【正文】 汽車新技術 —— 汽車技術發(fā)展趨勢 長安汽車 范朝輝 15902307275 2022年 5月 26日 目 錄 新能源技術 四輪驅動技術 轉向系統(tǒng) 制動、驅動力主動控制系統(tǒng) 汽車發(fā)動機 自動變速器 懸架 汽車 NVH特性 雙質量飛輪扭振減振器 汽車安全性 發(fā)動機液壓懸置隔振技術 車身 自動導航和車載娛樂 第 1章 新能源技術 電動汽車 電動汽車 純電動汽車（ BEV） 典型電動汽車交流電動機驅動系統(tǒng)主要有 4個子系統(tǒng)：驅動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng) 。 混合動力汽車（ HEV） HEV節(jié)油減排原理： 發(fā)動機運行于高效低排放區(qū)、電動機功率輔助、電動機單獨驅動、減速或制動時能量回收。 燃料電池汽車（ FCEV） FCEV要成為真正商品，必須解決： 壽命、成本、 穩(wěn)定性、耐久性、環(huán)境適應性等問題。 串聯(lián)式混合動力 并聯(lián)式混合動力 混聯(lián)式混合動力 串聯(lián)式混合動力 混聯(lián)式混合動力 并聯(lián)式混合動力 第 1章 新能源技術 替代燃料汽車 ?壓縮天然氣汽車（ CNG） ?液化天然氣汽車（ LNG） ?液化石油氣汽車（ LPG） ?醇類燃料汽車 ?生物柴油汽車 ?氫燃料汽車（ CNG） ?CNG氣瓶分四類： 全金屬瓶、金屬內襯、薄金屬內襯、非金屬材料。 ?CNG優(yōu)勢： 節(jié)約燃料費用、安全性高、抗爆性好、環(huán)保、延長維修周期。 ?LNG優(yōu)勢： 安全性好、環(huán)保性能突出、經濟效益明顯、能量密度大、優(yōu)化發(fā)動機性能。 ?引入發(fā)動機冷卻水加熱、蒸發(fā)液態(tài) LPG，使之成為具有一定壓力的氣體。 ?甲醇、乙醇 ?E E85 ?隨著摻混比增大，輸出功率略有提升、 NOx和 CO排放增加、炭煙和 HC降低。 ?二甲醚汽車（ DME） ?存在問題： 熱值較低、 DME沸點低易氣堵、黏度低易泄露、體積彈性模數(shù)低易噴射。 ?當前理論認為其是發(fā)展的終極方向。 第 1章 新能源技術 太陽能汽車 將光電池裝在汽車上，用它將太陽光不斷地變成電能作為驅動汽車運動的動力 ,這種汽車就是新興起的太陽能汽車。 太陽能汽車利用太陽能的一般方法：在陽光下，太陽能光伏電池板采集陽光，并產生人們通用的電流。這種能量被蓄電池儲存并為以后旅行提供動力?；蛘咧苯犹峁┙o發(fā)動機也可以邊開邊蓄電。能量通過發(fā)動機控制器帶動車輪運動，推動太陽能汽車前進。 ?太陽能汽車的控制： 能量轉換器、電動機控制器、駕駛系統(tǒng)。 ?太陽能汽車一般都采用 框架式設計、整體殼式車身 。 太陽能除驅動汽車外，更多用作汽車輔助能源 （ 1） 用作蓄電池的輔助充電能源；（ 2）用于驅動風扇和汽車空調等系統(tǒng)。 Ex：奔馳 E級，奧迪 A A6L、途銳等部分車型已配備了太陽能天窗。 目 錄 新能源技術 四輪驅動技術 轉向系統(tǒng) 制動、驅動力主動控制系統(tǒng) 汽車發(fā)動機 自動變速器 懸架 汽車 NVH特性 雙質量飛輪扭振減振器 汽車安全性 發(fā)動機液壓懸置隔振技術 車身 自動導航和車載娛樂 第 2章 汽車發(fā)動機 汽油機直噴技術 由于 排放、燃燒穩(wěn)定性、燃油品質、性能及可靠性 等方面問題限制了 GDI發(fā)動機大規(guī)模產業(yè)化。 GDI發(fā)動機燃燒系統(tǒng) 噴束引導：向分層稀燃直噴燃燒系統(tǒng)發(fā)展。 壁面引導：控制分層燃燒，增大功率。 氣流引導：缸內產生順向滾流，實現(xiàn)分層、均質燃燒。 第 2章 汽車發(fā)動機 新型柴油機燃燒及排放控制技術 推廣柴油機是 提高熱效率和降低溫室氣體排放 的有效途徑之一。此外，柴油機在 HC和 CO排放上也具有汽油機無法比擬的優(yōu)勢。 高壓共軌系統(tǒng)三個核心部件為 壓力限制閥、流量限制閥和噴油器 。 柴油機排放后處理技術方案 EGR+DOC+DPF：較高顆粒轉化率。 EGR+DOC+POC：過濾器無堵塞風險。 SCR：燃油經濟性改善 6%，但要消耗尿素。 高壓油泵主要由 凸輪軸、柱塞偶件、壓力控制閥和出油閥 組成。 第 2章 汽車發(fā)動機 發(fā)動機控制新技術 可變配氣相位技術、 渦輪增壓技術、進氣管長度可變系統(tǒng)、可變壓縮比發(fā)動機、停缸技術 在汽油機上應用 VVT技術優(yōu)點： ? 改善怠速穩(wěn)定性和低速平穩(wěn)性； ? 提高發(fā)動機輸出功率和轉矩； ? 擴大發(fā)動機轉速范圍； ? 降低部分負荷燃料消耗率； ? 改善廢氣排放。 在柴油機上應用 VVT技術，可改變有效壓縮比，提高各轉速下的充氣系數(shù)。 在增壓柴油機上應用 VVT技術，可以改善增壓器與發(fā)動機的匹配。 第 2章 汽車發(fā)動機 發(fā)動機控制新技術 可變配氣相位技術、 渦輪增壓技術、 進氣管長度可變系統(tǒng)、可變壓縮比發(fā)動機、停缸技術 渦輪增壓器正向兩個方向發(fā)展： 小功率及汽油機、高增壓和超高增壓 。 渦輪增壓器使用發(fā)動機排出的廢氣帶動渦輪、氣泵旋轉。對流入發(fā)動機的空氣進行壓縮 ,從而向氣缸內注入更多燃料，產生更多動力。 發(fā)動機渦輪增壓優(yōu)點： ? 提高功率 20%～ 5%； ? 油耗降低 5% ～ 10%； ? 適應高原使用； ? 排氣噪聲減少。 渦輪增壓器 可變渦輪增壓 可變進氣道增壓器 可變噴嘴環(huán)增壓器 可變渦輪喉口截面增壓器 可變葉片增壓器 廢氣放氣增壓器 進氣回流增壓器 增壓中冷 閉式空 — 水中冷 分開式空 — 水中冷 共用冷卻風扇空 — 空中冷 獨立冷卻風扇空 — 空中冷 渦輪增壓工作原理圖 第 2章 汽車發(fā)動機 發(fā)動機控制新技術 可變配氣相位技術、渦輪增壓技術、 進氣管長度可變系統(tǒng)、 可變壓縮比發(fā)動機、停缸技術 粗、短、直的進氣歧管對于進氣流阻力小，氣流速度快，因此在高速過程中響應較快；長、細、彎的進氣歧管則有利于進氣歧管中油與氣的混合。 因此較短的進氣歧管更適合于高轉速，而較長的進氣歧管則更適合于低轉速。技術分為兩種，分段可調與無極可調。 進氣管長度可變系統(tǒng)示意圖 VGIS 進氣歧管 控制系統(tǒng) 真空罐 電磁控制閥 閥門 閥門控制器 第 2章 汽車發(fā)動機 發(fā)動機控制新技術 可變配氣相位技術、渦輪增壓技術、進氣管長度可變系統(tǒng)、 可變壓縮比發(fā)動機、 停缸技術 薩博公司 2022年開發(fā)了 發(fā)動機，達到了與 3LV6發(fā)動機功率水平。雖降低了油耗，但由于質量的增加，成本高昂，目前還無法批量生產。 可變壓縮比發(fā)動機模擬 改變發(fā)動機壓縮比可通過 改變汽缸的工作容積和燃燒室容積 來實現(xiàn)。 通常采用改變燃燒室容積、可變活塞壓縮高度、可移動的汽缸蓋和汽缸體、可變長度連桿、偏心主軸承和可變的曲柄連桿機構等方法來改變氣缸壓縮容積。 第 2章 汽車發(fā)動機 發(fā)動機控制新技術 可變配氣相位技術、渦輪增壓技術、進氣管長度可變系統(tǒng)、可變壓縮比發(fā)動機、 停缸技術 發(fā)動機部分負荷時，切斷部分汽缸的供油而使工作氣缸的負荷提高，以改善發(fā)動機性能的技術稱為停缸技術。 停缸方法 僅僅停止供油（斷油） 停止氣門運動和斷油（停閥機） 斷油同時引入工作缸廢氣到不做功氣缸內（斷油回流） 第 2章 汽車發(fā)動機 新型燃燒系統(tǒng) HCCI 阿特金森循環(huán) HCCI燃燒模式是在進氣及壓縮過程中，燃油與空氣預先混合成均質混合氣，在壓縮行程活塞接近上止點的時刻，被壓縮的缸內混合氣同時自動著火燃燒。 優(yōu)點： 較高的熱效率； 燃料適應性好。 難題： 著火時刻控制； 大負荷下燃燒速率控制； 負荷范圍拓寬； 均勻混合氣制備； 冷啟動及過渡工況； HC和 CO排放較高。 阿特金森循環(huán)低速轉矩小，只能在中度以上混合動力車上應用。 阿特金森發(fā)動機的特點是用電子控制裝置和進氣閥定時裝置，通過推遲進氣門關閉，在壓縮沖程從進氣門排出部分燃氣，減少進氣量，使燃燒在氣缸中的油 /氣混合物的體積膨脹得更大，借此讓動力裝置能更高效地利用燃油。 目 錄 新能源技術 四輪驅動技術 轉向系統(tǒng) 制動、驅動力主動控制系統(tǒng) 汽車發(fā)動機 自動變速器 懸架 汽車 NVH特性 雙質量飛輪扭振減振器 汽車安全性 發(fā)動機液壓懸置隔振技術 車身 自動導航和車載娛樂 第 3章 四輪驅動技術 概述 2WD： 2個輪為驅動輪 4WD： 4個輪均為驅動輪 四輪驅動 常時四輪驅動 短時四輪驅動 變速器 +分動器 +前后傳動軸 帶中央差速器 機械式差速器 黏性聯(lián)軸器 不帶中央差速器 黏性傳動（黏性聯(lián)軸器） 轉矩分流（多片式液力離合器） 超越離合器 第 3章 四輪驅動技術 驅動系總布置 四輪驅動總布置 前縱置發(fā)動機后輪驅動為原型 前縱置發(fā)動機前輪驅動為原型 前橫置發(fā)動機前輪驅動為原型 中置發(fā)動機為原型 后置發(fā)動機為原型 吉普車大體都采用這種方案 audi quattro基于大眾 b2平臺，采用前縱置引擎四輪驅動布局 四輪驅動比較容易，在四驅乘用車中占比很高。 第 3章 四輪驅動技術 四輪驅動的固有問題 固有問題 1 急轉彎制動 汽車轉彎半徑越小現(xiàn)象越明顯； 附著系數(shù)大的鋪裝路面明顯。 2 前后輪干涉 ?前后驅動輪系干涉 ?輪胎運動半徑差異引起干涉 ?光滑路面轉彎困難 ?對制動系統(tǒng)的影響 ?中間差速器的作用 ?單輪空轉使汽車拋錨 3 動力傳動