环保发动机的发展趋势

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1、论文题目:氢燃料内燃机的发呈现状及趋势 专业班级： 汽检16班 学生姓名： 韩志飞 指引教师： 王伟力 完毕日期:.年10月5日 目 录摘 要错误!未定义书签。前 言错误！未定义书签。项目一 氢内燃机技术分析错误！未定义书签。项目二 国内外氢内燃机技术现状错误!未定义书签。项目三 检查或更换起动机错误!未定义书签。项目四 更换点火开关错误!未定义书签。项目五 检查转向灯开关错误!未定义书签。项目六 更换制动灯开关错误!未定义书签。项目七 检查汽车灯光错误!未定义书签。项目八 检查或更换汽车喇叭错误!未定义书签。项目九 加注空调系统制冷剂错误！未定义书签。项目十 检查或更换刮水器电动机和刮水器错

2、误！未定义书签。结 论错误!未定义书签。参照文献错误！未定义书签。摘 要简介氢内燃机技术，分析欧洲、美国、日本等发达国家和国内的氢内燃机的发展动态现状及趋势，论述氢内燃机的应用前景，提出氢能源经济发展的观点.核心词:氢内燃机;减排;新能源前 言氢在地球上储量丰富,并且容易获得,是抱负的能源载体.以氢气作为将来燃料,用可再生能源系统制取氢气,然后将氢气作为载体用来储存能量,是提高国内能源运用水平的重要途径之一.氢燃料动力的开发和应用，将有效缓和国内能源紧张的局面，可以使国内在新世纪能源的竞争中处在领先地位；以氢燃料内燃机逐渐替代燃用石油产品的内燃机对于逐渐挣脱对石油资源的依赖具有十分重要的战略意

3、义,是维护国家能源安全、保障社会持续发展的迫切需要.可见氢内燃机技术的进步是实现氢能源经济最具现实意义的发展方向项目一 氢内燃机技术分析氢内燃机就是以氢气为燃料，将氢气储存的化学能通过燃烧过程转化成机械能的新型内燃机氢燃料内燃机保存老式内燃机基本构造,沿用曲柄连杆机构、配气机构、固定件等构造形式,局部零部件重新设计,全新匹配燃烧系统、供应与喷射系统、电子控制与管理系统的一种新型内燃机.氢内燃机汽车用以氢为燃料的ICE(hyrgen nterlcmbustion eni）作为汽车的力装置，HE的构造和工作原理与老式的内燃机(IE)没有质的区别.由于它所使用的燃料与老式的汽油机、柴油机不同,因此需

4、根据氢燃料的特点，对燃料供应系统、安全系统及燃料燃烧过程的组织作相应的改善设计氢能源动力的发展目前可以提成两大方向：一种是在老式内燃机技术的基本上,开发氢燃料内燃机;另一种方向就是采用新型的动力装置,如燃料电池.其主线目的就是解决目前汽车行业面临的“能源与环保”这两大难题.要同步解决这两大难题,动力装置所用的能源必须具有如下2重要特性：对人和环境无害、所用能源具有可再生性.在满足以上2 个特性的前提下,高效率、低成本、使用以便等指标便构成一种新型动力装置技术与否具有竞争力的重要条件.燃料电池堆自身具有较高的效率，如考虑到进气增压系统、冷却系统等的功率损失，燃料电池动力系统的最高有效效率可以达到

5、 以上,但随着负荷的增长效率明显减少；氢燃料内燃机的有效热效率可以达到 %，且高负荷运营区域效率几乎不减少从成本上看,由于目前的燃料电池均使用贵金属P 做电极，其成本远高于老式内燃机，达到500 0SD/kW;而氢燃料内燃机可借用老式内燃机的技术基本和生产基本,造价与老式内燃机相称，只有0 DkW .在排放方面，燃料电池可以实现真正的零排放,而氢内燃机由于工作方式的不同,会产生一定量的Ox 排放，但通过一定的技术途径可以解决,这也是氢内燃机研发的重要问题.宝马公司研制的最新一代氢燃料内燃机采用全新的控制方略，较好地控制了Ox 的排放量.实验证明,非增压条件下催化器前的Nx 排放量可以控制在10

6、0 mg/L以内,催化器后的Ox 接近于零燃料电池规定的氢气纯度不小于99 .,而氢燃料内燃机对氢的纯度几乎没有规定,可以使用多种来源的氢燃料，是启动氢能源经济的最佳动力装置.此外,氢燃料内燃机具有多燃料适应性的优势，可以根据燃料的供应状况自动切换燃烧方式,解决了氢能源经济启动初期氢气供应基本设施不完善时车辆的运营问题.“知识产权空心化”是目前国内汽车行业面临的亟待解决的问题氢能源内燃机技术在国际上正处在起步阶段，还没有形成垄断的格局与燃料电池相比,氢燃料内燃机的门槛相对较低,老式内燃机的许多技术都可以借用，我们完全有能力运用自己的力量研发出具有国际一流水平的氢燃料内燃机及其设计理论、设计措施

7、,并抢先在国内和国际上申报专利，形成自主知识产权，从而挣脱核心技术受制于人的被动局面氢内燃机热效率较高,比老式汽油机高0% 以上，综合效率与燃料电池效率相称.采用提高功率密度的氢燃料发动机升功率升扭矩指标也高于既有的汽油机、柴油机,具有良好的车用特性.由于燃烧的是氢气，重要产物是水，唯一的污染物是NOx,没有各类含碳的有害气体排放.生产及使用成本低,在使用性能、成本等方面较容易被广大顾客接受.既发挥了氢燃料清洁、可再生的特点,又为老式的内燃机行业注入了新的生机.因此,以氢气作为内燃机燃料已经被车辆行业公觉得是近阶段氢能用于汽车的最现实、最经济的途径项目二 国内外氢内燃机技术现状由于氢燃料内燃机

8、在解决能源与环境问题以及技术可实现性方面的巨大优势，SA206 年度大会初次设立氢燃料内燃机研究论坛，引起了国际汽车工业的研究热潮美国、欧洲和日本的部分汽车公司和大学等研究机构正在进行发展氢燃料汽车的有关项目美国能源部2年5 月启动的一项名为“先进车辆测试行动(A)”项目对氢燃料内燃机进行了全面的评估,指出“氢燃料内燃机既可以燃用纯氢也可以燃用老式的石化燃料，具有较好的燃料适应性，这一特性在近期氢燃料供应设施不完备的状况下是非常诱人的;氢内燃机还具有如下长处:在多种气候条件下都能正常工作,无需加热设施,没有低温启动问题，燃烧效率高(比内燃机高出5% 以上)” ;该项目的最后结论是：“氢燃料内燃

9、机车辆在通向氢燃料经济的道路上是一种非常重要的中间技术”德国宝马公司是氢燃料内燃机研发的先行者，自197年开始研发氢内燃机动力,迄今已经投资超过了1 亿欧元，通过 年数代氢动力汽车的发展与改善，终于实现小批量生产这款投入使用的氢动力汽车.宝马汽车公司从柴油机/内燃机的改造开始，到目前已经研发了6 代氢燃料内燃机驱动的轿车.图 宝马R氢内燃机汽车0年9 月，宝马集团在法国Mirams用 部名为2R的氢内燃机驱动的汽车发明了 项速度纪录.该车装备升V氢燃料内燃机,最大功率为1k（25马力） , 10 kmh 加速约6 s,最高速度达02 .4 km/h .它的惊人体现清晰地证明，氢动力汽车的性能完

10、全可以做到丝毫不逊于老式能源汽车宝马集团董事博克哈德格谢尔(rkarGesche）指出：“这9 项纪录是进入氢时代的始点.宝马氢能技术已经获得极大进展.目前已经到了与政界和能源行业一起努力,把可持续移动性的憧憬化为现实的时候了.”目前，德国正在慕尼黑、柏林等大都市建设氢气加气站，并且，宝马公司对车用氢内燃机的启动、冷却和NOx 控制都已经提出了具体方案，筹划从200年开始,逐渐将氢燃料内燃机动力的宝马7 系轿车推向市场.20年1 月 日,BMW氢能7系诞生在柏林，并在不久前的 年上海车展上完毕了在中国的首演图2 氢能 系发动机福特公司开发的 型概念车既可以用汽油,也可以用氢气作为燃料福特公司宣

11、称,氢气可以将内燃机效率提高5 3%，而这一效率已和氢燃料电池大体同样在氢燃料内燃机工作过程中,涉及二氧化碳在内的污染物排放几乎可以忽视不计.005 年初,福特汽车公司宣布佛罗里达州将成为于2006 年推出的氢动力内燃机福特E 45客车的第 个顾客.图3 福特的V10氢发动机德州达拉斯沃斯堡（Dls_For Worth)机场正与福特汽车公司讨论200 年成批购买 氢动力内燃机客车的筹划.这种客车可承载涉及司机在内的2名乘客和行李,装配8 L 的氢气燃料箱，估计可行驶41 km福特筹划0 年年终向北美的消费者投放辆该款车.福特公司推出的 型S氢燃料混合动力是一款典型的军民两用型车辆.该车采用一台

12、2 . L四冲程增压氢燃料内燃机,与电传动系统构成混合动力系统.动力系统的热效率达到8 ，比老式内燃机高出2 以上，续航历程达到 英 四川兵工学报里.该车的另一特点是可以在任何气候下运营、低温启动无需任何加温设备这一车型已经引起了美国军方的强烈关注.在氢能方面，欧盟已筹划将在将来5 年内投入亿欧元开发氢能技术的研究图 福特U型氢混合动力军民两用SV 车奔驰公司自 世纪7年代起就开始了这一领域的预研工作，78 年开发了第 辆氢燃料样车,采用氢与空气均匀混合后从内燃机进气管吸入气缸的供应方式近几年奔驰公司又将氢燃料项目列入进一步的研究课题“HYPASS”，开展氢气缸内喷射的氢燃料样车实验.图5 奔

13、驰公司的氢气- 汽油混合驱动汽车燃料系统日本马自达汽车公司也从世纪0 年代末开始研究氢气汽车.0 年，马自达公司推出装有氢燃料Reneis 转子发动机的 - 跑车马自达公司称,这种车系列将尽快批量生产.日本通产省矢野经济研究在枟氢燃料汽车市场的开发动向枠报告中预测，氢内燃汽车将于6年投放市场,8 年后来实现量产.估计截至01 年，全球所有氢内燃汽车的普及数量将达约万辆,2 年达到20 万辆图 马自达氢转子发动机- 跑车据Green Car 报道,印度可再生能源部将投资50亿卢比（约57亿美元）用于增进氢燃料和氢/压缩天然气混合燃料（HNG）的使用,并筹划到22年前发展00万辆氢燃料汽车.国内在

14、氢能源的制取和供应上已经进行了许多卓有成效的工作,为氢燃料内燃机的研发应用奠定了良好的基本浙江大学较早开展了氢发动机的研究，并针对氢发动机运转中存在的问题,提出了燃烧改善方案 3并针对氢燃料需要开发基于模糊控制的模型，刊登了一定数量的论文浙江大学、吉林工业大学、天津大学等进行了有关在内燃机的燃烧过程中加入部分的氢气改善内燃机燃烧过程的研究4 - 6 ;上海交通大学运用计算机数值模拟技术对氢气发动机的性能进行了预测 .重庆长安汽车股份有限公司从2005 年开始,坚持走产学研合伙模式与北京理工大学、北京奔驰绿能等单位合伙开展了国防科工委、科技部 有关课题的氢内燃机总体设计、车载氢供应系统、电子控制

15、系统、性能匹配等多项有关基本研究,获得了某些重要的研究成果.但综合来看国内在氢内燃机研究方面起步较晚，在规模制氢、增压技术、氢气供应与安全系统、控制方略、排放控制技术、综合电子管理系统等许多核心技术领域还处在起步和空白阶段.从研究的内容看,大都仅限于高等院校的原理摸索,核心技术的差距较大,整体技术水平较低3氢内燃机发展趋势氢能源应用工业发展的大背景仍将是能源多元化.世纪7 年代的石油危机，使人们结识到过度依托单一能源的风险很大,因此这个时期,能源多元化成为能源发展的方向也正因此，氢燃料、天然气、核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等也引起了人们的极大关注通过3 近年的发展，这些新能源已成为能源市

16、场上一股巨大的力量，并在目前顺应了可持续发展、环保、减少能源供应成本、能源多样化发展等新的理念与规定.因此，在将来世界能源市场，氢燃料应用将会扮演更加重要的角色.随着燃油价格持续上涨、枟乘用车燃油消耗量限值枠原则的出台、国 原则的实行和轻型汽车节能环保认证的实行，汽车行业面临的节能和环保形势更为严峻.为了适应这种形势，汽车厂家抓紧开展以节能降耗、减少排放等为目的的技术改革在这样的背景下,车辆对新型动力的需求明显增长,氢内燃机技术的成功开发将大大增进这一进程开发新能源汽车,实际就是在争取将来的市场据业界人士估计，新能源汽车大行其道应当不超过2 年中国人口众多,具有世界最庞大的汽车市场,为中国新动

17、力汽车的发展发明了特殊的市场有利条件.氢燃料内燃机作为老式汽车的抱负替代动力,是国家政策支持的发展重点之一,科技奥运也为氢燃料内燃机的发展提供了良好的发展机遇随着石油价格的持续攀升和氢内燃机技术的不断进步，以氢为燃料的内燃机汽车将具有深厚的发展潜力,推广应用和产业化前景广阔8. 氢内燃机前景分析4 改善大气环境质量，调节能源构造“十五”期间，汽车工业的高速发展及汽车保有量的迅速增长，将给中国的大气环境治理带来巨大的压力.发展低污染的清洁汽车,对减少环境压力、保证大中都市的空气质量具有重要的意义增长氢能源、天然气、液化石油气、醇类燃料,以及其她代用燃料在能源消费中的比例，增进煤、天然气和生物能源

18、深层加工技术的发展，提高能源运用率和改善能源的消费构造这将对保证中国能源安全、实现社会经济的可持续发展具有重要的意义因此,新能源动力系统汽车及其有关工业产品的研究开发和推广应用可以推动产业构造调节、增进汽车支柱产业建设和带动有关产业的发展,产生巨大的经济效益和社会效益,成为国民经济新的经济增长点；可以平衡国内的油气资源，建立新的能源构造；大量减少汽车排放污染物,改善大气环境质量，保证明现国内社会经济可持续发展战略目的 .2带动有关产业发展，增进社会稳定经济繁华汽车工业作为主导产业具有较高的关联性.清洁汽车的发展必将带动有关的钢铁、塑料、橡胶、有色金属、电子仪表、石油化工等行业的发展.另一方面，

19、汽车工业被称为“最大的技术储藏库” ，能有力地带动有关产业的技术进步和产品的升级换代.新能源动力系统汽车产业的发展,必将增长劳动力就业机会,增进社会的稳定与经济繁华氢燃料内燃机将增进制氢、储运、应用等环节上形成新的产业链，为国家新能源产业带来新的增长点,而从能源多元化应用角度看,内燃机具有良好的燃料适应性，减少了对基本设施的依赖性，是启动氢能源经济的现实选择氢燃料内燃机借鉴了老式内燃机的产业基本，可以有效增进内燃机产品构造调节和升级,提高车辆行业竞争力和可持续发展能力,无需“废立”就可进入“氢能源经济” .3 提高中国汽车工业的竞争能力中国汽车工业现将面对开放市场和经济全球化的压力与冲击.在燃

20、油(汽油和柴油）汽车的水平上，与世界上发达国家相比,具有很大的差距，在短时间内难以赶上.然而,在混合动力汽车和氢内燃机汽车方面的差距并不是很大.并且发达国家老式汽车工业的庞大规模和惯性,以及巨大的社会基本设施投入,在某种意义上构成了其发展制约中国走自主开发与借鉴和引进国外先进技术相结合的道路，开发具有自主知识产权、性能达到国际先进水平的代用燃料汽车产品,充足运用国内的政策优势、劳动力优势和市场优势,可以提高国内汽车产品的国际竞争力. 结束语欧美日的某些大的汽车公司已经借助自身强大的产品开发平台,在氢内燃机的研究和开发方面做了大量的摸索和实际应用，在氢燃料供应与安全、排放控制、电子管理系统开发等

21、方面有深厚的理论与实践研究,形成了一定的研发能力和初步的生产规模,体现出了对于氢内燃机推广的坚实的信心和雄厚的实力.随着中国都市化进程加快，不少大、中型都市的大气污染，正在由单纯的煤烟型污染向煤烟型与机动车排气污染混合型的方向变化，且有继续加剧的趋势.中国汽车对大气的污染奉献率超过50 此外，随着京都议定书的实行,国内需要大幅度减少二氧化碳的排放量.氢在发动机中燃烧后的重要产物是水,虽有少量的NO 排放,但可以通过有效组织燃烧过程予以减少因此氢燃料内燃机是解决目前排放问题的有效途径，汽车氢技术的发展将是一次机遇,一次运用政策、研究和经济的协同作用而开发新技术的机遇.道谢参照文献：1杨振中.氢燃

22、料发动机燃烧与优化控制D杭州:浙江大学，201 .2 李径定,古滨庄一氢能作为内燃机燃料的研究J农业工程学报,96() ：6.3 楚书华,杜天申,郭林松.氢发动机性能的改善 .内燃机学报,1997(1）:76 - .4 周启德,李厚生汽车用掺氢汽油发动机的实验研究 内燃机学报，(） ： . 杜天生,许沧粟，王振子,等.氢/汽油双燃料燃烧过程中有害排放物生成机理研究J 浙江大学学报：工业版,1996（):2.6 张纪鹏,高青,郝利君汽油加氢改善发动机性能的实验研究 燃烧科学与技术,998（4) :35.马捷,王亚丛氢气机循环的热力学分析及其变化特性J .上海交通大学学报,0(5） ：7 刘福水，

23、郝利君，Heitz Pter erg .氢燃料内燃机技术现状与发展展望J汽车工程,06(） :2.附表毕业论文（设计)指引答辩登记表姓 名学 号班 级指引教师联系电话-mail论文题目开题研究方案简述：指引教师意见：指引教师签字： 年 月 日中期检查进展状况简述：指引教师意见：指引教师签字： 年 月 日指引教师意见论文总体评价:建议成绩： (分) 批准送审评阅 不批准送审评阅指引教师签字： 年 月 日评阅意见对论文的学术水平作出简要的评述:建议成绩: （分） 批准答辩 不批准答辩评阅人签字： 年 月 日答辩意见对答辩状况及论文水平进行总体评价：评价成绩: （分）答辩组（评委会）签字: 年 月 日论文成绩综合得分: （分)等 级:优 秀（90-99分）良 好(80-8分）中 等（70-79分)及 格(60-9分)不及格(0-59分）