《主推进动力装置》课件VIP

主推进动力装置探讨主推进动力装置的重要性以及在航空航天领域的应用。了解推进动力装置的原理和优点,为我们揭示飞船及航天器运转的奥秘。课程导引学习目标掌握主推进动力装置的基本概念、结构组成和工作原理。了解电动机驱动、内燃机驱动和混合动力系统的特点与应用。课程内容从主推进动力装置的发展历程入手,系统介绍各类驱动系统的工作原理、特点和发展趋势。并对动力系统的性能指标进行分析评价。学习收获通过本课程的学习,学生可以深入理解主推进动力装置的工作机理,为后续相关课程打下良好基础。主推进动力装置概述主推进动力装置是一种能够为船舶或航空器提供推进动力的系统。它通过将燃油或电力转化为机械能,推动载具前进。这种动力装置是现代交通工具得以发展的关键技术之一。主推进动力装置概述定义主推进动力装置是指为船舶提供驱动推进力的核心动力系统,包括各种类型的发动机、电机和相关动力转换装置。作用主推进动力装置是保证船舶正常航行的关键部件,其性能直接决定了船舶的航速、航程、操纵性等性能指标。结构组成主推进动力装置由发动机、变速器、推进轴、螺旋桨等部件组成,通过动力传输实现从动力源到推进器的动力转换。结构组成动力单元包括发动机、电动机等能够产生动力的核心部件。动力传动系统用于将动力从动力单元传递到驱动轮的机械或电子装置。控制系统负责动力输出的调节和驱动过程的监控管理。辅助系统如制动系统、转向系统等确保车辆行驶安全的附属装置。发展历程1蒸汽时代19世纪初期,蒸汽机推动了工业革命2内燃机时代20世纪初,内燃机取代蒸汽机成为主流3电力时代20世纪中期,电动机开始广泛应用主推进动力装置经历了从蒸汽时代到内燃机时代再到电力时代的发展历程。这些关键时期代表着推进技术的重大进步,满足了不同时代对动力性能的需求。未来,新能源动力系统将成为主流,推动动力装置朝着更加环保、高效的方向发展。电动机驱动系统电动机是主推进动力装置的核心部件之一。电动机驱动系统包括电动机本体、控制电路、供电系统等关键组件，以提供平稳可靠的驱动动力。电动机分类1直流电动机采用直流电源供电,具有启动转矩大、速度可调范围广等优点,广泛应用于工业生产和交通领域。2交流电动机采用交流电源供电,结构简单、维护便捷,常见于家用电器和工业机械驱动中。3步进电动机可精确控制转角和转速,应用于数控机床、打印机等需要精确位置控制的场合。4无刷电动机内部没有机械式换向装置,结构紧凑、噪声小、可靠性高,适用于高速和精密控制场景。电动机控制原理1电流控制通过控制电动机的电流输入来实现转速和扭矩的调节，保证电动机在最佳工作状态下运行。2速度反馈利用速度传感器实时检测电动机转速，并将反馈信号用于控制电路调整输出。3扭矩控制根据负载变化,动态调整电机扭矩输出,确保电动机始终处于最高效运行状态。电机驱动电路功率转换器将电源电压电流转换为电机所需的驱动电压电流，确保电机的高效运转。电机控制器根据各种反馈信号实现电机速度、转矩等参数的实时调节与控制。检测传感器采集电机运行状态和环境参数，为控制器提供反馈信息。内燃机驱动系统内燃机是主推进动力装置的重要组成部分之一。它通过汽油或柴油的爆燃产生推动力,广泛应用于汽车、船舶等领域。我们将了解内燃机的分类、工作原理以及关键的燃油供给系统。内燃机分类按点火方式内燃机可分为汽油机和柴油机两大类,根据点火方式的不同而区分。按循环方式两冲程和四冲程是内燃机常见的两种循环方式,效率和性能各有特点。按结构形式活塞式、旋转式、喷气式等不同的结构形式适用于不同的应用场景。内燃机工作原理进气活塞在下行程时,会吸入新鲜的空气-燃料混合气。压缩活塞上行时会将混合气压缩,提高温度和压力。燃烧爆炸压缩后的混合气被点火装置点燃,产生高温高压的燃气推动活塞下行。排气活塞上行时将燃烧后的废气排出,为下一个循环做好准备。燃油供给系统系统组成燃油供给系统由燃油箱、油泵、燃油滤清器、燃油管路等部件组成,负责将燃油从油箱输送到发动机燃料喷射系统。油泵工作原理电动燃油泵采用电动机驱动,通过离心力将燃油从油箱吸入并输送到燃料喷射系统。燃油滤清器燃油滤清器可以去除燃油中的杂质和水分,保护发动机免受污染。需定期更换以确保良好的滤油性能。混合动力驱动系统混合动力驱动系统结合了不同动力源的优势,实现更高的能源利用效率和更低的排放。它是未来汽车动力技术的发展方向之一。混合动力系统结构并联结构并联混合动力系统将发动机和电动机并联连接,两者可独立提供动力。这种结构兼顾了燃油效率和电力响应性,适用于中大型车型。串联结构串联混合动力系统中,发动机仅用于给电池组供电,电动机独立提供动力。这种结构可优化能量管理,但体积和成本相对较高。串并联结构串并联混合动力系统兼具并联和串联的优势,可根据驾驶状况灵活切换工作模式,实现动力和效率的最佳平衡。工作模式与能量管理1串联式内燃机和电机串联驱动2并联式内燃机和电机并联驱动3电动式全电动驱动混合动力系统主要有串联式、并联式和全电动三种工作模式。根据动力需求自动调整内燃机和电机的参与比例,并通过电池、发电机等组件实现高效的能量管理,最大限度地提升整体能源利用效率。典型混合动力系统并联混合动力系统电机和内燃机可独立或配合驱动车辆，实现高效能量利用。串联混合动力系统内燃机为电机供电，电机独立驱动车轮。适用于大型车型。动力分流混合动力系统采用行星齿轮实现电机和内燃机的动力分流和耦合。较为复杂。新能源动力系统新能源动力系统是在传统内燃机和电动机的基础上发展起来的一种新型动力系统。主要包括燃料电池系统、储能系统以及新能源车型应用。这些新能源系统在能源效率、环保性等方面都有显著优势。燃料电池系统1电化学发电燃料电池利用氢气和氧气进行电化学反应,直接转化为电能。无需传统发动机,效率更高、排放更清洁。2系统组成由燃料电池堆、供气系统、电力转换系统等部件构成,具有模块化、可扩展性。3应用领域广泛从车载动力到备用电源,燃料电池已广泛应用于交通、电力、工业等诸多领域。储能系统电池技术锂离子电池、钠离子电池等新型储能技术大幅提升续航里程和充电效率。超级电容器能快速充放电的超级电容器可为动力电机提供瞬时高功率输出。混合储能将电池和超级电容器集成的混合储能系统提高整体能量密度和功率密度。新能源车型应用1纯电动汽车采用电池与电机驱动系统,不排放任何尾气,为城市提供绿色出行解决方案。代表车型如特斯拉Model3、比亚迪e5等。2混合动力车结合传统内燃机与电动机,充分利用双动力的优势,提高燃油效率,减少排放。代表车型如丰田普锐斯、本田雅阁等。3燃料电池车利用氢气与氧气化学反应产生电力驱动电机,零排放、续航里程长。代表车型如丰田Mirai、现代氢燃料电池SUV。动力系统性能评价评价动力系统的性能指标包括效率、噪声、排放、能耗和续驶里程等多个方面。通过全面测试和分析,可以综合评估动力系统的优劣,为技术创新和应用提供依据。动力系统性能评价1.效率指标动力系统的关键性能指标包括能量转换效率、整机系统效率和最大传动效率等。这些数据直接关系到动力系统的能耗和工作性能。噪声与排放85噪声指标汽车噪声不应超过85分贝(A)<0.5尾气排放标准按欧盟六阶段标准,颗粒物排放小于0.5g/KM30电动车优势电动车噪声低于内燃机车型30分贝95%排放改善新能源车型可降低95%尾气排放能耗与续驶里程能耗指标主要体现在燃油/电耗水平，反映动力系统的能源利用效率。续驶里程针对不同动力系统,反映车辆的续航性能,是消费者关注的重点指标之一。优化策略通过优化动力系统设计和参数控制,降低能耗,提高续驶里程是关键。未来发展方向主推进动力装置的未来发展方向包括提高能源利用效率、降低排放、提升智能控制能力,以及推广新能源动力系统的应用。这些发展方向将有助于实现更加环保、高效的可持续交通运输。国内外技术路线全球技术路线世界各国正在积极发展新能源汽车技术,包括电动、混合动力等不同路线。各有特点与优势,正在朝着更环保、高效的方向持续创新。中国技术突破中国作为全球最大的新能源汽车市场,正在通过政策支持、技术创新等多方面推动产业链的快速发展和产品升级。技术创新方向未来汽车动力系统将更加智能化、电动化、集成化,以提高能效、降低排放为目标不断创新。未来发展方向电动化驱动未来汽车动力系统将朝着全面电动化发展，以提高能效并减少排放。充电基础设施建设和电池技术的进步将成为驱动力。自动驾驶技术自动驾驶系统的发展将使车辆控制更加智能化，提高行车安全性和驾驶舒适性。传感器、决策算法和控制技术的进步是关键。