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未來新能源汽車發展方向論文

汽車 更新时间:2024-10-01 17:46:16
二、傳統能源先進科技1、火花塞控制壓燃技術(SPCCI)

用于車輛上的内燃機大緻分為兩種,柴油機與汽油機,由于柴油與汽油兩者的化學性質不同,所以他們的點燃方式是完全不同的,柴油在高壓的情況下會自行燃燒,而汽油傳統方式下隻能通過火花塞進行點燃,為了使汽油機擁有柴油機的優勢且改進了柴油機的缺點,汽油機使用了均質壓燃技術,到目前,馬自達公司對傳統均質壓燃技術進行相應的實用化并推出市場,發明了火花塞控制壓燃技術。

未來新能源汽車發展方向論文(關于未來新能源汽車發展之展望)1

汽油機均質壓燃技術借鑒了柴油機的工作原理,利用壓力形成一個适合發生燃燒的空間,并在一瞬間将燃燒室内的汽油混合氣完全點燃,由于汽油自行發生燃燒的條件非常苛刻,于是馬自達将傳統汽油機的火花塞引入,使得均質壓燃技術(HCCI)變得容易實現。

馬自達的SKYACTIV-X發動機在創造高壓環境的同時,火花塞輔助将混合氣點燃,與傳統的點燃不同,傳統的火花塞點火并不能保證燃燒室内的汽油被同時點燃,完全燃燒需要一個過程,而SPCCI技術可以做到混合氣瞬間完成燃燒。

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采用了火花塞控制壓燃技術的馬自達SKYACTIV-X發動機在性能以及環保領域有了長足的進步,高達18:1的壓縮比,50%的熱效率傲視群雄,在性能有了10%的提升情況下,油耗降低了20%—30%,在車用内燃機方面,馬自達走在了世界的前列。

2、可變壓縮比技術(VCR)

為了使發動機在低負荷區間和高負荷區間有更好的工作情況,擴大在高熱效率區行駛的空間,改變壓縮比是一種直接且有效的方式,但由于技術上存在的問題,難度很高。

改變壓縮比其實就是改變燃燒室的容積,而改變燃燒室容積又分兩種方式,直接改變與間接改變,下面簡單講述這兩種方式的優缺點與代表:

(1)直接改變(薩博 SCV)

作為曾經發動機技術龍頭企業,薩博(SAAB)在21世紀初還未破産時,曾研發出一款可直接改變内燃機燃燒室的發動機,該款發動機的核心技術是在缸體和缸蓋之間安裝楔形滑塊,缸體可以沿滑塊的斜面運動,使得燃燒室與活塞頂面相對位置發生變化,從而直接改變了燃燒室的容積。

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薩博的SCV發動機可以實現壓縮比範圍從8:1—14:1之間的轉換,發動機在小負荷時采用高壓縮比,在大負荷時采用低壓縮比,采用了該技術的1.6L五缸發動機在油耗方面比同級産品降低了30%。

(2)間接改變(日産VC-T)

由于改變缸體結構直接改變燃燒室的方法缺點明顯,驅動缸蓋需要額外的動力,其次橡膠密封裝置的耐用性低,所以導緻通過直接改變缸體結構的發動機不是好的選擇和研究方向。

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而日産的VC-T發動機是由位于曲軸下部的傳動臂、控制軸、諧波傳感器組成,當需要改變壓縮比時,諧波傳感器轉動,并驅動傳動臂,傳動臂使控制軸轉動,控制臂轉動會将下部連杆向上推動,改變了多連杆角度,連杆長度随之發生改變,間接改變了燃燒室容積。

日産的VC-T發動機已經用在了日産的多個車型上面,該款發動機在有效的提升了動力的情況下,相應的降低了油耗,是内燃機科技的代表作之一。

3、發動機閉缸技術(ECCT)

發動機閉缸技術是指發動機在特定情況下可以關閉發動機部分 汽缸的技術,由于車輛在低速低負荷狀态不需要 汽缸全部工作時産生的功率,所以采用關閉發動機工作 汽缸的方式,從而達到環保和提高燃油經濟性的目的。

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别克昂科威S的2.0T發動機就是采用了閉缸技術

關于發動機閉缸技術,目前大規模采用的是對特定 汽缸斷油并停止其氣門運動,但問題在于這種技術存在一定的弊端,這樣會使熱量分布不均,導緻缸體發生變形,因此需要一定的熱管理系統來調節溫度;最好的方法是在斷油斷氣的情況下将廢氣引入不工作的 汽缸内,用來保持溫度,但該技術存在一定難度

發動機閉缸技術最早用于四缸以上的多缸發動機,目的也是為了使其在城市工況下擁有更好的燃油經濟性,但随着技術的發展,閉缸技術開始應用于四缸甚至三缸發動機上。

4、飛輪動能回收系統(KERS)

F1賽車領域一直都是汽車工業金字塔塔尖的存在,但随着近幾年來環保問題日益嚴峻,F1賽車運動不得不遵循,畢竟發動機轉速達兩萬轉的F1賽用發動機民用參考性過低,KERS技術正是F1運動順應社會趨勢,保證其先進性的重要一步。

KERS系統實際上是将車身的動能轉化為勢能,在某一特殊時刻,再将儲存的勢能以動能的形式加以釋放,與混動的動能回收不同,混動車輛的動能回收與内燃機車輛發動機制動的目的相似,在降低制動距離的同時,達到了節省能量的目的。

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當F1賽車在制動的過程中,車身動能會通過無級變速箱傳入飛輪,此時處于真空盒中的飛輪被驅動,高速旋轉積蓄能量,而當賽車需要提速時,飛輪積蓄的能量再由無級變速箱反向釋放,并在主變速箱的輸出端與引擎動力合并輸出給驅動輪。

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對于F1賽車而言,時速高的情況下踩下刹車,該系統會儲存大量的能量,降低再次加速時的油耗,而考慮這一系統的實用價值,由于大多數情況下都是低速行駛,每次踩下刹車後,所儲存的能量會較少,但能量可以累積,達到一定數量後能量會被用于再一次的加速,可以降低油耗并加快提速。

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