文档介绍：2012中国商用车柴
油机技术发展研讨会
内燃机效率及其潜在技术
苏万华教授/院士
天津大学内燃机国家重点实验室

主要内容
提高内燃机热效率的重要意义
关于柴油机/内燃机热效率的极限的讨论
典型的技术和技术路线
结论
1・提高内燃机效率的重要意义
•内燃机在未来几十年仍将是移动式动力装置的主要原动机[1,2] o
•提高内燃机效率可以有效减少石油供应紧张的压力，缓解由于C02排放带来的环境压力。
•近几年C02排放带来的气候变化问题受到广泛关注。提高内燃机效率已经替代内燃机排放控制成为内燃机技术最具挑战的课题。
-有害气体排放物已经减
少98%以上:
发动机排出的NOx、PM、
uHC、CO污染物大幅度
减少
- CO?是最主要排放物
PM
Roduction 98% |
Cvr« 0
Curo I
Cure II
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30:02:060
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| Reduction 98% ]
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+ 8
-»-NOx
+• PM-diesel
f VOC
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亠SO2
■ 82
Source: EC Auto-Oil-2 Program
口石油资源可提供50・
100 年？
口政治冲突的根源；口石油问题可以严重地影响经济；
口未来的发展除了受排放法规影响之外之外，重要因素是燃料的供给和价格；
C02减排一一气候变化;
城市大气污染；
paluluUJuoq」e。jo suol jo suo 三m
□CO2减排和气候变化
通过提高内燃机效率和石油燃料替代可望在2050年
内燃机保有量增加一倍时石油消耗量不变
Transportation Energy demand in 2050
2(250 Denied in
20 5D
PUEUJap-Eo-CHOM。％.
&i«rgy Density oi Storage
Energy density by mass (MJ/kg)
s丐2〉ttEno> Aq w由
2007年欧盟颁布了强制性汽车C02排放法规：
2012年轿车的CO2平均排放低于130g/km (Regulation' (EC))
2015 年低于 95g/km
201牛2017年轻型商用车的C02排放比2007年降低14%, 2020年进一步减少28%,达到147g/km;
筋国也在进
1 H
美国能源部也要求大幅度提高内燃机效率，2020年重型柴油机热效率由当前的40%提高到55%;
消耗法规，但与上述国际差距。
卡诺循环:
T八
內燃机循环
Q to oil, coolant,
Exhmist& environment
•闭口循环
•必须将工质的热量释放至环境
•开口系统，有化学过程，气体交换过程
•没有把热量排给环境实现热力学循坏的要求
• 理论上=100%
引自：\fanagedbyUTBsttElte
for the . DepzrtEEnt ofEaergy
•实际上：摩擦、燃烧的不可逆损失；材料；成耒等限制