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太赫兹技术发展评述毕业论文

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太赫兹技术发展评述毕业论文

姓名:边颖超 学号: 毫米波是指频率在30~300 GHz之间的电磁波,太赫兹波是指频率在100 GHz~10 THz之间的电磁波。这两段电磁频谱处于传统电子学和光子学研究频段之间的特殊位置,过去对其研究以及开发利用都相对较少,如图1毫米波及太赫兹频段在电磁波谱中的位置图。随着雷达和无线通信等无线应用的高速发展,现有的频谱资源已变得日益匮乏,开发新频段已逐渐成为解决此矛盾的一种共识,而在毫米波和太赫兹频段存在大量未被开发的频谱资源,使得毫米波和太赫兹频率适于作为未来雷达和无线通信等应用的新频段。 近几十年来,毫米波技术得到了长足的进步。毫米波芯片方面,如主流集成电路工艺的砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等;在毫米波真空电子器件方面,如加拿大CPI公司研制的速调管(Klystron)在W波段上获得了超过200W的脉冲输出功率;具体的应用已经扩展到多个领域,如毫米波通信、毫米波成像、毫米波雷达等。 而太赫兹技术作为一项新起之秀,相对于毫米波技术,还处在探索阶段。其兼有微波/毫米波和红外可见光两个区域的特性,融合了微波和红外可见光的优点,其在宽带无线通信、精细成像方面具有重要的应用价值。太赫兹技术主要包括太赫兹波源、太赫兹传输和太赫兹检测等,其关键部件可以分为无源元件和有源器件。无源元件包括太赫兹传输线、滤波器、耦合器、天线等, 而有源器件包括太赫兹混频器、倍频器、检波器、放大器、振荡器等。近三十年来,太赫兹源、检测及相关元器件取得了重要进展。如今已在物理、化学生命科学、材料科学、通信等领域掀起了一轮研究热潮,成为下一代信息产业的科学技术基础,对现代科学技术、国民经济、国防建设具有重大意义。 THz波的波长处于微波及红外光之间,因此在应用方面,相对于其他波段的电磁波具有非常强的互补特征。与微波、毫米波相比,THz探测系统可以获得更高的分辨率,具有突出的抗干扰能力和独特的反隐身能力;与激光相比THz系统具有视场范围宽、搜索能力好、适用恶劣气象条件等优点。 首先,THz科学技术可以为科学研究提供强有力的新方法。THz科技在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面有极其重要的应用。例如THz波不仅可以成像,而且可以作为一种特殊而有效的探针,对物质内部进行深入的研究,提供关于物质的化学及生物成分、波谱特性、THz标记、分子动力学过程,乃至量子互作用过程等重要信息。其次,THz科技对国民经济发展将起重要的推动作用。例如THz在生物医学上的应用具有很大的吸引力,在皮肤癌的诊断和治疗、DNA的探测、THz断层成像、THz药物分析和检测等方面都显示了强大的功能和成效。最后,THz技术在国家安全、反恐方面的应用有着独特的优势;THz技术是新一代IT产业的基础,如图2,日本第三代太赫兹无线通信技术()已用于2008北京奥运会高清赛事转播。以及研究THz科学技术本身就是一门重要的学科。

随着技术的发展,应用可视光源检测的传统机器视觉检测技术无法解决工业自动化领域的一些特殊问题:例如,可视光无法穿透不透明的瓶子,就无法检测瓶子内部液体是否达到标准。此外,传统技术也面临着其他挑战,例如,无法直接测量封闭工件的内外直径,使用LED照明和相机传感器能够通过拍摄图像测量外直径,但无法测量内直径。而太赫兹传感器可以解决以上问题,因为太赫兹波可以穿透不透明材料,如布料、纸张、木头和塑料,这些物体的缺陷可以通过百亿赫兹波长可视化。通过太赫兹技术可以探测成像的特点,以及测量物质成分的特性,实现对多种物体的检测。 太赫兹波(THz)的电磁波光谱介于微波和红外波之间,波长范围为1mm-100mm,频率从300GHz~3THz之间。相对于X光能量,由于THz波由于光子能量极低,所以具有无创性和非电离性特点。 太赫兹系统有连续波和脉冲波两种模式,脉冲波系统通过发送一个频段的频率来获取材料信息,连续波系统只能通过单一频率获取信息。太赫兹系统通过应用一个发射器和单点探测器来获取被测物体表面的频率轮廓,通过移动这些单点探测器,进行二维线性扫描和三维阵列面扫描,从而获取被测物二维和三维的频率轮廓。 在自动化应用中的太赫兹系统中,被测物体通过传送带进入传感器的视场范围,太赫兹光波通过Vega控制盒的同轴电缆传送,一个光电机械延迟系统用于抓拍和处理接受到的高频率波形。信号被数字化后,通过以太网或其他船速协议传送到标准PLC控制器上。在测试时,时域波形可以用来表征产品的厚度,频率谱可以来识别所使用的聚合物的类型。 在测试不透明的塑料或橡胶产品瓶、管子的厚度时,运用非接触式和非创性的检测技术非常有必要。通过Vega提供的非接触式、非创性的太赫兹测量系统的测量精度可高达10um。具有能量低、对许多生物大分子表现出很强的吸收和谐振、能够以很小的衰减穿透物质、信噪比很高等特点,可以应用于国防、医疗、科研等诸多领域,具有巨大的市场价值。 在许多塑料分拣系统中,通过检测塑料材料反光的近红外电磁光谱即可进行材料分拣。近红外光技术仅仅在颜色较浅的塑料检测中有效,如果塑料薄片是黑色的,深色的或涂色的,近红外吸收和近红外分离是无效的,使用太赫兹的连续系统可以解决这些问题,通过太赫兹信号的幅度进行检测。 太赫兹的频率很高、波长很短,具有很高的时域频谱信噪比,且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少,可以穿透墙体对房屋内部进行扫描,是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。借助太赫兹特有的"穿墙术",对"墙后"物体进行三维立体成像,探测隐蔽的武器、伪装人员和显示沙尘中的坦克、火炮等装备,进而拨开战场迷雾。 近年来,随着超快激光技术的迅速发展,太赫兹脉冲的激发光源得以更加稳定和可靠,为进一步研究太赫兹波谱技术创造了条件。同时,各种机制的太赫兹辐射源、探测器等技术研究也在飞速发展,为太赫兹技术在国防、航空航天、通信等领域的应用奠定了基础,使得太赫兹技术有着广阔的应用前景。

太赫兹电子信息学报

不是核心期刊--期刊级别:国家级期刊太赫兹科学与电子信息学报促进太赫兹科学与电子信息技术等学简直的交叉与融合,更快地推动我国太赫兹科学技术的发展。《太赫兹科学与电子信息学报》刊登的主要内容包括太赫兹科学技术、探测制导、测控通信与电子对抗、电磁场与微波、信号主管主:中国工程物理研究院中国工程物理研究院电子工程研究所快捷分类:电子电信技术信息科技出版发行:四川双月刊A4期刊刊号:2095-4980,51-1746/TN创刊时间:2003影响因子审稿时间:1-3个月期刊级别:国家级期刊

不是核心期刊--期刊级别: 国家级期刊

太赫兹科学与电子信息学报

促进太赫兹科学与电子信息技术等学简直的交叉与融合,更快地推动我国太赫兹科学技术的发展。 《太赫兹科学与电子信息学报》刊登的主要内容包括太赫兹科学技术、探测制导、测控通信与电子对抗、电磁场与微波、信号...

太赫兹学报一般需要两个月的时间可以看投稿结果。审稿周期:编辑部在收到稿件的保密证明后,才开始受理论文。一般为2个月,在此期间请勿一稿多投。稿件审理阶段,作者可通过网上查询结果。《太赫兹科学与电子信息学报》创刊于2003年,是由中国工程物理研究院主管,中国工程物理研究院电子工程研究所主办的电信技术类学术期刊 。

论文国外太赫兹研究现状

太赫兹间隙存在着巨大的开发潜力和应用价值,太赫兹系统主要包括 3 个部分:太赫兹波源、太赫兹传输以及辐射、太赫兹探测。随着太赫兹技术的不断发展,太赫兹天线技术也会进一步得到发展。目前通信系统的工作频率正在由毫米波向亚毫米波及太赫兹领域发展,这些系统要求高增益、高效率天线以提高空间或角度分辨率,而传统的天线系统存在一定的局限性,利用波束赋形技术可以拓展太赫兹的应用场景。一、波束赋形的概念1、基本概念波束赋形又叫波束成型或波束形成(beamforming)。无线电信号发射时,通过波束赋形能够将发射能量集中在特定方向上,可以使得某个方向的发射功率增大而其他方向上的发射功率接近于零,从而达到扩展期望方向的通信距离和避免对其它方向造成干扰的目的。显然,在总发射功率相同的条件下,定向传输比全向传输的通信距离更远。在超高速无线网络中,采用高精度的波束赋形能够有效地补偿毫米波和太赫兹信号的高路径衰减,还可以提供空分复用的可能性。波束赋形方法通常在超高速无线网中采用,其目的是让两个节点从定向无序状态到相互定向状态。技术就像光一样,太赫兹波也属于电磁辐射。在频谱中,它们介于微波和红外线辐射之间。虽然微波和红外线辐射很早就已进入我们的日常生活,但是太赫兹波只是刚刚开始被使用。原因就是,自21世纪开始,专家们一直仅能构造出可被合理接收的太赫兹波源。但是这些发射机仍不完美,相对较大较贵,而且发出的辐射并不是总具有我们所期望的特性。一个公认的生成太赫兹波的方法就是基于砷化镓晶体。如果这个半导体晶体受到短激光脉冲的照射,就会形成砷化镓载流子。施加电压可以加速这些电荷的运动,从而生成太赫兹波,这种机制基本上与甚高频(VHF)发射机天线塔的机制相同,这些天线塔中运动的电荷产生了无线电波。可是,这种方法有着许多缺点。HZDR 物理学家 Harald Schneider 解释道道:“它只能通过相对较贵的特殊激光器来操控,不能通过我们在光纤通信中使用的激光器来操控。”另一个缺点是,砷化镓晶体只能发出相对窄带的太赫兹脉冲,其频率范围有限,从而大大限制了应用范围。这将使得金掺杂的锗变成一项有意思的选择,不仅可应用于科学领域例如详细分析石墨烯等创新型二维材料,而且也可以应用于医学和环境技术

太赫兹辐射源和太赫兹探测器,特别是THz量子级联激光器(QCL)和THz量子阱红外光子探测器(QWIP)的原理、特点及研究现状.分析了太赫兹技术工程应用前景及限制因素.指出作用距离是决定太赫兹技术应用的关键因素之一.如果太赫兹辐射在大气对流层内传输时的衰减问题不能得到有效解决,那么太赫兹技术在地面或海上的应用可能受到严重制约.基于机载或星载平台的太赫兹雷达或通信,则具有诱人的应用前景.这两个课题都没有就业前景。(跟选别的光学课题相比)所以,你在选择课题的时候没有必要考虑就业。这两个课题,实验培养的技能也差不多。理论的话,感觉这两块可以挖的东西都比较多。例如等离子体产生太赫兹的机理,成丝机理之类的。不懂瞎说的。你老板这块应该是偏学术,所以指标一般就是文章。因此,建议从考虑哪个课题近一年内容易出文章成果出发。而且这个思路应该可以维持几年,意思就是,你发现太赫兹某个工作A好发,就去做A, 做完后发现成丝的B工作好发,紧接着就去做B。这个好发不仅仅是说难度,而是考虑实验室条件,自身能力这些因素。当然,也不要局限于太赫兹和成丝。

太赫兹成像技术和太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时,由于太赫兹能量很小,不会对物质产生破坏作用,所以与X射线相比更具有优势。 德国研究人员利用超级计算机计算发现,利用强烈的太赫兹辐射,可实现在不到万亿分之一秒内瞬间将微量水烧开。太赫兹辐射是指频率从0.1太赫兹到10太赫兹,波长介于毫米波与红外线之间的电磁辐射区域。一太赫兹等于一万亿赫兹。德国电子同步加速器研究所报告说,强烈的太赫兹辐射可引发水分子剧烈震动,打断水分子间的氢键。这种方法可将约一纳升(十亿分之一升)水在半皮秒(一皮秒为一万亿分之一秒)内加热至600摄氏度。报告指出,一纳升水虽然听起来不多,但对很多实验来讲已经足够。一皮秒比一眨眼的时间还要快很多,因此这种烧开水的方法可称得上是迄今最快的。虽然这一“烧水”法尚未投入实践,但研究人员表示,水在许多化学与生物过程中扮演重要角色,新发现或可为化学与生物领域提供更多实验可能。 中国工程院院士杜祥琬院士指出,在所有物理技术中,电磁波技术对医学的促进作用尤其突出。从1901年X线获得第一届诺贝尔物理学奖开始,已有5项与生物医学相关的诺贝尔奖授予了X光谱技术领域。太赫兹技术在生物医学方面的应用,生物大分子相互作用是重大生命现象与病变产生的关键动因,而太赫兹光子能量覆盖了生物大分子空间构象的能级范围。该频段包含了其他电磁波段无法探测到的直接代表生物大分子功能的空间构象等重要信息。因此,可以发展一种利用太赫兹探测和干预生物大分子相互作用过程的新理论和新技术,为当前重大疾病诊断、有效干预提供先进的技术手段。中国工程物理研究院流体物理研究所李泽仁研究员也表示,目前通过国家对太赫兹源、探测器及成像系统等关键技术与仪器设备的大力支持,我国已基本具备开展太赫兹生物医学研究的基础。 此外,太赫兹在半导体材料、高温超导材料的性质研究等领域也有广泛的应用。研究该频段不仅将推动理论研究工作的重大发展,而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。目前,笼统的说THz技术的研究主要围绕三大部分内容展开,THz产生源、THz探测和应用研究。目前最大的困难还是没有高功率便携式连续可调的成本较低的THz发射源和满足现实要求的滤光片,另外也没有能够常温下直接探测太赫兹射线的被动式探测器。

太赫兹(量子)医学是吸取自然科学的最新成果而产生的一门新兴学科,是建立在量子物理学和生物医学的基础上,运用量子力学原理来解析生物体的微弱磁场的变化,进而诊治人体各种疾病及调理亚健康状态的医学。俄罗斯太赫兹(量子)医学学会理事长格拉博夫希涅尔博士指出:太赫兹(量子)医学是一个全新、有效、快速发展的学科,它涵盖了人体疾病的预防、诊断、治疗和康复等,将成为21世纪医学的支柱之一,医学发展的重要领域。著名医学家吴阶平教授曾作"发展太赫兹(量子)医学,造福人类健康"的题词。《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》中将太赫兹调控研究作为一项重要的内容。因此这具有前瞻性的研究,将在未来20年至30年内对我国社会经济和现代医学的发展产生难以估量的影响。匠道高科太赫兹(量子)医学的飞速发展,将给人类健康与发展带来更加广阔的前景。

太原职业技术学院学报点评

好就业。1、就业率方面。太原城市职业技术学院就业面广,深受用人单位好评,就业率达96%以上。2、就业单位多。太原城市职业技术学院学院先后与北大青鸟APTECH(阿博泰克)、太原大昌汽车修理厂、山西千禧投资集团等数十家单位确立了合作办学关系,就业范围很广,单位很多。

热情八月,阳光总是那么耀眼,你是否在期待着刻有你名字,承载着你希冀的标志着你一路走来荣耀的录取通知书,就在马上送到你手里呢。本文我整理了关于太原城市职业技术学院的录取通知书发放时间及EMS查询方法的相关知识。

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太原城市职业技术学院是由太原市人民政府举办的全日制公办高等职业院校。学院座落于太原市胜利桥西,园林化校园与汾河湿地公园相毗连,环境幽美,景色宜人,是山西省近十年来学生报考人数位居前列的院校之一。

学院现有兴华街、建设路和正在规划中的综改试验区新校区三个本校区。新校区建成后,校园总建筑面积将达到千余亩,校舍总面积将达到35万平方米,教学仪器设备总值将近亿元。兴华街主校区设有原山西省委书记王茂林在我院设有“王茂林捐赠图书藏书馆”,藏书量近三万册。图书馆馆藏纸质图书达万册(套)。《太原城市职业技术学院学报》被评为RCCSE中国高职专科院校学报类核心期刊(A)类。学院是太原市文明单位标兵、太原市中澳文化研究交流基地。

《太原城市职业技术学院学报》以经济理论、城市管理、城乡建设、改革创新、旅游服务、教育科技、文化产业等为主要内容的综合性理论专刊。其主要任务是集中报道刊登城市领导、专家学者、企业家及科技文化等各界人士关于我国经济社会发展、现代化建设中的重大理论与实践成果,探寻解决发展中的热点、难点问题,具有一定科学性、前瞻性、权威性、实用性的文稿,是城乡各界朋友展示成果、宣传先进、研究问题、交流经验的极好平台。

发动机发展新技术论文

关于发动机的学生论文

发动机转速测试系统主要由磁电传感器输出的模拟信号经调理处理后,转变为脉冲信号,经CAN总线发送给主节点。接下来是我为您整理的关于发动机的学生论文,希望对您有所帮助。

【摘要】通过对车载主动安全系统的研究,针对汽车等交通工具的嵌入式控制器局域网络,提出了一种通过磁电传感器检测发动机转速系统的CAN总线设计方案。在简单介绍该CAN总线网络三层结构设计的基础上,详细阐述了节点嵌入式微处理器电路、CAN总线电路及传感器信号调理电路的设计,并提出了基于J1939协议的发动机转速测量电路的软件流程图。该设计方案的提出,为车载主动安全的控制系统设计具有一定的参考价值。

【关键词】CAN总线;J1939协议;嵌入式微处理器

0引言

在对车载主动安全系统的研究中,为解决汽车控制系统中,数量众多的电子设备之间的通信问题,减少电子设备之间繁多的信号线,通过单一而稳定的网络总线,将外围器件挂接在该总线上,实现车载设备和多控制系统之间的数据交换,各操作单元之间的协作,并对各单元不断变化状态实时控制。在众多的CAN总线协议中,J1939协议主要应用在以CAN为基础的汽车等交通工具的嵌入式网络中。由于J1939网络是专门用途的通信系统,而不需要通用化,因此,基于J1939协议电控系统(ECU)的开发只须按照物理层搭建、数据链路层配置、应用层设计即可。

1总体设计

物理层搭建

物理层实现网络中电控单元的电连接,物理介质为屏蔽双绞线,双绞线终端电阻应为120欧姆,从而防止数据在线端被返回,影响数据的传输,同时电流能够对称驱动。

数据链路层配置

数据链路层为物理连接提供可靠的数据传输,J1939协议数据链路层配置就是对协议数据单元的配置,PDU的7个域的信息应由应用层提供。PDU将被封装在一个或多个CAN数据帧中,并通过物理介质传输到其他网络设备。如果某特定参数组传输9字节或更多的字节,则将使用传输协议功能RTS/CTS,BAM。该协议功能是数据链路层的一部分,可再细分为消息的拆装、重组以及连接管理两个主要功能。

应用层设计

J1939应用层包含信号和报文两个方面的设计。信号描述使用可疑参数编号定义,可疑参数编号为19位,用于标识ECU相关的特定部件、元素或参数,可以描述部件名称、参数名称、信号类型,着重描述参数组中的某个参数;而报文描述用PGN定义,包含参数组名称、传输更新速率、数据长度、PDU和数据列表,主要描述整个参数组。他们之间相对于整体与局部的关系。

2硬件电路设计

发动机转速测试系统主要由磁电传感器输出的.模拟信号经调理处理后,转变为脉冲信号,经CAN总线发送给主节点。基于J1939协议的发动机转速测试硬件电路采用嵌入式芯片STM32F107作为节点微处理器;外部振荡器可选频率范围为3~25MHz,此处选用比较常用的8MHz晶振作为外部振荡器。由于STM32F107嵌入式芯片内部集成了BoschCAN控制器,该控制器符合标准,与数据发送和接收有关的所有协议处理均由该控制器完成,不需要STM32F107的干预,并可使用J1939协议实现网络通信。但由于该控制器不提供物理层驱动,所以选用TJA1040T作为总线驱动,与STM32嵌入式芯片管脚CANTX与CANRX相连。TJA1040是控制器局域网CAN协议控制器和物理总线之间的接口。它主要应用在高速传输中,速度可达1Mbaud。TJA1040为总线提供差动的发送功能,为CAN控制器提供差动的接收功能。在进行发动机转速采样过程中,须通过磁电传感器对输出信号进行调理。调理电路主要用于将磁电传感器输出的正弦信号调整为STM32能够识别的外部计数脉冲,通过光隔离器TIL113将电信号转为光信号,实现了信号的隔离。在通过电压比较器LM239转换为脉冲信号。

3结束语

通过对发动机转速测试系统的CAN总线物理层搭建及J1939应用层通信协议的设计,有效地解决了发动机磁电传感器电路中的CAN总线网络的通信问题,满足了实际应用的需要,达到测试效果。

随着汽车行业技术的不断发展,汽车发动机技术也在不断的提高。下面是我为大家精心推荐的汽车发动机技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助。汽车发动机技术论文范文篇一:《试谈汽车发动机的可变气门技术》 摘要:汽车发动机可变气门技术是当今汽车发动机普遍配置的设备系统。该系统可以对发动机凸轮的相位或者气门的升程进行有效的调节,从而使汽车发动机的配气过程得到优化。因为汽车发动机在高转速和低转速状态下,气门的正时角对发动机的经济性以及动力有所影响,从而提高进气量以及扫气效率,如今的汽车发动机普遍应用这项技术。 关键词:汽车发动机;可变气门技术;气门正时技术;气门升程技术;配气过程 在汽车发动机的运行过程中,如果发动机在运行过程中,随着发动机气门数量的增多和发动机转速的提高,气门正时和气门升程不能随之改变,那么当汽车发动机处于转速过低、转速过高或者功率输出的状况下,就很难保证燃油的消耗问题。如果汽车发动机使用的是单个气门,在对燃油供给方进行控制时,对这个问题解决起来就会很难。但是如果换一种方式,如使用“可变性能”对其进行“综合处理”,那么这样的问题就很容易被解决。 1 气门正时技术 气门正时也就是汽车发动机在运转过程中气门打开的时间。其功能是活塞运动到一定位置时,对气门的开启和关闭时间进行控制。一般情况下,发动机进气门的活塞运动程序应当从下向上,当气门开始排气时,气门打开;当活塞到达气门的上止点时,一个排气运动周期完成,气门关闭。这个过程中,因为运动的空气存在惯性,因此需要一定的时间进行反应。进行排气的过程中,为了让更多的空气进入气缸,更多的废气排出气缸,就要在活塞到达之前打开,并且在活塞运动到下止点之下关闭;发动机的排气门运用同样的原理,排气门应该在活塞开始向下运动之前打开,在活塞运动到下止点之后再关闭。在活塞运动的过程中,排气门和进气门可能会在一定的时间范围内同时打开,这叫做气门叠加,在气门叠加现象产生时,曲轴会产生一定角度的转动,这个角度是气门叠加角,图1是汽车发动机气门配气相关结构图。 发动机的转速处于不同状态时,对于气门叠加角的要求也有所不同,在发动机低转速时,其气门叠加角就越小,发送机转速高,所产生的气门叠加角就会越大。如汽车发动机没有运用气门正时技术,这两个要求就很难同时得到满足,传统的汽车发动机工作原理主要是:当汽车发动机处于低速转动状态时,其中凸轮的转速也非常慢,因此气门的进气速度也随之减慢,当气门打开时,需要的时间较长,但是气门的开度很小。如果汽车行驶的速度达到120km/h时,发动机的转速一般为3000~4000rpm,有可能会达到更高水平,此时汽车发动机气门的开启和关闭速度加快,气缸空气进入的速度开始加快,在这一运动过程中,虽然其进气量很大,但是发动机气门的开启时间非常短,这会在一定程度上降低氧气含量,导致燃油燃烧所需氧气不足,从而使燃油燃烧不够充分。因此可以在这样的发动机上引入可变气门技术,这一技术可以有效解决以上提到的问题,从而大大改善发动机的燃油效率。在运行过程中,对凸轮进行改造,并且对相关的传感信号进行充分收集,汽车发动机如果处于转速非常低的情况下,这时发动机中正时技术就可以对其进行很好的控制;当汽车发动机处于高速运转状态时,可以对气门的开度进行较为科学的调整。 2 气门升程技术 气门升程技术指的是对气门开启的开度大小进行控制的技术。当发动机在运行过程中,气门行程较远的情况下,所进气截面的面积就会随之增大,因此对进气产生的阻力会降低,从而使得气缸的进气更加通畅,这样的运行状态比较适合汽车在高速行驶的状态下。如果在汽车行驶速度较慢的情况下,就会导致进气时达不到要求的负压,从而导致汽车处于低速形式的状态下时,产生运转无力或者不够平稳的现象。如果气门很小,汽车发动机在慢速运转过程中,所需的负压会得到满足,保证氧气的充足和燃油的充分燃烧。然而当汽车处于高速行驶的状况下时,空气的流速就会加快,气阻也会增大,这些情况的出现就会导致气门在进气和排气的过程不够畅通。在汽车发动机中运用可变气门技术,就可以对这两方面的问题进行权衡。气门正时技术只能够对汽车发送机中气门开启的时间进行控制,对于气门开启的开度无法控制。因此要在汽车发动机中运用可变气门的升程技术,这样才能进一步提高汽燃油的燃耗效率,提高汽车经济性能。 3 典型的可变气门升程技术控制为主的发动机技术 本田汽车中的“VTEC”系统应用 “VTEC”可以同时对发动机气门开度和气门开启时间进行控制的系统,对“VTEC”进行控制的系统主要是“ECU”,它通过发动机中各个传感器,其中包括气缸进气压力传感器、发动机转速传感器、车辆行驶速度传感器、水温传感器等,根据其产生的信号,进行相应指令的发送,同时可以控制凸轮在特定的范围内运转,以此对气门的开闭时间和开闭开度进行合理控制。一般的汽车发动机中,每个汽缸只配备一个凸轮对其进行驱动,但是本田汽车中VTEC系统发动机内含有两个凸轮对其进行驱动,即中低速、高度运转两个组合,通过对电子系统的运用,使其自行进行操纵,从而达成自动转换目标。本田汽车发动机中利用的VTEC系统,可以同时对发动机的低速运转和高速运转中气门的开闭进行时间和开度的控制,这样就能同时达成汽车的动力性和经济性。 本田“VTEC”与其他汽车发动机不同的地方主要是凸轮和摇臂的数目和控制 方法 。其是世界上第一个能够对气门的开闭时间以及升程两个性能同时控制的气门控制系统。其系统通过计算机对气门的正时和升程进行控制,可以在很大程度上提高汽车燃油效率,本田公司几乎在所有车档中均运用了“VTEC”系统。 丰田汽车VVT-i智能可变气门系统 VVT-i系统是丰田汽车中发动机可变气门系统,当前这项技术已经在丰田汽车中普遍使用。VVT-i系统可以对发动机气门运动进行连续的正时调节,但是对气门的开度大小不能控制。这项技术的工作原理主要是:当汽车的运行速度由低到高运行时,“ECU”就会向凸轮控制下小涡轮内挤压机油,从而使小涡轮进行运转,其运转是相对凸轮进行的,这样就使得凸轮在60。范围内前后旋转,这样就会对气门的开启和闭合时间有所控制,从而实现气门的连续这时目标。这项技术的最大特点是,可以根据汽车发动机所处状态对凸轮进行合理控制,对凸轮轴的转角进行合理的调整,从而优化配气时机,保证对燃油的配气达到最佳状态,以此来帮助燃油充分燃烧,并且提高汽车扭矩,提升汽车的各项性能。 4 结语 在汽车发动机可变气门技术中,升程系统主要控制气门的开度,而正时系统是控制气门开闭的时间。它们均决定了发动机进气量的大小,同属于汽车发送机可变气门控制系统。如今可变气门技术发展得越来越快,这项技术在汽车发动机中的使用可以说是汽车领域发展的一个里程碑,可以看出未来的汽车技术将向着越来越先进的方向发展。 参考文献 [1] 邓明阳,孙旭.发动机全可变气门升程技术现状的分析与展望[J].南通航运职业技术学院学报,2011,(3). [2] 郭建,苏铁熊,王军.发动机可变配气机构的研究进展[J].内燃机与配件,2011,(12). [3] 徐涛,詹樟松,吴学松,等.可变气门升程技术现状及发展趋势[J].内燃机,2013,(6). [4] 张超.宝马第三代连续可变气门升程技术浅析[J].价值工程,2015,(3). 汽车发动机技术论文范文篇二:《浅谈汽车发动机节能技术》 摘 要:本文通过对发动机的节能原理进行分析,提出了一些节约发动机燃油消耗的 措施 ,对中国汽车节能提出了发展方向。 关键词:节能;原理;措施;发展 一、发动机节能的原理 1 提高充气效率 (1)减小进气系统的流动损失。①减小进气门处的流动损失。可通过增大进气门的直径,选择合适的排气门直径;增加气门的数目,采用小气门;改善进气门处流体动力学性能,减小气门处流动损失;采用S(活塞形成)/D(缸径)值较小的发动机等措施可以减小进气门处的流动损失。②减小整个进气管道的流动阻力。进气道应该有足够的流通截面积、表面光滑、拐弯小、多段通道连接要对中;进气管应该有足够的流通截面积、表面光洁,避免急转弯和流通截面的突然变化;空气滤清器的阻力应随结构和使用时间的延长而不同。(2)减少对新鲜充气量的加热。凡是能降低活塞、气门等热区零件的温度和减小接触面积的措施都是有利于减小对新鲜充气量的加热。(3)减小排气系统的阻力。减少排气系统中排气门座、排气道、排气管、排气消声器的阻力,对降低排气压力、减小排气损失均有利。(4)合理选择配气相位。配气相位是否合理主要根据以下几个方面来判断。①充气效率高,保证发动机的动力性能,主要由进气门迟闭角决定。②必要的燃烧室扫气,以保证降低高温零件的热负荷,使发动机运行可靠,主要由进气门迟闭角决定。③合理的排气温度,主要由排气提前角决定。④较小的换气损失、以保证发动机的经济性,主要由进排气门重叠角决定。 2 减小机械损失可从几个方面着手 (1)降低活塞、活塞环、连杆等往复运动机件的摩擦和质量。(2)降低滑动部件的滑动速度。(3)减少润滑油的搅拌阻力。(4)改良润滑油,使其低粘度化。(5)合理选择摩擦零件的材料。 二、发动机节能的措施 1 发动机稀燃技术 也叫发动机稀薄燃烧技术,指采用发动机的实际空燃比远大于理论空燃比的情况下进行的具有良好动力性、经济性和排放行的燃烧技术。 实现的技术途径:(1)实现稀燃混合气。实现稀燃混合气的措施有:使汽油充分雾化;采用结构紧凑的燃烧室;加快燃烧速度;提高点火能量;采用分层燃烧技术。(2)采用分层燃烧系统。主要有气道喷射稀燃系统和直接喷射稀燃系统。 2 发动机的增压技术 对进入气缸的空气提前进行压缩,使单位时间进入燃烧室的新鲜空气量增多,增加发动机的充气效率,提高发动机的功率。 3 燃油掺水节油技术 发动机采用掺水形成的乳化燃油,可以减少排气中的氮氧化合物等有毒成分、降低烟度减少污染,还能有效降低油耗,节约能源。 4 发动机可变气缸排量技术 发动机在中低负荷情况下,使部分气缸停止工作,增加工作气缸的负荷率,使其工作点落入低燃油消耗率和低排放工作区域内,从而改善车辆的经济性和排放性能;当发动机需要大功率时,则让全部气缸工作,体现发动机的动力性。 5 发动机可变配气正时技术 根据发动机转速和负荷的变化,适时调整配气相位和气门升程。 6 可变进气歧管技术 ECU根据发动机转速和负荷的变化而改变进气道的长度,在高转速时使进气通道变短,减少进气流动损失,提高发动机的高速功率。在低转速和低负荷及起动情况使进气通道变长,管内空气流动的动能增加,导致进气流速加快,充气效率提高,在同样的燃烧条件下会获得更大的输出功率,增加转矩。 可变进气歧管技术主要包括可变进气歧管长度和可变进气共振技术.。 7 可变压缩比技术 采用可变压缩比技术对于自然吸气发动机,在部分负荷情况下压缩比可以设计高一些;对于增压发动机在增压压力比较低的低负荷情况下,适当降低压缩比,使压缩比随发动机负荷的变化连续调节,这样可以避免爆燃,又提高了在高压缩比情况下中低负荷的工作效率,增加了动力性能,提高了济性,保证了发动机工作效率的最大化。 改变发动机压缩比的方法有改变燃烧室的容积和改变活塞行程。 8 汽油机燃油喷射与点火系统的电子控制技术 在汽油机电控燃油喷射系统中,电控单元主要根据进气量确定基本的喷油量,再根据其他传感器信号对喷油量进行修正,使发动机在各种工况下均能获得最佳浓度的混合气,从而提高发动机的动力性、经济性和排放性;汽油机电控点火系统(ESA)根据相关传感器信号,判断发动机的运行工况和运行条件,选择最佳的点火提前角点燃可燃混合气,从而改变发动机的燃烧过程,实现发动机动力性、经济性和排放性的提高。 9 柴油机燃油喷射系统的电子控制技术 在柴油机电控燃油喷射系统中,ECU主要根据发动机转速和负荷信号来确定基本供油量和供油正时,再根据其他传感器信号进行修正。 10 电子节气门技术 汽车电子节气门技术(ETC)淘汰了传统加速踏板采用拉索或杠杆机构,与发动机节气门之间进行直接的机械连接,通过增加相应的传感器和电控单元,实现精确控制节气门的开度。该技术可以实现发动机转矩和空燃比的精确控制,有助于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染。 11 陶瓷发动机 为了减小发动机能量损失中占绝大部分的冷却损失和排气损失,一般采用取消或部分取消冷却系统的方法,并使用陶瓷等耐高温、耐磨损、耐腐蚀、重量轻和强度高等特点的隔热材料或其他方法减少燃烧室内热量的散失,使发动机在更高的工质温度下工作;利用排气能量。 12 EccoBoost 发动机技术 一种兼具涡轮增压技术和燃油直喷两种技术于一体的发动机技术,发动机能获得更高的动力性和经济性。 结语 根据中国的能源政策和汽车工业发展情况来看,国家首先应该大力发展柴油机技术,主要是研究电控柴油机;其次大力发展电动汽车,优先发展混合动力汽车,加大电池续航能力的研究;再次大力研发推广代用燃料车。发动机油耗的高低直接反应了我国发动机设计与制造水平,汽车发动机节能技术的推广应用,将大力推动我国汽车工业的发展。 参考文献 [1]许文靖.现代汽车节能技术探析[J],科技创新导报,2009(24). 汽车发动机技术论文范文篇三:《浅谈汽车发动机维修技术》 【摘 要】: 作为汽车的心脏部位,发动机在汽车的正常运行和操作中其中至关重要的作用。因此,平时需要加强对发动机的维修和保养。而针对汽车发电机的维修,其需要比较全面的技术知识和实践操作能力。因此,汽车发动机的维修可以说是一个需要技巧和技术的硬活。本文从汽车发动机检查以及汽车发动机的诊断和维修两个方面出发,具体阐述其相关的维修技术,希望对学习汽车发动机维修的人员有所帮助。 【关键词】: 汽车;发动机;维修;技术 1 传统的发动机维修工艺 发动机的内部零部件的检查: 由于汽车发动机内部的曲轴和活塞往往是比较容易出故障的地方,如汽车突然无法启动等,很可能是因为汽车发动机内部活塞不能运作造成的。因此当汽车发动机出现故障需要维修的情况下,可以先对其曲轴和活塞进行检查,其具体步骤如下: 曲轴的检查 对于曲轴容易出现的故障,主要有轴颈处容易磨损,容易出现扭曲变形或者疲劳裂纹,因此需要进行重点检查。1)裂纹的检查:对于曲轴裂纹的检查,其相应的检查方法有超声波探伤检查,浸油敲击法检查,磁力探伤检测仪进行检查和X光探伤检查。在用浸油敲击法对曲轴进行检查时,需要先将曲轴在煤油中浸泡一段时间, 然后再将曲轴从煤油中取出来,擦干净后在曲轴上撒一些白粉,再对曲轴的不同部位进行轻敲,如有出现了比较明显的油迹,这说明曲轴的这个部位有裂纹。对于磁力探伤仪检查,其磁力线会穿透曲轴被检查的部分,如果在该部分有裂纹的话,那么这个地方的磁力线就会出现偏散,然后将磁力粉撒在该部位,从会显示出裂纹的具体大小和具体位置;2)弯曲变形的检查:针对曲轴弯曲变形的检查,可以先将整个曲轴的两个顶端用V型版块支承住,如图1所示,然后用在主轴中间用百分表的触头抵着。当曲轴转动一周后,在指针上对出角度的最小值和最大值,并且计算两者之差,这个差值就是曲轴弯曲变形的差值了,如果其值大于, 那么曲轴弯曲的比较严重了,为了确保发动机的正常运行,需要及时更换曲轴。 活塞连杆组的检查。 对应活塞部位的检查,主要是检查其活塞销座的尺寸和裙部直径等是否发生了变化,或者是否在使用过程中发生了堵塞等。其主要的检查方法一般有两种,第一种检查方法是用千分尺进行测量,通过测量裙部直径的大小和活塞汽缸磨损部位值的大小,将这两个测得的数据相减,然后和配缸间隙值进行比较,如果差值大于, 则说明活塞磨损比较严重,不能够再使用啦。另一种方法是塞尺进行测量,通过测量配缸间隙来判断其汽车发动机内部活塞是否可以正常使用。首先将塞尺放入安装气环的环槽内,然后以35N的拉力轻轻转动塞尺,当感到轻微的阻力时停止转动,这样就可以用塞尺测量活塞裙部和活塞侧隙差值的大小,当活塞受到磨损越多时,其相应的差值也越大,当该值超过时,这该活塞不能再使用啦,需要为汽车发动机配备新的活塞。 2 汽车发电机的诊断和维修 发动机失速故障 发动机如果出现了失速故障,其一般表现为发动机转速一会低一会高的情况,而这种情况就是常见的发动机失速故障了。出现这种故障的原因主要是因为点火控制系统出现故障,或燃油喷盘系统出现问题,又或者是整个发动机的进气系统出现了问题等。例如,出现了燃油喷盘系统的故障,很有可能是系统线路接触不稳,油管变形或者燃油滤清器灰层太多等。针对不同的原因,可以采取不同的措施进行维修。 其相关的故障排除和维修的方法如下:1)如果是喷油系统出现问题,检查是否是线路接触不良,如果是,则可以调整线路或更换导线的方法进行维修,如果是 机油滤清器盖等太多灰层了,则可以采用清洁滤清器盖的方法进行修复;2)如果是进气管出现了问题,则仔细检查是否有各软管或者其相接的地方出现了漏气,也可以检查PVC阀管子等是否通气正常,如果不是,则可以考虑修复或替换相应的管子;3)针对点火控制系统出现的问题,则需要检查各缸火花塞是否正常工作了。例如,火花塞积累的灰层太多,引起发动机转速不正常,则可以通过彻底清洁火花塞来进行维修。 发动机怠速不良故障 发动机怠速不良故障的现象主要是发动机怠速不稳,停车易熄火。在故障诊断方面,可以先检测发动机燃油压力。将燃油压力表连接到油压检测孔上,起动发动机,油压表指示正常,压力为265kPa,拨掉油压调节器真空管,油压上升到340kPa。上述结果均在标准范围内,说明燃油管路系统无故障。然后再检查气缸压力。预热发动机,温度到85℃,打开节气门,用缸压表测量各缸压力,当压力值均为l1OOkPa左右,各缸压差小干300kPa时,上述情况表明发动机气缸密封性出现了问题。 针对该故障的维修,其方法如下:清洗怠速电动机、节气门体。将怠速电动机、节气门体拆下,彻底清洗各空气通道,并用压缩空气吹净。用万用表测量一下怠速电动机电阻值,电阻为20Ω,在18~24Ω正常范围内。测量节气门位置传感器,输出阻值呈线性变化,且在正常范围内。若发现进气总管内沉积有异物,用缠有麻布的铁线将其清理干净。为彻底根除故障,还可以对喷油器进行清洗、检测。 自诊断系统可能出现以下几种情况:汽车运行时故障明显,传感器有故障而自诊断系统没有监测到。一是电控汽车控制电脑(ECU)对传感器信号进行检测时,只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号,从而判断传感器的好与坏,记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后,只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查,找到并排除短路、断路的故障即可。但是,若因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等,则自诊断系统就测不出来了。这时就应该依据发动机的故障征兆进行分析判断,继而传感器单体进行针对性检测,以便找到并排除传感器故障。二是由于发动机工况故障现象相似,ECU监测失误,自诊断系统可能显示错误的故障代码。例如,对于装有三元催化转化器的电控汽车,一旦使用过含铅汽油,这类故障特性有时较为明显。在汽车进行检修时,经常会发现故障代码显示的是“水温传感器断路或短路”故障,而发动机故障症状却是:无论发动机在冷车状态下或者热车状态下都不好起动,并且拌有怠速不稳和回火现象,发动机的转速绐终提不高。显然这些故障与水温传感器的关系并不十分密切,在对水温传感器进行单体测量后并未发现任何故障。 但是,当从汽车上拆下三元催化转换器并剖开后发现,三元催化转换器内部严重堵塞,因此可以断定发动机故障是由此而引起。因此当自诊断系统出现故障代码以后,还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较,以得到正确合理的判断,不应该将故障代码当作排除故障的唯一依据。三是电控汽车使用维修不当也可能引发错误的故障代码。在对电控汽车实施维修时,由于维修人员系统输出错误的故障办法。例如,在发动机运转过程中,随意或者无意把传感器插接头拔下,每拔下一次传感器插接头,自诊断系统就会记录一次故障代码。另外,若在上一次汽车维修时,由于操作不当而未能完全清除掉旧的故障代码,那么电脑也同样将原来的旧故障代码保存其内,因此在对电控汽车维修时也要加以注意,不应造成不必要的人为故障代码。 利用常规的检查方法如“五油、三液、一媒,的检查不可忽视,即对透平油、机油、自动变速器油、转向助力油、齿轮油、制动液、冷却液,刮水清洗液以及冷媒的检查。绝大部分高级轿车上仪表灯全部用英文显示,如wash fluid灯亮,应检查清洗液和储存器内液面,添加后即可消除该警报灯亮。一辆奥迪轿车ABS灯点亮,似乎是一个大的故障,车主急忙赶往奥迪A6维修中心检修,经检查发现就是制动液容器内的液体低于警戒线,补充完制动液后故障排徐,解决起来很简单。 通过车用零件液体的品质,来判断故障。一辆广州本田车雅阁7230轿车的自动变速器油液变紫,而且有少量的混蚀物,此时行车中动力不足,起速过慢。因此,根据油液的颜色可断定故障的原因是自动变速器的故障而不是发动机动力不足,拆油底壳,检查证明判断是正确的。 检查线路也一样重要。一辆雪铁龙轿车左前轮不升也不降,而其他三轮传动正常。检查发现该车左前空气弹簧减振器排气阀线斯开,接通线路后左前轮活动恢复正常。应该仔细看而不是走马观花的浏览,这样才能达到事半功倍的效果。 通过对油液的“闻”可知油液的品质及该系统基本的工作情况,通过对发动机的排放气体的闻,可以感觉发动机的工作情况,从而为故障判断提供指导。如一辆桑塔纳2000GSi轿车,急加速抖动严重。通过对排放气体气味的分析,认为是高压线有时断火,更换后,故障排除“闻”在维修中比其他手段用得相对较少,但并不是说它不重要,运用恰当在故障判断上可以让我们少走许多弯路。 虽然汽车发展机电一体化越来越多,汽车维修更多是靠专用的故障诊断仪器,但一些特殊故障仍然需要 经验 丰富的维修技术人员靠传统维修手段来判断故障,未来的汽车维修人员不仅仅需有外语基础,电脑常识等高科技知识,同时也应具备丰富的传统维修技术。 3 结论 从上面的分析可以看出,本文只是简单的介绍了汽车发动机比较常见的故障以及出现故障的原因和解决的方法。其实,整个汽车发动机的维修覆盖面比较广,其相应的维修技术也比较全面复杂,要熟练的掌握汽车发动机的维修技巧和相关技术,还需要学习和实践很多知识,比如电控燃油系统的检查和维修等,本文就不在此一一赘述。 参考文献: [1]朱鹦文,魏浩,章秦.探究汽车发电机维修和检测技术[J].汽车和科技,2004(1):235-248. [2]__斌,罗洛.关于汽车发电机维修技术的几点思考[J].汽车和科技,2007(2):129-137. [3]卢海.汽车发动机的维护与 修理 [J].川化,2003,(04). [4]林宝丰.汽车发动机的维护及故障排除[J].公路与汽运,2004,(05). [5]孟杰.汽车发动机的维护与保养.长春汽车工业高等专科学校,2011,6. 猜你喜欢: 1. 汽车发动机技术论文 2. 汽车的先进技术论文 3. 汽车电子技术论文范文 4. 汽车柴油机新技术论文 5. 浅谈汽车技术管理论文

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。我为大家整理的柴油发动机新技术论文,希望你们喜欢。 柴油发动机新技术论文篇一 柴油发动机燃烧技术及汽车新能源 摘要:汽车无疑是21世纪发展最为迅速,对人类影响最大的机械。近几十年来,面对地球能源的日益短缺和环境保护的严重形势,人们对车用发动机的燃油经济性更加重视,节能减排受到广泛关注。本文针对近年来柴油发动机燃烧技术以及其他汽车替代燃料的新能源开发应用进行了介绍和评论。最后对柴油发动机燃烧新技术的今后发展进行了展望,指出了汽车科技在21世纪的发展方向,即改善燃烧技术并且研发应用新能源。 关键词:柴油发动机 燃烧技术 燃料 新能源 0 引言 随着机动车保有量的迅速增加,全球石油能源临近枯竭。同时,排放法规日益严格,要求大幅降低汽车尾气中NOx和PM等排放。因此,燃油的经济性、节能减排受到广泛关注。改善燃烧技术,研发汽车新能源渐渐成为一项重要的课题。 汽车的动力来源于发动机气缸内燃料燃烧所放出的热能。传统的汽车发动机根据所用燃料种类区分,可分为柴油发动机和汽油发动机。近年来,由于世界能源短缺和环保低碳的要求,人们开始开发新型清洁燃料,如甲醇、乙醇、液化石油气(LPG)、压缩天然气(CNG)等。现在又大力开发混合动力汽车、电池电动汽车、电容电动汽车和太阳能汽车等。 1 柴油发动机燃烧技术 柴油机汽车因压缩比高,燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右,所以燃油经济性较好、热效率较高。但是传统的柴油机燃烧过程,是采用高压喷射将燃油喷入气缸,形成混合气,并借缸空气的高温自行发火燃烧。如果燃烧不充分,极易产生NOx 、PM。随着排放标准的提高,政府对节约能源与减少排放日益重视。为达到排放法规和降低油耗的要求,应该加强新的燃烧方式的探索,开发出高性能低成本的先进柴油机。近些年应运而生的先进的燃烧技术有:均质充量压缩点燃(HCCI)和低温燃烧(LTC)等。他们与传统的燃烧模式相比有很多自身的优势,有足够的提高效率和降低排放的潜力,但还需要进一步的深入讨论和完善。 均质充量压缩着火(HCCI)燃烧 自20世纪70年代末,均质充量压缩着火(HCCI)燃烧这一新概念被报道,国际上学术界和工业界一直高度重视这一燃烧技术,是世界内燃机燃烧研究领域中的热点之一。 均质充量压缩着火燃烧,就是柴油机在着火前像汽油机那样形成均质混合气,消除扩散燃烧,采用较高压缩比,压缩可控着火,实现近似等压燃烧;同时要具有良好的化学反应动力学效应,实现低温火焰快速燃烧,燃烧持续期短,燃烧效率高,可以同时保持较高的动力性和燃油经济性,达到高效、低污染的目标。与传统的点燃式发动机相比,它取消了节气门,泵气损失小,混合气多点同时着火,燃烧持续期短,可以得到与压燃式发动机相当的较高的热效率;与传统柴油机相比,由于混合气是均质的,有效的解决了传统均质稀混合气燃烧速度慢的缺点,燃烧反应几乎是同步进行,没有火焰前锋面,燃烧火焰温度低,可以同时降低NOx 和PM排放。另外,实施HCCI燃烧模式可以简化发动机燃烧系统和喷油系统的设计。因为HCCI燃烧的着火和燃烧速率只受燃料氧化反应的化学反应动力学控制,受缸内流场影响较小,同时均质预混的混合气组织也比较简单。HCCI的优点还包括它的燃料灵活性高,它能使用包括汽油、柴油、天然气、液化石油气(LPG)、甲醇、乙醇、二甲醚以及混合燃料等多种燃料。 HCCI这一燃烧方式具有重要的理论意义和广阔的应用前景。目前已在化学反应动力学机理、燃烧控制、负荷拓展等多个方面有了很大的进步。不过,业内多数研究机构认为该技术成熟至少应在2015年后,要想实用化在还技术上还存在很多弊端。这些弊端主要包括:均质混合气的制备;CO和HC排放的降低;低负荷下的燃烧不稳定和失火;高负荷下的燃烧粗暴;着火相位和燃烧速率的控制等。 低温扩散燃烧 对于柴油机来说,燃烧技术的关键是同时降低微粒和 NOx 排放,基本思想是加速燃油与空气混合,尽量燃烧“均匀”混合气,同时还需要降低燃烧温度,实现“低温”燃烧。柴油机低温燃烧,就是控制缸内燃烧温度低于NOx和碳烟的生成温度,从而有效降低NOx和碳烟排放。均质充量压缩着火(HCCI)燃烧属于低温燃烧,另一种低温燃烧技术是低温扩散燃烧。 与均质充量压缩着火(HCCI)燃烧不同,低温扩散燃烧的着火仍是由燃油喷射来控制。着火时,缸内存在燃空当量比大于1的区域,因此也就存在扩散火焰,燃烧速率受控于燃油空气混合速率,其较低的燃烧温度是通过采用相当大的冷却EGR率、低压缩比以及推迟喷射定时等措施来实现的。 富氧燃烧技术 发动机气缸内燃料的燃烧是靠空气中的氧气来助燃的, 因此改善发动机燃烧技术可以从进入发动机气缸助燃的空气入手。发动机富氧燃烧就是用比通常空气(含氧21%)含氧浓度高的富氧空气为发动机进气的燃烧。富氧燃烧可增加发动机的功率密度,提高柴油机的动力性和经济性,降低碳烟、CO和HC的排放,它是一项高效节能的燃烧技术。 早在 20世纪60年代末Karim等就已经开始了对柴油机富氧进气燃烧的研究[2]。我国于80年代中期开始富氧技术的研究。从20世纪90年代开始,通过研究人员的大量研究,富氧燃烧技术取得了一系列实质性进展。 由于富氧燃烧提高了柴油机的燃烧速率,优化了燃烧过程,提高了燃料能量释放率,所以使柴油机具有更好的动力性和经济性。富氧燃烧降低了碳烟、CO和HC的排放, 却增加了NO的排放。近年来研究人员提出了更为先进的燃烧技术――膜法富氧燃烧, 膜法富氧技术其基本原理主要是扩散和溶解,利用供应的气体分离膜两边的压力差以及各气体组分对于特定高分子膜的相对通过率不一样,而实现渗透和分离,获得某种高浓度气体[3]。 对于柴油发动机来说,膜法富氧不但可以提高发动机动力性能,最重要的是能够降低NOx和碳烟,达到降低排放的目的。膜法富氧技术被称为“资源的创造性技术”。 当量比燃烧 最近几年,为了适应更加苛刻的环保法规,柴油机产品上都使用了尾气后处理器,使柴油机的成本增加,也降低了可靠性。为降低后处理成本,Reitz等人[4]-[6]开展了柴油机当量比燃烧的研究,以便使用三元催化器。在一台单缸机上进行了试验。研究发现,在一定条件下,柴油机当量比燃烧可以实现极低的NOx和碳烟排放,二者都在(kWh)以下。柴油机当量比燃烧研究的开展是最近几年才开始的,已经显示出很好的低NOX和PM排放性能。如果能够改善经济性,当量比燃烧在柴油机上的应用奖充满期望。 2 汽车新能源 随着汽车工业的不断发展,柴油、汽油等燃料的需求也越来越大,导致的最直接的后果就是石油日益枯竭,柴油、汽油等价格上涨。同时汽车尾气污染也日趋严重,在不可再生能源的日益枯竭和价格的不断上涨以及环保要求的双重压力下,寻找新能源将是今后汽车行业的主要任务。 燃气汽车 燃气汽车主要有液化石油气汽车和压缩天然气汽车。燃气汽车由于其排放性能好,运行成本低、技术成熟、安全可靠,被世界各国公认为当前最理想的替代品。天然气作为一种储量丰富干净可靠的清洁燃料,兼备汽油柴油的优点,具有抗爆性好、自燃温度高、排放特性好等特点,非常适合作为内燃机的代用燃料使用。与柴油相比,颗粒物和NOx排放非常少,而与汽油相比,HC、NOx和CO2排放较少。因此,加强对燃气汽车的研究,对缓解石油能源危机,改善环境具有重要意义,对于保障国民经济的持续发展也具有重大的战略意义。 电动汽车 电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车最大的优点是只要有电力供应的地方都能够充电。但是蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵。目前电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于比能量较低,充电速度较慢,寿命较短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有镍镉电池、钠硫电池、燃料电池、锂电池、飞轮电池等,这些新型电源的应用对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。 混合动力汽车 混合动力是指在原有的汽油发动机和柴油发动机基础上,同时配以电动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。混合动力主要以发动机驱动行驶,利用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗。混合动力汽车最大的优点就是“零”排放,而且采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率。 甲醇HCCI燃烧 均质压燃的燃烧方式本身具有热效率高、NOx 排放低和几乎零PM排放的优点。甲醇来源广泛,着火界限宽,其气化速度快和易于形成混合气的特点,能更好地适应HCCI稀薄燃烧及分布式多点着火的工作方式。具有较高的抗爆性能,可以提高发动机的压缩比和热效率。将HCCI燃烧技术运用到甲醇车用发机上可满足节能减排的要求,但是目前还未能满足实际运用的要求,如对甲醇发动机HCCI燃烧过程的进行控制、拓展其负荷范围的方法等。 由此可见,汽车科技在21世纪的发展方向就是改善燃烧技术并且研发应用新能源。在大力改善燃烧技术的同时,积极降低替代燃料的生产成本、使用价格,使新能源发展为汽车产业的可持续发展带来光明的前景。 参考文献: [1]Karim G examination of the cnmhustion processes in a compression-ignition engine by changing the partial pressure of oxygen in the intake charge[C].SAE Paper 680767. [2]李胜琴,关强,张文会等.汽油发动机富氧燃烧分析[J].内燃机,2007(1):51-52. [3]SangsukLee,[C].SAE Paper 2006-01-1148. [4]Lee,S.,GonzalezD.,.,Reitz,[C].SAE Paper 2007-01-0121. [5]Chase,S.,Nevin,R.,Winsor,R.,Baumgard,K.,StoichiometricCompressionIgnition(SCI)Engine[C].SAE Paper2007-01-4224. [6]黄喜鸣.浅谈汽油机稀燃层燃技术[J].装备制造技术,2006(4):174-175. 柴油发动机新技术论文篇二 现代柴油发动机节能减排新技术 摘要:文章主要对传统柴油发动机与汽油发动机的优缺点、现状及存在的问题进行了分析和阐述,从高压电控共轨技术、冷却式EGR技术等几方面介绍了现代柴油机为了更好地适应社会发展所采用的一系列节能减排的新技术,以提高柴油机的综合性能。 关键词:柴油机;节能减排;冷却式EGR技术;高压电控共轨技术 中图分类号:U464 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)20-0135-03 近几年来,随着发达国家柴油轿车在全部轿车中所占份额的不断增加,电控汽车柴油机开始异军突起,技术也有所突破,特别是出现了改变传统燃油喷射系统的组成和结构特征的高压共轨系统,并且为了符合国际的排放标准及节能标准出现了各种各样 的节能减排技术,使得柴油机的发展越来越好。 1柴油发动机的优缺点 柴油机的优点 柴油机与汽油机相比,主要有三大优点: (1)扭矩大。相同排量下,柴油机力气更大,扭矩更大。 (2)省油。首先柴油的能量密度含量比汽油高;其次柴油机的热效率高。一般柴油机的油耗要比汽油机的低30%~40%。 (3)环保。由于柴油机的富氧燃烧,所以柴油机的CO、HC和CO2排量相对于汽油机较低。 柴油机存在的问题 柴油机的性能虽然在很多方面比汽油机更有优势,但是也存在着很多关键性的问题需要解决。 (1)尾气排放问题。虽然较汽油机来说,柴油机的CO、HC和CO2排量较低,但是颗粒和NOX的排放比较难控制。 (2)油耗问题。虽然柴油机的油耗要比汽油机的低,但是为了实现社会发展的需要,进一步降低油耗也成为柴油发动机所要克服的问题之一。 (3)升功率问题。柴油发动机本身的质量和体积也影响了其各方面的性能,所以为了使得柴油机进一步得到社会的认可,如何提高柴油发动机的升功率也成为了柴油机发展过程中的问题。 (4)比质量问题。柴油机由于采用压燃的方式,所以其材料要求较高,且其压缩比较大,也使得 柴油机相对于汽油机在同等排量的情况下其质量较大。 2现代柴油机新技术 高压电控共轨技术 高压电控共轨式燃油喷射系统的出现,基本上改变了传统柴油机燃油喷射系统的组成和结构特征。高压电控共轨系统的最大特征就是燃油压力的形成和燃油量的计量在时间上、在系统中的部位和功能方面都是分开的。燃油压力的形成和燃油量的输送基本上与喷油过程无关。根据电控单元的指令控制每个喷油器,使得每个喷油器可按所要求的精确的喷油正式从共轨中“调出”具有所要求的精确压力和精确循环的燃油。改善了燃烧过程,提高了燃烧效率,降低了燃烧噪声和排放。该项技术已普遍在柴油车上使用。 冷却式EGR技术 采用冷却式EGR系统,在EGR气体流动管上安装冷却装置,当EGR气体进入进气管前先降低其温度,故燃烧温度比一般的EGR系统明显降低,且因进气密度高,进入燃烧室的气体量多,使得燃烧更完全,故也可减少PM的排放。 均质燃烧技术(HCCI) 在均质燃烧方式下,柴油和空气在燃烧开始前已充分混合,形成均质预混合气。混合气被活塞压缩并发生自燃,并呈分布均匀、稀混合的低温、快速燃烧,从根本上消除了产生NOx的局部高温区和产生PM的过浓混合区,从而能大大降低NOx和PM的排放。 排放控制技术 (1)AR(吸附还原催化剂)。在稀燃阶段将NOx吸附储存起来,而在短暂的富燃阶段,NOx释放并被排气中的HC还原。 (2)SCR催化转化器。它是一种剂量系统,系统将还原剂(尿素)导入排气中,混合后再经过催化,可减少NOx的排放。 (3)NSCR。它是在去氮催化器中,用碳氢化合物作还原剂,将废气中的NO3还原。 (4)采用碳素纤维加载低电压技术。碳素纤维具有催化活性,能促进废气中的NO与C或HC进行氧化还原反应,随着电压的升高,可使NOx排放明显降低。 颗粒排放控制技术 (1)颗粒捕捉器。颗粒(PM)是柴油机尾气主要成分之一,对人体的危害也非常大。颗粒捕捉器能够将尾气中的颗粒物过滤掉,可以达到90%以上的净化效果。 (2)氧化催化器。氧化催化器是利用催化器中的催化剂来降低废气中的HC、CO和颗粒中的可溶有机成分的活化性能,使这些成分能与废气中的O2在较低的温度下发生反应,从而降低柴油机的有害物质排放量。 多气门技术 多气门发动机是指每一个气缸的气门数目超过两个,即两个进气门和一个排气门的三气门式;两个进气门和两个排气门的四气门式;三个进气门和两个排气门的五气门式。气门布置在气缸燃烧室中心两侧倾斜的位置上,是为了尽量扩大气门头的直径,加大气流通过面积,改善换气性能,形成一个火花塞位于中心的紧凑型燃烧室,有利于混合气的迅速燃烧,提高柴油机的经济性。 增压中冷技术 增压就是增加进入柴油机汽缸内的空气密度,中冷则是将压缩后的空气的温度降低。最终是提高进入气缸内的空气量,能够在不改变发动机排量的基础上提高柴油机输出功率,降低其升功率。 轻质量设计技术 在柴油机设计上,由于轻质量技术的应用以及材料和制造水平的提高,使得柴油机的比质量也有所下降,由汽油机派生出来的柴油机总质量约为汽油机的110%。 3柴油机技术发展趋势 从当今世界各主要汽车与发动机公司开发的新一代柴油机的技术变化看来,尽管柴油机各有特点,但大体上反映了以下发展趋势: 优化结构设计 优化结构设计,减少摩擦与附件功率损失,提高机械效率。柴油机的有效效率等于指示效率与机械效率的乘积,因此,柴油机的燃油消耗率也直接受到机械效率的影响,国外在致力于完善缸内工作过程的同时,也十分重视减少摩擦损失和提高机械效率的研究。此外,以德国MTU公司为代表的可变排量技术也是一种有效手段。 发展各种代用燃料 代用燃料大多是二次能源,常用的有植物油、天然气、醇类燃料、氢和燃料电池等。各种代用燃料一般都有降低环境污染的效果,并且都有较为可靠的来源。 降污的柴油添加剂 研究节能降污的柴油添加剂,改善燃料的燃烧性能,对已投入使用的车辆来说,是较佳的技术处理方法之一。 4结语 先进柴油机技术的应用使柴油机的综合性能有了极大的提高,因此柴油机在市场上的占有量正逐步提高。特别是在欧洲,柴油轿车的销售量已占轿车总销量的1/3以上,并且这一数字仍在不断增长。在我国,先进技术的柴油机汽车将得到广泛的采用。 参考文献 [1]何林华.车用柴油发动机的发展趋势[J].客车技术与研究, 2004,(3). [2]李棠, 李理光.柴油机HCCI燃烧的均质混合气制备 [J].汽车技术,2004,(5). [3]周玉明. 减少柴油机NOx排放的机外措施[J].柴油机,2001,(1). [4]邓元望,朱梅林,向东.柴油机微粒排放控制方法评述 [J].柴油机,2001,(5). [5]廖梓珺, 陈国需, 陈淑莲.柴油机排放控制技术的研究进展[J]. 拖拉机与农用运输车,2009,(5). 作者简介:王晓慧,女,浙江工贸职业技术学院助理讲师,硕士,研究方向:载运工具运用工程。 看了“柴油发动机新技术论文”的人还看: 1. 柴油机新技术论文 2. 柴油机共轨新技术论文 3. 电力机车新技术论文 4. 农业机械技术论文 5. 关于机械化的论文

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