张宝利;苏军英;刘星洋
【摘 要】本文简要介绍了混合动力车的类型和结构，通过重点阐述斯特林发动机的工作原理，以及斯特林发动机在汽车上应用，进行了简要的可行性分析。
【期刊名称】《科技风》
【年(卷),期】2013(000)021
【总页数】2页(P70-71)
【关键词】混合动力;内燃机;斯特林发动机
【作 者】张宝利;苏军英;刘星洋
【作者单位】安阳职业技术学院，河南安阳 455000;安阳职业技术学院，河南安阳 455000;安阳职业技术学院，河南安阳 455000
【正文语种】中 文
汽车业发展到今天已经有了新的技术，那就是混合动力车。任何车辆，只要结合了两种或以上的动力源，可以直接或间接地产生推力，都是混合动力。现在的大多数混合动力车都是汽油- 电动混合动力车。混合动力是一种折衷技术。它试图提高汽油驱动汽车的燃料经济性，降低其排放，同时又克服电动汽车的缺点。汽车必须至少满足以下要求，才能给生活带来便利。汽车应能够：充足燃料后能行驶至少482公里；补充燃料快捷方便；跟上其他交通工具的速度。
1 汽油——电动混合动力车
汽油驱动汽车能满足这些要求，但它同时也产生了大量污染物，而且一般油耗较大。电动汽车几乎没有污染，但每次充电后只能行驶80～160 公里。并且电动汽车的车速很慢，充电也不方便。汽油——电动汽车将这两种车的设备结合在一起，充分利用了汽油动力和电动力。
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汽油——电动混合动力车包含以下部件：
1）汽油机——混合动力车上的汽油机与大多数汽车上的汽油机非常类似。不过，混和动力汽车上的发动机体积较小，使用先进技术来减少排放，提高效率。
2）油箱——混合动力车上的油箱是汽油机的能量存储设备。汽油的能量密度比电池要高得多。例如，约454 公斤的电池所存储的能量只与约4.5 升（3 公斤）的汽油相当。
3）电动机——混合动力车上的电动机非常复杂。先进的电子元件使既能作为电动机，也能作为发电机。例如，如果需要，它可以从电池中吸取能量，加快车速。但如果作为发电机，它又能使车辆减速，将能量返回给电池。
4）发电机——发电机类似于电动机，但它仅仅产生电能。它主要用在串联混和动力上。
5）蓄电池——是混合动力车中电动机的能量存储设备。与油箱中的汽油不同，汽油只能驱动汽油机，而混和动力汽车上的电动机可以将能量输送到电池，也可以从电池中吸取能量。
6）变速器——混合动力车上的变速器的基本功能与传统汽车上的一样。一些混和动力车（如本田Insight）使用常规变速器。另一些混合动力车（如丰田普锐斯）使用的变速器则完全不同，本文将介绍这种变速器。中兴suv
可以将混和动力汽车上的两种动力源以各种不同的方式结合。其中，一种方式称为并联混和动力，油箱向发动机提供汽油，电池向电动机提供动力。发动机和电动机可以同时转动变速器，然后变速器转动车轮。油箱和汽油机连接到变速器，电池和电动机也独立地连接到变速器。因此，在并联混和动力中，电动机和汽油机都可以提供推力。
2 斯特林混合动力车
2.1 斯特林发动机简介
斯特林发动机是一种外热的闭循环往复活塞式燃机，同时还具有卡诺循环效率，又成为一种独特的热机。是伦敦的牧师罗巴特·斯特林（Robert Stirling）于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”（Stirling engine）。斯特林发动机具有两个腔，一个热腔，一个冷腔。根据热胀冷缩的原理，工作燃气在冷腔和热腔中循环流动，在低温冷腔中压缩，然后
流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功，反复地进行这样的循环过程。把斯特林发动机安装到混合动力车上是可行的，但是还需要不断地改进。
大灯熏黑凯迪拉克车标对于斯特林发动机，适合的工作燃气有氢、氮、氦或者空气等，工作燃气简称工质被封闭在热气机封闭的气缸内，气缸外的燃料室内的燃料通过不断燃烧，将热量传递给工质，工质得到热量在冷热两腔中循环流动，膨胀做功，在这个过程中工质不直接参与燃烧，也不用更换。根据斯特林发动机的原理设计出了适用于不同情况下的热气机，已在航天、陆上、水上和水下等各个领域进行了应用。按缸内循环的组成形式分，热气机主要有配气活塞式和双作用式两类。在一个气缸内有两个活塞作规律的相对运动，冷腔与热腔之间用冷却器、回热器和加热器连接，配气活塞推动工质在冷热腔之间往返流动。
2.2 由于其独特的结构，斯特林发动机和内燃机相比有如下特点
1）采用独立的燃料室，燃料室是位于气缸外，没有直接参与工质的流动循环，只是通过加热器将能力传递给工质，所以对于燃料来说选择范围很广，可以根据不同结构的需求和燃料类型配备不同的燃料室。
2）由于具有独立的燃料室，可以根据需求控制输入量，形成一定比例，有效的利用燃料，提高燃料的使用率，减少燃料的损失。
3）在斯特林发动机结构设计上，通常将支撑点和密封机构设计在低温侧，这样一定程度上减少了高温对部件的损坏，比同类型的发动机润滑剂需求量减少，维修时间间隔增长。
4）对于斯特林发动机来说，冷热气缸结构实际简单，没有很复杂的零部件，在一定程度上降低了成本，同时也给维修提供了方便。
5）斯特林发动机是根据工质膨胀做功达到目的，所以不会产生爆震现象，同时振动减小，噪声降低，降低了制动对结构的损坏。
6）余热易于回收，可结合热电联产联合运行。
7）斯特林发动机根据工作原理和结构设计可知只受到高温热源和环境温度的影响，所以对于斯特林发动机的推广不需要考虑海拔的问题，和内燃机是不同的。
2.3 斯特林发动机开启混合动力汽车的新纪元
随着化石能源的日趋减少，内燃机注定会退出汽车工业的历史舞台。因此混合动力汽车必定成为这个过度阶段的产物。混合动力汽车根据混合动力驱动的联结方式，混合动力系统主要分为串联式混合动力系统、并联式混合动力系统、混联式混合动力系统。根据在混合动力系统中，电机的输出功率在整个系统输出功率中占的比重，混合动力系统还可以分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。但目前无论是哪种类型混合动力车，它都只是回收了内燃机输出的动力（热效率的40%），所以其潜力很难在有所提升。内燃机的热效率一般在40%左右，而剩余的大部分以热的形式损失。如果我们把损失的热能回收利用，那么对于混合动力车无非是开启了新纪元。
我们做一个假设，如果把斯特林发动机安装在内燃机的排气管歧管上，利用斯特林发动机的工作原理把内燃机损失的热能转换为机械能，那么内燃机的热效率利用就远远大于40%了。这也就为混合动力汽车开辟了新的发展道路。
2.4 斯特林混合动力车方案
通过斯特林发电机把内燃机排气中的热能转化为电能存储在蓄电池组中，待汽车在启动、加速、爬坡等负荷下在由蓄电池组向电动机供电（电能转化为机械能）输出动力，配合内华晨集团被5360万
燃机工作。这样一来，就可以实现以小排量的内燃机满足大排量汽车的动力性的要求，以达到节油的目的。
在此基础上可以安装回收制动能量的系统，这样蓄电池组和电动机可以复用，实现多混合型动力车。实质上是在内燃机热效率的40%和被浪费掉的60%两方面回收能量，这样就颠覆了传统的混合动力车。
魏牌摩卡2.5 斯特林发动机在汽车上应用可行性分析
据我们了解现在已有20 千瓦（约27 马力）的斯特林发电机（斯特林发动机发电机一体），体积约为300mm×400mm×500mm，重量为70kg，启动温度为400 摄氏度，正常工作温度为500 至800 摄氏度，并且转速与负合可控。（发动机怠速排气温度大于400 摄氏度，正常工作排气温度一般在700 至800 摄氏度）。这足以满足其在汽车上的工作。并且我们可以在冷热腔通道上安装节气门，通过电控节气门的方式来改变斯特林的工况，而且可以让斯特林发动机的电控模块与汽车ECU进行通信，以达到工况所需最佳状态。
随着汽车需求量的增多，对于汽车新能源的发展一直在不断探索中，节能环保的新能源已
经成为汽车发展道路上最终的目的，但现在我国还只停留在电动汽车的探索上，电动车的发展在一定程度上提高了汽车行业对汽车新能源的探究水平，国内外对电动车给予了很大的希望，但是最后都是走进死胡同。在新世纪，对于汽车发展的技术路线就是既保证能源分充足又保证无污染。
现在国内外具有强大技术优势的汽车企业，例如日本丰田、美国通用、德国奔驰等，都在对混合动力车研究加大投资力度，因为目前为止，混合动力车在能源与环境这个重大课题上保证了大幅度降低油耗和排放，通过对汽车新能源的探索与研究，长远靠资源极为丰富，且完全没有污染的氢动力燃料电池重新定义汽车。现在各大汽车企业已经开始了在混合动力车市场的竞争。
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