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節能汽車(chē)十大技術(shù)

時(shí)間:2024-10-30 00:17:50 能源審計師 我要投稿
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2017年節能汽車(chē)十大技術(shù)

  很多車(chē)企計劃在2017年推出新能源車(chē)型,而關(guān)注下近期的相關(guān)新聞,例如吉利被爆與Swatch合作開(kāi)發(fā)電動(dòng)車(chē)高性能電池、上汽集團擬投入72億元募集資金用于新能源汽車(chē)項目等,也都無(wú)不證實(shí)車(chē)企在新能源汽車(chē)領(lǐng)域所作的努力。那么,下面是由yjbys小編為大家提供的節能汽車(chē)十大技術(shù),歡迎大家閱讀瀏覽。

2017年節能汽車(chē)十大技術(shù)

  缸內直噴

  與傳統的歧管?chē)娚洳煌氖,缸內直?GDI)就是將燃油噴嘴安裝于氣缸內,直接將燃油噴入氣缸內與進(jìn)氣混合。噴射壓力進(jìn)一步提高,使燃油霧化更加細致,同時(shí),噴嘴位置、噴霧形狀、進(jìn)氣氣流控制,以及活塞頂形狀等特別的設計,使油氣能夠在整個(gè)氣缸內充分、均勻的混合,能量轉化效率更高,增加發(fā)動(dòng)機工作效率同時(shí)提升燃油經(jīng)濟性。

  點(diǎn)評:早在50-70年代,缸內直噴技術(shù)便已經(jīng)存在,但是最終因電控技術(shù)尚不成熟、成本過(guò)高、氮氧化物排放不達標等一些原因而被擱置下來(lái)。如今,隨著(zhù)車(chē)企技術(shù)能力的提升,加之油耗標法規的推動(dòng),搭載缸內直噴發(fā)動(dòng)機的車(chē)型在市場(chǎng)上越來(lái)越常見(jiàn)。業(yè)內人士指出,未來(lái)三到五年時(shí)間內,車(chē)企基本都會(huì )采用這一技術(shù)。不過(guò),相比傳統的進(jìn)氣道噴射式發(fā)動(dòng)機(PFI),采用GDI技術(shù)雖然降低了燃油消耗,但其顆粒物排放卻大于傳統的PFI,而從技術(shù)人員對此的反饋來(lái)看,這似乎并不是大問(wèn)題,通過(guò)后處理或其他技術(shù)是可以解決的。

  自動(dòng)停缸

  停缸技術(shù)也稱(chēng)為可變排量技術(shù),是指發(fā)動(dòng)機在部分負荷下運行時(shí),通過(guò)相關(guān)機構切斷部分氣缸的燃油供給、點(diǎn)火和進(jìn)排氣,停止其工作,使剩余工作氣缸負荷率增大,以提高效率,降低燃油消耗。

  點(diǎn)評:近兩年,通用、本田、克萊斯勒、大眾、福特、奔馳等多家企業(yè)都在其新車(chē)型上搭載了這一技術(shù)。并且隨著(zhù)各種計算機及電子控制裝置在汽車(chē)上的大量應用,這一技術(shù)本身也越來(lái)越完善,應用范圍也從大排量發(fā)動(dòng)機逐漸擴展到了小排量發(fā)動(dòng)機上。當然,停缸技術(shù)在實(shí)際應用中也有難點(diǎn),例如實(shí)現氣門(mén)關(guān)閉的停閥機構、空間布置和切換速度等必須適用于目標發(fā)動(dòng)機,另外停缸也會(huì )導致發(fā)動(dòng)機和整車(chē)的振動(dòng)與噪聲(NVH)性能惡化,而由此所帶來(lái)的軟硬件的增加又會(huì )導致停缸發(fā)動(dòng)機成本的增加。不過(guò)基于這一技術(shù)可以有效節省能耗,車(chē)企們已經(jīng)設法推出各種方案來(lái)解決這些問(wèn)題。

  分層燃燒

  分層燃燒的好處在于熱效率高、節流損失少、有限的燃料盡可能多地轉化成工作能量。其基本原理是,發(fā)動(dòng)機在吸氣行程活塞到達下止點(diǎn)時(shí),ECU控制噴油嘴先進(jìn)行一次小量的噴油,使氣缸內形成稀薄混合氣,而在活塞壓縮到上止點(diǎn)時(shí)再進(jìn)行第二次噴油,利用活塞頂的特殊結構讓火花塞附近出現混合氣相對濃度較高的區域,然后利用這部分較濃的混合氣引燃汽缸內的稀薄混合氣,從而實(shí)現氣缸內的稀薄燃燒,這就可以用更少的燃油達到同樣的燃燒效果,使得發(fā)動(dòng)機的油耗更低。

  點(diǎn)評:了解缸內直噴的人士大多對分層燃燒也有所耳聞,從技術(shù)的角度來(lái)看,兩者關(guān)系匪淺:缸內直噴是分層燃燒的實(shí)現基礎,而分層燃燒又是缸內直噴能夠省油的重要手段。目前,國外許多車(chē)企都有自己的缸內直噴分層燃燒發(fā)動(dòng)機,而就國內來(lái)說(shuō),也有一部分車(chē)企在此方面在做相關(guān)的嘗試,但由于分層燃燒對于油品的要求較高,所帶來(lái)的成本也相對較高,此外還需解決氮氧化物的排放問(wèn)題等,目前其在國內的應用還不是很廣泛。不過(guò),隨著(zhù)國內油品質(zhì)量的提升等方面的進(jìn)步,此類(lèi)適應高效低耗趨勢的發(fā)動(dòng)機會(huì )有不錯的前景。

  阿特金森循環(huán)

  1882年,英國工程師JamesAtkinson(詹姆斯·阿特金森)在使用奧托循環(huán)(四沖程循環(huán))內燃機的基礎上,通過(guò)一套復雜的連桿機構,使得發(fā)動(dòng)機的壓縮行程大于膨脹行程,這種巧妙的設計,不僅改善了發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣效率,也使得發(fā)動(dòng)機的膨脹比高于壓縮比,有效地提高了發(fā)動(dòng)機效率,這種發(fā)動(dòng)機的工作原理被稱(chēng)為阿特金森循環(huán)。

  點(diǎn)評:目前,這一技術(shù)除了應用在馬自達的創(chuàng )馳藍天發(fā)動(dòng)機上,更為普遍的應用是在混動(dòng)車(chē)型上,如豐田系的普銳斯、卡羅拉、雷凌等混動(dòng)版,雷克薩斯的CT200、RX450h混動(dòng)版等。這主要是因為,其與混動(dòng)系統結合所發(fā)揮的作用更為明顯:車(chē)輛起步階段,通過(guò)電動(dòng)機驅動(dòng)可以保證動(dòng)力性能。而在中高速勻速行駛時(shí),由于阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機的熱效率高,又可以有效提高燃油經(jīng)濟性。未來(lái)幾年,隨著(zhù)市面上混動(dòng)車(chē)型的逐漸增加,阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機的應用無(wú)疑也會(huì )越來(lái)越多。

  可變氣門(mén)正時(shí)系統

  傳統發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)正時(shí)系統,是一種配氣相位即氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉一成不變的機械系統,這種配氣系統很難滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機在多種工況對配氣的需要,不能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機在各種轉速工況下均輸出強勁的動(dòng)力要求。而可變氣門(mén)正時(shí)系統(VVT)是一種改變氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間或開(kāi)啟大小的電控系統,通過(guò)在不同轉速下為車(chē)輛匹配更合理的氣門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)刻,來(lái)增強車(chē)輛扭矩輸出的均衡性,提高發(fā)動(dòng)機功率并降低車(chē)輛的油耗。

  點(diǎn)評:整體來(lái)看,可變氣門(mén)正時(shí)系統已經(jīng)成為了比較大眾化的技術(shù),目前市場(chǎng)在售的車(chē)型已經(jīng)有很大部分的發(fā)動(dòng)機裝配了這一系統。就國內自主品牌來(lái)說(shuō),雖說(shuō)這方面技術(shù)水平不一,但也取得了不少的進(jìn)展。而在具體的技術(shù)應用上,各廠(chǎng)家的做法有所不同,其中雙可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)是近兩年較常見(jiàn)的方式,具體來(lái)說(shuō),它是通過(guò)可變氣門(mén)正時(shí)系統與可變氣門(mén)升程技術(shù)結合的方式,為發(fā)動(dòng)機在各種工況和轉速下提供更高的進(jìn)、排氣效率。

  可變氣門(mén)升程

  傳統汽油機發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)升程——凸輪型線(xiàn)設計是對發(fā)動(dòng)機在全工況下的平衡性選擇。其結果是發(fā)動(dòng)機既得不到最佳的高速效率,也得不到最佳的低速扭矩。但得到了全工況下最平衡的性能。而“可變氣門(mén)升程”技術(shù)(VVL),就是利用一系列的手段,讓氣門(mén)打開(kāi)的深度可以根據發(fā)動(dòng)機不同的轉速二改變:低速時(shí),減小氣門(mén)開(kāi)啟深度,可以提升氣缸里的真空度,加快氣流速度;高速時(shí),氣流速度已經(jīng)足夠大,那么就加深氣門(mén)開(kāi)啟深度,加大進(jìn)氣量。這樣一來(lái),就可以實(shí)現高低速發(fā)動(dòng)機性能的兼顧了。

  點(diǎn)評:正如以上所說(shuō),可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)幾乎已成為當今發(fā)動(dòng)機的標準配置,然而它對動(dòng)力提升的幫助不大,而將其與可變氣門(mén)升程技術(shù)有效的結合起來(lái)時(shí),則可為發(fā)動(dòng)機在各種工況和轉速下提供了更高的進(jìn)、排氣效率,彌補其缺憾。不過(guò),由于“可變氣門(mén)升程”相比VVT要更復雜,制造精度、耐用性等要求也更高,因此目前市面上該技術(shù)的代表企業(yè)還主要以本田、英菲尼迪、三菱等相對有實(shí)力的車(chē)企為主。

  自動(dòng)啟停

  自動(dòng)啟停系統是一套可以自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機熄火和點(diǎn)火的系統。搭載發(fā)動(dòng)機自動(dòng)啟停技術(shù)的車(chē)輛,在行駛途中臨時(shí)停車(chē)時(shí)會(huì )自動(dòng)熄火。當需要繼續前進(jìn)時(shí),系統會(huì )自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)。它能夠盡量降低發(fā)動(dòng)機怠速空轉時(shí)間,減少不必要的燃油消耗,降低排放提高燃油經(jīng)濟性。

  點(diǎn)評:對于自動(dòng)啟停,業(yè)內人士已然十分熟悉了。由于具有提升燃油經(jīng)濟性的作用,這一系統已然成為很多新推出車(chē)型的一個(gè)必備配置。但是這一系統自推出至今也受到了不少的詬病,損傷發(fā)動(dòng)機、體驗差等問(wèn)題頻受車(chē)主吐槽,并且在實(shí)際使用中節油效果也受到了質(zhì)疑。而換個(gè)角度來(lái)看,大部分車(chē)企仍舊在新車(chē)型中標配了這一技術(shù),例如一汽豐田已上市的新款威馳、東風(fēng)標致全新308,以及即將上市的長(cháng)安CX70T等?梢(jiàn)車(chē)企還是十分看好這一技術(shù),至于以上所提到的負面問(wèn)題,相信他們也是有信心解決的。

  電動(dòng)助力轉向系統

  電動(dòng)助力轉向系統(EPS)主要由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電動(dòng)機、減速機構和電子控制單元(ECU)等組成。其原理是:轉矩傳感器與轉向軸(小齒輪軸)連接在一起,當轉向軸轉動(dòng)時(shí),轉矩傳感器開(kāi)始工作,把輸入軸和輸出軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對轉動(dòng)角位移變成電信號傳給ECU,ECU根據車(chē)速傳感器和轉矩傳感器的信號決定電動(dòng)機的旋轉方向和助力電流的大小,從而完成實(shí)時(shí)控制助力轉向。因此它可以很容易地實(shí)現在車(chē)速不同時(shí)提供電動(dòng)機不同的助力效果,保證汽車(chē)在低速轉向行駛時(shí)輕便靈活,高速轉向行駛時(shí)穩定可靠。

  點(diǎn)評:相關(guān)數據顯示,歐美市場(chǎng)目前EPS的普及率達80%以上,國內市場(chǎng)僅占30%左右,未來(lái)基本會(huì )以每年兩位數的速率實(shí)現跳躍式增長(cháng)。需要指出的是,不僅電動(dòng)車(chē)在標配EPS,傳統內燃機汽車(chē)同樣在積極采用這一先進(jìn)技術(shù),市場(chǎng)上已經(jīng)出現了很多搭載這一系統的車(chē)型,例如東風(fēng)日產(chǎn)軒逸、傳祺GA3S視界、別克英朗等等。

  制動(dòng)能量回收

  制動(dòng)能量回收系統是指一種應用于汽車(chē)或者軌道交通上的,能夠將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱能轉換成機械能,并將其存儲在電容器內,在使用時(shí)可迅速將能力釋放的系統。制動(dòng)能量回收系統包括與車(chē)型相適配的發(fā)電機、蓄電池以及可以監視電池電量的智能電池管理系統。該類(lèi)型車(chē)輛在制動(dòng)或慣性滑行中釋放出的多余能量,并通過(guò)發(fā)電機將其轉化為電能,再儲存在蓄電池中,用于之后的加速行駛。這個(gè)蓄電池還可為車(chē)內耗電設備供電,降低對發(fā)動(dòng)機的依賴(lài)、發(fā)動(dòng)機油耗及二氧化碳排放。

  點(diǎn)評:制動(dòng)能量回收是現代電動(dòng)汽車(chē)與混合動(dòng)力車(chē)重要技術(shù)之一,也是當前整車(chē)和零部件企業(yè)所大肆宣傳和積極研發(fā)的技術(shù)。目前,博世、大陸、法雷奧等國際零部件企業(yè)已經(jīng)有這方面的技術(shù)儲備,并且已投入實(shí)際應用。國內汽車(chē)零部件企業(yè)也在進(jìn)行積極的研發(fā),并取得了一定的進(jìn)展。另外從目前來(lái)看,該系統一般可實(shí)現能量回收10%~20%,至于具體可回收多少,則與電池性能、車(chē)輛運行狀態(tài)等有關(guān)。

  微混合動(dòng)力系統

  在混合動(dòng)力系統中,根據電動(dòng)機的功率占據整個(gè)系統輸出功率的比重可分為微混、中混和全混三種,其中為混合動(dòng)力系統是指以發(fā)動(dòng)機為主要動(dòng)力源,電機作為輔助動(dòng)力,具備制動(dòng)能量回收功能的混合動(dòng)力汽車(chē)。

  點(diǎn)評:近兩年,業(yè)界對于微混合動(dòng)力的關(guān)注度可以說(shuō)是前所未有的,一方面油耗及排放法規的加嚴使業(yè)界對一切可能對此有益的方案引起注意;另一方面,48V微混系統的火熱以及企業(yè)相關(guān)規劃的落實(shí)也確實(shí)讓業(yè)界看到了微混合動(dòng)力在當前所能夠發(fā)揮的重要作用;此外,相對于中混以及全混動(dòng)力系統,微混系統更容易實(shí)現,也更具備成本優(yōu)勢。從相關(guān)企業(yè)的布局來(lái)看,微混合動(dòng)力系統也將是未來(lái)幾年的重要節能方式。

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