新能源汽車技術(shù)NEWTECHNOLOGY第八章其他清潔能源汽車知識目標(biāo)：1、了解天然氣汽車和液化石油氣汽車2、熟悉氣體燃料汽車的發(fā)展現(xiàn)狀3、了解甲醇燃料汽車和乙醇燃料汽車4、熟悉生物燃料汽車的特點(diǎn)5、掌握氫燃料汽車的應(yīng)用方式6、熟悉氫燃料內(nèi)燃機(jī)7、了解太陽能汽車的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)能力目標(biāo)：1、能夠說出其他清潔能源汽車類型2、能夠理解其他清潔能源汽車的結(jié)構(gòu)3、能夠說出其他清潔能源汽車的特點(diǎn)職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：1、

做到工位6S標(biāo)準(zhǔn)2、了解時(shí)事政治和經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢，愿意為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展作出貢獻(xiàn)第八章其他清潔能源汽車第一節(jié)氣體燃料汽車1、概述氣體燃料汽車是指利用可燃?xì)怏w作為能源驅(qū)動的汽車。氣體燃料汽車類型定義舉例專用氣體燃料汽車以液化石油氣、天然氣或煤氣等氣體為發(fā)動機(jī)燃料的汽車天然氣汽車、液化石油氣汽車兩用燃料汽車具有兩套相對獨(dú)立的供給系統(tǒng)，一套供給天然氣或液化石油氣，另一套供給天然氣或液化石油氣之外的燃料，兩套燃料供給系統(tǒng)可分別但不可共同向汽缸供給燃料的汽車汽油/壓縮天然氣兩用燃料汽車、汽油/液化石油氣兩用燃料汽車雙燃料汽車具有兩套燃料供給系統(tǒng)，一套供給天然氣或液化石油氣，另一套供給天然氣或液化石油氣之外的燃料，兩套燃料供給系統(tǒng)按預(yù)定的配比向汽缸供給燃料，在汽缸混合燃燒的汽車如柴油-壓縮天然氣雙燃料汽車、柴油-液化石油氣雙燃料汽車第八章其他清潔能源汽車第一節(jié)氣體燃料汽車2、天然氣汽車天然氣燃料按狀態(tài)分類壓縮天然氣CNG液化天然氣LNG1）壓縮天然氣（CNG）壓縮天然氣是指壓縮到20.7～24.8MPa的天然氣，儲存在車載高壓氣瓶中以供汽車使用。由于組分簡單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀釋潤滑油，能夠延長發(fā)動機(jī)使用壽命。2）液化天然氣（LNG）液化天然氣是指常壓下、溫度在-162℃的液體天然氣，儲存在車載絕熱氣瓶中。液化天然氣燃點(diǎn)高、安全性能強(qiáng)，適于長途運(yùn)輸和儲存。液化天然氣燃料開發(fā)和應(yīng)用的難點(diǎn)之一在于天然氣常溫下難以液化，因此液化天然氣的制取比壓縮天然氣要復(fù)雜。液化天然氣在常溫下只有保持在-162℃才能呈現(xiàn)出液態(tài)，故液化天然氣的氣瓶和傳輸管路需要具有良好的絕熱性能，其設(shè)計(jì)制造相當(dāng)復(fù)雜，成本較高。第八章其他清潔能源汽車3）汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機(jī)CYTZ-100型三級減壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)目前，汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機(jī)的CNG供給系統(tǒng)有多種類型。國產(chǎn)CYTZ-100型混合器式閉環(huán)控制CNG供給系統(tǒng)較為常用，它是采用步進(jìn)電動機(jī)伺服閥和比例調(diào)節(jié)式混合器的閉環(huán)控制系統(tǒng)。CNG供給系統(tǒng)的組成及原理減壓調(diào)節(jié)器可以保證在車用氣瓶內(nèi)的壓力發(fā)生變化時(shí)進(jìn)入混合器的天然氣壓力基本恒定。減壓調(diào)節(jié)器將車用氣瓶內(nèi)的CNG的壓力由20MPa降低至常壓一般要經(jīng)過三級減壓。減壓調(diào)節(jié)器第八章其他清潔能源汽車混合器的作用是將空氣和天然氣按一定比例混合，形成一定濃度的可燃混合氣。比例調(diào)節(jié)式混合器的工作原理是利用進(jìn)氣歧管真空度同時(shí)控制空氣和天然氣通道的通過面積，以控制混合氣的空燃比。比例調(diào)節(jié)式混合器（a）停機(jī)狀態(tài)（b）工作狀態(tài)3）汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機(jī)當(dāng)CNG汽車在充氣、修理和入庫停車時(shí)，用手動截止閥截?cái)鄽馄康綔p壓調(diào)節(jié)器之間的CNG通路。手動截止閥手動截止閥結(jié)構(gòu)第八章其他清潔能源汽車汽油/CNG轉(zhuǎn)換開關(guān)有三個(gè)位置：汽油/CNG轉(zhuǎn)換開關(guān)當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“油”位置時(shí)，接通電動汽油泵電路，同時(shí)切斷CNG電磁閥電路當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“氣”位置時(shí)，接通CNG電磁閥電路，同時(shí)切斷電動汽油泵電路轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“中間”位置時(shí)，不接通任何一個(gè)電路工作原理：電控單元（ECU）根據(jù)來自各種傳感器和各種開關(guān)的信號，利用其內(nèi)的軟件進(jìn)行運(yùn)算、判斷和處理后，向天然氣噴射器發(fā)出適時(shí)啟閉的指令。在減壓調(diào)節(jié)器后的天然氣壓力穩(wěn)定的條件下，噴漆量與噴射器開啟的持續(xù)時(shí)間成正比，而后者由電控單元控制。電控CNG噴射系統(tǒng)小氣量工況的空燃比仍然難以準(zhǔn)確、穩(wěn)定地控制。因此，近年來，電控CNG噴射系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。3）汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機(jī)第八章其他清潔能源汽車3、液化石油氣汽車第一節(jié)氣體燃料汽車1）液化石油氣汽車以液化石油氣為燃料的汽車稱為液化石油氣汽車。LPG是液化石油氣（LiquefiedPetroleumGas）的簡稱，是石油催化裂化過程和油田伴生氣回收輕烴過程中的產(chǎn)物石油氣在常溫下加壓到1.6MPa即可液化為液化石油氣。液化石油氣主要成分是丙烷和丁烷的混合物。LPG供給系統(tǒng)與CNG供給系統(tǒng)有很多相同之處。目前，國內(nèi)外大多數(shù)廠家生產(chǎn)的車用LPG供給裝置與CNG供給裝置的基本部件都可以通用，但LPG供給系統(tǒng)的車用氣瓶及其附件、管閥件有些特殊要求。LPG供給系統(tǒng)的組成及原理第八章其他清潔能源汽車3、液化石油氣汽車氣瓶附件包括各種閥門和液面計(jì)等。在轎車用氣瓶上，多將這些附件集成一體構(gòu)成集成閥，它具有限量重裝、儲量顯示、出液、手動截止閥和安全防護(hù)等多項(xiàng)功能。氣瓶附件電控LPG噴射系統(tǒng)混合器閉環(huán)控制LPG供給系統(tǒng)將蒸發(fā)調(diào)壓器的出口壓力調(diào)節(jié)到0.5MPa電控LPG噴射系統(tǒng)LPG汽車維護(hù)作業(yè)的安全要求LPG汽車維護(hù)作業(yè)前，應(yīng)首先進(jìn)行LPG專用裝置的密封性檢查，如果有泄漏，應(yīng)先排除故障，在確認(rèn)系統(tǒng)密封性良好后再進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。維護(hù)作業(yè)中應(yīng)先進(jìn)行涉及LPG使用的檢查、維護(hù)等作業(yè)，關(guān)閉車用氣瓶手動截止閥并使管路內(nèi)的LPG耗盡，再進(jìn)行其他項(xiàng)目的維護(hù)。當(dāng)需要進(jìn)行焊割等有明火的作業(yè)時(shí)，應(yīng)拆掉蓄電池及重要總成的電控元件。第八章其他清潔能源汽車4、氣體燃料汽車的發(fā)展現(xiàn)狀第一節(jié)氣體燃料汽車目前，世界上在用的壓縮天然氣汽車和液化石油氣汽車超過了500萬輛，約占世界汽車總保有量的0.7%，占新能源燃料汽車保有量的80%。其中，世界上使用較多的是壓縮天然氣汽車。壓縮天然氣汽車和液化石油氣汽車也是我國清潔汽車行動計(jì)劃的主角。從2008年起，我國開始在21個(gè)城市和地區(qū)推廣這兩種汽車。在節(jié)能減排方面，天然氣汽車的優(yōu)勢不言而喻。大力推廣天然氣汽車對于減少城市大氣污染、改善空氣質(zhì)量、美化城市環(huán)境、提高居民生活水平作用重大。5、氣體燃料汽車實(shí)例1）大眾汽車途安TSIEcoFuel以CNG壓縮天然氣作為主要燃料還可以使用汽油作燃料，主要是用于應(yīng)急情況。途安TSIEcoFuel以天然氣作燃料時(shí)，與同級別的發(fā)動機(jī)相比，廢氣排放大幅降低，一氧化碳、氮氧化物各降低80%，而溫室氣體的排放，如烷類和二氧化碳，分別降低73%和23%。同時(shí)，途安TSIEcoFuel具備與柴油車或汽油汽車同樣的安全性。第八章其他清潔能源汽車2）奔馳天然氣汽車E200NGT在動力傳動系統(tǒng)方面采用機(jī)械增壓器與可變閥門正時(shí)機(jī)構(gòu)相結(jié)合的“TWINPULSE”系統(tǒng)的直列4缸發(fā)動機(jī)，配套使用5速自動變速箱。在吸氣歧管內(nèi)側(cè)增加了噴嘴。是一款使用汽油和天然氣的雙燃料車。可從兩種燃料中選用一種，當(dāng)選用的燃料耗盡后，可自動切換使用另一種燃料。無論使用兩種燃料中的哪種燃料，最大輸出功率120kW及最大扭矩240N?m均相同。3）新款奧迪A4/A5天然氣版奧迪A4Avavt奧迪A5Sportback動力傳動系統(tǒng)方面選用的是2.0L直列式4缸渦輪增壓TFSI汽油發(fā)動機(jī)，能夠發(fā)揮出來的最大輸出功率為170kW。四個(gè)燃料箱總計(jì)可以容納19kg的液化天然氣和25L的汽油，因此車輛即使單純地使用CNG（壓縮天然氣）模式，車輛的最遠(yuǎn)行駛距離也可以達(dá)到500km，而再與汽油共同使用的話，車輛的續(xù)航性能能夠進(jìn)一步提升到950km。第八章其他清潔能源汽車第二節(jié)生物燃料汽車1、概述燃用生物燃料或燃用生物燃料的燃油的汽車稱為生物燃料汽車。生物燃料是指生物資源生產(chǎn)的醇類燃料和生物柴油等，它可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。

與傳統(tǒng)汽車相比，生物燃料汽車在結(jié)構(gòu)上無重大改動，排放總體上較低，如甲醇燃料汽車、乙醇燃料汽車、生物柴油汽車、二甲醚燃料汽車等。動力傳動系統(tǒng)方面選用的是2.0L直列式4缸渦輪增壓TFSI汽油發(fā)動機(jī)，能夠發(fā)揮出來的最大輸出功率為170kW。四個(gè)燃料箱總計(jì)可以容納19kg的液化天然氣和25L的汽油，因此車輛即使單純地使用CNG（壓縮天然氣）模式，車輛的最遠(yuǎn)行駛距離也可以達(dá)到500km，而再與汽油共同使用的話，車輛的續(xù)航性能能夠進(jìn)一步提升到950km。2、甲醇燃料汽車第八章其他清潔能源汽車通用汽車推出了E85乙醇燃料汽車，E85就是由85%的乙醇和15%的汽油混合而成的乙醇燃料。乙醇燃料汽車定義生物乙醇燃料來源321農(nóng)作物的秸稈、玉米、甘蔗、棉籽、林灌木、樹枝等農(nóng)林產(chǎn)品以及畜牧業(yè)的廢棄物等轉(zhuǎn)化。使用車用乙醇汽油作為主要動力燃料的汽車。乙醇燃料汽車實(shí)例第二節(jié)生物燃料汽車3、乙醇燃料汽車主要特點(diǎn)含氧量大，熱值低辛烷值比汽油高常溫下是液態(tài)，操作容易，儲運(yùn)方便。可燃界限寬。主要特點(diǎn)使用汽油-醇類混合燃料時(shí)，發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)變化不太大在點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)中應(yīng)用較廣低溫啟動和低溫運(yùn)行性能差主要特點(diǎn)熱值低。腐蝕性大。醇類混合燃料要加助溶劑。甲醇略帶酒精味，有毒；乙醇有強(qiáng)烈氣味，對大腦神經(jīng)有麻痹作用。4、醇類燃料的主要特性第八章其他清潔能源汽車第二節(jié)生物燃料汽車5、生物柴油汽車的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)不足生物柴油技術(shù)已基本成熟。具有優(yōu)良的環(huán)保特性。低溫啟動性能好。潤滑性能好。安全性能好。燃燒性能優(yōu)良。具有可再生性。具有可調(diào)和性。價(jià)格尚高于常規(guī)柴油。生產(chǎn)生物柴油時(shí)，需要保證原料的供應(yīng)。發(fā)動機(jī)需要進(jìn)一步的優(yōu)化。VSGOODBAD二甲醚在常溫常壓下是一種無色氣體，具有輕微醚香味。二甲醚作為一種含氧燃料，壓縮性高，常溫可在0.5MPa時(shí)液化，具有與液化石油氣相似的物理特性。6、二甲醚燃料汽車第八章其他清潔能源汽車第三節(jié)氫燃料汽車213純氫內(nèi)燃機(jī)只排放NOx，高負(fù)荷時(shí)易產(chǎn)生爆震，NOx生成量遠(yuǎn)大于汽油機(jī)，內(nèi)燃機(jī)功率受限且氫氣消耗量大，續(xù)駛里程短。純氫內(nèi)燃機(jī)將少量氫氣作為汽油添加劑混入空氣中，能使汽油火焰?zhèn)鞑ニ俣让黠@加快，得到較大的熱效率，并產(chǎn)生較低的排放。氫-汽油雙燃料內(nèi)燃機(jī)可根據(jù)燃料的存儲狀況靈活選擇汽油和氫進(jìn)入純汽油或純氫氣內(nèi)燃機(jī)模式。氫/汽油兩用燃料內(nèi)燃機(jī)1、氫燃料的應(yīng)用方式2、氫燃料內(nèi)燃機(jī)液氫汽車供氫系統(tǒng)示意圖第八章其他清潔能源汽車第三節(jié)氫燃料汽車液氫泵的局部結(jié)構(gòu)及工作原理1）液氫泵噴氫器的結(jié)構(gòu)2）噴氫器2、氫燃料內(nèi)燃機(jī)第八章其他清潔能源汽車第三節(jié)氫燃料汽車3、氫燃料汽車實(shí)例——寶馬氫能7系可靠的動力保證強(qiáng)勁的動力單元最佳的行車穩(wěn)定性和駕乘舒適性第八章其他清潔能源汽車第四節(jié)太陽能汽車是太陽能汽車的核心，由一定數(shù)量的單體電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池方陣。太陽能電池組1作用就