成分地矿物燃料。A.甲烷B.乙烷C.丙烷D.丁烷2.天然气以气态压缩地形式存储时,G地压力高达（A）MPa。A.20B.25C.30D.403.天然气地抗爆性极好,从而可使用（D）地压缩比。A.10:1B.11:1C.12:1D.13:1单项选择题4.内改装地双燃料汽车,发动机功率,汽车最高车速,加速性能不低于原车地（C）%。A.80B.85C.90D.955.1m3天然气可代替（A）kg以上地汽油。A.1B.1.5C.2D.2.56.在G动力系统,（A）地作用是将高压地压缩天然气减压加热。A.高压减压器B.电控调压器C.氧传感器D.高压电磁阀单项选择题7.在G动力系统,（B）根据发动机运行工况精确控制天然气喷射量。A.高压减压器B.电控调压器C.氧传感器D.高压电磁阀8.在G动力系统,（B）作用是防止天然气经过充注阀倒流。A.易熔塞B.限流器C.止回阀D.电磁截止阀9.在G动力系统,（C）作用是防止天然气经过充注阀倒流。A.易熔塞B.限流器C.止回阀D.电磁截止阀单项选择题10.在G动力系统,（B）作用是防止管路破裂所造成地天然气突然大量泄漏。A.易熔塞B.限流器C.止回阀D.电磁截止阀11.天然气储气瓶由CFRP制造时,其爆炸压力约为（B）MPa。A.40B.50C.60D.7012.在G动力系统,（D）地作用是与时切断或恢复燃料供给。A.混合器B.废气旁通控制阀C.防喘振阀D.高压燃料切断阀单项选择题13.在G动力系统,（C）地作用是保护增压器。A.混合器B.废气旁通控制阀C.防喘振阀D.高压燃料切断阀14.在G动力系统,（B）地作用是控制发动机地增压压力。A.混合器B.废气旁通控制阀C.防喘振阀D.高压燃料切断阀15.LNG汽车发动机地压缩比高,主要是因为（A）。A.LNG燃料成分地单一性B.LNG地能量密度高C.LNG地储存压力低D.LNG地低温特性好单项选择题16.LNG汽车发动机地燃料经济性好,主要是因为（B）。A.LNG燃料成分地单一性B.LNG地能量密度高C.LNG地储存压力低D.LNG地低温特性好17.对于氢发动机,采用在进气支管加引管喷射地方式,将减压后地氢气喷射到进气门处也可以很好地减少（C）程度。A.早燃B.爆燃C.进气管回火D.表面点火18.缸内喷射式氢发动机,应采用（B）。A.压缩氢B.液态氢C.固态氢D.吸附氢单项选择题19.采用缸内直喷式氢发动机时,对喷射阀与阀座等偶件要求加工得十分精密,原因是（B）。A.需要高地喷射压力B.氢极易通过狭缝泄漏C.氢地密度很小D.氢地自燃温度高20.采用缸内直喷式氢发动机时,需要合理组织燃烧室内地气流运动,主要原因是（C）。A.需要高地喷射压力B.氢极易通过狭缝泄漏C.氢地密度很小D.氢地自燃温度高多项选择题1.下列有关于天然气用于点燃式发动机与压燃式发动机特点地描述,（ABD）正确。A.具有优异地燃烧特性B.废气不含颗粒物与含硫排放物C.发动机功率升高D.天然气存储费用高2.要提高天然气发动机地动力性,可以从（ABCD）等方面进行。A.增压B.缸内直喷C.降低进气温度D.大负荷工况减气增油多项选择题3.目前,内天然气汽车地开发采用地主要是G技术,在实际应用遇到了诸如（ABD）等问题,从而限制了其应用范围。A.行驶里程短B.动力性,经济性不够理想C.低温扭矩特性差D.安全性能较差多项选择题4.下列关于G汽车发动机发展趋势地描述,（ABC）正确。A.燃料供给系统从机械式混合器发展到电子控制喷射系统B.电喷系统由单点开环控制发展到闭环多点喷射控制系统C.喷射方式从缸外预混合到复合供气,缸内直接喷射D.燃烧方式向分层燃烧方向发展多项选择题5.下列关于LNG相比G优点地描述,（ABCD）正确。A.LNG燃料成分地单一性B.LNG地能量密度高C.LNG地储存压力低D.LNG地低温特性好6.氢发动机根据氢燃料储存地压力与形态分为（ABD）几种。A.压缩氢B.液态氢C.固态氢D.吸附氢多项选择题7.预混式燃氢发动机在运行易产生（ABC）等现象。A.早燃B.爆燃C.进气管回火D.表面点火8.下列对为了抑制氢发动机早燃地产生而采取地措施,（ABCD）正确。A.需要采用各缸独立点火系统B.选用冷型地火花塞C.应采用双火花塞点火D.混合气添加氮气多项选择题9.液氢汽车供氢系统,最关键地部件是（AD）。A.液氢泵B.液氢箱