新能源汽车技术(项目模块八任务二)

新能源汽车技术项目模块八醇类燃料汽车任务一概述任务二醇类燃料汽车结构原理任务三醇类燃料汽车实例及维修项目模块八醇类燃料汽车课前预习任务二醇类燃料汽车结构原理问题醇类燃料在发动机上的参数选择1）汽油机使用醇类燃料时的参数选择（1）提高压缩比（2）改善燃油分配均匀性及供油特性（3）混合气空燃比的调整（4）火花塞及点火时间的选择2）柴油机使用醇类燃料时的参数选择（1）压缩比的选择（2）电热塞与火花塞项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构1）混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构（1）在点燃式内燃机上掺烧甲醇。在点燃式内燃机中掺烧甲醇不仅可以以醇代油，而且与燃用纯汽油相比，还具有如下优点：辛烷值提高，可以在无铅汽油中加甲醇，达到含铅汽油所具备的抗爆能力；可以扩大混合气的着火界限，燃用稀混合气，提高燃油经济性；可以提高压缩比，从而提高内燃机的动力性和经济性；减少燃烧室表面的燃烧沉积物；改善排放性能等。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构1）混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构（2）在压燃式发动机中掺烧甲醇。醇类易于自然吸水且相对密度小于柴油，故与柴油的互溶性较差。醇类的十六烷值很低，着火性能差，使得醇类用作压燃式发动机燃料比用作点燃式发动机燃料困难，不是醇类燃料应用的主渠道。现发动机主要采用的改进方法有：加入点火促进剂、改善点火性能；高压缩比及废气再循环；电热塞法；柴油引燃法；高能电火塞法；乳化甲醇柴油。（3）车用掺烧乙醇汽油发动机结构掺烧是乙醇燃料在汽车上的主要应用方式。掺烧后的乙醇汽油的辛烷值比汽油高，燃用乙醇汽油发动机的压缩比可以提高。我国主要应用的掺烧比例比较小时，发动机的结构基本不变。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构2）薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构薰蒸法是利用醇燃料表面张力及黏度低的特点，通过不同方式将醇燃料雾化、气化后从进气管送入燃烧室。可利用流动的空气流、机械部件等使醇燃料雾化，或者利用冷却水或排气的热量加热醇燃料，使其气化。（1）低压喷嘴法的醇类燃料汽车发动机结构改进：在缸盖进气道上安装喷油器如图所示，在进气冲程将甲醇喷入进气道，与空气雾化混合后入缸。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构2）薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构（2）甲醇蒸气法的醇类燃料汽车发动机结构改进：利用内燃机排气或冷却循环水的热量，将醇燃料变成气体后送入燃烧室，这种方法可以掺烧不同比例以及100%的醇燃料。甲醇蒸气可用于汽油机及柴油机，可以掺烧甲醇或者实现纯醇燃料发动机。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构3）双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构（1）双燃料喷射系统是指柴油机具有两套分开的喷油泵-喷油器系或者一套喷油泵-喷油器，但能向气缸内喷射两种不同燃料。采用双燃料喷射系统的目的是能在柴油机上燃用大比例的醇与柴油的混合燃料或者用少量的柴油引燃大量的醇燃料。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构3）双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构（2）供油管及喷油器的结构将现有的喷油器前的高压油管稍加改装，利用喷油泵出油阀回位时，在出油阀上部至喷油器之间的高压油管内产生负压，醇或其他代用燃料在此负压作用下，通过单向阀被吸入喷油器。被吸入的代用燃料在高压柴油紊流作用下形成乳化液后喷入燃烧室。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题掺烧式车用醇类燃料发动机结构3）双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构（3）双燃料汽车用新型供油系统为了使引燃油可靠着火，同时又能将甲醇点燃，必须创造两个条件：一是甲醇油束紧靠着柴油油束；二是引燃柴油必须集中，形成能可靠着火的较浓混合气。如果能共同利用原来柴油机的喷油泵及喷油嘴系统就更为理想。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构1）甲醇点燃式发动机结构这种发动主要指甲醇（M85～M100）点燃式内燃机。当燃用甲醇含量超过容积的85%时，内燃机需进行一系列设计修改：（1）提高电动汽油泵的供油压力，以避免产生气阻，影响供油，如有的汽油泵采用3.0MPa以上压力。（2）混合气的形成装置必须与甲醇较低的热值及较少的空气需要量相适应。（3）采用高压缩比以充分利用甲醇高辛烷值的特性，压缩比可提高到9～11。（4）更合适的混合气形成装置，对混合气形成装置进行改进设计。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构1）甲醇点燃式发动机结构这种发动主要指甲醇（M85～M100）点燃式内燃机。当燃用甲醇含量超过容积的85%时，内燃机需进行一系列设计修改：（5）火花塞和火花塞间隙的选择，压缩比提高后，宜采用冷型火花塞。（6）解决冷起动不利的因素，如：辅助汽油喷射、电加热、火焰起动装置、热分解燃油、催化分解燃油、增加点火能量、燃油的雾化、燃油中添加低沸点的添加剂。（7）改善有关零件的抗腐蚀性和抗溶胀性等，尤其是提高供油管路的金属件、橡胶件和塑料的性能，如油压调节器的膜片。（8）加大燃料箱，以保证必要续驶里程。（9）在提高发动机的压缩比，为充分利用醇类燃料高辛烷值的特点，应加大点火提前角调整20～50。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构2）车用纯烧乙醇汽油发动机结构纯烧乙醇应对发动机进行必要的改动；提高压缩比（9～11），充分发挥乙醇辛烷值高的优势。压缩比提高后，宜采用冷型火花塞；加大输油泵的供油能力，以避免气阻；用附加供油系统及加强预热等措施，改善冷起动；加大燃料箱，以保证必要续驶里程；改善有关零件的抗腐蚀性和抗溶胀性等。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构在柴油机中燃烧纯醇燃料，首先要解决能稳定着火及实现较好工作过程的问题。应用和研究的方案有：火花塞法、电热塞法、高温表面着火法、裂解甲醇法、醇燃料蒸气法、醇燃料加着火改善剂法、大幅度提高压缩比。（1）火花塞与电热塞在汽油机上本来就有火花塞，因此实现纯醇燃料奥托循环较方便。柴油机改用醇燃料后，需要采用火花塞或电热塞助燃。两种方法都是采用针阀式单孔喷油嘴，压缩比分别为16.4级16.5，喷启压力为7MPa。多数柴油机的燃烧室位于活塞顶，在压缩行程末期，燃烧室内会产生有组织的较强气流运动。汽油机使用的火花塞不适用于醇燃料柴油机。醇燃料柴油机采用长电极、较冷型的火花塞，或采用多级火花塞、带屏障等特种火花塞。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构（1）火花塞与电热塞布置火花塞的原则1、要能接触到较丰富的混合气，而又不会让气流吹熄火花。2、在直喷燃烧室内，火花塞布置在喷油嘴附近或喷油嘴的对面。在国产缸径为95mm柴油机的涡流燃烧室中，为使缸盖结构变动较小、火花塞或电热塞布置在水平位置上。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构（2）裂解甲醇法（改质）将无水或含水很少的甲醇分解成H2及CO称为裂解甲醇，裂解甲醇燃料发动机基本组成如图所示。工作原理：甲醇先在蒸发器中变成气体，然后在裂解反应器中被分解为H2及CO，然后经过冷却，与空气混合，进入发动机。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构（3）表面着火法在汽油机中由于高温点火引起的可燃混合气的早燃是一种不希望有的异常燃烧现象。甲醇的抗爆燃性虽较高，但比汽油在较低的表面温度下容易着火。而甲醇在柴油机中又难于着火。于是便产生了在柴油机燃烧室中，用外源能量形成高温表面使甲醇着火的方案。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构（4）采用着火改善剂在柴油机中使用加了着火改善剂的纯醇燃料，就无需对柴油机作大的变动，并且随时可以改用柴油，是一种较简便理想的方法。关键是要研究出优良的添加剂，如环己基硝酸盐、三乙基铵硝酸酯、异丙基硝酸酯等。（5）高压缩比压燃法从理论上分析，要使醇燃料在原柴油机上不用任何助燃措施，只用压燃方式组织燃烧过程，压缩比占要达到26以上。如此高的压缩比会使发动机的机械负荷及热负荷增加，发动机容易发生零件强度等方面的问题。适用于分负荷工况下工作的时间较多的公共汽车的醇燃料发动机，主要的技术是高压缩比加助燃剂。项目模块八醇类燃料汽车课中学习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用高比例和纯醇类燃料发动机结构4）车用甲醇改质发动机结构将含水甲醇分解为H2及CO2，称为改质甲醇。甲醇/汽油混合气易分层，纯甲醇燃料冷起动困难，而且它们的热效率也不很理想。人们试图寻求一种新的应用方式，以期达到更好的效果。甲醇改质是利用发动机排气的余热将甲醇改成为H2和CO，然后再输往发动机。改质气的最大火焰传播速度仍然高达215cm/s，远远大于汽油。这个特性有利于热效率的提高。5）醇类灵活燃料发动机醇类灵活燃料指既可使用汽油，又可使用醇类与汽油以任何比例混合的燃料。工作时由燃料传感器识别燃料成分，通过电脑提供发动机最佳运行参数。项目模块八醇类燃料汽车课后复习任务二醇类燃料汽车结构原理问题薰蒸法的醇类燃料汽车发动机关键结构（1）在进气冲程将甲醇喷入进气道，与空气雾化混合后入缸。项目模块八醇类燃料汽车课后复习任务二醇类燃料汽车结构原理问题薰蒸法的醇类燃料汽车发动机关键结构（2）利用内燃机排气或冷却循环水的热量，将醇燃料变成气体后送入燃烧室，这种方法可以掺烧不同比例以及100%的醇燃料。甲醇蒸气可用于汽油机及柴油机，可以掺烧甲醇或者实现纯醇燃料发动机。项目模块八醇类燃料汽车课后复习任务二醇类燃料汽车结构原理问题薰蒸法的醇类燃料汽车发动机关键结构（3）为了使引燃油可靠着火，同时又能将甲醇点燃，必须创造两个条件：一是甲醇油束紧靠着柴油油束；二是引燃柴油必须集中，形成能可靠着火的较浓混合气。如果能共同利用原来柴油机的喷油泵及喷油嘴系统就更为理想。项目模块八醇类燃料汽车课后复习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用纯烧醇类燃料柴油机的关键结构（1）醇燃料柴油机采用长电极、较冷型的火花塞，或采用多级火花塞、带屏障等特种火花塞。布置火花塞的原则1、要能接触到较丰富的混合气，而又不会让气流吹熄火花。2、在直喷燃烧室内，火花塞布置在喷油嘴附近或喷油嘴的对面。在国产缸径为95mm柴油机的涡流燃烧室中，为使缸盖结构变动较小、火花塞或电热塞布置在水平位置上。项目模块八醇类燃料汽车课后复习任务二醇类燃料汽车结构原理问题车用纯烧醇类燃料柴油机的关键结构（2）将无水或含水很少的甲醇分解成H2及