汽车动力系统先进技术-1

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1、100084，北京清华大学汽车工程系汽车动力系统先进技术--1（混合动力及内燃机）裴普成教授pchpei@tsinghua.edu.cnTel:135110742982008年6月1Oildemandinroad500.0transportsectorTotaloildemandinChina400.0300.0GapofoildemandandsupplyMillionton200.0OilproductioninChina100.00.0200020102020203020501000880800721576600507439400320207245200中

2、国汽车销售量/万台020000102030405060712345678年度2介绍内容•混合动力汽车•内燃机先进技术丰田Prius混合动力电动汽车34©清华大学燃料电池混合动力城市客车燃料电池混合动力系统构型功率混合型清能1、2号清能3号内燃机混合动力城市客车构型•内燃机+蓄电池•内燃机+超级电容•内燃机+飞轮柴油APUDC/DC电机及控制器•燃料电池+蓄电池+制动能量回收系统•燃料电池+超级电容•燃料电池+飞轮•蓄电池+飞轮•多系统独立驱动电池系统优点：节油、动力性好努力方向→成本↓，蓄电池寿命↑制动能量回馈纯电动系统•电池/电容+驱动电机驱动能量分类：各典型

3、城市工况总的驱动能量和制动能量•镍氢电池EPA7澳大利亚ECE15日本纽约5城市工况1015城市工•锂离子电池制动器工况况驱动能量，kJ4000648034781675998•超级电容制动能量，kJ19344195953888878制动能量所占比48.364.727.553.088.8例，%努力方向→成本↓，寿命↑，安全↑，废品处理热能P295介绍内容汽油机先进技术•多气门•气道燃油喷射(FPI)常用技术•混合动力汽车•可变进气•废气再循环（EGR）•内燃机先进技术•稀薄混合气燃烧热门技术•增压•缸内燃油喷射（GDI）•混合气均质压燃（HCCI）未来技术•六冲程

4、内燃机潜在技术¾可变进气奥迪A6每一套供气系统都对应一个工况，使发动机在此工况下发挥最佳性能——可变进气可实现多工况性能优化可变方式分类：•变进气流通截面•变进气管路长度•变气门升程•变气门正时•变配气相位研究方向——与喷油系统结合BMWV8Portdeactivation6连续可变气门正时VVTVVT机构定子螺栓（4个）定子锁销、锁销弹簧和弹簧导承前盖转子回位弹簧后盖油封（4个）7¾稀薄混合气燃烧优点:•节油•CO2、NOx、HC少分类:•均质稀燃→稀燃能力较低•分层稀燃→稀燃能力较高•涡流分层•滚流分层研究方向→扩大稀燃极限,专用催化器¾缸内燃油直接喷射技术

5、（GDI）优点:•动力性好•节油分类:•稀燃•非稀燃努力方向→HC、Nox↓，噪声↓，稀燃催化器三效催化转换器特性8滚流+侧喷三菱GDI涡流+侧喷变进气+侧喷FEVGDI涡流/滚流+中喷无涡流/滚流中心喷射9¾混合气均质压燃（HCCI）优点：•NOx低•节油分类：•进气加热•变压缩比•VVT内部EGR•外部EGR•调质燃油努力方向→实用性↑，HC↓缸内均质混合压燃技术缸内均质混合压燃技术HCCI对燃油经济性和排放的贡献¾废气再循环（EGR）分类：•内部废气再循环•外部废气再循环•混合进气•分层进气优点:•降低NOx•节油研究方向——提高EGR率10代用燃料——天

6、然气掺氢天然气掺氢：•氢气燃烧速度快，燃烧等容度高，热效率高•氢气点火能量低•氢气稀燃极限宽，可更稀薄燃烧，燃烧温度低，NOx排放小天然气掺氢混合配比系统¾增压分类:•涡轮增压•电驱动增压优点:•提高动力性•提高稀燃能力努力方向→防止爆震,强化冷却，降低NOx和噪声11涡轮增压电驱动增压1.65L涡轮增压中冷3.78L非增压增压对发动机功率的贡献12¾柴油机先进技术•高压共轨•多段喷射•HCCI•尿素喷射13高压共轨后处理技术选择性还原（SCR）——NOx后处理技术柴油机喷油压力越高，燃油经济性和排放越好后处理技术小结多气门(★★★)可变进气(★)•提高动力性技

7、术缸内直喷(★★)增压(★★)稀燃(★★★)可变进气(★)•提高经济性技术缸内直喷(★★)混合动力(★★)稀燃(★★★)•改善排放技术EGR(★★)混合动力(★)SCR-NOx催化还原系统14