第01章 华科内燃机原理绪论知识讲稿.ppt

内燃机的优越性 内燃机问世至今已有一百余年的历史，经过前人艰辛的劳动与无数次的改进，其性能已达到一个比较高的技术水平，主要表现在： A、经济性： 内燃机是所有热机中热效率最高的原动机。 现代高性能车用柴油机的循环热效率已达40%以上； 超长行程二冲程船用柴油机的循环热效率甚至可高达50%以上（比油耗150g/(KW·h)）； 车用汽油机的有效热效率也可达33%左右。 B、动力性： 功率覆盖面大，档次比较齐全。 单机功率从小于1kW的汽油机到66000kW的船用柴油机。 C、运转特性 转速范围宽，能满足各种配套机具的需要。 从转速只有70r/min的Sulzer RTA68低速船用柴油机，到9000r/min的波尔舍V8-3000高速赛车汽油机，车用柴油机的转速也可高达5000r/min（哥尔夫轿车柴油机）。 正因为上述优势，内燃机的应用在所有热机中一直居于领先地位，无论是过去还是现在，均广泛应用于国民经济和国防建设（陆、海、空军的动力装备）的各个领域。从农业机械、汽车、摩托、赛车、工程机械、机车、战车、电站、舰艇和民用船舶，乃至于飞机都广泛采用内燃机，特别是在水陆交通运输和农用动力中占有压倒优势。 1-2 内燃机面临能源与环境的严峻挑战 现在能源问题已是世界瞩目的问题，能源前景不容乐观，能源危机将日益深化，环境污染日趋恶化，已引起人们的严重关注和不安，能源与环境已成为21世纪制约经济发展的重要因素。促进经济增长、提高生活水平、保证能源供应是各国努力的方向，在实现经济目标的同时，保持洁净环境将是各国面临的一大挑战。 A、能源挑战 随着我国国民经济的迅速发展，石油生产的增长速度还是难以满足经济发展的需求。1993年，我国已由石油出口国变成了石油净进口国。2000年，我国石油需求的缺口达到4000万t，到2010年需求缺口将达到9000万t左右，这就是我国在21世纪所面对的能源形势。内燃机正面临着节约能源、提高能源利用率的严峻挑战。 B、环境挑战 环境问题是当代人类面临的四大社会问题（粮食、人口、环境、能源）之一。大气污染是环境污染最重要的一个方面，也是控制与治理较为困难的一面，主要表现在大气质量、温室效应、酸雨和臭氧层破坏等。城市人烟稠密，大气污染尤为严重，在城市大气污染中，内燃机的有害物排放量约占60％以上，因此，内燃机排放是城市大气环境的主要污染源。随着汽车保有量的增加和城市化进程的加快，城市大气环境污染程度有增无减，我国城市的大气污染类型正由煤烟型向混合型和机动车排放型转化，已经成为我国城市环境治理中的重中之重。 为了控制大气污染，美国、日本、欧共体各国都制定了严格的内燃机排放法规。如表1-1所示的为欧洲现行排放标准。表1-2所示的是我国车用柴油机的排放标准限值。 表1-1 欧洲车用柴油机排放标准（单位：g/kW?h） 实施时间 CO HC NOx PM 欧Ⅰ： 1992 4.5 1.1 8.0 ≤85kW, 0.612 ＞85kW, 0.360 欧Ⅱ： 1996.10 4.0 1.1 7.0 0.25 1998.10 4.0 1.1 7.0 0.15 欧Ⅲ： 1999.10 1.5 0.25 2.0 0.02 2000.10 2.1 0.66 5.0 0.10/0.13* 欧Ⅳ： 2005.10 1.5 0.46 3.5 0.02 欧Ⅴ： 2008.10 1.5 0.46 2.0 0.02 注：*－用于每缸排量小于0.75升和额定功率转速高于3000r/min的发动机 表1-2 我国车用柴油机排放标准（单位：g/kW?h） 实施时间 CO HC NOx PM