汽車構造第十二章

汽車構造第十二章第1頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、概述1958年德工程師F.汪克爾發(fā)明并研制出第一臺轉子發(fā)動機優(yōu)點：比功率大，比質(zhì)量小，振動小，結構簡單，零件數(shù)量少，拆裝，維修，制造方便。（主要是克服了往復活塞式因過多的往復運動質(zhì)量而引起的噪聲，振動，磨損等）二、分類勻速型、差速型、行星型三、基本結構氣缸內(nèi)壁為雙弧外旋輪線構成。活塞型線為三弧內(nèi)包絡線。主軸為偏心軸。當發(fā)動機運轉，轉子上內(nèi)齒圈繞固定的外齒圈旋轉，作行星運動（即轉子繞固定外齒輪中心（主軸承中心）公轉，且繞自身的回轉中心（偏心軸頸中心）自轉）。四、工作原理三角轉子的三個角頂與氣缸型面緊密接觸，形成三個工作腔，轉子轉動，工作腔容積變化，變化規(guī)律符合四沖程內(nèi)燃機對氣缸容積的變化要求。1．工作過程也分為進氣、壓縮、作功和排氣四個過程。第2頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月轉子每自轉一周，主軸轉三周，則三個工作腔各完成一個工作循環(huán)，每行程對應主軸轉角為270度2．氣缸型線創(chuàng)成及三角轉子外廓A當內(nèi)外圈齒數(shù)比為3：2時，其內(nèi)齒圈繞固定外齒圈作純滾動其外任意一點A則創(chuàng)出雙弧長短幅圓外旋輪線。B內(nèi)圈固定，外圈運動，形成一系列氣缸型線，作其內(nèi)切線（即氣缸型線的內(nèi)包絡線）即為轉子的外廓。3．基本參數(shù)：（P330圖12－5）創(chuàng)成半徑R偏心距e決定氣缸型線，轉子弧邊形狀等距半徑A及其它性能指標形狀系數(shù)K=R/e第3頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月五、密封系統(tǒng)1．氣體密封

①徑向密封：徑向密封片——防止相鄰工作腔漏氣

②端面密封：端面密封條和密封銷——防止工作腔氣體通過端面泄漏2．油密封防止?jié)櫥屯ㄟ^端面間隙進入工作腔。六、進氣方式1．周面進氣：進氣孔布置在氣缸型面上。進、排氣方向與缸內(nèi)氣流方向一致，進、排氣阻力小，所以高速性能好，但氣門重疊角大，使得低速時可能廢氣會進入進氣腔。2．端面進氣：進氣孔布置在端蓋工作表面上進排氣重疊角小，改善了低速性，但因進氣阻力大，影響了其高速性能。3．混合進氣：兼有周面和端面進氣。第4頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月七、冷卻功用：降低受熱零件溫度，并減小氣缸體及端蓋工作表面的溫差。采用軸流式冷卻液循環(huán)方式八、潤滑特點：部分潤滑油進轉子內(nèi)腔，冷卻轉子。裝有機油計量泵，根據(jù)工況，計量潤滑油送入化油器，與汽油混合進入氣缸，潤滑氣缸型面及密封件。九、點火系不利因素措施點火頻率高，使火花塞受采用無觸點高能點火系熱且點火能量不足火花塞縮進氣缸型面，采用冷型火花塞冷卻不良，電極溫度高點火后火焰中心散熱裝用兩個火花塞快，易滅火第5頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)燃氣渦輪發(fā)動機

一、概述1950年，英國的羅弗公司制成世界上第一輛燃氣輪機車1．組成：壓氣機，渦輪機，燃燒室及回熱器2．工作原理起動機通電驅(qū)動壓氣機旋轉，空氣經(jīng)進氣道入壓氣機，壓縮后經(jīng)擴壓管升壓，進入回熱器，與燃氣熱交換升溫后進入燃燒室。此時，燃油經(jīng)噴油嘴噴入與空氣混合，并被點火器點燃，燃燒。高溫高壓燃氣經(jīng)噴管提速，推動壓氣機渦輪旋轉并帶動壓氣機工作；從壓氣機渦輪流出燃氣再經(jīng)噴管提速推動動力渦輪旋轉，動力渦輪的旋轉運動經(jīng)減速裝置和變速器驅(qū)動汽車行駛；從動力渦輪流出燃氣經(jīng)回熱器降溫后排入大氣。第6頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3．優(yōu)點A無往復運動件，平衡性好，振動少B轉速高，體積，質(zhì)量小C摩擦副少，效率高D燃料適應性好E排氣污染少F起動性好（起動功率小，溫度低）G轉矩特性好缺點：A加速性差B耗空氣量大，且對空氣凈度要求高C突然減負會有超速危險二、壓氣機壓氣機渦輪傳給壓氣機的機械功轉化為氣流的動能再轉為壓力能三、渦輪機功用：將燃氣的能量轉換為機械功1．徑流式渦輪機2．軸流式渦輪機第7頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四、燃燒室應滿足的要求：保證燃料完全燃燒，各運行工況都獲得高的燃燒效率；保證燃燒穩(wěn)定，工況變動或小負荷時不滅火；保證燃燒室出口燃氣溫度均勻，確保渦輪機安全運轉；有足夠強度和剛度，能承受振動載荷。組成：外殼、火焰管、空氣旋流器，點火器1．火焰管一次空氣進主燃燒室，二次空氣進尾端與燃氣混合。二次空氣的作用：使出口溫度趨于均勻并降低，并使主燃燒室未燃燒完全的可燃物繼續(xù)燃燒。2．空氣旋流器旋轉氣流可促進燃料與空氣混合，且起到穩(wěn)定火焰作用。3．燃油噴嘴供油量一定，通過控制回油閥開度來決定回油量，從而控制噴油量。4．點火器用火花塞產(chǎn)生電火花，將起動噴嘴噴出的輕質(zhì)燃料點燃，形成小火焰，再借此點燃主噴嘴噴出的燃油。五、回熱器

提高燃氣輪機的熱效率第8頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)電動及混合動力汽車電動汽車的特點（1）能廣泛地使用各種能源；（2）能量的利用率高，節(jié)約能源；（3）電動汽車是零排放汽車；（4）結構簡單和維修使用方便。電動汽車的類型1.蓄電池電動汽車ElectricVehicle（EV）2.混合動力電動汽車HybridElectricVehicle（HEV）——所謂混合動力裝置就是將電動機與輔助動力單元組合在一輛汽車上做驅(qū)動力，輔助動力單元實際上是一臺小型燃料發(fā)動機或動力發(fā)電機組。

3.燃料電池汽車FuelCellElectricVehicle（FCEV）第9頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、蓄電池電動汽車以蓄電池為能源，經(jīng)過驅(qū)動控制系統(tǒng)驅(qū)動電動機，帶動汽車的驅(qū)動輪轉動，推動汽車行駛。1873年英R.戴彼特遜用手工制作第一輛電動汽車（鉛酸電池為動力）1890年在美國依柯華州誕生了美國第一輛蓄電池汽車，時速23km/h1.EV的基本結構主要由電池組、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)及安全保護系統(tǒng)等組成。第10頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月混合動力電動汽車的基本結構與工作原理第21頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月混合動力汽車的優(yōu)點：1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。2、因為有了電池，可以十分方便地回收制動、下坡及怠速時的能量。3、在繁華市區(qū)，可關停內(nèi)燃機，由電池單獨驅(qū)動，實現(xiàn)“零”排放。4、有了內(nèi)燃機可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。5、可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。6、可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。第23頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月串聯(lián)式：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。當車輛處于啟動、加速、爬坡工況時，發(fā)動機—發(fā)電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)式結構適用于城市內(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，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，使發(fā)動機避免了怠速和低速運轉的工況，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)轉換，機械效率較低。

第26頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月并聯(lián)式：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。當汽車加速爬坡時，電動機和發(fā)動機能夠同時向傳動機構提供動力，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，得到比較廣泛的應用。第28頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月混聯(lián)式：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)動力裝置不同，它又分為發(fā)動機為主或電機為主兩種。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。該結構的優(yōu)點是控制方便，缺點是結構比較復雜。豐田的Prius屬于以電機為主的形式。第30頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)壓縮天燃氣汽車及液化石油氣汽車

優(yōu)點：1.CNG和LPG易與空氣均勻混合，燃燒完全，且排污少。2.CNG和LPG辛烷值高，可提高發(fā)動機壓縮比從而熱效率高3.冷起動和低溫運轉性能好。4.燃燒界限寬，稀燃特性優(yōu)越。5.不稀釋潤滑油。缺點:1.因常溫下為氣體，儲運性差2.續(xù)駛里程短3.因為氣態(tài)，所以充量系數(shù)下降，且理論混合氣熱值小，所以導致發(fā)動機功率下降。第39頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月CNGV和LPGV的基本結構與原理第40頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第47頁，課件共56頁