自然辩证法及内燃机新燃料的开发论文

1、-. z毕业论文论 文 自然辩证法及燃机新燃料的开发自然辩证法与燃机的新燃料开发摘要： 自然辩证法是关于自然界和自然科学开展的普遍规律的科学。绿色技术、绿色设计是未来世界开展过程中重要的评价尺度。利用绿色技术和绿色设计的概念和方法着手研究燃机代用燃料和新能源对于全人类来说有着重要的意义，它同决定着未来汽车产业，甚至未来工业开展的方向。关键词： 自然辩证法 绿色技术 绿色设计 燃机待用燃料 氢 自然辩证法是关于自然界和自然科学开展的普遍规律的科学。它是马克思主义的自然观和科学观，又是认识自然和改造自然的方法论。其主要研究的对象包括自然界的辩证法、科学技术研究的辩证法和科学技术开展的辩证法，即辩证

2、唯物主义的自然观、科学技术方法论和科学技术观。现代科学技术的加速开展以及在经济、社会领域的广泛应用，把人类带进了一个以科学技术为主导的科技时代。科学技术，作为第一生产力，极推进着经济文化和社会的进步。然而，当我们醉于现代科技文明的巨大成就时，也必须清醒地看到和时刻反思问题的另一面，那就是现代科技的开展和应用也对我们人类自身、我们的社会以及我们赖以生存的生态环境产生了一系列消极的、负面的影响。科技负作用不仅已经产生和存在，而且，随着科学技术的加速开展和渗透，其作用围的日趋扩展，科技的危害性和破坏力也不断增强。总之，科学技术的双重性和“双刃剑效应，正日益明显和锋利地展现在我们面前。全球性的“生态危

3、机严重威胁着人类的生存和开展。所谓“生态危机，主要是指由于人类不合理的活动，在全球规模或局部地区导致生态过程即生态系统的构造和功能的损害、生命维持系统瓦解，从而危害人的利益、威胁人类生存和开展的现象。全球性生态危机主要便现在人口激增，自然资源短缺，环境污染等方面。目前，对于现代科技的负面作用，无论是理论分析还是对策的研究和实施，都明显滞后于科技和社会的现实开展。人与自然的关系是一个古老的哲学问题。如何正确处理人与自然的关系,也就是说,人类应该怎样与周围的自然界共处,人类自进入文明时代起就一直在探寻着思索着。与所有的工业化国家一样，我国的环境污染问题是与工业化相伴而生的。五十年代前，我国的工业化

4、刚刚起步，工业根底薄弱环境污染问题尚不突出，但生态恶化问题经历了数千年的累积，已经积重难返。五十年代后，随着工业化的大规模展开，重工业的迅猛开展，环境污染问题初见端倪。但这时候污染围仍局限于城市地区，污染的危害程度也较为有限。到了八十年代，随着改革开放和经济的高速开展，我国的环境污染渐呈加剧之势，特别是乡镇企业的异军突起，使环境污染向农村急剧蔓延，同时，生态破坏的围也在扩大。时至今日，环境问题与人口问题一样，成为我国经济和社会开展的两大难题。面对全球性的资源危机，我国的能源状况尤为严峻。虽然我国国土辽阔、矿产丰富，但由于近些年来人们资源意识淡薄、片面追求经济的高速开展而忽略了对矿产的保护与高效

5、率利用，政府措施不得力等诸多因素，我国的资源状况不容乐观，多种矿产开采殆尽、利用率偏低，能源短缺问题日益严重。可以说，中国经济的开展在很大一局部程度上是以牺牲资源与环境为代价的，缺乏可持续性。在未来相当长一段时间里，对中国社会的一切思考和决策都不得不以全球性的人口困境、生态困境和资源困境为背景，不得不考虑人口、生态、资源困境对社会开展的强制约束。人口、资源、环境相关联的人与社会协调、可持续开展，对中国未来的开展具有重要的现实意义。生态自然观的提出，说明人类开场否认现代哲学所强调的人与自然对立的观点，从“反自然的哲学走向人与自然和谐开展的哲学当代生态哲学。这是人类理性的又一次伟大胜利。在这种自然

6、观的指导下，人类师法自然，通过认识和应用自然界的开展规律，在人类生存资料的获取、物质产品的开发生产、消费方式和文化观念等方面顺应自然，与自然界和谐相处，产生了许多新的思想，方法和工具。为了解决环境和资源的问题，人类需要超越现代技术，寻求一种新的技术体系，以实现人类的可持续开展。在此要求下，绿色技术和绿色设计应运而生。所谓“绿色技术，是指能减少污染、降低消耗、治理污染、或改善生态的技术体系。事实绿色技术创新、开展绿色经济成为实现可持续开展、解决环境与资源问题的必然选择。绿色设计就是实现人类自身开展与自然开展的和谐统一的一种设计方法。它既考虑满足人的需求，又注重生态环境的保护与可持续开展的原则，既

7、有利于保护环境，又可以防止资源的浪费，它是一种全新的设计观，它不再被动把环境作为设计过程的约束条件，而是作为设计的切入点，推动生产模式和消费模式的改变，将产品的环境属性问题作为推广产品的一个新的价值点。燃机以其高效、便利的能源利用方式在世界原动力机上占据了绝大局部，被广泛应用于国民经济的各个领域，推动了其他产业的开展，对人类生活和社会开展做出了巨大奉献。无论是飞机、舰艇还是车辆，都离不开它。它所发出的功率占全世界所有动力装备总功率的50%以上，消耗的燃料占石油燃料的60%以上；同时，它也是人类最大的环境污染源之一，它所排放的废气约占工业废气的50%左右。因此，从节约能源和保护环境的角度出发，人

8、们对其性能提出了愈来愈苛刻的要求，既要输出功率大动力性好、比燃料消耗少经济性优，又要符合日益严格的排放法规要求低污染甚至零排放。 近年来我国汽车产量和保有量飞速增加，但石油资源的短缺和汽车尾气排放污染日益严重给汽车工业的进一步开展带来严重的挑战。为此，寻找可以代替石油的清洁能源是燃机技术重要的开展方向。在废气排放和未来能源消耗的预算的根底上，科学家不得不考虑燃机燃料的替代品。大局部的科学家认为氢是最好的替代品。目前，燃机对氢的利用主要表现为两种形式：一种是通过氢的离子化转化成电能，通过燃料电池实现；另一种是通过氢的燃烧从化学能转化成机械能，由燃机实现。燃料电池与传统燃机相比有着明显的优势，表达

9、在：燃料电池的生成物是水，接近于零排放；不受卡诺循环效率的限制，能量转换效率高；燃料电池中没有运动部件，噪声明显低于传统燃机；过载能力强，设计方便。但燃料电池的价格昂贵，根底设施及维护人员缺乏等问题制约了燃料电池的产业化。氢气做为燃机燃料有很多优势:1氢气着火界限很宽，有利于实现稀燃。2.氢在常温下为气态，不需要汽油柴油与空气混合时的雾化过程。3.氢气的自燃温度高。4.氢在理论空燃比时有很高的火焰传播速度氢的扩散能力强，比汽油大许多。5.氢气的燃烧产物是水，可再生且无污染。从经济性、动力性和排放性能来看，氢气是燃机理想的燃料。氢作为燃机上的燃料又有两种形式：一种是将氢作为发动机全部或主要燃料；

10、另一种是添加少量氢到碳氢主燃料中作活化剂。根据大量的试验，发动机燃纯氢也存在一些有待解决的问题。例如:回火、早燃、敲缸和压力上升率过高以及功率下降等问题。对此，各国研究者曾通过各种途径探索解决的方法，如:1.利用稀混合气燃烧；2.废气再循环；3.进气门冷却喷水；4.减小气门重叠角；5.利用液态氢等。这些措施对*一问题虽有一定的作用，但效果还不十分理想，且存在着构造装置复杂，制作操作困难等问题。而且氢的制造本钱高，容易着火爆炸和存储运输不便等问题，目前还难于装机实用。发动机掺烧氢耗氢量少，上述诸问题轻易解决，并能明显降低燃油消耗和减少有害物排放，且发动机构造变动小，是易于实用化的节能、降污有效措

11、施。此外，还有利用发动机低品位的废热排气热和冷却水热，产生含有高品位的氢气来完成热机或制冷循环。许多研究人员已经尝试在电火花点火燃机中以氢作为燃料。在使得功率输出得到一个重大意义的改变的同时也发现一系列亟待解决的问题。燃机在使用氢当作燃料时，会出现回火和爆震现象。这导致燃机使用的燃料中氢所占的比例被限制了在一个较小的围。而且，氢不能单独作为压燃式燃机的燃料，因为压缩后的气体温度无法到达氢自燃的温度。因此当一个压燃式燃机使用氢为唯一燃料的时候需要一个点火源点火。其中最简单的方法为在一个燃机的氢混入柴油或者乙醚当作点火源来使用。在使用混合燃料的燃机中，燃料不是通过柴油的汽化就是通过直接向进气口注入

12、柴油来开场燃烧。主要的能源通过柴油的燃耗获得，其他的局部由氢供应。在这种掺入氢的混合燃料燃机中。氢作用于稀混合气在局部负荷和没有负荷的时候，此时氢使得NO*复原，以此来提高热效率，从而减少燃料的消耗量。研究人员还指出，氢在体积上可以替代柴油的量高达38%，且只有标定的功率的损耗，无热效率的损失。掺入氢的混合燃料燃机，在Masood和Lee等人对高性能的双注射氢燃料发动机研究期间发现：利用电磁缸注射和外部然后喷射技术使得这种燃机的热效率最高到达30%，压缩比最高达24.5。与直接喷射相比，热效率提高约22%，载荷提高了5%。由于一些技术问题没有解决，导致燃机使用的燃料中氢所占的比例被限制了在一个

13、较小的围。而技术研究本质上是一个不断提出问题并解决问题的创造过程，需要经过提出问题，寻求解决问题的方案或解法、实现解法以及验证等各个阶段。从问题的产生和开展来看，人类在改造自然的活动中遇到了各种不同类型的问题，引起人们观念上的向往与预期结果，并结合外部各方面条件，以科学知识为根底，提出恰当的技术问题，进而引导人们围绕问题指向的目标，创造出可以实现目标的种种新兴技术手段，获得前所未有的技术成果。可见，技术问题与人类的目的性活动密切联系，一旦得以解决，就会创造出巨大的经济价值和社会价值。解决技术问题的根本途径是技术的创造和创新，通过创造新事物或新方法来解决完毕已行与未行的矛盾。不同技术形态的技术创

14、造活动各具特色，并没有统一的模式，但一般要经过开展预测，目标设定，效果评估，远离构思，方案设计，方案评价，研制，试验的环节。技术问题的解决重在运用科学原理直接对自然进展改造、变革和利用。技术问题的解决应当遵行自然规律与社会规律相统一的原则、需要性与可行性相统一的原则、技术先进性与经济和理性的统一原则。现代化是世界的开展潮流和主导方向，不同的国家都在以特有的姿态与方式参与其中。我国的社会主义现代化，在世界新的政治、经济格局中、正致力于推动生产力的进步和生产方式的更新，促使整个社会的开展，改革开放以来，我国现代化建立事业取得了举世瞩目的巨大成就，这极大增强了全国各族人民的信心。但是，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段，经济社会开展中还存在着一些不可无视的问题。因此结实树立和落实新的科学开展观至关重要。在未来的开展中，中国现代化的道路必须以科学开展观为指导，坚持经济开展，社会开展和人类全面开展的统一，坚持物质文明，经济文明建立的统一，坚持经济社会开展和人口资源环境的统一。只有逐步减少自然资源的过度消耗和严重的生态环境破坏，逐步缩小区域之间存在的开展差距，逐步提高广阔人民群众的物质生活水平和全社会的科学文化素质，坚持可持续开展战略，中国才能