本文作者:wasd8456

自制微型汽油发动机_自制微型汽油发动机***

wasd8456 04-05 15
自制微型汽油发动机_自制微型汽油发动机***摘要: 为什么电动汽车没有汽油机连接发电机,省去变速箱结构,汽车驱动直接靠电机吗?为什么柴油机压缩就可以点火,汽油机还要火花塞点火?为什么电动汽车没有汽油机连接发电机,省去变速箱结构,汽车...
  1. 为什么电动汽车没有汽油机连接发电机,省去变速箱结构,汽车驱动直接靠电机吗?
  2. 为什么柴油机压缩就可以点火,汽油机还要火花塞点火?

为什么电动汽车没有汽油机连接发电机,省去变速箱结构汽车驱动直接靠电机吗?

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电动汽车的驱动结构有直驱和变速箱两种,没有发动机自然也不存在发电机,至于变速箱也与传统燃油不同

使用变速箱的电动汽车多为小微型客车,使用的电机主流类型为永磁同步电机,这种的电机 的特点相比燃油发动机而言基本无噪音、无振动、恒扭矩以及超高转速,依靠磁场驱动转速运转无需空气燃烧、也没有摩擦。(关键词为【超高转速】)。

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(图片来源网络,侵删)

电机转速动辄10000~15000转是不可能做到直驱的,否则插上翅膀可以轻松起飞;为把转速拉低到与可以正常行驶的区间则需要变速箱,不过只需要一个齿轮比就可以把转速稳定在比较低的区间,所以电动汽车普遍使用单速变速箱也叫做减速器,但即使减速之后也能以很高的转速运行。

燃油发动机理论上也可以以一个齿轮比做到高转速运行,但内燃机通过燃油的喷射爆燃差生热能最终才能转化为机械能,这一过程中燃油的燃烧会产生相当大的噪音和震动,转速太高的话这种噪音和震动会严重拉低驾乘体验,而且活塞气缸也会超快速磨损。所以燃油发动机需要多个齿轮比来实现以发动机的低转速实现高车速,这是两种车型使用不同变速箱的原因。


不过除了这些使用高转电机的小型车以外,很多商用车如大巴和重型货车是不需要变速箱,而是用电机直驱的。

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  • 直驱释义:驱动电机与运动执行部件直接结合,没有机械传动(变速箱)环节。

代表车型如比亚迪K/T/C系列大巴、金龙客车N系列、宇通客车Z系列等,这些车型利用轮边电机直驱车辆行驶减少了AMT机械自动变速箱,能够做到车辆的极端轻量化、扭矩输出更加直接、养护成本和难度也会大幅降低,而且传动效率能几乎没有损耗、减少传动放大结构也能降低能耗。

这种模式是中型车辆的主流类型后期也有可能在性能小车上匹配,不过直驱电机的成本相当高并不是所有商用车都用得起。

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所以也有部分车型使用低转速电机配合AMT机械自动变速箱对动力进行调整并放大扭矩,变速箱与驱动电机连为一体不使用离合器,由电机调速换挡对于转速的扭矩的调控效果还能增加一些。

不过这种结构也是退而求次是设计,毕竟没有核心技术依靠***购的企业是要严格限制制造成本的。电机的驱动原理目前是这两种,随着技术发展后期基本会走向直驱。


为什么柴油机压缩就可以点火汽油机还要火花塞点火?

题主的问题描述没有错,实际上汽油是可以被压燃的;汽油机不***用压燃而不是不能用压燃!这几十年间汽油机的发展实际上逐渐在向柴油机靠拢,比如柴油机的高压缩比,而如今的汽油机的压缩比也越做越高,因为直喷的出现伴随着更完善、更精确的控制策略,很好的控制住了爆震的产生,要知道歧管喷射发动机压缩比能做到11都很困难了,而超过11,将有部分汽油在压缩冲程还没结束、火花塞还没跳火呢就被压燃了,这就叫爆震了!不过随着直喷技术的日益成熟,未来的汽油机最终形式应该是哑然的方式,但对油品要求极高,而到那个时代乙醇浓度更高的混合汽油或可能成为主流的存在,重点在于如何去取舍!

活塞式发动机主要困境在于热效率

如今主流车型都在使用活塞发动机(像转子那一类非活塞式的已经很少见了),而活塞式发动机的热效率是短板,这么多年全球的内燃机研发都是围绕着提高热效率展开的;而高压缩比则是提高热效率最有价值的一环,但过高的压缩比的确可以提高热效率,但却带来了爆震的隐患,所以如今的汽油机即便已经实现了直喷化,但也没办法将压缩比做到柴油机那么的高,因为汽油机需要避免压燃,而避免压燃的方式就是控制住点火前的缸压、温度,压缩比越大,发动机压缩冲程结束时产生的缸压、温度就越大(气体压缩放热),就越容易导致汽油被压燃,产生爆震;所以从某种角度看,汽油机的压缩比没办法大幅度的提高,而压缩比不能做的更高,热效率提高幅度就受限制!

汽油与柴油不同的特性

汽油不易压燃、而容易点燃;柴油不容易被点燃、而容易被压燃;而汽油的燃烧比柴油剧烈的多,柴油被压燃如果看作是冲击、那么汽油被压燃完全等同于爆炸,还是不可控爆炸,这对发动机零部件的损伤是极大的;在中学课本中我们学过柴油机一般在压缩比16:1时即可完成压燃,而汽油机如果想被压燃则至少需要达到18:1的压缩比;柴油机压燃时也会发生爆震问题,但由于柴油燃烧并不剧烈,所以控制起来更容易一些;但汽油燃烧更为剧烈,如果***用压燃,过高的压缩比会导致缸内压力、温度过高,而高温是爆震的元凶之一,所以过高的缸内温度会令汽油爆燃;现在车企针对油品不好的地区,都***取延迟点火的方式为气缸降温及减压(压缩冲程结束后,活塞进入下行状态时再点火,避免爆震,而代价就是牺牲了一部分动力),更不用提压燃了;压燃汽油机是未来的方向

马自达Skyactiv-X发动机或将压燃汽油机变为可能

回答这个道题就不得不提一下Skyactiv-X发动机了,这款发动机足够体现马自达对自然吸气发动机的执念;之所以产生这种压燃点火的方式也是为了配合更好的实现多层燃烧来实现稀薄燃烧的边界;马自达在实验中,发现将空燃比调整至30:1的情况下,火花塞附近的高浓度气体可以被电弧点燃,但火焰没办法向外层传播(多层燃烧就是火花塞点燃第一层,然后靠扩散的火花逐渐点燃其它层),火花塞附近高浓度层火花熄灭没办法向外部扩散点燃其它的浓度层,所以失败了;而在***用压燃方式的实验中发现,只要施加足够的压力,哪怕空燃比达到39:1,依然能轻松点燃最外的稀薄层,所以在稀薄燃烧领域,压燃比火花塞点燃更容易控制一些,但在咱们实际应用领域,汽油机压燃目前来看还是很不成熟的!即便是马自达也只是做到了低负荷下的压燃,而当发动机进入中高负荷时,压燃的方式还是会出现各种程度的爆震、爆燃;所以汽油机可以压燃,至少在实验室中已经出现了可压燃的汽油机,但等待解决的问题相当多!还是那句话汽油燃烧远比柴油机要剧烈,冲动、暴躁,压燃很难控制其爆震!

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