汽车专业英语读译教程 教学课件 作者 宋进桂汽车专业英语读译教程参考译文 课文B UNIT 14 TEXT B.docVIP

第14单元 课文B 21世纪的动力装置 除了目前使用的四冲程发动机外，若干替代动力装置有可能应用于21世纪的汽车上。这些动力装置是斯特灵发动机、燃气轮机、改进型二冲程发动机、电动机和其他混合动力发动机。在这一部分中，对这些替代动力装置的可行性逐个进行了概略介绍。图14-5对这些发动机的热效率进行了比较。 1.斯特灵发动机 斯特灵发动机的特点是热效率高、排放低、噪声小，现在已经为用作固定动力装置而得到了开发。此外，为应用于汽车而开发的斯特灵发动机样机的技术报告也已经发布。这些样机已经证实最大热效率超过30%。不过，这些试验发动机的比功率只有0.2~0.5ps/kg，比目前的汽油机（一般1ps/kg）小得多。 试验发动机在输出控制的快速响应方面已经有许多改进，然而，对应用于轿车来说还远没到令人满意的程度，因为在轿车上，动力装置必须能够使输出几乎在瞬间从最小转变成最大。 这个缺点是外燃机所固有的问题。显而易见，斯特灵发动机作为轿车动力装置，至少到21世纪初期几乎是不可能的。 2.陶瓷燃气轮机 经过充分开发后，预计这种动力装置的比功率水平能达到与四冲程发动机类似的程度，因而，将它用作未来动力装置的可能性比外燃机要大得多。 燃气轮机的热效率和比功率取决于涡轮机入口处的工作气体温度，而且这还意味着涡轮机要用耐热性极好的材料制成。最近几年，陶瓷复合材料因为良好的耐热特性而受到重视，人们加大力量对陶瓷复合材料进行开发研究。 然而，目前的陶瓷材料仍然存在没有解决的问题： 1）由于耐热性不够，使用目前的陶瓷材料还不能得到所希望的热效率。 2）由于制造条件的限制和为了防止外来物的损害，涡轮机始终没能获得最佳设计。 陶瓷燃气轮机（CGT）的另一个不足是顺态响应性差，这一点对轿车是绝对不能接受的。这个不足是因为涡轮机的惯性所引起的，并且通过改进陶瓷燃气轮机本身是解决不了的。上述讨论的结论是：CGT可能安装到特种用途汽车上，但不太可能用作未来的轿车发动机。 3.二冲程发动机 最近，二冲程发动机再次引起了人们的关注。目前正在研究中的二冲程发动机有两种类型。一种是采用传统的活塞控制进气孔式，另一种是采用顶置菌形气门并用外加的泵进行扫气。前者的特点是设计简单，而后者摩擦方面的问题更小。 尽管二冲程发动机在部分负荷条件下一般难以保证稳定的燃烧，但是最近在实验室进行的研究，已经用菌型气门二冲程发动机，通过优化扫起过程和开发用直接燃油喷射系统实现复杂的混合器控制，实现了满意的部分负荷燃烧。 然而，这种二冲程发动机还存在这样一些有待解决的问题： 1）燃油经济性并不明显优于四冲程发动机。 2）排放控制有一定难度，特别是NOX的处理。 二冲程发动机的主要优点之一是由于泵气损失小，因而部分负荷燃油经济性较好。但是，如果为了实现混合气分层，采用同样的直接燃油喷射技术的话，四冲程发动机的燃油经济性也能得到改善，因此，与四冲程发动机相比，二冲程发动机在燃油经济性方面的优势已不明显。 更确切地说，二冲程发动机（采用菌形漆门和扫气泵）的燃油经济性可能比四冲程发动机还糟。原因是： 1）配气机构的运转速度是四冲程发动机的两倍，增加了摩擦损失。 2）泵气损失增加了作用在上升中的活塞上的扫气压力。 3）甚至在部分负荷下驱动扫气泵也产生功率损失。 在二冲程发动机中，由于大量的残余废气NOx排放相对较低，但是，并没有低到不经后处理就能满足未来排放标准。即使燃烧内的混合气的空燃比控制在理想配比，泄漏到排气管中的新鲜空气也会使废气总体偏稀，从而使废气中的NOx经过三元催化转化器不能得到有效的转化。因此，除非开发适用于稀薄废气的NOx还原催化剂，否则，满足NOx排放标准没有希望。 正如刚刚讨论的那样，二冲程发动机存在若干问题，其中包括燃油经济性问题，NOX排放问题，活塞控制换气孔的结构中存在的气缸套变形问题，菌形气门结构中由于考虑到气门机构的运动学问题而导致的最高转速限值降低的问题，以及扫气问题。 4.电动动力装置 如果使用像煤或天然气这样的天然资源来发电，那么就可以将电能作为一种替代燃料用于汽车。但是，从消除全球变暖的观点来看，电能并非有很大的吸引力，这是因为在燃料运输与发电期间所排放出的气体都会加重温室效应。 然而，我们应该促进电能的利用，原因是： 1）如果将来更多地开发不依赖于矿物燃料的能源，如原子能和太阳能，那么，这样的能源将最有可能被转变成电能，因而电能的供应可望出现过剩。 2）从保护城市环境的角度来看，不管原始能源是什么，而电动汽车本身是无污染的，是一种很有吸引力的运输工具。 现在可以买到的蓄电池的能量密度和输出密度仅仅是点燃式发动机的十分之一左右，因而，将电动机用于轿车似乎是不可能的。然而，考虑到一辆一吨重的汽车在水平的道路上以80km/h的速度行驶只需要10hp，在城区有限的范围