最新发动机新技术PPT课件.ppt

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1、2一、内燃机发展史与分类二、汽车发动机的发展方向三、国内外发动机采用的新技术四、总 论9 2、主要发展的动力产品、主要发展的动力产品高效率，大马力柴油机和乘高效率，大马力柴油机和乘用车用先进柴油机用车用先进柴油机各种代用燃料（压缩天然气、各种代用燃料（压缩天然气、液化天然气、醇醚液化天然气、醇醚 类）发动机类）发动机 各种适应欠发达地区和各种适应欠发达地区和农村的动力产品农村的动力产品高效率、节能、高效率、节能、低污染发动机低污染发动机103、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术.关键技术分类关键技术分类关键技术分类关键技术分类新型混合动力系统匹配技术

2、及各种代用燃料发动机技术各种电控技术及各种新型发动机零部件技术保证产品可靠性，一致性的专业化，大批生产的工艺技术发动机节能及低排放技术113、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点技术车用柴油机高压喷射技术（包括电控高压泵技术、电控高压共轨系统、电控单体泵技术及喷油特性的研究等）汽油机缸内直接喷射技术（包括气流的组织、燃烧室设计优化和喷射系统设计等发动机电控可变技术（包括可变进气管道、可变气门定时、可变空燃比和可变压缩比系统等，怠速停机、电动机辅助驱动的混合动力）电控发动机与汽车匹配技术发动机可变涡轮增压和增压中冷技术车用发动机排气后处理

3、技术（包括汽油机稀燃催化转化剂、柴油机连续再生型微 粒捕集器、选择性催化还原系统、四效催化器技术等）混合动力装置设计和匹配技术发动机电控集成管理系统及电磁兼容技术研究等继续加强新能源（清洁能源）汽车产品的研发和产业化准备工作123、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点技术电控高压泵技术电控高压泵技术喷油特性的研究喷油特性的研究电控高压共轨电控高压共轨系统系统电控单体泵技术电控单体泵技术等等等等车用柴油机高压车用柴油机高压喷射技术喷射技术133、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点

4、技术汽油机缸内直接汽油机缸内直接喷射技术喷射技术气流的组织气流的组织燃烧室燃烧室设计优化设计优化喷射系统设计喷射系统设计等等等等143、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点技术可变进气管道可变进气管道可变气门定时可变气门定时可变空燃比、压缩比系统可变空燃比、压缩比系统怠速停机、电动机辅怠速停机、电动机辅助驱动的混合动力助驱动的混合动力发动机电控发动机电控可变技术可变技术153、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点技术柴油机连续再生柴油机连续再生型微粒捕集器型微粒捕集器四效催化器技

5、术四效催化器技术汽油机稀燃汽油机稀燃催化转化剂催化转化剂选择性催化选择性催化还原系统还原系统等等等等车用发动机排气车用发动机排气后处理技术后处理技术163、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术、以节能、环保、安全可靠为核心的重点技术 .重点技术重点技术电控发动机与汽车匹配技术发动机可变涡轮增压和增压中冷技术混合动力装置设计和匹配技术发动机电控集成管理系统及电磁兼容技术研究等继续加强新能源（清洁能源）汽车产品的研发和产业化准备工作等等.17一、六冲程发动机 1） 特点：1.比普通发动机多两个冲程； 2.热效率高40； 3.节油效率高； 2）工作原理 在普通四冲程发动机的“进气-压缩-燃烧做功-

6、排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的气缸里面，水马上就变成了温度高达816度的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时气缸内压强急剧增大，推动活塞再次做功如此一来，每6个冲程中就出现2个做功冲程，而消耗的燃油却没有变化。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水。18一、六冲程发动机 3）发动机构造水泵的出口，高压水泵进水管接水箱的出口，改变油咀的喷油角度，改变排气角度，增加喷水角度，使活塞产生六个冲程，即三个冲程后增加一个气门开放排气冲程，增加一个喷水汽化作功冲程，增加一个排汽冲程排汽。 六冲程节油内燃发动机，涉及现有内燃发动机的高压油油泵、喷油咀、

7、冷却循环管路、活塞、活塞缸，其特征在于在缸盖上设两个喷咀，一个喷油咀、一个喷水咀在发动机一边安装一个高压水泵，喷水咀的进水管接高压19二、增压中冷技术 影响发动机功率的方面很多主要表现以下方面： pe i Vs Hu c it b 1/L0 1/ 1/ pe ：有效功率 ；i ：缸数； Vs ：气缸工作容积； Hu ：燃料低热值； c ：充量系数； it ：指示热热效率； b ： 发动机进气管密度； L0 ：化学计量比； ：冲程数； ：空燃比； 内燃机增压可以有效的改善发动机的热效率、提高发动机功率、提高经济性、减少排放中的有害成分，降低噪音，目前柴油机增压技术已经十分纯熟，汽油机也进入日益成

8、熟阶段； 增压可分为：机械增压、排气增压、惯性增压、气波增压等 排气增压分为：单级涡轮增压、多级涡轮增压20二、增压中冷技术 在我国发动机中普遍采用单级涡轮增压，单级涡轮增压按照排气管与增压器的连接方式又可分为：定压增压（将各缸排气汇入一个管中在与涡轮连接）脉冲增压（各缸排气分别进入涡轮）1.发动机；2排气管；3.涡轮；1.发动机；2排气管；3.涡轮；定压 增压脉冲增压21二、增压中冷技术 随着汽车发动机的要求越来越高单级增压已经无法满足需求，现在多级增压、 复合增压已经开始应用到汽车发动机上，多级增压就是将两个涡轮增压器串连在一起，复合增压就是在发动机上采用机械增压与涡轮增压相结合，分为并联

9、和串联两种；第一级压气机；2第二级压器机；3发动机；4排气涡轮第一级压气机；2第二级压器机；3发动机；4排气涡轮串联并联22三、汽油机直喷分层、稀燃技术（GDI) 1.原理： 缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术可以分为均质稀燃和分层燃烧两种燃烧模式。中小负荷时，在压缩行程后期开始喷油，在火花塞附近形成较浓的可燃混和气，在远离火花塞的区域，形成稀薄分层混和气；大负荷及全负荷时，在早期进气形成中将燃油喷入气缸，形成完全的均质化学计量比进行燃烧。另外，也有采用分段喷油技术分层混合气，即在进气早期开始喷油，使燃油在气缸中均匀混合，在进气后期再次喷油，最终在火花塞附近形成较浓的可燃混和气。 23三、汽油机直喷分

10、层、稀燃技术（GDI) 2. 先对于PFI发动机发动机优缺点： 优点: 1)GDI发动机的绝热指数增加和传热损失较少，取消节流降低了泵吸损失，燃油蒸发引起的缸内温度降低提高了汽油机可工作的压缩比，燃油在进气冲程中对进气的冷却提高了充气效率，使得它的燃油经济性有进一步改善，燃油消耗下降率高达35。动力输出也比PFI发动机增加了大约10。 2)瞬态反应快。 3)起动快。 4)冷起动时未燃碳氢排放少。 缺点缺点 1)GDI适用的NOx稀燃催化剂的开发尚未成熟，目前商品化的GDI难以满足严格的排放法规要求。 2)GDI燃烧系统的设计较为复杂，开发成本昂贵24三、汽油机直喷分层、稀燃技术（GDI) 3.

11、目前采用的车型 1）直喷系统 博世公司：Motronic MED7汽油直喷系统； 奥迪公司：开发了FSI系统； 奔驰公司：开发了CGI系统； 菲亚特：开发了JTS系统； 2）车型 奥迪R8，它匹配着带双增压的V8 FSI直喷发动机； 奥迪A2 1.6FSI发动机、A42.0L FSI发动机； 奔驰：C200 CGI的1.8L CGI发动机； 迈腾：TSI发动机(双增压的燃油分层直喷)。25四、转子发动机 转子发动机又称为米勒循环发动机。它采用三角转子旋转运动来控制压缩和排放，与传统的活塞往复式发动机的直线运动迥然不同。这种发动机由德国人菲加士汪克尔发明。 转子发动机的运动特点是：三角转子的中心

12、绕输出轴中心公转的同时，三角转子本身又绕其中心自转。在三角转子转动时,以三角转子中心为中心的内齿圈与以输出轴中心为中心的齿轮啮合，齿轮固定在缸体上不转动,内齿圈与齿轮的齿数之比为3:2。上述运动关系使得三角转子顶点的运动轨迹(即汽缸壁的形状)似8字形.三角转子把汽缸分成三个独立空间，三个空间各自先后完成进气,压缩,做功和排气，三角转子自转一周,发动机点火做功三次。由于以上运动关系，输出轴的转速是转子自转速度的3倍，这与往复运动式发动机的活塞与曲轴1:1的运动关系完全不同。26四、转子发动机 工作原理27四、转子发动机 优点： 第一、运行噪音更小第一、运行噪音更小： 转子发动机平稳的运转产生的振

13、动非常小，由于它没有气门结构，因此能更平稳和安静地运行。双转子发动机的安静和平稳性相当于直列六缸往复式发动机。 第二、扭矩很均匀：第二、扭矩很均匀： 曲线，两转子的设计中运行扭矩波动与直列六缸发动机具有相同水平，三转子发动机则更胜于转子发动机在整个速度范围内有相当均匀的扭矩V8发动机往复发动机。 第三、精简结构，动力不亚于往复式发动机：第三、精简结构，动力不亚于往复式发动机： 转子发动机不需要设置连杆结构，没有配气机构(包括通常往复式发动机必备的正时齿带、凸轮轴、摇臂、气门、气门弹簧等等)，同等输出功率条件下，转子发动机的设计重量是往复式的三分之二。 第四、可靠性和耐久性比较好：第四、可靠性和

14、耐久性比较好： 前文提到，转子的转速是发动机转速的三分之一，因此转子的磨损情况并不是很大，另外，由于没有摇臂，连杆等高转速运动机械部件，所以在高负荷运动中更可靠和更耐久。 28四、转子发动机 缺点： 1、工艺和成本要求高、工艺和成本要求高 任何事情都不可能鱼和熊掌兼得，由于转子发动机技术比较尖端，制作工艺要求比较高，成本比较贵，现在马自达公司对这项技术比较了解和把握，所以，这项技术还没有在汽车中普及。 2、转子发动机的耗油量比较大、转子发动机的耗油量比较大 这主要是转子发动机燃烧室的形状不太有利于完全燃烧，火焰传播路径较长，使得燃油和机油的消耗增加。而且转子发动机只能用点燃式，不能用压燃式，所

15、以也就是不能采用柴油。 3、功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。、功率输出轴位置比较高，令整车布置安排不便。 4、国内没有维修此类发动机的厂家、国内没有维修此类发动机的厂家 29五、其它技术 1. DOHC双顶置凸轮轴发动机，用于多气门的发展； 2. VTEC可变气门正时及升程电子控制系统，通过改变进气门开度来改变进气量，提高发动机扭矩； 3. VVT可变气门正时，有的在后面加个i，即：VVT-i，i代表进气的意思，也是通过控制气门及凸轮轴来实现进气量的改变，最终达到功率增加，降低油耗和排放的目的； 4.除以上外还有电子节气门、电子油门、可变进气管长度等等；30 21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战,它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展。 在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力,而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也延长了内燃机行业的“生命”。新材料、新工艺的技术革命,为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力。21世纪的内燃机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,以尽可能完美的形象为人类作出新的贡献。3132 结束语结束语