【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)的車比例將近30%，采用增壓型的車型非常少。燃油消耗率降低% 汽油氣門、頂置凸輪、可變氣門正時，可變氣門升程和正時，增壓和尺寸減小。直接噴射汽油機最低2 ，3，5，5, 10，最高5，5,10,7,20 混合動力汽車技術(shù)隨著世界各國環(huán)境保護的措施越來越嚴格，替代燃油發(fā)動機汽車的方案也越來越多，例如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等。目前最有實用性價值并已有商業(yè)化運轉(zhuǎn)模式的，只有混合動力汽車。通常說的混合動力油電混合動力，即燃料（汽油、柴油）和電能的混合。 　　混合動力汽車的關(guān)鍵是混合動力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動力汽車整車性能。經(jīng)過十多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)總成已從原來發(fā)動機與電機離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機電機和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ囀怯呻妱玉R達作為發(fā)動機的輔助動力來驅(qū)動汽車的。 混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性能較高，行駛性能優(yōu)越，在起步、加速時，由于有電動馬達的輔助，可以降低油耗。輔助發(fā)動機的電動馬達可以在啟動的瞬間產(chǎn)生強大的動力，因此，車主可以享受更強勁的起步、加速，實現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟性。 混合動力技術(shù)分類 　混合動力總成按動力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。 （1）串聯(lián)式混合動力汽車Series Hybrid Electric Vehicle (SHEV) SHEV是由發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機三大動力總成組成，發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機采用“串聯(lián)”的方式組成SHEV的驅(qū)動系統(tǒng)。SHEV用發(fā)動機－發(fā)電機組均衡地發(fā)電，電能供應(yīng)驅(qū)動電動機或動力電池組，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構(gòu)驅(qū)動汽車，使SHEV的行駛里程得到延長。實際上SHEV的發(fā)動機－發(fā)電機組只能看作一種電能供應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)動機并不直接參與SHEV的驅(qū)動、SHEV的發(fā)動機，可采用四沖程內(nèi)燃機、二沖程內(nèi)燃機、轉(zhuǎn)子發(fā)動機和燃氣輪機。發(fā)動機、發(fā)電機組，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速控制在一定范圍內(nèi)，不受SHEV運行工況的影響，經(jīng)常保持在低能耗、高效率和低污染的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。 SHEV驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單，動力電池組、發(fā)動機－發(fā)電機組和驅(qū)動電動機在底盤上的布置有較大的自由度，控制系統(tǒng)也比較簡單，因為只有唯一的電動機驅(qū)動模式，其特點是動力特性更加趨近于EV。SHEV必須裝置在一個大功率的發(fā)動機－發(fā)電機組，再用驅(qū)動電動機來驅(qū)動車輛。發(fā)動機、發(fā)電機和驅(qū)動電動機的功率都要求等于或接近于SHEV的最大驅(qū)動功率，在熱能→電能→機械能之間的轉(zhuǎn)換過程中，總效率低于內(nèi)燃機汽車。三大動力總成的體積較大，質(zhì)量也較重，還有龐大的動力電池組，使得在中小型汽車上布置有一定的困難，一般適合大型客車采用。 小負荷時由電池驅(qū)動電動機驅(qū)動車輪，大負荷時由發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電驅(qū)動電動機。當車輛處啟動、加速、爬坡 工況時，發(fā)動機電動機組和電池組共同向電動機提供電能；當電動車處于低速、滑行、怠速的工況時，則由電池組驅(qū)動電動機，當電池組缺電時則由發(fā)動機發(fā)電機組向電池組充電。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運行工況，可以將發(fā)動機調(diào)整在最佳工況點附近穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，通過調(diào)整電池和電動機的輸出來達到調(diào)整車速的目的。 （2）并聯(lián)式裝置的發(fā)動機和電動機共同驅(qū)動汽車，發(fā)動機與電動機分屬兩套系統(tǒng)，可以分別獨立地向汽車傳動系統(tǒng)提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驅(qū)動又可以單獨驅(qū)動。當汽車加速爬坡時，電動機和發(fā)動機能夠同時向傳動機構(gòu)提供動力，一旦汽車車速達到行駛速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機維持該速度。電動機可以作為發(fā)電機使用，稱為電動－發(fā)電機組。由于沒有單獨的發(fā)電機，發(fā)動機可以直接通過傳動機構(gòu)驅(qū)動車輪，這種裝置更接近傳統(tǒng)的汽車驅(qū)動系統(tǒng)，機械效率損耗與普通汽車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用。 （3）混聯(lián)式裝置包含了串聯(lián)式和并聯(lián)式的特點。動力系統(tǒng)包括發(fā)動機、發(fā)電機和電動機，根據(jù)助力裝置不同，它又分為以發(fā)動機為主和以電機為主兩種。以發(fā)動機為主的形式中，發(fā)動機作為主動力源，電機為輔助動力源；以電機為主的形式中，發(fā)動機作為輔助動力源，電機為主動力源。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是控制方便，缺點是結(jié)構(gòu)比較復雜。聯(lián)混合動力根據(jù)混合動力驅(qū)動的聯(lián)結(jié)方式，混合動力系統(tǒng)主要分為以下三類： 　 一是串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機構(gòu)來驅(qū)動汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就像一個水庫，只是調(diào)節(jié)的對象不是水量，而是電能。電池對在發(fā)電機產(chǎn)生的能量和電動機需要的能量之間進行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。這種動力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車上很少使用。 　　二是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)既可以同時協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨工作驅(qū)動汽車。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。 三是混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構(gòu)，兩套機構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機與電動機之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復雜，成本高。Prius采用的是混聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。 混合動力汽車技術(shù)的差異性發(fā)展 混合動力汽車(HEV)擁有兩個或多個動力系統(tǒng)，因各個組成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多種分類形式。目前出現(xiàn)的量產(chǎn)混合動力汽車主要為油電混合動力。在汽車界，目前還沒有形成嚴格的混合動力形式分類，我們在這里暫且將它們分為兩類：輔助混合動力和一體化混合動力。圖24 混合動力汽車圖形解析輔助混合動力(串聯(lián))顧名思義，這一類型的混合動力是以一種動力為主，另一種動力為輔。這種技術(shù)有兩個極端：一個是以內(nèi)燃機為主要動力，電機電池模塊為輔助動力；另一個是以電機電池模塊為主要動力，內(nèi)燃機為輔助動力。內(nèi)燃機為主代表車型：別克君越混合動力、本田CIVIC混合動力特點：技術(shù)簡單，生產(chǎn)維護成本較低，既適合走走停停的城市道路，又適合中高速的長距離行駛，但節(jié)油效果不明顯。電機電池模塊為主代表車型：大眾汽車高爾夫TwinDrive、福特Edge、VOIVO ReCtlarge Concept(以C30為基礎(chǔ))　　特點：這種技術(shù)依然沒有進入量產(chǎn)階段，因為核心的電池技術(shù)尚沒有好的解決方案，成本較高。隨著技術(shù)發(fā)展，電機電池模塊為主的混合動力技術(shù)成本可以低于內(nèi)燃機為主的混合動力車型。適合于短途行駛，比如日常上下班不超過100公里，可以完全依靠電池的能量完成行駛，能量利用率很高。同時也能支持遠距離旅行，內(nèi)燃機(燃料電池)只作發(fā)電能源用。　 一體化混合動力(并聯(lián))代表車型：豐田、雷克薩斯的混合動力車型特點：通俗點說，一體化混合動力就是讓內(nèi)燃機和電機電池模塊完全協(xié)同工作，以燃油為主要能量來源，通過復雜的技術(shù)，讓電機電池模塊來充分利用每一滴燃油產(chǎn)生的能量，既能實現(xiàn)全電動行駛，還能實現(xiàn)內(nèi)燃機和電機電池模塊同時工作。一體化混合動力節(jié)油效能明顯，非常適合擁堵的城市道路，但中高速行駛時節(jié)油效果一般，生產(chǎn)、維護成本也都較高。 汽車輕量化對于降低油耗、減少排放起著至關(guān)重要的作用，目前已經(jīng)成為國內(nèi)外汽車工業(yè)界的研究熱點。汽車輕量化主要采取材料輕量化與結(jié)構(gòu)輕量化相結(jié)合的方式，而汽車零部件的各種先進成型技術(shù)也是輕量化的核心內(nèi)容之一。 整車輕量化技術(shù)的概念汽車輕量化是一個完整的概念，是指汽車在保持原有的行駛安全性、耐撞性、抗震性以及舒適性等性能不降低，且汽車本身造價不被提高的前提下，有目標地減輕汽車自身的重量。汽車輕量化是設(shè)計、材料和先進的加工成形技術(shù)的優(yōu)勢集成，如圖1所示。可見汽車輕量化實際上是汽車性能提高、重量降低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、價格合理四方面相結(jié)合的一個系統(tǒng)工程。有試驗表明，汽車質(zhì)量每減輕10%，油耗下降6%~8%，排放量下降4%。同時汽車輕量化直接提高汽