2020吉大网络教育汽车节能技术大作业解答

2020吉大网络教育汽车节能技术大作业解答(说明：前面是题目，后面几页是答案完整解答部分，注意题目的顺序。

)一论述题1. 通过本课程的学习，谈谈对汽车节能技术发展现状及发展趋势的认识。

2. 混合动力汽车要进入实用化所面临的关键性技术和需要解决的问题有哪些3. 影响汽车能耗的主要因素有哪些？其主要特点是什么4. 论述汽车节能的意义二名词解释题5. 负荷特性6. 制动能量回收7. 发动机特性8. 进气管动态效应9. 吨10. 稀薄燃烧汽油机11. 配气正时12. 经济车速13. 汽车的燃油经济性14. 燃油消耗率三简答题15. 为了省油，汽车起步时如何控制节气门16. 简述燃油掺水乳化节油原理17. 可燃混合气成份及对发动机性能的影响18. 降低空气阻力系数的措施主要有哪些19. 使用清洁汽油有哪些优点答案完整解答部分:一论述题1. 答案：所谓汽车节能是指汽车在完成相同运输任务（运量或周转量）前提下的燃料或储能的消运量或周转量）耗量下降。

耗量下降。

20世纪70年代的汽车节能工作状况 20世纪70年代的汽车节能工作状况 :节能在我国世纪70 还没有得到真正足够的重视。

还没有得到真正足够的重视。

20世纪80年代的节能发展状况开始从驾驶操作、20世纪80年代的节能发展状况 :开始从驾驶操作、车辆保养、节油器等方面研究节能。

车辆保养、节油器等方面研究节能。

20世纪90年代至今的节能发展状况世纪90年代至今的节能发展状况 :我国的节能工作纳入了法制化的轨道，在汽车节能新技术、工作纳入了法制化的轨道，在汽车节能新技术、节能管理等方面得到很大发展，节能管理等方面得到很大发展，但汽车在动力性与经济性指标上与国外产品尚有一定差距。

与经济性指标上与国外产品尚有一定差距。

多元化发展、近期节能环保汽车的发展趋势：多元化发展、多种技术相互融合、阶段性不均衡发展、强强联合、种技术相互融合、阶段性不均衡发展、强强联合、政府扶持。

汽车节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。

我国高速公路网形成，乡村公路，我国高速公路网形成，乡村公路，公路客货运输量和汽车保有量均迅速不断地增长，因此，汽车保有量均迅速不断地增长，因此，我国汽车运输需求的能源数量将不断激增，的能源数量将不断激增，而我国的石油资源远远不能满足其需要我国汽车技术的平均水平低于世界发达国家。

对我国这样一个发展中的大国来说，如何有效地利用和节约资源，使之更好地适应国民经济持续、快速、健康发展的需要，已成我国一项重要的战略问题。

目前，节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的使用，并朝着多元化的趋势发展。

汽车节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针。

节能环保是汽车工业可持续发展的必由之路！我们要生产节能汽车。

使用汽车时节能，节能汽车指的是低能耗、低污染、小排量、新能源、新动力汽车。

由于世界范围内汽车保有量不断增加及交通的越发便捷，汽车的燃油消耗也在迅速增加，导致石油资源的短缺,节约使用石油产品,已成为人们的共识。

目前,节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用,并朝着多元化的趋势发展。

影响汽车油耗的主要因素有发动机、车辆技术状况,道路条件以及驾驶员操纵水平等等。

发动机是汽车性能的关键部位,使燃料尽最大可能的充分燃烧是节油的最佳途径。

因为只有燃料充分燃烧才能释放出最大能量,产生最大动力,减少积炭的产生,才能有效节省油料保护发动机部件。

随着汽车更多地进入普通家庭，尾气污染问题给城市环保提出了更高的要求，这在一定程度上说明节能环保汽车已经成为汽车市场发展的趋势。

国家相关政策不断提高环保门槛，这对于汽车厂商无疑是一个巨大商机。

据悉，国内一些厂商在扩大产能的同时，纷纷抓技术升级，争夺市场先机。

2. 答案：混合动力汽车要进入实用化，需要具备比能量和比功率高的能量存储装置，低成本、高效率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机。

所面临的关键性技术和需要解决的问题包括以下几个方面：（1）混合动力单元技术混合动力汽车发动机频繁起动、关闭，使驱动系统和附件（如空调和动力转向等）的电能管理变得复杂，因此需要先进的检测和控制系统，现有的以热力发动机为主的混合动力单元在将燃油转化为有用功的同时，需要提高转化效率，同时还要满足严格的排放标准。

混合动力汽车的主要目标就是降低排放，所以，控制混合动力单元的排放将是今后研究的重点。

目前对混合动力单元的研究主要集中于以下几个方面：一是燃烧系统的优化，通过观察燃料与空气混合物的点燃和燃烧的过程，发现形成NO x的机理，从而改进燃烧系统；二是尾气处理技术，主要研究高效的尾气催化系统；三是代用燃料的研究。

从目前的研究表明，压燃直喷式柴油发动机将是首选的混合动力单元。

（2）能量存储技术能量存储装置(电池)要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要。

电池还要提高充放电效率，这对提高整车工作效率至关重要。

此外，还必须对热能进行控制管理，判定荷电状态，选择适当的充电或放电模式，对电池进行均衡充电，防止电池过充电或过放电，平衡电池组的工作温度。

同时，电池还要有较高的比能量、较长的使用寿命和低廉的制造成本。

目前运用于混合动力汽车上的能量储存装置主要还是高能蓄电池。

除此之外，虽然超级电容器、飞轮电池等新型能量储存装置也在研究开发范畴，但是近期最有希望进入实用化的还是高能蓄电池。

（3）汽车集成电力电子模块电力电子器件必须减小尺寸、减轻质量和降低制造成本。

混合动力汽车完全由电子控制器来分配功率，要能够在适当的时间控制各相应子系统输入和输出适当数量和类型的功率。

为了满足汽车高速开关控制的要求，混合动力汽车还需要具有高功率密度、低损耗的开关、电容和电感等。

同时，混合动力汽车还要设有一些分立装置，例如专用的集成电路、模拟和数字集成电路以及其它功率电子装置。

混合动力汽车对智能化的要求导致其控制的复杂性，因此要求控制装置采用高速运行的半导体芯片，其功率密度高，散热性能较好。

（4）混合动力汽车仿真技术需要建立更先进的驱动系统数学模型(包括静态和动态的)，这是计算机仿真和分析的基础。

目前，国外用于混合动力汽车的仿真软件很多，例如，“SIMPLEV”、“CarSi”、“HVEC”和“HEV”等。

各大汽车生产厂家也有各自的仿真软件。

在众多的汽车仿真软件中，“ADVISOR”是专门为帮助美国能源部(DOE)管理混合动力电动汽车计划(PNGV)而开发的混合动力汽车仿真软件。

“ADVISOR”可通过简单的物理模型和经过性能测试的各总成去建立实际的或想象中的汽车。

其主要功能在于能够对还未制造的汽车进行性能预测，即能够提供制造一辆汽车需要确定的性能参数包括加速性和爬坡性能、燃料经济性以及排放性能等。

目前，国内还没有较系统和成熟的混合动力汽车仿真软件，因此，这也是我国汽车工业应该研究的一个方面。

在仿真技术的研究与软件开发中，应该遵循的目标，一是精确，即能够使不同结构的动力传动系统间的比较具有意义；二是快速，即能快速进行汽车分析和空间研究设计，例如对多维变量参数的研究和优化等；三是灵活，即能对不同控制策略和结构组成的汽车进行评价；四是共享，即能够与潜在的合作者共享，并推动混合动力汽车的发展和促进公众的了解；五是实用，即能针对各种车型建模，例如，包括传统汽车、电动汽车、串联式和并联式混合动力汽车等；六是使用方便，即使用者对汽车建模没有经验也能快速掌握。

3. 答案：(1)汽车的结构方面1）.发动机发动机的油耗对汽车的油耗有决定性的影响，而发动机的油耗决定于发动机的结构与性能。

发动机对汽车油耗的影响主要有五方面：①发动机的结构。

发动机的压缩比高、有完善的供油系统及合理的燃烧室形状、采用电子点火系统等都能降低发动机的比油耗。

②柴油机由于压缩比比汽油机高得多，因此柴油机比汽油机的油耗低。

③目前汽车在平路上正常行驶时，发动机的负荷率再25%左右，发动机在比油耗较高的范围内工作。

因此为了节约燃油，在行驶条件许可的情况下，不必追求汽车装备大功率的发动机以增加负荷率。

④混合动力汽车在减速、制动过程中不但可以不消耗燃油，还能回收制动能量，在停车时也可以关闭发动机而不消耗燃油，从而大大提高了汽车的燃油经济性。

⑤柴油机采用高压共轨技术，使燃油喷射系统可对喷油定时、喷油持续期、喷油压力、喷油规律等进行柔性调节，可进一步提高柴油机的经济性。

2）.传动系汽车传动系效率越高，传递动力的过程中能量损失越小，汽车的油耗就越低。

对于机械齿轮变速器，其挡位设置增多，能增加发动机处于经济工况下工作的机会，有利于提高汽车的燃油经济性。

挡数无限的无极变速器，在任何条件下都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性。

若无级变速器能始终维持较高的机械效率，则汽车的燃油经济性将显著提高。

3）.汽车总质量汽车总质量影响到汽车的滚动阻力、坡道阻力和加速阻力，对汽车的燃油经济性影响很大。

因此，要将汽车的车身轻型化：采用轻型材料，减轻汽车自重，轻型设计技术；使构成部件、附属品轻型化。

4）.汽车的外形汽车行驶为克服空气阻力而消耗的发动机功率与汽车行驶速度的三次方成正比。

汽车速度不高时，空气阻力对汽车的燃料消耗影响不大，当车速超过50km/h，空气阻力对汽车燃料经济性的影响逐步明显。

降低空气阻力是节约燃油的有效途径，减小空气阻力主要是通过减小汽车的空气阻力系数来实现。

5）.轮胎轮胎结构对滚动阻力影响很大，改善轮胎结构，可以减小汽车的油耗。

目前降低滚动阻力的最好办法是使用子午线轮胎。

子午线轮胎与普通斜交轮胎相比，滚动阻力一般要下降20%～30%。

另外，轮胎的花纹及胎压对汽车的油耗有较大的影响。

(2)汽车的使用方面汽车的使用对汽车油耗的影响主要有四方面：①行驶车速。

汽车中等车速时燃油消耗量较低，高速时汽车的行驶阻力增加、发动机负荷率高导致耗油量增大。

②挡位选择。

在一定的道路上，汽车用不同排挡行驶，燃油消耗量是不一样的。

显然，合理的挡位选择应使汽车在该道路上处于较经济的工作区域中。

希望通过选择挡位使汽车发动机尽可能处在发动机万有特性中经济工作区域工作。

③挂车的选用。

拖带挂车后，虽然汽车总的燃油消耗量增加了，但以百吨公里计的燃油消耗却下降了，即分摊到每吨货物上的油耗下降了。

④正确的保养与调整。

汽车随着使用时间的增长，其技术状况和性能也逐渐变差，当感觉车辆有异常时，应立即对车辆进行检查。

(3)新能源技术方面目前，已经研制出电能、太阳能、混合动力能源等新能源汽车。

这些可再生能源的应用本身就能够起到节约石油能源的作用。

为了进一步节能，对于这些新能源技术的汽车来说，同样也存在着自身能源的节能问题。

即新能源技术汽车的传动系统的效率、机械、电器维护、使用中的节能问题等同目前的燃油发动机汽车一样存在类似的节能技术问题4. 答案：1）能源是人类赖以生存和发展的物质基础。