【文章內(nèi)容簡介】 道或進氣管中。缸內(nèi)噴射是指將氣體燃料直接噴到氣缸內(nèi)，噴氣閥裝在汽缸蓋上。 從工作原理來看電控噴氣系統(tǒng)由空氣供給系統(tǒng)、燃氣供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大 部分組成?？諝夤┙o系統(tǒng)主要包括空氣濾清器、進氣管和進氣歧管等。這些部件與一般發(fā)動機的空氣供給系統(tǒng)基本相同；燃氣供給系統(tǒng)主要包括儲氣瓶、燃氣過濾器、調(diào)壓器、噴氣閥和輸氣管線等；控制系統(tǒng)主要包括傳感器、電控單元和執(zhí)行元件。在發(fā)動機運轉過程中，空氣自空氣濾清器吸入后，經(jīng)進氣管、節(jié)流閥體、進氣門，進入氣缸。氣體燃料從儲氣瓶輸出后，經(jīng)燃氣過濾器濾去雜質(zhì)，再經(jīng)過減壓閥降至所需求的壓力，最后電控系統(tǒng)中的電控單元根據(jù)各種傳感器隨時傳來的信息，經(jīng)過分析處理、計算出與發(fā)動機運行工況相對應的最佳供氣量，并向燃氣供給系統(tǒng)中的噴氣閥 發(fā)出控制指令。 天然氣氣路 充氣閥 儲氣瓶 手動截止閥 高壓電磁閥 減壓調(diào)節(jié)閥 動力調(diào)節(jié)閥 混合器 化油器 油氣燃料轉換開關 控制電路 汽油油路 油箱 汽油泵 汽油電磁閥 空氣濾 4 液化石油氣汽車 液化石油氣 (簡稱 LPG)的主要成分是丙烷 C3H8，此外還含有少量的丙烷 C4H10，丙烷 C3H6 和丁烯 C4H8，作為車用燃料來說，液化石油氣的能量密度比天然氣大，在中小型汽車上推廣比較容易。 目前，對于 LPG 加氣站不足的地區(qū)，還不具備發(fā)展純 LPG 汽車的條件，大多數(shù)國家仍以發(fā)展液化石油氣 — 汽油兩用燃料汽車為主。 由于液化氣和天然氣的性質(zhì)相似決定了它們的結構相似性，故液化石油氣汽車的主要專用部件與天然氣汽車大部分一致。液化石油氣汽車與天然氣汽車的主要區(qū)別在于液化石油氣汽車必 須有蒸發(fā)調(diào)壓器。所謂 LPG 蒸發(fā)調(diào)壓器是集預熱、蒸發(fā)、減壓、調(diào)壓功能于一體， LPG 被發(fā)動機冷卻水加熱后蒸發(fā)氣化，再經(jīng)減壓達到接近大氣壓時供發(fā)動機使用。 醇類汽車 醇類汽車就是以甲醇、乙醇等醇類物質(zhì)為燃料的汽車，使用比較廣泛的是乙醇，乙醇來源廣泛，制取技術成熟，最新的一種利用纖維素原料生產(chǎn)乙醇的技術其可利用的原料幾乎包括了所有的農(nóng)林廢棄物、城市生活有機垃圾和工業(yè)有機廢棄物。目前醇類汽車多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅(qū)動，既不需要改造發(fā)動機，又起到良好的節(jié)能、降污效果，但這種摻和燃料要獲得 與汽油或柴油相當?shù)墓β?，必須加大燃油噴射量，當摻醇率大?15%— 20%時，應改變發(fā)動機的壓縮比和點火提前角。乙醇燃料理論空燃比低，對發(fā)動機進氣系統(tǒng)要求不高，自燃性能差，辛烷值高，有較高的抗爆性，揮發(fā)性好，混合氣分布均勻，熱效率較高，汽車尾氣污染可減少 30%以上。 目前醇類燃料在汽車上的燃燒方式可分為摻燒和純燒兩種方式。 (1) 摻燒是目前醇類汽車使用的主要方式。因為使用方便并且無需對發(fā)動機做改動因此受到廣泛使用。 (2) 在純燒醇類燃料時，應對發(fā)動機進行必要的改動 ：① 混合氣的形成裝置必須與醇較低的熱值及較少 的空氣需要量相適應 ；② 加大輸油泵的供油能力，以避免氣阻 ；③ 采用高壓縮比以充分利用醇高辛烷值的特性 ；④ 更合適的混合氣形成裝置 ；⑤ 火花塞和火花塞間隙的選擇，壓縮比提高后，宜采用冷型火花塞 ；⑥ 解決冷啟動不利的因素 ；⑦ 加大燃料箱，以保證必要續(xù)航里程 ；⑧ 改善有關零部件的抗腐蝕性和抗溶脹性等。 5 目前醇類燃料在柴油車上的使用比較復雜。由于醇類易于自然吸水且相對密度小于柴油，故與柴油的互溶性較差。此外，醇類十六烷值很低著火性能很差，使得醇類用作壓燃式發(fā)動機燃料比用作點燃式發(fā)動機燃料困難。因此再將醇類燃料在柴油車上使用時，必 須采用預混的方法，就是在進氣管上加裝一個醇燃料引入器，將醇燃料引入器進入進氣管的醇燃料迅速霧化、蒸發(fā)并與空氣混合，壓縮行程接近終了時，柴油從噴油器噴入氣缸，引燃醇燃料空氣預混合氣。 氫燃料汽車 氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動常規(guī)火花塞點火式發(fā)動機， 就可以使用。 其燃燒效率比汽油高，混合氣可以較大程度地變稀，所需點火能量小，有利于節(jié)約燃料。氫氣也可以加入其它燃料 (如 CNG)中，用于提高效率和減少 N02 排放。氫的質(zhì)量能量密度是各種燃料中最高的一種，但體積能量密度最低，其最大的使用障礙是儲存和安 全問題 [3]。 汽車使用氫燃料較簡單的技術是在發(fā)動機進氣管里進行預混，經(jīng)過進氣道在進氣形成送入氣缸，由火花塞或電熱塞引燃，也可以用柴油引燃。由于氫的分子量很小，在等能量情況下，氣態(tài)氫比甲烷等其他氣體占的體積大，因此機外混合的容積效率低，功率只有原來石油燃料發(fā)動機的 80%左右；混合氣在進氣行程進入氣缸，又經(jīng)過壓縮行程的作用，氫與空氣的混合時間時間較長，又較容易從外界創(chuàng)造條件促進混合氣混合均勻，因此混合氣的品質(zhì)容易保證，但這種汽車的動力性較低，易產(chǎn)生回火，綜合性能較差。盡管預混技術簡單，發(fā)動機變動較小，也可以采 用一些措施來提高發(fā)動機功率及避免回火，然而汽車的綜合性能難以達到較高水平。 理論分析、試驗結果及實踐經(jīng)驗都表明，采用缸內(nèi)形成混合氣的氫燃料汽車的動力性、熱效率及燃料經(jīng)濟性都明顯地優(yōu)于使用石油燃料的汽車。噴氫器是實現(xiàn)缸內(nèi)直噴的重要條件。壓縮行程開始后，氣缸內(nèi)氣體壓力是逐步上升的，在壓縮行程初期、中期或末期噴入缸內(nèi)氫氣壓力也必須是不同的，壓力高低需要與缸內(nèi)氣體壓力相適應。 電動汽車 電動汽車是以電力作為能源，由電動機驅(qū)動的汽車。在外型上電動汽車與傳統(tǒng)的汽車并無顯著區(qū)別，它們的主要區(qū)別在于動力源和驅(qū) 動系統(tǒng)。目前電動汽車的種類主要包括：純電動汽車、混合動力電動汽車以及燃料電池電動汽車三類。純電動汽車完全由蓄電池提供電能，經(jīng)過電動機和驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動汽車行駛，如果一輛電動汽車同時采用電動機和發(fā)動機作為動力驅(qū)動系統(tǒng)，就構成了所謂混合型電動汽車或稱混合動 6 力汽車；如果采用燃料電池作為電源就稱為燃料電池汽車。 由于電能是二次能源，它可以來源于如風能、水能、核能、熱能、太陽能、等多種方式，所以電動汽車是非常有發(fā)展前景的替代能源汽車。目前，制約電動汽車發(fā)展的主要因素為蓄電池技術。 純電動汽車 目前純電動汽車 系統(tǒng)主要由三個子系統(tǒng)組成 (圖 )，即電力驅(qū)動子系統(tǒng)，能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)。其中，電力驅(qū)動子系統(tǒng)由電控系統(tǒng)、電機、機械傳動系統(tǒng)和驅(qū)動車輪等部分組成；能源子系統(tǒng)由主電源和能量管理系統(tǒng)組成，能量管理系統(tǒng)是實現(xiàn)能源利用監(jiān)控、能量再生、協(xié)調(diào)控制等功能的關鍵部件；而輔助控制子系統(tǒng) (整車控制器 )，它接受駕駛員的踏板信號和其它信號，然后作出相應的判斷，控制各個部件作出動作，驅(qū)動汽車正常行駛，并盡可能實現(xiàn)比較高的能量使用效率。電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比結構簡單。傳統(tǒng)汽車的動力是通過剛性聯(lián)軸器和傳動軸傳遞的，而電動汽車的 能量則基本上是通過柔性的電線傳輸?shù)?，并且其電機及傳動系可以有多種不同的選擇，因此電動汽車各個部件的選擇和布置有很大的靈活性。 圖 電動汽車的基本結構 制動踏板 加速踏板 電子控制裝置 功率轉化器 電動機 機械傳動裝置 車輪 車輪 能量管理系統(tǒng) 能量源 能量單元 輔助動力源 溫度控制單元 轉向動力源 電力驅(qū)動系統(tǒng) 能源 輔助控制子系統(tǒng) 方向盤 能源子系統(tǒng) 7 (1) 電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電機、電源和電機的調(diào)速控制裝置等組成。電動汽車的其它裝置基本與內(nèi)燃機汽車相同。電源為電動汽車的驅(qū)動電機提供電能，電機將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車 輪和工作裝置。 (2) 驅(qū)動電機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。原來電動汽車上廣泛采用直流串激電機，但直流電機由于存在換向火花，比功率較小、效率較低，維護保養(yǎng)工作量大，隨著電機技術和電機控制技術的發(fā)展，勢必逐漸被直流無刷電機 (BCDM)、開關磁阻電機 (SRM)和交流異步電機所取代 [4]。 (3) 電機調(diào)速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的，其作用是控制電機的電壓或電流，完成電機的驅(qū)動扭矩和旋轉方向的控制。早期的電動汽車上，直流電機的調(diào)速采用串接電阻或改變電機磁場線圈的匝數(shù)來實現(xiàn)。因其調(diào)速是有級的，且會產(chǎn)生附加的能量消耗或使用電機的結構復雜，現(xiàn)在已很少采用。目前電動汽車上應用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速，通過均勻地改變電機的端電壓，控制電機的電流來實現(xiàn)電機的無級調(diào)速 [5]。在電子電力技術的不斷發(fā)展中，它也逐漸被其它電力晶體管斬波調(diào)速裝置所取代。從技術的發(fā)展來看，伴隨著新型驅(qū)動電機的應用，電動汽 車的調(diào)速控制轉變?yōu)橹绷髂孀兗夹g的應用，將成為必然的趨勢。在驅(qū)動電機的旋向變換控制中，直流電機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向，實現(xiàn)電機的旋向變換，這使得電路復雜、可靠性降低。當采用交流異步電機驅(qū)動時，電機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可，可使控制電路簡化。此外，采用交流電機及其變頻調(diào)速控制技術，使電動汽車的制動能量回收控制更加方便，控制電路更加簡單。 (4) 電動汽車傳動裝置的作用是將電機的驅(qū)動扭矩傳給汽車的驅(qū)動軸，當采用電力驅(qū)動時，傳動裝置的多數(shù)部件常?？梢院雎裕鐭o需傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的離合器，因為電機可以帶負載起動。電動汽車也無需內(nèi)燃機汽車變速器中的倒檔。因為驅(qū)動電機的旋向可以通過電路控制實現(xiàn)變換。當采用電機無級調(diào)速控制時，電動汽車可以忽略傳統(tǒng)汽車的變速器。在采用電力驅(qū)動時，電動汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車傳動系統(tǒng)的