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毕业论文网 > 文献综述 > 理工学类 > 轮机工程 > 正文

客车发动机现状分析及应用前景展望文献综述

 2020-04-14 20:07:14  

1.目的及意义

我国正处于城市化进程加快阶段,新城市的建立及现有城市人口、面积的增长、 需要增加公共交通车辆和营运客车的数量。公共客车服务可以被视为减少交通拥堵的一种方式,它可以鼓励汽车模式转换[1]。对我国日益拥挤的城市有很好的正面影响。 目前,我国大中城市机动车仍以汽油、柴油车为主[2]。柴油车由于功率大,爬坡能力强,在城市公交营运中也在发挥主导作用[3]。但面对现代的节能和环保两大主题, 燃油汽车又显得很脆弱,所以研发清洁型能源汽车就是必要的。我国是一个石油资源短缺的国家,探明的石油地储量仅占世界的 2.3% 人均占有量只有 2.6t为世界平均值的11.1% 年起我国已成为石油“净进口国年”2000年石油净进口量已超过7000万t,预计今年进口量将超过1亿t 我国对石油的依存度从1995年的7.6%增加到 2000年的31% 预计到2020年将达到 60%。汽车是石油的主要消费源,我国的车用汽、柴油消耗量占国内汽、柴油生产量的86%和20%左右,而汽车还在以惊人的速度发展。据悉,我国汽车保有量已经近3300余万辆,仍以15%左右的速度在递增。石油需求量将会更大。同时,城市污染指数上升。特别是未来战争的需要, 能源安全问题更为突出。据专家预测,燃油车在未来的20-30年内,仍将占有一定的地位,但是其份额必将不断下降,直至被清洁能源车替代[4]

1.1国内研究现状

混合动力汽车(HEV) 即动力系统由原动机、发电机/电动机、储能设备等组成。 HEV 的动力系统一般有串联、并联或串并联混联3 种形式。目前,日本Honda公司已开发出了排放低于世界上最严格的美国加州ULEV标准的HEV(15)。美国GM公司的precept,Ford公司的prodigy等均已上市。日本Toyota公司的Prius混合动力汽车已经批量生产。我国的混合动力汽车研究也逐渐进入了实质性阶段。宇通、金龙还有深圳五洲龙等企业都已经能够生产此类客车[5]

纯电动汽车也是新能源汽车的一种,目前在我国大型城市推广良好,不少国内企业已经能够生产纯电动汽车并能够投入市场,比如比亚迪,金龙等等,但如今国内纯电动行业仍有很多忧虑:第一是安全问题,第二是充电及电池问题,第三是科技创新问题[6]- [8]

燃料电池(FC)是一种清洁高效的动力装置,近年来经历了实质性的发展,现已商业化,为运输提供清洁的动力源。与柴油内燃机(ICE)相比,FC具有高效率和零温室气体排放的优点。 FC无需燃烧即可将化学能直接转化为电能[9]。但是巨大的成本压力限制了我国燃料电池发动机的发展。

1.2国外研究现状

欧洲的客车技术水平和科研能力局世界首位,而且欧洲政府也鼓励民众乘坐公交车[10],全球著名的客车及客车底盘生产企业有:德国的奔驰、曼.凯斯鲍尔、尼奥普兰,法国的雷诺,意大利的依维柯(菲亚特集团),瑞典的科沃尔,匈牙利的伊卡路斯。[11]欧洲大中型客车的发动机主要技术特点是:发动机功率大,转矩高,且发动机转速有下降趋势,这使得车辆行驶速度更快,加速性、爬坡性、环保性和安全性更好。主要有以下技术:

节能技术:充分利用电子控制、共轨系统等高新技术改进汽/柴油发动机及燃烧系统。[12]开发使用新能源客车。目前,欧日汽车行业及相关行业已成功开发的客车发动机新能源主要有:天然气,甲醇,乙醇等。正在试验的新能源汽车有丙烷,沼气,植物油,电能,太阳能等。德国,意大利,瑞典等研制的压缩天然气公共汽车已经上市。

环境保护技术:欧洲制定了越来越严格的噪声、排放标准[13]。为了使汽车产品达到新的环保法规要求,目前,国外主要汽车公司一般采用以下技术:改用无铅汽油和电子喷射式汽油机,共轨系统柴油机。安装尾气处理装置。逐步使用新能源:天然气,复合动力,燃料电池,生物柴油等。采用可回收利用的材料制造零件[14]

欧洲商用发动机发展趋势:(1)应对欧VI排放法规的实施,欧VI于2014年1月1日起在欧盟各国正式实施。从目前各企业的技术路线来看,主要是EGR,SCR和DPF等技术装置的组合使用。从现已投入应用的欧VI发动机运营情况来看,普遍生产成本大幅增加,但燃油经济性都没有明显改善。(2)发展混合动力,目前,混合动力已成为公共汽车、本地配送车和垃圾运输车等频繁起停工况的商用车辆的动力发展趋势,尽管该技术存在较高的先期成本,但其后期大幅节油的优势使其成为广泛选用的一个重要因素。(3)生物燃料应用,由于柴油的高成本,再加上欧VI的即将实施,在沃尔沃的引领下,目前,开发应用生物燃料发动机已成为欧洲市场的又一个行业焦点。(4)发展纯电动发动机,康明斯已经对外发布实现“准零排放”[15]

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