汽車燃油經(jīng)濟性

1、摘 要汽車燃油經(jīng)濟性是汽車的一個重要性能，也是汽車最重要的指標(biāo)之一。它關(guān)系到每個人的切身利益，由于要求節(jié)約能源和減少消耗能源時產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的副作用，所以降低汽車燃油消耗似乎就成了汽車的主要問題。目前世界上評論汽車燃油經(jīng)濟性一般用耗油量或油行程來表示。汽車的燃油經(jīng)濟性有兩種測定法:等速百公里油耗和循環(huán)油耗。汽車發(fā)動機的熱效率隨壓縮比的增加而增加，現(xiàn)在轎車汽油發(fā)動機壓縮比一般在9.3-10.5之間，同時，還采用配氣系統(tǒng)可變裝置（可變氣門升程、可變凸輪軸轉(zhuǎn)角、可變進氣管長度、渦輪增壓等）和稀燃技術(shù)，來達到節(jié)油目的；發(fā)動機的功率和負荷率對燃油經(jīng)濟性有很大的影響；汽車的傳動系也會影響汽車的燃油經(jīng)濟性；

2、現(xiàn)在，由于汽車速度的不斷提高，汽車的造型對燃油經(jīng)濟性也有重要影響，車速越快影響越大，這就是人們常說的“風(fēng)阻”。能源的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護都直接制約著汽車的燃油經(jīng)濟性，于是電動汽車和混合動力汽車變應(yīng)運而生。關(guān)鍵詞：汽車燃油經(jīng)濟性，等速百公里油耗，循環(huán)油耗，壓縮比，風(fēng)阻，渦輪增壓，發(fā)動機功率和負荷，電動汽車，混合動力汽車。Abstract Vehicle fuel economy is an important performance car, but also the most important indicator of vehicle. It relates to the vital int

3、erests of each person, due to requirements to conserve energy and reduce consumption of energy generated when the side effects of the greenhouse effect, so it seems to reduce vehicle fuel consumption of automobiles has become a major problem. Comment on the worlds vehicle fuel economy or oil fuel co

4、nsumption tends to be used to indicate the trip. Vehicle fuel economy, there are two assay: Velocity 100 kilometers cycle fuel consumption and fuel consumption. Thermal efficiency of a car engine with the compression ratio increases, and now car gasoline engine compression ratio is generally between

5、 9.3-10.5, while also using a variable valve train systems devices (variable valve lift, variable camshaft angle can be Variable length intake manifold, turbo-charged, etc.) and lean burn technology to achieve fuel-saving purposes; engine power and load rate on the fuel economy have great impact; ve

6、hicle powertrain will also affect the fuel economy; Now, thanks to the continuous improvement of vehicle speed, vehicle shape of the fuel economy also have important implications for the faster speed of the greater impact, which is commonly known as drag. Sustainable energy development and environme

7、ntal protection are directly restrict the fuel economy, so electric cars and hybrid vehicles change came into being. Keywords: automobile fuel economy, constant velocity 100 kilometers fuel consumption, cycle fuel consumption, compression ratio, drag,目 錄1 引言.52 汽車燃料.5 2.1 汽油.5 2.1.1 汽油的使用性能.5 2.1.2

8、車用乙醇汽油.6 2.2 柴油.6 2.2.1 柴油的使用性能.6 2.2.2 生物柴油.7 2.3 壓縮天然氣和液化石油氣.7 2.3.1 壓縮天然氣.7 2.3.2 液化石油氣.83 汽車燃料經(jīng)濟性.83.1 定義.83.2 評價指標(biāo).84 汽車發(fā)動機可燃混合氣形成和燃燒 .94.1 汽油發(fā)動機.9 4.1.1汽油混合氣形成.9 4.1.2汽油機燃燒過程.94.2 柴油發(fā)動機 .10 4.2.1柴油混合氣形成 .10 4.2.2柴油機燃燒過程 .105 電子控制燃油噴射技術(shù) .115.1 發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的組成.11 5.1.1空氣供給系統(tǒng).11 5.1.2 燃油供給系統(tǒng).11 5.1.

9、3 燃油噴射電子控制系統(tǒng).115.2 發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的分類.11 5.2.1 按燃油噴射控制方式分類.11 5.2.2 按噴油器噴油部位分類.11 5.2.3 按噴油器噴油方式分類.116 汽車發(fā)動機增壓 .126.1 概述.126.2 機械增壓.126.3 渦輪增壓.157 電動汽車.177.1 概述.177.2 純電動車輛.177.3 燃料電池電動車輛.187.4 混合動力電動車輛.188 提高汽車燃油經(jīng)濟性的其它措施.208.1 燃油經(jīng)濟性的影響因素.208.2 技術(shù)上改善燃油經(jīng)濟性的措施.218.3 駕駛技術(shù)層面上改善燃油經(jīng)濟性.229 結(jié)果分析與討論 .2410 總結(jié) .25參考

10、文獻.261 引言 內(nèi)燃機汽車經(jīng)過120多年的發(fā)展和壯大，在安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適和價廉等方面取得了重大的進展。但是，內(nèi)燃機汽車的發(fā)展也正在面臨可持續(xù)發(fā)展能源的挑戰(zhàn)，大氣環(huán)保和地球溫室效應(yīng)（變暖）的挑戰(zhàn)，以及噪聲方面的限制等。目前，世界上各種汽車的保有量超過7億輛，每年新生產(chǎn)的各種汽車約5000萬輛，汽車石油消耗量每年達到80100億桶，約占世界石油產(chǎn)量的一半以上，21世紀以來，石油價格上漲，石油資源的日益枯竭，人類將面臨更大的資源危機和挑戰(zhàn)。 汽車對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在汽車排氣污染、噪聲污染和二次揚塵污染等，其中以排氣污染最為嚴重。要解決汽車工業(yè)和環(huán)境保護之間的矛盾，必須要求政府、企業(yè)和公眾

11、三者緊密聯(lián)合起來，以科學(xué)的發(fā)展觀來共同倡導(dǎo)具有“責(zé)任意識、發(fā)展意識和環(huán)保意識”的綠色汽車業(yè)，以推動汽車工業(yè)和環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展，促進二者的良性循環(huán)。于是各國科研人員正在致力新能源的開發(fā)與利用。各大汽車制造商也越來越關(guān)注提高汽車燃油經(jīng)濟性的提高。于是涌現(xiàn)出了電子控制燃油噴射技術(shù)，汽車發(fā)動機增壓，電動汽車等新技術(shù)。氫能源的利用和開發(fā)，生物柴油，乙醇汽油，壓縮天然氣等新能源也正在被利用，目的都在提高汽車燃油經(jīng)濟性。2 汽車燃料2.1 汽油2.1.1 汽油的使用性能(1) 汽油的蒸發(fā)性汽油蒸發(fā)性的評價指標(biāo)通常用蒸餾百分比來表示?？傊?，汽油的各蒸餾出溫度低則蒸發(fā)性好，有利于混合氣的形成。但蒸發(fā)性過大的

12、汽油在使用過程中容易使汽油供給系統(tǒng)發(fā)生氣阻，且蒸發(fā)損失較大。(2) 汽油的燃點和熱值汽油自然溫度較高，約為471。汽油的熱值通常情況下指1kg汽油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量，約為43.9MJ,即43.9MJ/kg。 (3) 汽油的抗爆性汽油的抗爆性是指汽油在發(fā)動機汽缸中燃燒時避免產(chǎn)生爆燃的能力，用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。辛烷值有兩種測定方法，一種是馬達法（MON）；另一種是研究法（RON）.國產(chǎn)汽油利用研究法辛烷值來編號。2.1.2 車用乙醇汽油乙醇是以高粱、玉米、小麥、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成的。將乙醇液中含有的水進一步除去，再添加適量的變性劑（為防止飲用）可形成變性燃料

13、乙醇。車用乙醇汽油是將變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一種汽車燃料。使用這種燃料不但可以節(jié)省石油資源和有效地減少汽車尾氣的污染，還可以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。乙醇汽油在一些國家已成功使用多年，目前在我國也開始受到重視。2001年4月2日，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布了變性燃料乙醇和車用乙醇汽油兩項國家標(biāo)準(zhǔn)，并于2001年4月15日開始實施。我國將根據(jù)具體情況，在一些城市逐步推廣使用乙醇汽油，到2005年，全國已有五個省及一些省的部分地市基本實現(xiàn)了車用乙醇汽油替代普通汽油。2.2 柴油2.2.1 柴油的使用性能(1) 柴油發(fā)火性發(fā)火性是指燃料對柴油機自動著火的適應(yīng)性，也稱著火質(zhì)量。用十六烷值或指數(shù)來表

14、示，正十六烷值的發(fā)火性最好，而甲基萘的發(fā)火性最差，人們把正十六烷值定為100，甲基萘定為0.(2) 柴油的蒸發(fā)性柴油的蒸發(fā)性是指柴油在一定溫度下有液態(tài)揮發(fā)呈氣態(tài)的快慢程度。閃點是將可燃性液體在專門儀器和規(guī)定條件下加熱，其蒸氣與空氣形成的混混合氣與火焰接觸，發(fā)生瞬間閃火的最低溫度。閃點既是評價柴油蒸發(fā)傾向的指標(biāo)，又是確保其安全性的指標(biāo)。柴油的閃點必須達到55以上。(3) 柴油的黏度柴油的黏度是指在一定溫度下柴油流動性的程度。黏度低，流動性好，容易霧化成微粒，但黏度也不能過低，這樣會加劇噴油泵的精密偶件的磨損。(4) 柴油的凝點柴油的凝點是指其失去流動性的溫度。2.2.2 生物柴油生物柴油(Bio

15、diesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如：醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。典型化學(xué)反應(yīng)：R1 COO CH2R2 COO CH + 3MeOH( EtOH)R1 (R2 , R3 ) COOMe R1 (R2 , R3 ) COOEt +CH2 (OH) 2CH(OH) R3 COO C

16、H2生物柴油的特點:(1)含水率較高，最大可達30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高穩(wěn)定性，但降低了油的熱值；(2)pH值低，故貯存裝置最好是抗酸腐蝕的材料（制備方法不同的酸價不一樣）；(3)密度比水小，相對密度在0.87240.8886之間；(4)具有“老化”傾向，加熱不宜超過80，宜避光、避免與空氣接觸保存；(5)潤滑性能好。(6）優(yōu)良的環(huán)保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高達98，降解速率是普通柴油的2倍，可大大減輕意外泄漏時對環(huán)境的污染；(7）較好的低溫發(fā)動機啟動性能； (8）較好的安全性能：閃點高，運輸、儲存、使用方面安全；(9) 十六烷值高，燃燒

17、性能好于柴油。(10) 無須改動柴油機，可直接添加使用，同時無需另添設(shè)加油設(shè)備、儲存設(shè)備及人員的特殊技術(shù)訓(xùn)練2.3 壓縮天然氣和液化石油氣2.3.1 壓縮天然氣CNG壓縮天然氣（compressed natural gas），主要成分為甲烷氣體的汽車，屬于燃料汽車 （gas fuel-powered automobile）的一種，利用可燃氣體做能源驅(qū)動的汽車。密度為0.78kg/m3；天然氣熱值H=5050kJ/kg。2.3.2 液化石油氣LPG液化石油氣（Liquefied petroleum gas）主要是由丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）組成的，有些LPG還含有丙烯（C3H6）和丁烯

18、（C4H8）。LPG一般是從油氣田、煉油廠或乙烯廠石油氣中獲得。液化石油氣是煉油廠在進行原油催化裂解與熱裂解時所得到的副產(chǎn)品。催化裂解氣的主要成份如下(%)：氫氣5-6、甲烷10、乙烷3-5、乙烯3、丙烷16-20、丙烯6-11、丁烷42-46、丁烯5-6，含5個碳原子以上的烴類5-12。熱裂解氣的主要成份如下(%)：氫氣12、甲烷5-7、乙烷5-7、乙烯16-8、丙烷0.5、丙烯7-8、丁烷0.2、丁烯4-5，含5個碳原子以上的烴類23。這些碳氫化合物都容易液化，將它們壓縮到只占原體積的1/250-l/33，貯存于耐高壓的鋼罐中，使用時擰開液化氣罐的閥門，可燃性的碳氫化合物氣體就會通過管道進

19、入燃燒器。點燃后形成淡藍色火焰，燃燒過程中產(chǎn)生大量熱。15密度為0.55kg/L，LPG的低位熱值為46.4MJ/kg。3 汽車燃料經(jīng)濟性3.1 定義在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消費量行駛的能力，稱為汽車的燃油經(jīng)濟性。3.2 評價指標(biāo)(1) 等速百公里油耗汽車在無坡度的平坦好路上以等速行駛時的油耗為等速百公里油耗。由于汽車實際行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速等行駛狀況的燃油經(jīng)濟性，因此，等速行駛?cè)剂辖?jīng)濟性不能全面考核汽車運行燃料經(jīng)濟性，它只能作為一種相對比較性的指標(biāo)，如下圖3-2-1所示。 3-2-1 汽車百公里燃油消耗量曲線(2) 循環(huán)油耗由于等速油耗與實際行駛情況有很大差別，實際上不

20、能全面地評定汽車的燃油經(jīng)濟性?，F(xiàn)在一般都采用循環(huán)油耗來評定汽車的燃油經(jīng)濟性。循環(huán)油耗是指在一段指定的典型路段內(nèi)汽車以設(shè)定的不同工況行駛時的油耗，起碼要規(guī)定等速、加速和減速3種工況，復(fù)雜的還要計入起動和怠速停駛等多種工況，然后折算成百公里油耗。例如我國有6工況循環(huán)油耗(貨車)和城市4工況循環(huán)油耗(客車)，歐洲有ECER15工況循環(huán)油耗，美國有公路循環(huán)和城市循環(huán)油耗。一般而言，求得的循環(huán)油耗還要與等速百公里(指定車速)油耗加權(quán)平均取得綜合油耗，以便更科學(xué)地評價汽車的燃油經(jīng)濟性。不過有時也不嚴格地稱這種綜合油耗為循環(huán)油耗，所以現(xiàn)代轎車給出的城市油耗和公路油耗更全面地說，應(yīng)該是城市綜合油耗和公路綜合油

21、耗，也有簡稱為城市循環(huán)油耗和公路循環(huán)油耗，在我國也更簡單地稱為城市油耗和公路油耗。4 汽車發(fā)動機可燃混合氣形成和燃燒4.1 汽油發(fā)動機4.1.1 汽油混合氣形成汽油機混合氣形成有兩種方法：一種是化油器混合，另一種是噴射方法。4.1.2 汽油機燃燒過程1. 汽油機的正常燃燒(1) 著火延遲期：從火花塞跳火到火焰中心形成。從火花塞跳火到活塞行至上止點時的曲軸轉(zhuǎn)角，稱為點火提前角，用表示。一般為20-350 CA 。(2)明顯燃燒期：從火焰中心形成到缸內(nèi)最高壓力。明顯燃燒期是汽油機燃燒的主要時期，絕大部分燃料在這一階段燃燒，此時活塞又靠近上止點，所以汽缸內(nèi)的壓力、溫度迅速升高，壓力達到最大值；混合氣

22、燃燒約90%，放出了大部分的熱量。(3)后燃期：從缸內(nèi)壓力最高到燃料燃燒結(jié)束。指明顯燃燒期以后的燃燒，主要由火焰前鋒面未及燃燒的燃料再燃燒，以及部分燃燒及高溫分解的燃燒產(chǎn)物重新氧化。2. 汽油機的不正常燃燒混合氣在汽缸內(nèi)燃燒時沒有按照人們預(yù)控的燃燒過程燃燒過程而進行稱為不正常燃燒。(1) 爆震燃燒（爆燃）:爆燃產(chǎn)生末端混合氣自燃，形成新的火焰中心； 新的火焰速度很大（1000m/s），缸內(nèi)局部壓力、溫度急劇升高，形成沖擊波；(2) 熱面點火:由燃燒室內(nèi)熾熱表面（如過熱的火花塞電極、排氣門、積碳）點燃混合氣的現(xiàn)象。 4.2 柴油發(fā)動機 4.2.1 柴油混合氣形成柴油機混合氣形成有兩種方法：一種是

23、空間霧化，另一種是油膜蒸發(fā)混合。 4.2.2 柴油機燃燒過程(1) 著火延遲期：從柴油開始噴入氣缸起到著火開始為止的這一段時期稱為著火延遲期。影響著火延遲期長短的主要因素是： 噴油時缸內(nèi)的溫度和壓力越高，則著火延遲期越短。 柴油的自燃性較好（十六值較高），著火延遲期較短。燃燒室的形狀和壁溫等。 噴油提前角：開始噴油到活塞到達上止點所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為噴油提前角。 (2) 急燃期：從開始著火（即壓力偏離壓縮線）到出現(xiàn)最高壓力.一般用壓力升高率pkPa()曲軸表示壓力急劇上升的程度。(3) 緩燃期:即從最大壓力點至最高溫度點。 當(dāng)緩燃期開始時，雖然氣缸內(nèi)已形成燃燒產(chǎn)物，但仍有大量混合氣正在燃燒。 (

24、4) 補燃期:從最高溫度點起到燃油基本燒完時為止稱為補燃期。補燃期的終點很難準(zhǔn)確地確定，一般當(dāng)放熱量達到循環(huán)總放熱量的9599時，可認為補燃期結(jié)束。 補燃期內(nèi)燃油的燃燒可稱為后燃，由于燃燒時間短促，混合氣又不太均勻，總有少量燃油拖延到膨脹過程中繼續(xù)燃燒。5 電子控制燃油噴射技術(shù)5.1 發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的組成5.1.1 空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)簡稱為供氣系統(tǒng)?？諝夤┙o系統(tǒng)的功用是向發(fā)動機提供混合氣燃燒所需要的空氣，并測量出進入汽缸的空氣量。(1) 旁通空氣式供氣系統(tǒng)(2) 直接供氣式供氣系統(tǒng)(3) 可變進氣系統(tǒng)5.1.2 燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)簡稱供油系統(tǒng)，其功用是向發(fā)動機提供混合氣燃燒所需

25、要的燃油量。5.1.3 燃油噴射電子控制系統(tǒng)燃油噴射電子控制系統(tǒng)由各種傳感器與控制開關(guān)、電子控制單元ECU和執(zhí)行器三部分組成。5.2 發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)的分類5.2.1 按燃油噴射控制方式分類:按燃油噴射控制方式可分為機械控制式、機電結(jié)合式和電子控制式燃油噴射系統(tǒng)。5.2.2 按噴油器噴油部位分類: 按噴油器噴油部位不同可分為缸內(nèi)噴射系統(tǒng)和進氣管噴射系統(tǒng)。進氣管噴射系統(tǒng)又可分為單點燃油噴射系統(tǒng)（SPEI或SPI）, 多點燃油噴射系統(tǒng)（MPFI或MPI）,其中博士D、L、LH、M型燃油噴射系統(tǒng)就是多點噴射系統(tǒng)。5.2.3 按噴油器噴油方式分類按噴油器噴油方式不同可分為連續(xù)噴射和間歇噴射系統(tǒng)。間歇

26、噴射系統(tǒng)又可以分為同時噴射、分組噴射和順序噴射。6 汽車發(fā)動機增壓6.1 概述所謂增壓就是將空氣預(yù)先壓縮然后再供入汽缸，以提高空氣密度、增加進氣量的一項技術(shù)。6.2 機械增壓針對自然進氣（NA）引擎在高轉(zhuǎn)速區(qū)域會出現(xiàn)進氣效率低落的問題，從最基本的關(guān)鍵點著手，也就是想辦法提升進氣歧管內(nèi)的空氣壓力，以克服氣門干涉阻力，雖然進氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變，但由于進氣壓力增加的結(jié)果，讓每次氣門開啟時間內(nèi)能擠入燃燒室的空氣增加了，因此噴油量也能相對增加，讓引擎的工作能量比增壓之前更為強大，這就是增壓（Charge）的基本原理.機械增壓器（Super Charge）之構(gòu)造: 機械增壓器采用皮帶與引擎曲軸

27、皮帶盤連接，利用引擎轉(zhuǎn)速來帶動機械增壓器內(nèi)部葉片，以產(chǎn)生增壓空氣送入引擎進氣歧管內(nèi)，整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，工作溫度界于70-100，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅(qū)動，必須接觸400-900的高溫廢氣，因此機械增壓系統(tǒng)對于冷卻系統(tǒng)、潤滑油脂的要求與NA自然進氣引擎相同，機件保養(yǎng)程序大同小異。機械增壓器（Super Charge）之特性:由于機械增壓器采用皮帶驅(qū)動的特性，因此增壓器內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)速與引擎轉(zhuǎn)速是完全同步的，基礎(chǔ)特性為： 引擎rpm X（R1/R2）= 增壓器葉片之rpm R1 引擎皮帶盤之半徑 R2 機械增壓器皮帶盤之半徑 由于各類引擎的皮帶盤尺寸差異不大，同時受限于引擎安裝空間，因此機

28、械增壓器的工作轉(zhuǎn)速遠低于30,000rpm，與渦輪增壓器經(jīng)常處于100,000rpm以上超高轉(zhuǎn)域的情形相去甚遠，同時機械增壓器轉(zhuǎn)速是完全連動于引擎轉(zhuǎn)速，兩者呈現(xiàn)平起平坐的現(xiàn)象，形成一組穩(wěn)定之等差數(shù)線，而且增壓器與擎之間會互相影響，當(dāng)一方運轉(zhuǎn)受阻的時候，必定會藉由皮帶傳輸而影響另一方的運作，這就是機械增壓器的特性。 由于制造成本的限制，市售車輛的引擎最高轉(zhuǎn)速多半維持在7500rpm以下，理想的機械增壓器應(yīng)該在1000rpm-7500rpm的引擎工作區(qū)域之內(nèi)，產(chǎn)生一足夠且穩(wěn)定之增壓值，讓引擎輸出提升20-40%，因此機械增壓器必須在低轉(zhuǎn)速就產(chǎn)生增壓效應(yīng)，通常引擎一脫離怠速區(qū)域，在1000rpm-1

29、300rpm即能帶動機械增壓器產(chǎn)生增壓效果，并延續(xù)至引擎最高轉(zhuǎn)速，因此整體增壓曲線是呈現(xiàn)一緩步上升之平滑曲線，經(jīng)由供油程序與泄壓閥的調(diào)整，即可達成“高原型”引擎輸出功率曲線的目標(biāo)。 不過看似完美無缺的機械增壓系統(tǒng)，卻有一個小問題存在，由于機械增壓器的動力來源完全依靠引擎帶動，而引擎的負擔(dān)越輕，轉(zhuǎn)速提升就越快，這就是為什么比賽用房車都事先拆除冷氣壓縮機的原因，若是方程式（formula）賽車，甚至連激活馬達、機油幫浦都改成外部連接，以減少對引擎造成的負擔(dān)，因此增壓器本身的運轉(zhuǎn)阻力必須越小越好，才不會拖累引擎的工作效率。 然而增壓器產(chǎn)生的能量（增壓值）與阻力成正比關(guān)系，如果一味追求增壓值，雖然引擎

30、輸出的能量大增，但是相對的增壓器內(nèi)部葉片受風(fēng)阻力也會升高，當(dāng)阻力達到某一界限時，增壓器本身的阻力會讓引擎承受極大的負擔(dān)，嚴重影響引擎轉(zhuǎn)速的提升，因此設(shè)計師必須在增壓值與引擎負擔(dān)之間取得妥協(xié)，以避免高增壓系統(tǒng)帶來的負面效應(yīng)。 目前歐洲生產(chǎn)的機械增壓系統(tǒng)多半采取0.3-0.5kg/c的低增壓，著重在于低轉(zhuǎn)速扭力輸出與中高轉(zhuǎn)速“高原型”馬力輸出，而臺灣“特嘉”研發(fā)的新式低阻抗增壓器可以產(chǎn)生0.6-0.9kg/c的中度增壓值，動力提升的幅度更為顯著，雖然機械增壓系統(tǒng)在現(xiàn)階段仍然無法突破1.0kg/c的高增壓范圍，而渦輪增壓早已突破2.0kg/c的超增壓境界，單就效率而言，渦輪增壓系統(tǒng)可以用“倍數(shù)”來提

31、升引擎輸出，但是兩者在結(jié)構(gòu)上無法相提并論。 高增壓渦輪增壓系統(tǒng)必須讓引擎承受由負壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎旱膭×易兓c高壓，因此引擎內(nèi)部機件的材質(zhì)與加工精密度要求很高，對于冷卻、潤滑系統(tǒng)的要求也遠較一般引擎來得高，保養(yǎng)間隔短、手續(xù)繁雜、工作壽命短.等等都是高增壓值渦輪引擎的缺點。 在引擎機件維持原有形式，不用額外制造高單價精密機件的情形下，機械增壓系統(tǒng)可以讓引擎動力輸出增進20-40%，又不至于造成維修體系的負擔(dān)，因此各大車廠在近年都有開發(fā)機械增壓引擎的計劃，例如：BENZ、Jaugar、Aston Martin.等等歐洲高級車廠都采用機械增壓系統(tǒng)來延長現(xiàn)有引擎的生產(chǎn)壽命，并達成環(huán)保、省油、高效率的目標(biāo)，以

32、大幅節(jié)省新引擎的開發(fā)費用。機械增壓共分為3類：離心式機械增壓（Centrifugal Superchargers）：這種機械增與渦輪增壓很像，只不過它不是用發(fā)動機的廢氣驅(qū)動，而是用發(fā)動機的皮帶帶動。它和渦輪增壓增壓原理相同，吸入空氣靠離心力把空氣加壓，以達到壓縮空氣的目的?；臼綑C械增壓（Roots Superchargers）：你經(jīng)常能在60到70年代的肌肉車上看到看到這東西，它從發(fā)動機蓋上的突非常明顯，正如圖中這輛野馬跑車一樣。這種機械增壓將空氣吸入增壓器內(nèi)部，有兩個螺旋狀葉片將空氣壓縮，之后送到進氣歧管里。這種機械增壓能提供強大的扭矩輸出。它在加速比賽和街道競賽中十分流行。螺旋式增壓器（

33、Screw Superchargers）：這個形式的增壓器是基本型的派生出來的，而且也長得很像，但它們的吸氣壓縮方式卻截然不同。當(dāng)空氣被吸入 6-2-1 增壓器時，被螺旋狀葉片強壓入進氣歧管內(nèi)。這種形式的增壓器對于提升各個轉(zhuǎn)速的馬力都很有效，如上圖6-2-1所示。機械增壓的優(yōu)點是沒有Lag,不需修改引擎本體,而且高溫的情形比渦輪好很多!線性的特點也是機械增壓值得一提的地方!因為動力源自于曲軸,曲軸源自于您踩油門的深淺,所以機械增壓可說是您踩多大力就獲得多大的回饋!這就是位什么人家說機械增壓類似大馬力的NA車的原因! 機械增壓的缺點,由于動力源自于曲軸,因此最大極限受制于曲軸輸出!由于動力來源(

34、引擎動力)有限,因此增壓值不像渦輪可以打的那么高!因此最大動力輸出不及渦輪來的好!6.3 渦輪增壓渦輪增壓,是一種利用內(nèi)燃機(Internal Combustion Engine)運作所產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動之空氣壓縮機(Air-compressor)。與超級增壓器(機械增壓器, Super-Charger)功能相若，兩者都可增加進入內(nèi)燃機或鍋爐的空氣流量，從而令機器效率提升。常見用于汽車引擎中，透過利用排出廢氣的熱量及流量，渦輪增壓器能提升內(nèi)燃機的馬力輸出。我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加發(fā)動機的進氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪

35、室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。1、機械增壓系統(tǒng)：這個裝置安裝在發(fā)動機上并由皮帶與發(fā)動機曲軸相連接，從發(fā)動機輸出軸獲得動力來驅(qū)動增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優(yōu)點是渦輪轉(zhuǎn)速和發(fā)動機相同，因此沒有滯后現(xiàn)象，動力輸出非常流暢。但是由于裝在發(fā)動機轉(zhuǎn)動軸里面，因此還是消耗了部分動力，增壓出來的效果并不高。 2、氣波增壓系統(tǒng)：利用高壓廢氣的脈

36、沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)增壓性能好、加速性好但是整個裝置比較笨重，不太適合安裝在體積較小的轎車里面。 3、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)：這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了，增壓器與發(fā)動機無任何機械聯(lián)系，實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及扭矩要增大20%

37、30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方，那就是泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動機排出的廢氣驅(qū)動泵輪，泵輪帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動后給進氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動機的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高，可達到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn)，如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機械滾針或滾珠軸承無法為轉(zhuǎn)子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動軸承，由機油來進行潤滑，還有冷卻液為增壓器進行冷卻。 4、復(fù)合增壓系統(tǒng)：即廢氣渦輪增壓和機械增壓并用，機械增壓有助于低轉(zhuǎn)速時的扭力輸出，但是高轉(zhuǎn)速時功率輸出有限；而廢氣渦輪增壓在高轉(zhuǎn)速時擁有強大的功率輸出，但低轉(zhuǎn)速時則力不從心。發(fā)動

38、機的設(shè)計師們于是就設(shè)想把機械增壓和渦輪增壓結(jié)合在一起，來解決兩種技術(shù)各自的不足，同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上采用比較多，汽油機上采用雙增壓系統(tǒng)（復(fù)合增壓系統(tǒng)）的車型還比較少，大眾的1.4 TSI發(fā)動機（這款發(fā)動機兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉(zhuǎn)速時，由機械增壓提供大部分的增壓壓力，在1 500rpm時，兩個增壓器同時提供增壓壓力。隨著轉(zhuǎn)速的提高，渦輪增壓器能使發(fā)動機獲得更大的功率，與此同時，機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機械增壓通過電磁離合器控制，它與水泵集合在一起。在轉(zhuǎn)速超過3500rpm時，由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力，此時機械增壓器在電磁離合器

39、的作用下完全與發(fā)動機分離，防止消耗發(fā)動機功率）采用了了這一系統(tǒng)。其發(fā)動機輸出功率大、燃油消耗率低、噪聲小，只是結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，技術(shù)含量高，維修保養(yǎng)不容易，因此很難普及。中冷器是增壓系統(tǒng)的一部分。當(dāng)空氣被高比例壓縮后會產(chǎn)很高的生熱量，從而使空氣膨脹密度降低，而同時也會使發(fā)動機溫度過高造成損壞。為了得到更高的容積效率，需要在注入汽缸之前對高溫空氣進行冷卻。這就需要加裝一個散熱器，原理類似于水箱散熱器，將高溫高壓空氣分散到許多細小的管道里，而管道外有常溫空氣高速流過，從而達到降溫目的（可以將氣體溫度從150降到50左右）。由于這個散熱器位 于發(fā)動機和渦輪增壓器之間，所以又稱作中央冷卻器，簡稱中冷器。誠然

40、，渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動機的動力，不過它的缺點也有不少，其中最明顯的就是動力輸出反應(yīng)滯后。我們看看前面有關(guān)渦輪增壓的工作原理就知道了，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時變化反應(yīng)遲緩，也就是說從你大腳踩油門加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動將更多空氣壓進發(fā)動機獲得更大動力之間存在一個時間差，而且這個時間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發(fā)動機動力輸出。如果你要突然加速的話，瞬間會有提不上速度的感覺。渦輪增壓與機械增壓的優(yōu)缺點: 渦輪增壓由于靠廢氣推動,極限比較高,可說是引擎內(nèi)部有多強,渦輪增壓值就可以打多大缺點是廢氣不斷沖擊葉面,加上渦輪高轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的高熱, 因此在冷卻方面必須加強!機

41、油也由于高溫的關(guān)系容易衰退 影響潤滑力,所以保養(yǎng)必須提前!甚至引擎室高熱帶來的線路 老化,脆化也是問題!而Turbo Lag更是渦輪車的致命傷!不過Lag可以靠改變渦輪進排氣測大小,進氣管路,排氣管.來獲得 改善!7 電動汽車7.1 概述電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)為動力蓄電池、驅(qū)動電機和電子控制技術(shù)。在鋰離子技術(shù)、超級電容技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，許多企業(yè)進行技術(shù)改造與集成，研發(fā)了雙電源電動汽車、多能源電動汽車等，或者進行換電站系統(tǒng)建設(shè)試驗，開發(fā)超快充電技術(shù)，其目的都是為了克服純電動車補充電能困難與續(xù)行里程短的缺陷。7.

42、2 純電動車輛純電動車輛（EV）主要的動力蓄電池有以下幾種：(1)鉛酸電池(2)鎳-氫電池(3) 鋰離子電池(4)鋅空氣電池(5)超級電容器EV通過蓄電池的電能-化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，能夠直接利用外電源的電能。但蓄電池體積大、質(zhì)量重，增加了純電動車輛的整備質(zhì)量，運行時需要消耗更多的能量。7.3 燃料電池電動車輛燃料電池電動車輛（FCEV）：燃料電池汽車是電動汽車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能或的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高23倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種

43、理想的車輛。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車具有以下優(yōu)點： (1) 零排放或近似零排放。 (2)減少了機油泄露帶來的水污染。 (3)降低了溫室氣體的排放。 (4)提高了燃油經(jīng)濟性。 (5)提高了發(fā)動機燃燒效率。 (6)運行平穩(wěn)、無噪聲。7.4 混合動力電動車輛混合動力電動車輛(HEV)：混合動力汽車就是在純電動汽車上加裝一套內(nèi)燃機，其目的是減少汽車的污染，提高純電動汽車的行駛里程。混合動力汽車有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)形式。 復(fù)合動力汽車（亦稱混合動力汽車）是指車上裝有兩個或兩個以上動力源，包括有電機驅(qū)動，符合汽車道路交通、安全法規(guī)的汽車混合動力汽車的種類目前主要有3種。一種是以發(fā)動機為主動力，電動

44、馬達作為輔助動力的“并聯(lián)方式”。這種方式主要以發(fā)動機驅(qū)動行駛，利用電動馬達所具有的再啟動時產(chǎn)生強大動力的特征，在汽車起步、加速等發(fā)動機燃油消耗較大時，用電動馬達輔助驅(qū)動的方式來降低發(fā)動機的油耗。這種方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，只需要在汽車上增加電動馬達和電瓶。另外一種是，在低速時只靠電動馬達驅(qū)動行駛，速度提高時發(fā)動機和電動馬達相配合驅(qū)動的“串聯(lián)、并聯(lián)方式”。啟動和低速時是只靠電動馬達驅(qū)動行駛，當(dāng)速度提高時，由發(fā)動機和電動馬達共同高效地分擔(dān)動力，這種方式需要動力分擔(dān)裝置和發(fā)電機等，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜。還有一種是只用電動馬達驅(qū)動行駛的電動汽車“串聯(lián)方式”，發(fā)動機只作為動力源，汽車只靠電動馬達驅(qū)動行駛，驅(qū)動系統(tǒng)只

45、是電動馬達，但因為同樣需要安裝燃料發(fā)動機，所以也是混合動力汽車的一種。HEV（Hybrid-ElectricVehicle）混合動力裝置?；旌蟿恿褪侵钙囀褂闷万?qū)動和電力驅(qū)動兩種驅(qū)動方式，優(yōu)點在于車輛啟動停止時，只靠發(fā)電機帶動，不達到一定速度，發(fā)動機就不工作，因此，便能使發(fā)動機一直保持在最佳工況狀態(tài)，動力性好，排放量很低，而且電能的來源都是發(fā)動機，只需加油即可。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)。 混合動力總成以動力傳輸路線分類，

46、可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。串聯(lián)式動力：串聯(lián)式動力由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三部分動力總成組成，它們之間用串聯(lián)方式組成SHEV動力單元系統(tǒng)，發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，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。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(dāng)車輛處于啟動、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(dāng)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(dāng)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

47、動機的輸出來達到調(diào)整車速的目的。使發(fā)動機避免了怠速和低速運轉(zhuǎn)的工況，從而提高了發(fā)動機的效率，減少了廢氣排放。但是它的缺點是能量幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，機械效率較低。并聯(lián)式動力：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(dāng)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，一旦汽車車速達到巡航速度，汽車將僅僅依靠發(fā)動機維持該速度。電動機既可以作電動機又可以作發(fā)電機使用，又稱為電動發(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

48、車差不多，得到比較廣泛的應(yīng)用?；炻?lián)式動力：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，它又分為發(fā)動機為主和電機為主兩種。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(fù)雜。豐田的Prius屬于以電機為主的形式。8 提高汽車燃油經(jīng)濟性的其它措施8.1 燃油經(jīng)濟性的影響因素 1.發(fā)動機與油耗的關(guān)系：說到發(fā)動機與油耗的關(guān)系,有的人往往把油耗的大小與發(fā)動機的排量聯(lián)系在一起,認為大排量的發(fā)動機的油耗會大于小排量的發(fā)動機。實事不盡然,大車和小車相比油

49、耗相對較大主要是整車質(zhì)量上的問題而不是發(fā)動機的原因。 發(fā)動機的工作過程中影響油耗的兩個最根本因素是空燃比和發(fā)動機負荷,這兩個值都有一個理論上的最佳值,在實際工作過程中,空燃比和發(fā)動機負荷的實際值越接近理論值,汽車就越省油。發(fā)動機在負荷為90%、空燃比為1.05:1時燃燒效率最高 2.輪胎與油耗的關(guān)系： 輪胎作為汽車的關(guān)鍵承載部件之一,承受車輛負荷、向路面?zhèn)鬟f驅(qū)動力和制動力等作用。因此,輪胎也能影響汽車的燃油經(jīng)濟性、操縱性和安全性。胎面上的花紋是輪胎與路面直接接觸的唯一部位,從表面上看起來,它的形狀、排布不過是簡單的直線與弧線的組合,事實上這里邊蘊藏著輪胎科技的精華,直接影響著輪胎的抓地力和胎噪

50、、滾動阻力等性能。 不同類型花紋的輪胎的燃油消耗率不同,折線花紋輪胎比一般花紋要省油。節(jié)油輪胎可省油。節(jié)油輪胎比起同規(guī)格產(chǎn)品來說,在負載不變的情況下滾動阻力值平均降低21%至24%。由于每減少3%-5%的滾動阻力就能節(jié)約1%的燃油消耗,因此,如果一部車使用四條節(jié)油輪胎,平均可降低約5%的汽車燃油量。3.車重與油耗的關(guān)系：對一臺車油耗影響最大的因素其實要算車重。行駛同樣的距離,越重的車做功越多,也就需要更多的燃油。 4.汽車的傳動系對汽車的燃油經(jīng)濟性有重要影響：汽車的傳動系對汽車的燃油經(jīng)濟性有重要影響。變速器檔位越多,不但汽車換檔平順,而且使發(fā)動機增加了處于經(jīng)濟工況下運行的機會,有利于提高燃油經(jīng)

51、濟性。因此現(xiàn)代汽車都是趨向于5檔或以上變速器,或者采用無極變速,保證在任何條件下具有使發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的可能性。在速度不變的情況下,接合高速檔時,傳動比小發(fā)動機轉(zhuǎn)速低,接合低速檔時,傳動比大相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高。由發(fā)動機負荷特性可知,當(dāng)發(fā)動機負荷相同時,一般是轉(zhuǎn)速越低燃油消耗率越小。在一定的行駛條件下,傳動系的速比越小,汽車的燃油經(jīng)濟性越高,因此汽車的經(jīng)濟行駛都在高檔位。自動擋變速箱,擋位越多越省油,無級變速CVT最省油。 5.風(fēng)阻系數(shù)： 由于現(xiàn)代汽車速度的增高,汽車的造型對燃油經(jīng)濟性也有重要影響,車速越快影響越大,這就是人們常說的“風(fēng)阻”。減小空氣阻力主要是通過減少汽車的迎風(fēng)面積和空氣阻力系數(shù)來實現(xiàn),一般而言迎風(fēng)面積取決于汽車的體積,空氣阻力取決于車身造型。為此,汽車車身緊湊化和流線型是提高燃油經(jīng)濟性的途徑。目前許多轎車的空氣阻力系數(shù)在0.28-0.3左右,對減少燃油消耗起到很大作用。很多人認為風(fēng)阻只是一個微小的技術(shù)參數(shù),但是在實際使用中它與耗