氢内燃机的改进终极版修改讲解.ppt

十目石边大学
新型内燃机设计
第四组
组长:张津硕2011011548
组员:由乐2011011517
金晓燕2011011525
宁铭彦2011011508
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报告大纲
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物对于大气的污染;
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氢燃料的利用前景
随着现代经济的高速发展以及世界人口的迅猛增长,人类对能源的需求越来越大
虽然煤、石油等化石燃料在当前的能源结构中仍占很大比例,但是,一方面,化
石燃料的使用带来了严重的环境污染,严重威胁了人类的健康和生存;另一方面
由于化石燃料是一种有限、不可再生的资源,日益增长的能源需求带来了严重
的能源危机。因此,开发和利用清洁、高效的可再生能源是当前全球急待解决的
任务。而氢能作为2世纪的绿色能源,由于具备电能和热能所没有的可储存性
使它成为最好的可再生能源的载体,也得到世界各国的关注。近年来,氢能的研
究和开发工作已经形成一个不小的高潮,氢能经济新时代正向我们走来。氢能
经济可以理解为以氢能等清洁能源为主的清洁经济,是充分利用氢的优越性质
以人类需求和市场为目标,所进行的氢能研发、生产、储存、运输、经营、管理
等经济活动的总称。发展氢能经济可以部分摆脱人类对化石能源的依赖,实现人
类社会的可持续发展
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现行内燃机的瓶颈
现行的内燃机大多是奥拓循环,即定容加热循环。所有的内燃杋大概都
有这么两个缺点:,所以不可避免
的会带进氮气,从而产生氮的含氧化合物,造成对环境的污染。
压缩过程,内燃机的效率与压缩比有直接关系,但增大压缩比又会产生
大量能量消耗。造成效益的不可观
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内燃机发展前景
、电子控制技术
、内燃机材料改良
低能耗,低污染的新型内燃机
四、燃机制造技术
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由于世界石油危机和发动机尾气对环境的污染日益严
重,未来内燃机技术的研究极有可能转向设计高效节
能型内燃机及开发利用洁净的代用燃料。因此我们组
的研究是以汽油机和柴油机为基础进行改造或重新设
计,开发以天然气、液化石油气和氢气等为燃料的新
型气体内燃机
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氢燃料的优越性
(1)氢气的单位质量低热值高约是汽油低热值的3倍
(2)可燃混合气浓度范围很大氢內燃机易于实现稀薄燃烧,同时可以降低最高燃
烧温度,大幅度地减少N0x的排放量
(3)自燃温度较高氢的自燃温度较夭然气和汽油都要高,利于提高压缩比,提高
氢燃料内燃机的热效率
(4)点火能量很低尽管氢燃料的自燃点比天然气、汽油等燃料都要高,但它所需
要的点火能量却很低,。因此,氢燃料内燃机工作时几乎从不
失火,并具有良好的启动性。
(5)燃烧速度快氢的燃烧反应按链式反应机理进行,火焰传播速度快(2191m
s),在发动机中燃烧时抗爆性比汽油好,可以采用较高的压缩比,因此热效率比燃
烧纯汽油时高
(6)氢气在空气中的扩散系数很大/氢气的扩散系数是汽油的12倍因此氢气比汽
油更容易和空气混合形成均匀的混合气。但是,高的扩散系数对防止泄露不利。由
于氢气的分子极小,渗透性很强
(7)氢气密度很低常温常压下,氢气的密度只有天然气的1/8。对于车用燃料来
讲当车辆的续驶里程一定时,氢气所需的储气罐就要比其它燃料的大得多
(8)有害排放物少氢气燃烧的主要产物是水,
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概述
内燃机自身虽然十分成熟,但是不可否认有很多缺点
所以就有进一步改进的可能。改进的方向主要有两方
面:扩大燃料来源和工作过程优化(主要是节能和废气
净化)。除了石油之外,内燃机还可以使用其他多种
碳氢化合物,例如液化石油气,压缩天然气,醇类,
氢气等。其中天然气和氢气的数量很大,远景光明
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新型氢燃料内燃机结构图示
0汽键机
外态喷射酸气发动机
进气
绍气
()缸外喷射氧气发动积
d部内喷氢气发动
图↑3种类型的氢燃料内燃机与汽油机的比较
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新型氢燃料内燃机介绍(缸外预混合式)
缸外喷射式结构简单,与传统的气体燃料(如天然气)内燃
机结构相似,因而大大减小了在研发生产上的难度。目
前,国际上推出的大部分氢燃料内燃机都属于这种形式。
由于氢气的密度极低,缸外喷射的氢气必然要占据很大
的气缸空间(图1所示),导致可吸入空气量减少,最终形成
的氢与空气的理论混合气热值