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機械社區

標題: 關于汽車改良幾點想法 [打印本頁]
作者: 天天向上li    時間: 2013-10-10 01:26
標題: 關于汽車改良幾點想法
本人中專是學汽車修理專業的，在上汽車構造課的時候提到一個理論：一輛汽車發動機所發出的功率只有10%左右是用在驅動輪上驅動汽車前進的，其他的都是損耗在動力的傳輸過程中（包括轉變成熱能），也就是物理中所說的無用功。由此不得不讓我感到震撼，這是多么大的浪費，為什么汽車誕生幾百年了，卻沒有人能改變這種狀況呢？哪怕提升有用功率的百分比也好啊，因為如果提升發動機的有用功的百分比就相當于降低了油耗。全世界的汽車如果油耗降低50%，意味著地球上的石油可以用的更久，大氣污染可以減輕許多，帶來的相關經濟意義更加說不盡了，這種意義是非常具大的。
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! R5 {, J* q6 w我本人雖然是汽車修理專業的，但是因為怕臟，又覺得修車沒面子(現在想想很可笑）。畢業后就沒有從事汽車修理。但是這個問題卻從我學生時代到現在卻一直埋在我心里。我自己有過兩種假設，不知道能不能成立，讓大家一起討論一下。
. r+ D/ U$ o0 F6 T: q( q我的設想的出發點是減少動力傳輸的中間環節，以達到提升發動機有用功的比例。
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1 E/ l+ F7 |% o" m* X8 m) P* v# ]第一個想法是：把發動機小型化，直接裝在驅動輪上，去掉：變速器—萬向傳動裝置（傳動軸、萬向節）—主減速器—差速器等這些消耗功率的中間環節，以達到提升發動機功率因素的效果。當然這些要想想怎么去操控這輛車。6 y: G* e1 e1 v( K) q; e8 u

' X: c5 Q  R; b4 n6 p第二個想法是：將發動機變為發電機，在驅動輪上裝上電動機（就像電動車一樣），發動機發出的電能直接供給驅動輪上的電動機，驅動汽車前進，因為電能的傳輸是最簡單的，而且沒有多少損耗，這樣就省掉了許多中間環節的浪費。這個方法需要論證的就是：發動機將化學能轉變成電能的轉換比例是多少，電機將電能轉換成機械能的比例又是多少？如果這兩者的比例都比較低，那這個方案就沒什么意義了。1 X2 ]; {/ m7 F
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這兩個想法或許有點異想天開，但希望能夠拋磚引玉吧。
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作者: 布魯斯張    時間: 2013-10-10 03:35
你這哪是拋磚引玉，直接拋出一大坨翔、、、你叫眾大蝦怎么接？？？你這坨翔直接糊瞎了眾人的雙眼。。。! }; N6 N2 |2 C5 G" J$ K
算了，本屌絲替各位接翔了，眾大蝦就不要跟帖了。。。
4 K6 }6 @: l# Y# n+ _- B' i這個這個，突然覺得多讀點書也沒什么壞處。。。勸樓主以后也多看看書，挺好的。。。怎么說呢，這個這個。。。0 m2 H" F: z2 P& L" A

; P1 q/ w1 Q; Z# ?  x# X1 {- ]8 u首先，跟樓主說說這讀書的好處吧，比如這個汽車，問世也就一百多年，沒有幾百年那么夸張，人們也一直在努力提高發動機輸出功率的利用率，也在努力減少熱功的損耗，不是沒有人解決這個問題，是熱損耗這個事情，他跟誤差一樣，消失不了，只能盡量減少。。。要不也不會有越來越好的汽車軸承，越來越好的潤滑油是不是。。。" x, q9 h/ [' W7 F
0 L; R9 }5 o! {; @
其次，回歸你的兩個偉大的想法，作為一個機械設備，你首先得實現功能再講究效率吧是不是？你一下子把那么多東西都取了，那還是汽車嗎？9 z, Y  [; N4 P2 J" D0 J3 z3 R
沒了變速器，怎么控制快慢，經過學校門口和上高速路用一個速度嗎？
$ [$ ?( o: W& `8 P; _4 k8 J( k沒了差速器，怎么轉彎？8 q! |/ h  j* L  c0 Q1 q
發動機直接驅動車輪，你要是把車輪變成葉片，都能當無人機用了。。。. e( v  M% a  f5 i/ _" ]
你那兩個能量轉換的問題也別論證了，準確的說那不叫論證，叫計算，而且能量的轉換效率沒有最高只有更高，怎么算。。。
  j, i2 a0 p7 W( r$ c+ o+ e你有這”異想天開“的功夫不如去設計個太陽能汽車，熱損耗再多也不怕，太陽能取之不盡用之不竭，損耗就損耗吧，但記得設計儲能設備哦，不然下班開不回家了。。。
作者: ame0624    時間: 2013-10-10 07:09
10%如此之少
作者: biggunner    時間: 2013-10-10 08:34
作者: wangdong    時間: 2013-10-10 09:00
兩輪電動車，完全滿足你要求。
作者: lx12449    時間: 2013-10-10 09:57
    本人和汽車打過幾年交道，說幾句吧。3 D$ b. o2 w5 H0 [! u# \
    樓主肯動腦筋，這是非常好的。如果能夠深入的了解汽車構造、工作原理，加上鍥而不舍的鉆研，相信最終會把自己的設想變為現實的。  D( E8 h7 q8 K$ P0 ^
    不斷提高汽車的能效，一直是汽車設計、技術創新的動力，而創新是建立在對汽車專業知識充分掌握的基礎之上的。具體來說，汽車性能的最基本的指標是滿足兩個方面：最大爬坡度，最高車速。要滿足最大爬坡度指標，則需要發動機輸出足夠的扭矩。例如一輛大客車在爬坡時，需要給驅動橋輸入端提供約4000～6000Nm的轉矩，但是能輸出這么大扭矩的發動機一定是個龐然大物；事實上大客車上發動機的最大輸出扭矩大約在800～900Nm，這就需要變速箱將發動機的扭矩放大（速度減小）。另一方面，車輛在高速行駛時，驅動橋輸入端需要的是高轉速，而不是最大扭矩，這時就需要變速箱變換速比，以滿足高轉速的要求。此外，雖然發動機的轉速范圍可以從800～3000rpm之間變化，但體現發動機最佳燃油效率的轉速區間大約在1200～2000rpm之間。這么窄的轉速范圍是不能滿足汽車行駛的寬速度范圍的，所以變速箱是無法取消的。
2 i& Z- t. |6 d! ^0 u    關于將發動機安裝在驅動橋上的問題，也是不可行的。在汽車設計方面有一個指標叫非懸掛質量，一般來講是指鋼板彈簧一下的部件質量；此數值要求越輕越好，否則會使車輛的行駛穩定性變得很差。如果將發動機安裝在驅動橋上，就導致非懸掛質量變得很大，違背了汽車設計的原則性要求。當然將發動機安裝在驅動橋上，還會有冷卻系統布置、其他管路連接等問題。! g( `/ w6 h2 ~. i1 X* g, ^
    關于按照發動機→發電機→電動機→驅動橋的布置，現在的新能源汽車的諸多方案中，就有這樣的實例，叫做串聯式混合動力系統。就單純動力傳遞效率來講，此方案并不比傳統的變速箱更高（因為電能的多次轉換，效率損失比機械傳動更大）。但串聯式混合動力系統還是比相同等級的傳統車省油，而省油的原因不在于減少了傳動環節，而在于：1. 使發動機始終處于最佳的轉速區間工作，提高了燃油利用率； 2. 回收車輛剎車的能量。另外一個相關的話題是，新能源混合動力車主要有串聯、并聯和混聯三種方案，省油率最高的是混聯式，最低的是串聯式，而混聯式混合動力系統一般都會用到齒輪箱或變速箱。由此看來，減少機械傳動環節不是提高汽車能效的最佳途徑。1 q0 B9 p7 B% ?9 i2 q
    說了那么多，主要想告訴你，光有想法還不行，必須扎扎實實地去鉆研相關的專業知識，才能在技術創新中做到有的放矢，也就有了成功的前提。希望你能成功。2 J8 ~7 V5 J8 q& u7 a
作者: 水上漫步    時間: 2013-10-10 10:39
lx12449 發表于 2013-10-10 09:57 6 E4 n) r7 c0 n) X: s8 H2 U/ m- J
本人和汽車打過幾年交道，說幾句吧。1 G6 L* `8 y) x7 P
    樓主肯動腦筋，這是非常好的。如果能夠深入的了解汽車構造、 ...

' V8 ]9 x; q5 s! \/ z說的不錯，有據有理！. h4 H. T0 T1 B+ H& c& B
作者: tangjingsh    時間: 2013-10-10 10:51
學習了
作者: 極速北極光    時間: 2013-10-10 13:11
今天才知道汽車發動機的效率這么低，長見識了
作者: 杰克阿里    時間: 2013-10-10 13:13
lx12449 發表于 2013-10-10 09:57 + Q# w& g: i+ ]+ n' y8 Y
本人和汽車打過幾年交道，說幾句吧。
1 L- U# h8 i7 Q, p4 c) S    樓主肯動腦筋，這是非常好的。如果能夠深入的了解汽車構造、 ...

3 `' }: e. L& r; @0 ^呵呵，這個回復我喜歡！很實際，也不直接打擊人！頂
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作者: 天天向上li    時間: 2013-10-10 18:27
布魯斯張 發表于 2013-10-10 03:35
( U9 d- t& c9 a9 m: m你這哪是拋磚引玉，直接拋出一大坨翔、、、你叫眾大蝦怎么接？？？你這坨翔直接糊瞎了眾人的雙眼。。。. {& q  q# ~8 |" a& F; T6 A6 k
算 ...
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回敬這位讀過很多書的先生幾句吧：% N5 N8 ~" O0 C' a
首先，汽車從19世紀問世，到現在21世紀，將近200年歷史，我說幾百年雖然有點夸張，但是應該也無傷大雅吧，至少說明它是一個有些歷史的發明了。
) F1 @+ [! R* C( j9 z其次，一個讀過很多書的人是不會隨便說別人沒讀過書的，如果會，那一定是他的書讀歪了。
; }6 m3 ^8 @, n3 J再之，沒有萊特兄弟天馬行空的異想天開，你今天能坐著波音飛機周游世界嗎？沒有愛迪生的異想天開估計你還在蠟燭下看書吧。偉大的科學創新不都是從異想天開開始的嗎？你讀過這么多書應該也讀到過一句話：大膽假設，小心求證吧。
) b# ]# p4 Z2 e2 d2 @5 u: U7 G8 `再說點實際的：$ }- e8 r  d: N# ~
沒了變速器，真的就不能控制快慢嗎？
' N* n9 G; y% N  ^: n沒了差速器，真的不能轉彎嗎？& L% |+ G0 \5 J4 [4 F9 J& g
發動機真的不能直接驅動車輪嗎？
$ @2 t  \( U' w+ j9 T% ?- e$ j以上這些問題你都論證過嗎，還是隨便說說的？如果是隨便說說的，那您應該是汽車權威吧！
6 R# H  D. B# N你認不認同“沒有想不到，只有做不到”這句話有一定的合理性？! h) ~9 f7 V+ w8 F. M9 k3 X- a
你也承認能量的轉換效率沒有最高只有更高，那至少說明我的能量轉換的設想有一定可行性吧？何況現在的電動機和發電機的技術發展如此之快，現在不行，若干年后呢？5 i6 c3 N" H4 {- B) G
最后說一句，我本人只是學過幾年汽車修理理論，現在也沒有從事汽車行業，只是一直感嘆于人類在能源浪費，環境污染面前卻束手無策，發這個帖子只是希望引起大家的思考，畢竟論壇是藏龍臥虎之地，說不定真的有有奇跡發生呢？同時我也相信論壇中的精英絕對不是畫地為牢，信口開河的人。
作者: 布魯斯張    時間: 2013-10-10 19:09
我只是勸你多讀書，又沒說你沒讀過書。。。（這說明你有強迫癥，喜歡強加思想于別人）& ?0 Q# k% H- v% o2 ?
本人也沒研究過汽車，但是我知道的是，人類一直在努力解決能耗和浪費的問題，你說人類浪費資源卻束手無策（這是很無知的表現，你異想天開沒什么關系吧）
' Z; z1 P, h( ]8 F8 w+ l再說異想天開，這個詞用得很好，你知道異想天開和天馬行空的區別嗎?老祖宗造出兩個詞可不是為了表達一個意思。
- W1 z. E# S5 }7 a7 u) {你說的那幾個實際問題，我只是提出問題，待你解答，我又沒說絕對不能。
  m7 C7 {" h% U! D/ v如果你覺得去掉那些機構可以實現功能，那請你解釋，哪怕提出原始想法也行。
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% \5 ~4 ^# \1 r% L& k0 d  v* i我還相信終有一天，星球大戰里的代步工具會普及全球呢，現在能實現嗎？那叫汽車嗎？& O3 K8 T, Z5 p$ n/ n# l1 m. j
既然想說改良，那就請局限在汽車的范圍內，去掉那些傳動機構，你的東西肯定不叫汽車、
作者: 布魯斯張    時間: 2013-10-10 19:19
那好吧，我這么膚淺，沒有自知之明，那我帶走您的翔，您等待您的玉，祝君好運。
作者: 哈巴先生    時間: 2013-10-10 20:35
菜鳥來給你解答一下。熱機的機械效率只能達到最高50%，目前增壓柴油機能達到50%.汽油機只能達到35%左右。而減少變速器和傳動裝置對發動機動力的消耗，不是提高發動機的工作效率，這是兩個系統。汽修...比汽車原理簡單一萬年
作者: weixiaodong1107    時間: 2013-10-10 21:38
哈哈，想法很新奇啊，只是確實很多見解有待商榷
作者: weixiaodong1107    時間: 2013-10-10 22:35
weixiaodong1107 發表于 2013-10-10 21:38
# Z0 n2 \- E2 q- l# J哈哈，想法很新奇啊，只是確實很多見解有待商榷

4 U. B3 ~% N1 y  G哈哈，你能想到的別人也能想到哈，之所以這么多年都沒大的改變，要么是不可行，要么就是缺少天才的設計
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作者: 國運昌久    時間: 2013-10-10 22:53
真是人才，愛琢磨。實踐維修出來的
作者: haitian0213    時間: 2013-10-11 01:59
汽車發展的歷史太短了，現在不是鼎盛時期，也許200年后汽車的驅動方式以及外形和現在完全不同了。
作者: 天虎    時間: 2013-10-11 02:10
想法有點太幼稚
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作者: 維尼_0    時間: 2013-10-11 09:24
路過路過，8 y0 W# `) w8 O, f) x
有個東西叫輪轂電機，就是直接驅動輪子，輪轂電機的主要問題是增加了簧下質量，操控性能下降。1 P" @, ?- c6 w( x1 O( g# f
變速箱是為了適應不同行駛狀態下需要的力和轉速的不同，以及發動機最佳工作轉速之間的匹配的。變速箱為什么檔位越來越多，就是為了節油。
作者: 謝丹    時間: 2013-10-11 09:28
發動機效率不高，首先是熱效率不高，排氣損失了大量熱能，還有因為發動機大部分部件需要保持在較佳的工作溫度，所以冷卻系統也帶走了大量熱能。另外，各類摩擦以及帶動附屬機構損失一些機械能。現在汽車的傳動系統工作效率還是挺高的，提升的余地不是很大。
作者: karlmayerdesign    時間: 2013-10-11 10:55
期待實現啊
作者: 茉莉素馨    時間: 2013-10-11 10:57
其實熱機存在的原因還有就是，單位質量的燃料比單位質量的電池儲存的能量多。
$ M0 d! S( D7 Z' ~而且燃料不依賴于電力，獲取方便，比如前幾年南方冰凍災害導致的大停電。
( u' N- U, T( b' a! W$ y( K) ]當時內燃的火車都上了，但是因為電氣化改造，所以當時運力還是很緊張。
作者: wugamp    時間: 2013-10-11 11:57
好像礦山用的巨型卡車就是電動的。
作者: 李燦1991    時間: 2013-10-12 21:39
布魯斯張 發表于 2013-10-10 03:35 1 W: f; k) J$ c4 t# _6 H' C
你這哪是拋磚引玉，直接拋出一大坨翔、、、你叫眾大蝦怎么接？？？你這坨翔直接糊瞎了眾人的雙眼。。。
4 e- l! x& b/ `+ l- X! u算 ...

' M. S, {  ]# g' r' U5 `其實四個輪子要是每一個都有獨立的驅動裝置的話，我覺得人家樓主說的還是很有想法的，汽車的機動性和穩定性還能有很大的提高，這個要求的汽車電器和ECU貌似要難好多，不過總之不能這樣否定別人的想法，我還是覺得奇思妙想沒有什么不好
作者: 李燦1991    時間: 2013-10-12 21:41
lx12449 發表于 2013-10-10 09:57
6 X% B% \& B& p& C; |% d0 ]6 N2 B本人和汽車打過幾年交道，說幾句吧。3 T  G( e- @6 K. x
    樓主肯動腦筋，這是非常好的。如果能夠深入的了解汽車構造、 ...
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這才是有學問有修養的人才的回復
作者: 天天向上li    時間: 2013-10-15 23:09
謝丹 發表于 2013-10-11 09:28 8 k1 r9 U# @. r6 U# c9 {
發動機效率不高，首先是熱效率不高，排氣損失了大量熱能，還有因為發動機大部分部件需要保持在較佳的工作溫 ...
1 L; u. Y' x6 e. U" W5 e9 e+ }
哦這樣啊，說來說去主要問題還是在發動機上，那就期待投入——產出更高的發動機的出現吧！
% @# q  `* z" h  z
作者: 天天向上li    時間: 2013-10-15 23:13
茉莉素馨 發表于 2013-10-11 10:57
& e! v( t( f& s& i/ C9 r其實熱機存在的原因還有就是，單位質量的燃料比單位質量的電池儲存的能量多。
0 u/ k% M: B3 b而且燃料不依賴于電力，獲取 ...

* r' [- R( B) ]  _: R: R5 F內燃機存在的理由當然有很多，只是現在內燃機的效率還有很大的提升空間，世界上每年由熱機消耗的能源估計是個很嚇人的數字，如果能通過技術改進提升10%，那對全人類都是很偉大的貢獻。
" {" ]0 Z3 z. t- a* [' T" R
作者: 天天向上li    時間: 2013-10-16 00:04
李燦1991 發表于 2013-10-12 21:39
/ w7 @; \9 r- `- w其實四個輪子要是每一個都有獨立的驅動裝置的話，我覺得人家樓主說的還是很有想法的，汽車的機動性和穩定 ...

! e3 v$ z" Y8 y( E5 c) ?感謝支持，論壇里有修養有素質的人還是多的。9 c. e- m  G% i& q: r- H




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