氢燃料发动机详细资料大全

氢气不含有碳，燃烧后不产生CO2。氢气可以通过太阳能、风能等可再生能源获得，被认为是理想的能源或能源载体。氢气作为内燃机燃料时，极易实现稀薄燃烧，排放污染物少，热效率高。

基本介绍 中文名 ：氢燃料发动机 领域 ：汽车 发展历史,氢燃料,套用, 发展历史 早在100 多年前，英国科学家就提出用氢为燃料的理论，但这一理论主要用于利用氢反应发电的原理制成质子交换膜燃料电池。随着氢燃料技术的进一步发展，出现了将氢气直接作为发动机燃料的套用，这种氢燃料发动机驱动的汽车比上述电动车更符合“氢燃料汽车”或“燃氢汽车”的称谓。目前氢燃料主要用于汽油发动机，国内外都有报导称已研制成 100%使用氢燃料的汽车，但实际套用的氢燃汽车大多采用氢与汽油或柴油混合的燃料。 氢燃料 用于车辆燃料用途的氢气，其随车储存的方法须符合安全、占体积小、容易添加等要求。 主要实用方法有：液氢储存、金属氢化物储存、有机液态储存等。 液态氢 氢气在一定的压力和温度下呈液态，常压时液态氢的密度是气态氢的 845 倍，占体积小。液氢的体积能量密度高，其单位热值约为汽油的 3 倍。与金属氢化物储存等其它方法相比，液氢储存时自身的质量最轻。液氢的添加和计量与传统液态燃料相似，液氢的这些特点有利于车用燃料的储存要求。 但是，液氢对储存容器的绝热和安全性设计要求很高。液氢与环境温度相差很大，蒸发损失及将气态氢经高压低温变成液态氢损失使氢液的成本较大，难于大量建立供给站及在民用车辆上套用。 金属氢化物储氢 所谓金属氢化物储氢，是先将特殊金属与氢反应生成金属氢化物，使用时再加热金属氢化物释放氢供作燃料。目前研究套用的储氢金属或合金主要有钛系、稀土系、镁系等。 金属氢化物的储氢密度接近液态氢，适合于随车燃料储存的要求。金属氢化物储氢的另一优点是氢原子在合金中储存及释放使用过程时不易爆炸，安全性好。宾士汽车公司生产的以汽油和氢气共同作燃料的小轿车就是用钛铁合金氢化物为贮氢箱。 金属氢化物储氢的缺点是储氢合金性能的衰减。随着反复的使用，储氢合金内部累积应变引起塑性变形或损坏；金属中与氢亲合力小的元素在反应过程中游离减少；原料气体中的杂质会积存在金属氢化物内；这些都使金属变质，其储氢和放氢能力下降。 有机液体储氢 这种储氢方法利用催化装置把氢暂存于苯、甲苯、甲基环己烷等有机物液体里，氢在这些有机物液体中可被安全地储存和运输。使用氢燃料时，以催化脱氢装置把氢从有机物液体中脱离出来，而有机物液体脱氢后可再利用。 有机物液体储氢的方法在储存及运输时安全、成本低，储氢量与金属氢化物相似，储氢剂可循环使用。但有机物液体加氢及脱氢反应会消耗较多能量，并需要理想的催化剂。 甲醇重整生成氢 上述方法所储的氢较多用于氢燃料电池，供电动车的马达电源用。对于发动机驱动的“氢燃料汽车”，可直接用甲醇重整等方法获得氢。常压、高温状态时，甲醇等醇类在催化剂作用下能生成氢。甲醇可以从玉米、甘蔗等植物秸杆或煤炭、天然气等矿物中制取，甲醇重整生成的氢较纯。 因为是在高温状态下生成的氢，氢气中混有蒸发成分，所以氢燃料不是单纯的“气态”，而是类似于雾化汽油的“汽态”。氢燃料的这种状态有利于供给传统燃料发动机使用。 套用 如上所述，氢燃料在车辆驱动能源方面的套用，起始于把氢燃料电池用作电动车电源。 近代的氢燃料电动车的某些性能可满足使用要求，如戴克公司的使用 Mark 900 氢燃料电池的NECAR5 电动车，其电动机输出功率可达 75 k W，最高时速可达 150 km?h。 但电动车不可能完全取代汽车，主要是因为电池的寿命远短于发动机寿命，而且电动车的最大连续行驶里程受到配备电池数量的限制，一般，电动车装用近百公斤的电池，最大续行驶里程也仅 200 km 左右。尤其是对于数量巨大的在用汽车，不可能将其发动机全报废而改用电动机驱动。因此近代专业人员一直致力于将氢气直接作为发动机燃料的研究，一方面适合发动机能源、排放等方面的要求，另一方面又满足汽车连续行驶里程及能利用在用的发动机。 用作发动机燃料的氢气，可通过甲醇重整等方法获得。液态的甲醇便于被汽车加灌和配带；甲醇能从许多种植物或化工废料中提取，易于燃料站的设立；这些都有利于氢燃料在传统发动机上的套用。上世纪90年代，国内外相继有汽车厂研制出 100%燃烧甲醇的发动机。但这类发动机还停留在实验室阶段，没有大范围推广。主要是由于甲醇的雾化条件、燃烧特性、储能密度等与传统燃料汽油、柴油不完全相同，相应对发动机构造要求也不同。各能源按照储能密度大小排序为：汽油 > 甲醇 > 氢燃料电池 > 锂系电池 > 传统 Pb 电池。汽油的发热量是34778 k J，其能量密度约 13073 Wh·kg，远大于其它能源。因此，以汽油为燃料的汽车连续行驶里程大、加速性能和爬坡性能好。在氢燃料中混合一定汽油(或柴油)，可以充分利用汽油的高储能密度特性。 目前实际套用较多的氢燃料发动机，是将氢与汽化的汽油或柴油混合后再燃用，氢在混合燃料中占30%?85%。图 1 是一种氢燃料发动机的燃料供给系简图。 图 1 一种氢燃料发动机的燃料供给系 图 1 中，汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供，在不使用氢燃料时与传统燃料系统相同。附加的氢燃料供给系统由甲醇容器、氢发生器、控制阀、压力表等组成，氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇进入氢发生器之后，在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢。在发动机汽缸真空度作用下，生成的氢被吸入化油器与汽油混合，混合燃料的浓度可通过化汽器各个阀控制。 国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂钯、钾和铝等元素，发动机排气管中的废气余热为 300℃~780℃。对 492QA2 汽油机作台架及道路试验表明，发动机使用掺氢汽油后在燃油经济性和废气排放方面有明显改善，而动力性与燃用纯汽油时基本相同。表 1 是一些汽油发动机使用不同燃料时的怠速排放对比。 表 1 汽油发动机用不同燃料时的怠速排放 甲醇的价格是汽油价格的 1/2，以氢气代替汽油为燃料使成本降低，并缓解对石油的依赖。混合燃料中的氢使燃烧更充分，而且氢燃烧后的主要废气是水汽，因此，可大幅减少发动机排放污染。另外，甲醇的裂解反应是吸热过程，串接在排气管上的氢发生器吸收了排气热量，与消声器吸收排气能量的作用一样能降低排气噪声，减少对环境放热和噪声。 图 1 所示的氢燃料发动机的燃料供给系统，不改动原发动机构造，只需要作很少调整和加装氢燃料供给系统部件，当不用氢燃料时发动机仍可燃用汽油，因此，适合于对在用汽车的改造。尤其对于耗油量大、排放差的汽车，可作为没条件更新时的过渡措施。

马达(发动机)详细资料大全

在结构上，手自一体变速器主要由普通的齿轮箱（和手动变速器一样）、电子控制离合器、自动换档操纵机构和电子控制部分等组成。电子控制离合器的作用是根据需要自动地使离合器分离、接合或者"吊"离合器，工作时由变速器ECU控制步进电机推动离合器拨叉，使离合器分离或接合。自动换档操纵机构的作用是根据需要自动地挂入相应的档位，一般设置两个步进电机，都由变速器ECU来控制。其排档杆的设置和普通自动变速器相似、没有离合器踏板。该变速器的工作实际上是利用自动控制部分来模拟人工的换档工作，正常驾驶时和液压自动变速器没有什么区别，只是在停车时，离合器是分离的，所以如果停在坡道上时，一定要踩刹车，否则会溜车。如果使用手动模式，会觉得好象是在驾驶手排档车一样，动力来得非常直接，还省去了踩离合器的动作，而且不需要一档一档地加减档，可以跳跃加减档。

总体上看，手自一体变速器实际上就是一款电控的液压自动变速器，其硬件方面只是在排档杆的操纵台下面增加了三个传感器，分别为加档传感器、减档传感器和手动模式传感器；软件方面，在控制系统里增加了一些手动控制的程序，利用传感器来感知变速器是否处于手动模式，接收加档或减档信号，控制系统根据加减档信号去控制变速器的升档或减档。另外还增加了一些保护措施，例如当发动机转速超过6000转时，控制系统就会发出升档的指令，使变速器自动升档，当发动机转速和车速都比较低时，如果驾驶员加档，则控制系统还是不会发出升档的指令，相反，如果此时档位较高，而驾驶员没有减档，则控制系统就会发出降档的指令，使变速器降入低档位。所以其在本质上和自动变速器没有太大的区别。

另外，在手自一体变速器的控制系统中多增加了三个传感器，如果其中有一个损坏的话，变速器也会被锁档。

“马达”为英语motor的音译，即为电动机、发动机。工作原理为通过通电线圈在磁场中受力转动带动起动机转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转。该技术产品于1912首次使用在汽车行业。

基本介绍 中文名 ：马达 外文名 ：motor 其他译名 ：电动机、发动机 起源 ：由油泵的定转子发展而来 套用 ：汽车工业、机械制造 学科 ：机械工程 基本含义,分类,组成,工作原理,故障分析,气动马达, 基本含义 电子启动器就是现在人们通常所指的马达，又称 起动机 。它通过通电线圈在磁场中受力转动带动起动机转子旋转，转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转，从而带动曲轴转动而著车。具有瓷芯底座的新型低成本火花塞和启动器这两项零部件创新，奠定了汽车发展的技术基础。 电子启动器摒弃了笨重而危险的手摇曲柄，使汽车驾驶变得更加安全轻松方便，尤其受到了包括女性在内的广大新消费群的青睐。当时，通用汽车凯迪拉克分公司的经理亨利·利兰立即敏锐察觉出了这项技术成果的潜力，并很快将其作为标准配置，套用在公司1912版的凯迪拉克车型上，这款凯迪拉克也因此得名“无曲柄汽车”。电子启动器的问世至今仍被公认为是二十世纪最具影响力的汽车革新。 分类 液压马达：习惯上是指输出旋转运动的，将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。 高速马达：齿轮马达具有体积小、重量轻、结构简单、工艺性好、对油液的污染不敏感、耐冲击和惯性小等优点。缺点有扭矩脉动较大、效率较低、起动扭矩较小（仅为额定扭矩的60%——70%）和低速稳定性差等。 叶片马达；是转子槽内的叶片与壳体(定子环)相接触，在流入的液体作用下使转子旋转的液压马达。叶片马达与其他类型马达相比较具有结构紧凑、轮廓尺寸较小、噪声低、寿命长等优点，其惯性比柱塞马达小、但抗污染能力比齿轮马达差、且转速不能太高、一般在200r/min 以下工作。叶片马达由于泄漏较大，故负载变化或低速时不稳定。 径向柱塞马达：具有良好的反向特性，使马达操作绝对宁静，适用于伺服系统。可作为马达或泵双向工作。 轴向柱塞马达：是一种带滚动轴承支撑的轴配流式摆线液压马达,采用输出轴与配流机构整体结构设计、镶齿式定转子、两端滚动轴承支撑、专用进口回转动密封圈,使马达允许在较高的背压下工作。 低速液压马达：结构简单、工作可靠、品种规格多、价格低。其缺点是体积和重量较大，扭矩脉动较大。 轴向柱塞马达：是一种带滚动轴承支撑的轴配流式摆线液压马达,采用输出轴与配流机构整体结构设计、镶齿式定转子、两端滚动轴承支撑、专用进口回转动密封圈,使马达允许在较高的背压下工作。 摆线马达：是一种内啮合摆线齿轮式的小型、低速、大扭矩的液压马达。其结构简单、低速性能好，短期超载能力强。摆线马达里面有一个定子和一个活动叶片，定子、叶片和传动轴把马达分成两个腔，每个腔有一个油口，当一个油口进油时另一个出油，进油的推动叶片摆动。 活塞式气动马达：是一种通过连杆、曲轴、活塞、气缸、机体、配气阀等组成。压缩空气通过配气阀，依次向各气缸供气，从而膨胀做功，通过连杆推动曲轴旋转。其功主要来自于气体膨胀功。 组成 这个部件由一个内齿圈和一个与之相配的齿轮或转子组成。内齿圈与壳体固定能接在一起，从油口进入的油推动转子绕一个中心点公转。这种缓慢旋转的转子通过花键轴驱动输出成为摆线液压马达。这种最初的摆线马达问世后，经过几十年演化，另一种概念的马达也开始形成。这种马达在内置的齿圈中安装了滚子，具有滚子的马达能提供较高的启动与运行扭矩，滚子减少了摩擦，因而提高了效率，即使在很低的转速下输出轴也能产生稳定的输出。通过改变输入输出流量的方向使马达迅速换向，并在两个方向产生等价值的扭矩。各系列的马达都有各种排量的选者，以满足各种速度和扭矩的要求。 马达 工作原理 起动机的工作原理 汽车起动机的控制装置包括电磁开关、起动继电器和点火起动开关灯部件，其中电磁开关于起动机制作在一起。 一、电磁开关 1.电磁开关结构特点 电磁开关主要由电磁铁机构和电动机开关两部分组成。电磁铁机构由固定铁心、活动铁心、吸引线圈和保持线圈等组成。固定铁心固定不动，活动铁心可以在铜套里做轴向移动。活动铁心前端固定有推杆，推杆前端安装有开关触盘，活动铁心后段用调节螺钉和连线销与拨叉连线。铜套外面安装有复位弹簧，作用是使活动铁心等可移动部件复位。 2.电磁开关工作原理 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相同时，其电磁吸力相互叠加，可以吸引活动铁心向前移动，直到推杆前端的触盘将电动开关触点接通势电动机主电路接通为止。 当吸引线圈和保持线圈通电产生的磁通方向相反时，其电磁吸力相互抵消，在复位弹簧的作用下，活动铁心等可移动部件自动复位，触盘与触点断开，电动机主电路断开。 二、起动继电器 起动继电器的结构简图如图左上角部分所示，由电磁铁机构和触点总成组成。线圈分别与壳体上的点火开关端子和搭铁端子“E”连线，固定触点与起动机端子“S”连线，活动触点经触点臂和支架与电池端子“BAT”相连。起动继电器触点为常开触点，当线圈通电时，继电器铁心便产生电磁力，使其触点闭合，从而将继电器控制的吸引线圈和保持线圈电路接通。 1. 控制电路 控制电路包括起动继电器控制电路和起动机电磁开关控制电路。 起动继电器控制电路是由点火开关控制的，被控制对象是继电器线圈电路。当接通点火开关起动挡时，电流从蓄电池正极经过起动机电源接线柱到电流表，在从电流表经点火开关，继电器线圈回到蓄电池负极。于是继电器铁心产生较强的电磁吸力，是继电器触点闭合，接通起动机电磁开关的控制电路。 2. 主电路 蓄电池正极→起动机电源接线柱 → 电磁开关→ 励磁绕阻 → 电枢绕阻→搭铁→ 蓄电池负极，于是起动机产生电磁转距，起动发动机。 故障分析 电子喷射汽车的启动故障分析： 发动机能正常启动必须具备三个要素：压缩、火花和混合气。如果某一要素工作异常便会引起发动机不能启动或启动困难。导致电喷发动机启动故障因素较多，下面分析的故障都是在蓄电池电压、启动系统工作正常、发动机具有良好的压缩和火花、排气净化装置工作正常的情况下发生的。 启动故障一般表现为不能启动和启动困难，其中启动困难又分为冷启动困难和热启动困难。 一.不能启动 发动机不能启动且无着火征兆，一般是由于燃油没有喷射引起的，其原因主要有以下几点： 1、转速信号系统故障 发动机转速和曲轴位置感测器在发动机工作时检测其转速信号、提供曲轴位置信号，并作为控制系统进行各项控制的主要依据和基础。如果感测器或其线路出现故障，电控单元不能接收到速度信号和曲轴位置信号，就无法正确地控制燃油喷射和点火正时，就会出现喷油器不动作，火花塞不跳火的现象。用听诊器和正时灯进行检查，便可确认喷油器和火花塞是否工作。 出现上述故障时，一般自诊断系统可显示出故障代码，应对转速感测器、1和2号凸轮轴位置感测器及其线路进行全面检查。首先断开各感测器的接线器，检查它们的电阻，如阻值不正常，则须更换；如正常，再检查ECU与各感测器的配线和接线器是否正常。 2、燃油泵及控制电路故障 如果燃油泵或控制电路出现故障，也会造成供油系统没有燃油压力。即使喷油器工作正常，燃油也不能正常喷射。检查方法是：用短接线连线诊断插端子+B和FP然后接通点火开关（不启动），检查进油软管中有无压力。如果软管中有压力且可听到回油声，说明燃油泵本身没有问题；否则，应检查燃油泵，可用万用表测量端子4和5之间的电阻，如与规定不符，则需更换燃油泵。如果燃油泵工作正常，则应检查其控制电路，主要包括保险丝、EFI主继电器、燃油泵继电器、电阻器以及各配线和接线器。 二.启动困难 冷启动困难和热启动困难的影响因素和检查方法大体相同。就混合气浓度而言，有混合气过稀和混合气过浓两种情况。影响供油的故障可能出现在燃油质量、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、冷启动系统、喷油器和水温感测器上；影响进气的故障多表现为空气滤清器堵塞、进气系统漏气和怠速控制故障。 1、燃油压力调节器故障 燃油系统的油压对混合气浓度有直接的影响，因此首先应检查燃油压力。方法是：先将燃油压力表接入燃油管路中，然后启动发动机，测量燃油压力。如果燃油压力过高，则应更换压力调节器；压力过低时，可夹住回油软管，若燃油压力上升到正常值说明燃油压力调节器损坏，否则可检查燃油泵和燃油滤清器。停机后检查燃油压力应保持在规定值5min，否则说明喷油器渗漏，导致混合气过浓。 2、燃油泵及燃油滤清器故障 启动困难时，一般燃油泵是能正常工作，其问题多是油泵滤网堵塞致使油泵不能足量吸入燃油或燃油滤清器不畅通引起供油系统压力不足。 3、冷启动系统故障 在有些车型中设有冷启动喷油器，在冷启动时将混合气加浓以改善冷启动性能。冷启动喷油器由启动开关和热敏时控开关控制，喷油持续时间取决于热敏时控开关加热线圈电流和冷却水的温度。 冷启动系统故障多表现为：冷启动喷油器被胶质物堵塞，影响喷油雾化质量，导致冷启动困难；冷启动喷油器失效不能正常工作；热敏时控开关短路（触点常闭）或断路（常开），如果触点常闭，则热车时仍控制冷启动喷油器喷入过多燃油而导致热启动困难，如果时控开关短路，冷启动喷油器始终不能工作而导致冷启动困难。 4、喷油器故障 喷油器故障一般表现为：喷油器喷孔被胶质物体堵塞，积炭或密封不严造成滴漏，从而导致混合气浓度过小或过大。其检测方法是：首先启动发动机，用听诊器在每个喷油器处检查运作声音，如听不到声音，应检查配线连线器、喷油器或来自ECU的喷射信号；然后，用万用表测量喷油器端子间的电阻，如电阻值与规定值不符，则更换喷油器；最后，检查喷油器的喷油量，其值应在正常范围内且各缸喷油量差值小于5cm3。 5、水温感测器故障 水温感测器是用来检测冷却水的温度，并将其转化为与温度有关的电压信号输入ECU，作为ECU修正喷油量的依据。如果水温感测器失效或与ECU间配线断路、短路、表面水垢严重时，都会造成输出信号出现较大偏差，最终使喷油器不能适时增大或减少喷油量，导致启动困难。 6、怠速控制阀（ISC）故障 大多数电喷发动机都采用步进电机型怠速控制阀，ECU根据发动机的工况，调节步进电机电磁线圈的通电顺序，使步进电机轴上的锥阀体旋入或旋出，调节旁通空气道的开度，实现旁通进气量的调节。 如果发动机启动困难但稍踩油门却能启动，则说明怠速控制阀故障。拆解ISC阀会发现阀体锥面有较多积炭、胶质粘滞、油污堆积，结果减小了锥形阀的可调范围，致使冷车启动时，进气量减小、混合气过浓而出现启动困难。 气动马达 气动马达是以压缩空气为工作介质的原动机，它是采用压缩气体的膨胀作用，把压力能转换为机械能的动力装置。 各类型式的气马达尽管结构不同，工作原理有区别，但大多数气马达具有以下特点： 1.可以无级调速。只要控制进气阀或排气阀的开度，即控制压缩空气的流量，就能调节马达的输出功率和转速。便可达到调节转速和功率的目的。 2.能够正转也能反转。大多数气马达只要简单地用操纵阀来改变马达进、排气方向，即能实现气马达输出轴的正转和反转，并且可以瞬时换向。在正反向转换时，冲击很小。气马达换向工作的一个主要优点是它具有几乎在瞬时可升到全速的能力。叶片式气马达可在一转半的时间内升至全速；活塞式气马达可以在不到一秒的时间内升至全速。利用操纵阀改变进气方向，便可实现正反转。实现正反转的时间短，速度快，冲击性小，而且不需卸负荷。 3.工作安全，不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作。 4.有过载保护作用，不会因过载而发生故障。过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障。可以长时间满载连续运转，温升较小。 5.具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动。起动、停止均迅速。可以带负荷启动。启动、停止迅速。 6.功率范围及转速范围较宽。功率小至几百瓦，大至几万瓦；转速可从零一直到每分钟万转。 7.操纵方便，维护检修较容易 气马达具有结构简单，体积小，重量轻，马力大，操纵容易，维修方便。　8.使用空气作为介质，无供应上的困难，用过的空气不需处理，放到大气中无污染 压缩空气可以集中供应，远距离输送 由于气马达具有以上诸多特点，故它可在潮湿、高温、高粉尘等恶劣的环境下工作。除被用于矿山机械中的凿岩、钻采、装载等设备中作动力外，船舶、冶金、化工、造纸等行业也广泛地采用。 气动马达air motor是防爆电机的最佳代替品除了标准型号，我们还有配备减速机的气动减速马达型号，减速比从10:1至60:1。 特点包括： 1） 可变转速； 2） 防爆 - 无电力火花； 3） 运转不发热； 4） 不会烧坏； 5） 正反转方向都可以。