汽车电控发动机原理

第一章 绪论
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马自达RX8转子发动机 转子发动机 马自达
第一章 绪论
往复式发动机与转子发动机比较 （1）往复式发动机 ） 优点： 制造技术成熟，各种技术不断完善， 优点： 1. 制造技术成熟，各种技术不断完善，是世界上应 用最广的内燃机，保养维修成本低。 用最广的内燃机，保养维修成本低。 2. 工作可靠，良好的气密性和功率传递可靠性。 工作可靠，良好的气密性和功率传递可靠性。 3. 良好的燃油经济性。 良好的燃油经济性。 缺点： 缺点： 1. 结构复杂，体积大、重量大。 结构复杂，体积大、重量大。 2. 曲柄连杆机构中活塞的往复运动引起的往复惯性力和惯 性力矩不能得到完全平衡， 性力矩不能得到完全平衡，这个惯性力大小与转速平方 成正比， 发动机运转平顺性下降， 成正比，使发动机运转平顺性下降，限制发展高转速发 动机。 动机。
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往复活塞式发动机的分类 1、按燃油种类分类 汽油机，柴油机 汽油机， 、 2、按点火方式分类 自行着火 （压燃式），外源点火 压燃式）， ），外源点火 、 点燃式） （点燃式） 3、按工作循环分类 四冲程，二冲程 四冲程， 、 4、按冷却方式分类 水冷，风冷 水冷， 、 5、按汽缸排列分类 直列式，卧式，V型，W型 直列式，卧式， 型 、 型 6、按汽缸数目分类 单缸机，多缸机 （2，3，4，5，6， 单缸机， 、 ， ， ， ， ， 8，10，12缸…） ， ， 缸 ） 7、按转速分类 低速 n < 500 r/min，中速 500 r/min < n 低速: 、 ，中速: < 1500 r/min ，高速 n > 1500 r/min 高速: 高速
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8、按增压分类 增压，非增压 、 增压， 9、按能源分类 （代用燃料） 压缩天然气，液化天然气， 代用燃料） 压缩天然气，液化天然气， 、 液化石油气，氢气，甲醇，乙醇，二甲醚，植物油， 液化石油气，氢气，甲醇，乙醇，二甲醚，植物油， 电瓶， 电瓶，太阳能 现代发动机的发展 60 年代以前 动力性，可靠性，耐久性 年代以前: 动力性，可靠性， 70～80年代 经济性，动力性 年代: ～ 年代 经济性， 90 年代口号 清洁，经济，安全 年代口号: 清洁，经济， 1 、相关学科日益增多，学科之间相互渗透 相关学科日益增多， 2 、标准化，系列化，通用化 （三化） 标准化，系列化， 三化） 3 、新材料，新工艺，新产品 新材料，新工艺，
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4 、使用计算机设计、计算零部件及其配合，精密、准确、 使用计算机设计、计算零部件及其配合，精密、准确、 优化 5 、设计、零部件生产商 分散→集中→分散 设计、 分散→集中→ 其主要原因是优化产品，节省开支，降低成本。 其主要原因是优化产品，节省开支，降低成本。甚至象 丰田、宝马这样的超级企业有时也需合作开发新产品。 丰田、宝马这样的超级企业有时也需合作开发新产品。 6 、电控应用日益增多，混合气制备更加完善 电控应用日益增多， 7 、检测设备、手段先进 检测设备、 8 、低排放的代用燃料发动机正在普及，零排放的正在开 低排放的代用燃料发动机正在普及， 发并进入实用
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汽车电子技术的发展史
在晶体管和集成电路发明后，汽车电子技术又有了新的、 在晶体管和集成电路发明后，汽车电子技术又有了新的、飞 跃性的发展 1951年博世公司率先开发了汽油喷射技术，并于 年博世公司率先开发了汽油喷射技术， 年博世公司率先开发了汽油喷射技术 并于1954年在 年在 轿车上采用了燃油喷射技术 电子技术的发展也促进了传感器技术和控制技术的发展， 电子技术的发展也促进了传感器技术和控制技术的发展，使 得汽车电控技术更加成熟和完善 1977年日产和丰田汽车公司实现了氧传感器反馈控制的 年日产和丰田汽车公司实现了氧传感器反馈控制的 汽油喷射系统
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汽车电子技术的发展史
电子技术基于电、 电子技术基于电、磁以及电磁效应 1851年 伦科夫发明了电磁感应线圈 年 1861年 爱蒂恩斯 雷诺发明了电子线圈点火装置，并应用 雷诺发明了电子线圈点火装置， 年 爱蒂恩斯·雷诺发明了电子线圈点火装置 于煤气机上 1886年 卡尔 奔驰利用电池和线圈点火方法开发出汽车点 年 卡尔·奔驰利用电池和线圈点火方法开发出汽车点 火装置， 火装置，并应用于奔驰汽车上 19世纪末到 世纪初，汽车电子技术主要用于完善汽油机 世纪末到20世纪初 世纪末到 世纪初， 的点火系统、发电机及蓄电池充电系统： 的点火系统、发电机及蓄电池充电系统： 1887年博世将低压永磁发电机应用于固定式汽油机上 年博世将低压永磁发电机应用于固定式汽油机上 1889年乔治 伯顿发明线圈点火系统用断电器，调整了汽 年乔治·伯顿发明线圈点火系统用断电器， 年乔治 伯顿发明线圈点火系统用断电器 油机的点火装置
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4. 利于发展高速发动机，由于活塞转子与主轴转速比为 ： 利于发展高速发动机，由于活塞转子与主轴转速比为1： 3，故不需很高的活塞转速即可实现发动机的高转速。 ，故不需很高的活塞转速即可实现发动机的高转速。 缺点： 缺点： 1.油耗高，尾气排放难达标。因其每个气缸有三个工作腔， 油耗高， 油耗高 尾气排放难达标。因其每个气缸有三个工作腔， 活塞转子每旋转一周相当于有三个作功冲程； 活塞转子每旋转一周相当于有三个作功冲程；同时转子 发动机的燃烧室形状不利于可燃混合气的充分燃烧， 发动机的燃烧室形状不利于可燃混合气的充分燃烧，从 而导致废气中污染物含量较高。 而导致废气中污染物含量较高。 2. 发动机的结构导致只能采取点燃式而不能采用压燃式， 发动机的结构导致只能采取点燃式而不能采用压燃式， 即只能用汽油作为燃料而不能用柴油。 即只能用汽油作为燃料而不能用柴油。 3. 由于转子发动机采用偏心轴，导致发动机振动较大。 由于转子发动机采用偏心轴，导致发动机振动较大。 4. 功率输出轴（主轴）位置高，不利于整车布置。 功率输出轴（主轴）位置高，不利于整车布置。 5. 转子发动机的加工制造技术高，成本比较高。 转子发动机的加工制造技术高，成本比较高。
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3. 由于四冲程往复式活塞发动机的工作方式为四个冲程中 有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率 发动机的功率、 有三个冲程完全依靠飞轮惯性旋转，导致发动机的功率、 扭矩输出非常的不均匀，尽管现代发动机采用了多缸和V 扭矩输出非常的不均匀，尽管现代发动机采用了多缸和 型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。 型排列来减小这个缺点，但是不可能完全消除。 （2）转子发动机 ） 优点： 体积小、重量轻，便于降低车辆重心。 优点： 1. 体积小、重量轻，便于降低车辆重心。 2.结构简单。相比较于往复式活塞发动机，转子发动机减 结构简单。 结构简单 相比较于往复式活塞发动机， 少了曲柄连杆机构，导致了发动机机构大为简化， 少了曲柄连杆机构，导致了发动机机构大为简化，零件 减少。 减少。 3.均匀的扭矩特性。由于转子发动机一个气缸同时有三个 均匀的扭矩特性。 均匀的扭矩特性 工作腔处于工作状态，所以扭矩输出比较于往复式活塞 工作腔处于工作状态， 发动机更加均匀。 发动机更加均匀。
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三、摆动活塞式 （ROCKING PISTON ENGINE） ） 1979年日内瓦发动机展览会上，展出了瑞士索罗图恩的萨 年日内瓦发动机展览会上， 年日内瓦发动机展览会上 尔茨曼（ 设计部门的摆动活塞式发动机。 尔茨曼（W. Salemann ）设计部门的摆动活塞式发动机。 四、斯特林 （THE STIRLING ENGINE） ） 1816年由罗伯特 斯特林设想在气缸外部燃烧的一种热力 年由罗伯特·斯特林设想在气缸外部燃烧的一种热力 年由罗伯特 发动机（外燃机），是现代发动机引人注目的一种。 发动机（外燃机），是现代发动机引人注目的一种。 ），是现代发动机引人注目的一种 五、自由活塞式 （FREE PISTON ENGINE） ） 只相当于涡轮发动机的燃气发生器。 只相当于涡轮发动机的燃气发生器。
汽车电控发动机原理
襄樊学院汽车工程学院
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发动机——汽车的心脏 汽车的心脏 发动机 人们对发动机的要求：小型化、轻量化、 人们对发动机的要求：小型化、轻量化、高功率化 能量转换：燃料的化学能→热能→ 能量转换：燃料的化学能→热能→机械能 分类：经历了由蒸汽机到内燃机的发展， 分类：经历了由蒸汽机到内燃机的发展，种类繁多 普遍） 一、往复活塞式 （普遍） 转子式－ 二、转子式－汪克尔式 （The Wankel Engine） ） 优点：结构紧凑，运转平稳， 优点：结构紧凑，运转平稳，是高速车用发 动机的发展方向之一。 动机的发展方向之一。 缺点： 缺点：泄漏 1956 年德国工程师汪克尔制造出样机。目前日本已用 年德国工程师汪克尔制造出样机。 于小轿车上， 左右。 于小轿车上，时速 200 km/h 左右。但光泄漏损失就要占 30%以上。 以上。 以上