车辆地工程汽车新技术论文.doc

关键字:均质充量压缩燃烧(HCCI)技术,双离合变速器技术,无人驾驶汽车一:汽车发动机新技术1:均质充量压缩燃烧(HCCI))传统燃烧概念局限性:压缩点燃式燃烧概念(用于柴油机)与火花点燃式燃烧概念(用于汽油机)相比,最大的特点在于所使用的燃油特性不同,由此造成两者在以下各个方面都有差别,如燃料引燃方式,空燃比,压缩比,燃油经济性,有害物排放等。出于人类对汽车排放的有害物质的毒害作用,二氧化碳的温室效应和氮氧化物形成酸雨的关注,以及能源匮乏的影响,人们对高效能、低污染的动力源的需求与日俱增。传统的汽油机属于预混均质燃烧,由于汽油特性以及爆燃等诸多因素的限制,因此,压缩比低,热效率低。与汽油机相比,柴油机具有较高的热效率和优越的燃油经济性,但是,传统柴油机的燃烧是燃料喷雾的扩散燃烧,依靠发动机活塞压缩到接近终点时的高温使混合器自然点火。由于喷雾与空气的混合时间很短,燃料与空气混合得严重不均匀,混合气分为高温过浓区和高温火焰区,导致NOx和碳烟的产生。)均质充量压缩燃烧(HCCI)技术概述:HCCI是一种全新的内燃机燃烧概念,既不同于柴油机(I),又不同于汽油机(均质充量火花点燃),是一种火花点燃式和压缩点燃式发动机概念的混合体。均质压燃式(HCCI)燃烧方式是目前内燃机燃烧领域的研究热点。HCCI燃烧是以预混合燃烧和低温反应为特征的燃烧方式。I燃烧方式可以同时降低柴油机的NOx和碳烟排放,井提高柴油机的循环热效率。HCCI发动机机通常工作在高空燃比和较低的压缩比条件下,工作范围较小,高负荷时功率输出不足。“双模式”HCCI发动机是解决上述问题的有效途径,I发动机研究中的热点。HCCI发动机燃烧为稀薄燃烧,采用均质压缩多点着火,是一种从优化燃烧的角度来降低NOx和碳烟排放的新燃烧理论和技术。其燃烧模式是在进气和压缩过程形成均质混合气,当活塞压缩到上止点附近时,均质混合气自然点火。I燃烧方式看,HCCI发动机可以同时综合火花点火发动机(SI)和直接喷射压缩点火发动机(DI)的优点,同时避免他们的缺陷,I燃烧可以同时实现降低排放和达到高热效率的目的。这与传统控制排放方法相比,实现了很大的进步。)均质充量压缩燃烧(HCCI)技术特点(1)超低的氮氧化物和碳烟排放造成传统柴油机NOx和碳烟排放较高的原因是传统柴油机存在高温区,即在火焰前锋高温区容易产生NOx排放,在火焰内部高温区由于缺氧容易产生碳烟排放。I发动机为稀薄燃烧,所以不存在缺氧情况,因而可有效降低碳烟排放;I发动机燃烧为预混合均质压缩点火燃烧,即燃烧室内部为均质混合气,在活塞压缩作用下燃烧室内多点同时着火,减少了火焰传播距离和压缩持续期,避免了高温区的产生,可大大减少NOx的排放。(2)I发动机采用压缩自燃,因而可以大大提高压缩比,从而提高其燃烧效率。另外,压缩点火方式避免了SI发动机的节流损失,其热效率与SI发动机相比更具优势。热效率的提高主要来源于三个方面:一:减少了节流损失;二:提高了压缩比;三:缩短了续烧期(3)I燃烧的能量释放过程是受多种化学动力学因素支配的,这些因素进而又受流体静力学和热力学状态历程的影响。I燃烧,要考虑各种不同的参数。压缩冲程结束时的缸内温度和压力、I的点燃过程。(4)I发动机可以使用多种燃料(汽油、柴油、天然气、氢气等),在一定的工况下可以稳定运行,得到较好的运行和排放效果。但燃烧受到失火和爆燃的限制,发动机的运行范围比较窄。(5)HCCI发动机HC、CO的排放较高相对于普通柴油机,HCCI发动机HC、I燃烧通常采用较稀的混合气和较强的EGR(废气再循环),缸内温度比较低造成的。)均质充量压缩燃烧(HCCI)方式的实现(1)进气道喷射将燃料喷到进气阀附近和空气混合,然后在进气过程中将混合气吸入缸内。这个方法利用进气涡流来强化混合气的形成过程,从而提高混合气的均匀度。(2)缸内前期喷射即在压缩上止点前将燃料喷入缸内,通常这种情况下发动机的喷油提前角远大于传统柴油机,是柴油与空气在着火前充分混合。(3)缸内后期喷射将柴油在压缩上止点附近或之后喷入,同时采用大量预冷的废气再循环,加强涡流和降低压缩比等措施来实现点火延迟。)HCCI商业化面临的技术问题(1)发动机冷启动困难(2)废气控制系统的研究(3)I运行工况范围(4)控制点火时刻和燃烧率(5)研发快速反应控制系统来解决不同工况下的动态响应灵敏度二、汽车传动系统新技术1:汽车双离合器变速器(DCT又称DSG))双离合器变速器概述10年前,虽然已经出现了带手动功能的步进式自动变速器,但在大众化量产车中,自动变速器和运动性驾驶在人们的头脑中并无必然联系。但随着双离合变速器技术的出现,这种介于传统变速器和自动变速器之间并综合了两者各自优点的变速器,让车主们感到欣喜