【正文】 目前，全世界的甲醇生產(chǎn)能力已達3700萬噸/年，2000年全世界甲醇產(chǎn)量達2835萬噸。HCCI燃燒還具有低污染潛力。具有高噴射壓力的柴油機，大型載重車的比燃油消耗率已達150g/kW h，轎車柴油機的比燃油消耗率也能低于205g/kW h。每缸4氣門結構 4氣門結構可增大進排氣流道面積，提高充量系數(shù)，降低泵氣損失；噴油器可以垂直布置于氣缸軸線附近，對油氣混合有利；通過開關兩個進氣道之一可獲得可變的進氣渦流比，拓寬柴油機的高效工作轉速范圍。采用電子技術加大點火能量，提高火花強度并能根據(jù)發(fā)動機工況的要求自動調節(jié)點火提前角，加長火花持續(xù)時間，確保燃燒可靠，尤其在稀薄燃燒時，高能點火能促進火焰核心的形成，提高混合氣的著火性，降低排放，尤其是HC排放，同時也有一定的節(jié)能效果。稀燃極限與噴油時刻關系很大，只有在進氣行程的某一區(qū)間內結束噴油，才能得到理想的稀薄分層混合氣?？梢钥闯?，4氣門結構可以改善發(fā)動機的換氣特性，減少進氣阻力，使進氣和排氣更加平穩(wěn)，可提高汽油機的充氣效率和升功率，因此在相同的功率情況下，多氣門發(fā)動機可以做的更小。我國的能源形勢也不容樂觀，自1993年成為石油進口國后，供需矛盾日益突出，到2000年我國石油進口已超過7000萬噸[2]。減少摩擦損失 例如采用磙子搖臂，可以減少摩擦，提高燃料經(jīng)濟性。（四）我國乘用車的技術水平具體的表現(xiàn)：發(fā)動機方面：微型汽車上采用的大多是二十年前引進的機型改進的，維持單缸2氣門的技術水平；－，大約有一半采用了一些先進的技術，例如多氣門技術，但也有一半車型的技術較差，燃油經(jīng)濟性不好；，大部分新引進的車型技術含量較高，許多采用了多氣門、可變氣門正時技術，但一些老車型卻仍然使用20年前引進的發(fā)動機結構。一般的城市客車采用的發(fā)動機和變速器等主要總成水平較差，其中發(fā)動機的外特性最低油耗率就比世界先進水平差7－15％。我國機動車燃料經(jīng)濟性現(xiàn)狀我國機動車的保有量的構成圖1表示我國各種類型機動車的構成。隨著對環(huán)境污染與能源消耗的進一步關注，在制定排放法規(guī)的同時，應該積極研究推出能源法規(guī)，在能源法規(guī)中應重點是控制燃油經(jīng)濟性，以便促進車輛更新?lián)Q代，達到節(jié)油和環(huán)保的雙重目的。將繼續(xù)汽油C5－C7烯烴深度醚化試驗研究，研究適應于寬餾分醚化的催化劑，繼續(xù)工藝條件考察及催化劑評價試驗，確定催化劑配方及工藝。同時也開發(fā)一些相關的催化助劑，其中包括：高效辛烷值助劑，減少FCC汽油硫含量助劑，提高FCC汽油誘導期的助劑等。但是，油品組成和質量對節(jié)油和環(huán)保的影響有很大影響也是不能忽視的。因此要限制汽油中的苯含量，以減少汽車尾氣中苯對大氣的污染。據(jù)專家分析：發(fā)動機技術進步中，采用稀薄燃燒方式可以提高汽油機的指示熱效率，降低NOx排放。為了滿足節(jié)能與環(huán)保的迫切要求，生產(chǎn)清潔燃料已經(jīng)成為煉油工業(yè)的重要任務。1999年3月10日頒布并于2000年1月1日開始實施GB147611999法規(guī)，(是GB14761的修訂及替代)。一、有害排放物的生成與控制及其各國排放法規(guī)內燃機在燃燒過程中產(chǎn)生有害成分主要為：一氧化碳（CO），碳氫化合物（HC），氮氧化物（NOx）,硫氧化物（SOx）和其它化合物及微粒等。一般汽柴油要占到原油加工量的50%以上?？紤]目前我國的情況和參照國際通常使用的方法，提出《乘用車（M1類）燃料消耗量試驗方法》和《乘用車（M1類）燃料消耗量限值標準》。實施汽車燃料消耗量申報和公布制度實施燃料消耗量的申報和公布制度，可以提高汽車制造業(yè)整體對燃料消耗量的認識，為消費者購買高能源效率車輛提供一個參考依據(jù)。持續(xù)增長的石油消費所帶來的石油進口將嚴重威脅中國的能源安全，并阻礙中國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。標簽上同時還可能包括對用能產(chǎn)品重要特性的說明及其他信息。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽油和柴油的需求量不斷增大。2002年中國原油總供應量為22920，其中國內原油產(chǎn)量16700萬噸，進口原油6941萬噸，原油出口量為721萬噸。日本法規(guī)：日本1968年實施“大氣污染防治法”，1973年采用10種工況測試循環(huán)（熱啟動）。這就要求進一步提高汽車排放控制技術和改善燃油品質，要求開發(fā)更新的排放控制裝置和排放測試裝置。在燃油供應上以汽油為例進行節(jié)油潛力的分析：我國汽油供應的構成中，%，%，%，%。三、環(huán)保與清潔燃料汽柴油燃燒最大的危害是汽車尾氣排放的有害污染物，而且，汽 、柴油的組成對尾氣排放的有害污染物的濃度有一定影響。但是，氧含量也不宜過高，過高容易產(chǎn)生氮氧化物，也影響環(huán)境。為此，實行清潔汽油生產(chǎn)的技術，主要集中一是降低現(xiàn)有FCC汽油中烯烴含量和硫含量；二是增加重整、烷基化和其它醚化產(chǎn)品等高辛烷值汽油組分的產(chǎn)量和建設異構化裝置。烷基化技術 我國共有14套HF酸烷基化和硫酸法烷基化裝置，主要存在環(huán)保、質量和效益問題，開工率還較低，開發(fā)固體酸催化劑成為烷基化技術發(fā)展趨勢。柴油添加劑應用和開發(fā)，正在開發(fā)的有：含流動改進劑的多功能柴油添加劑、柴油清凈劑和十六烷值改進劑。這種石油供求矛盾使我國自1993年成為石油凈進口國以來，進口量逐年增大，尤其是“九五”期間，2000年凈進口量超過6000萬噸，2001年達到7千萬噸，2002年達到了將近8千萬噸。但是美國汽車偏于大的重量。（二）農用車 農用車一般采用單缸柴油機，也有少量的四輪農用車采用多缸機，目前這些發(fā)動機的外特性最低油耗率比國外類似產(chǎn)品高6－10%。提高汽車燃料經(jīng)濟性的新技術 （1）發(fā)動機技術多氣門技術多氣門技術可以大大提高發(fā)動機的充氣效率，減少泵氣損失，從而提高燃料經(jīng)濟大約3－5％。這個數(shù)據(jù)是許多研究報告中提到的，也征詢了許多汽車行業(yè)的專家。優(yōu)化燃燒室結構主要體現(xiàn)在：（1）盡量縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，提高抗爆性能；（2）優(yōu)化燃燒室?guī)缀涡螤钜蕴岣叻艧崴俣?；?）合理布置火花塞，提高抗爆性能；（4）有足夠的進排氣門流通截面。另外，稀燃發(fā)動機一般不受爆震極限的限制，可采用高壓縮比。如均質燃燒與可變氣門定時相結合，其燃油消耗量可與分層燃燒相當。如果不發(fā)生爆震了，ECU就提前點火時間，這樣就能提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。高壓燃油噴射系統(tǒng) 柴油機要盡快實現(xiàn)油氣均勻混合，以保證燃燒迅速、完全，除了必要的空氣流動外，燃油霧化質量至關重要。HCCI發(fā)動機燃燒熱效率接近Otto循環(huán)，其主要原因是 [12]：（1）節(jié)流損失小 HCCI發(fā)動機對負荷的控制是通過調節(jié)燃油噴射量、改變空燃比來實現(xiàn)的，因此節(jié)氣門的節(jié)流損失小。目前，國際上燃料乙醇的總產(chǎn)量約為2400萬噸，巴西是世界上最大的乙醇生產(chǎn)國之一，2000年乙醇產(chǎn)量達到1031萬噸，其主要生產(chǎn)原料是甘蔗。1990年，美國國會通過空氣清凈法（修正案），為改善城市空氣質量，開始實施含氧及新配方汽油計劃，要求在汽油中添加含氧量≯%（m/m）的含。乙醇主要用作溶劑，也用于制染料、涂料、合成橡膠、醫(yī)藥、洗滌劑、化妝品等。HCCI燃燒方式與柴油機的不同點在于：柴油機在著火時刻燃油還沒有完全蒸發(fā)混合，進行的是以擴散燃燒方式主的燃燒，燃燒過程主要受燃油蒸發(fā)速率及其與空氣的混合速率的控制。只有電控可變幾何截面或可變噴嘴渦輪增壓器，才能根據(jù)發(fā)動機的工況要求，適時調節(jié)渦輪噴嘴截面積以達到所需的增壓壓力，實現(xiàn)從低速到高速全工況的優(yōu)化，使柴油機的性能得到很大提高， MPa平坦的平均有效壓力。電子控制技術的使用，使得發(fā)動機噴射策略、點火時刻、抗爆震等能瞬時可調、可控。分層燃燒缸內直噴汽油機的空燃比稀限已提高到40以上。稀薄燃燒 稀燃就是發(fā)動機在大于理論空燃比的情況下燃燒。圖1 氣門及氣道布置對進氣流量與進氣渦流的影響優(yōu)化燃燒室結構 緊湊的燃燒室形狀可以改善缸內氣體流動，加速油氣的混合，提高燃燒速度，減少循環(huán)波動，這不但能降低CO和HC 排放，而且能提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。新技術的采用會降低燃油消耗，但也會增加零售價格，由此導致消費者的燃油花費支出減少，要與零售價的增加在一定時間內相抵消，而且抵消的時間是消費者可以接受的，這樣，消費者在購買汽車的時候，就不會抵制購買技術高、油耗低的汽車。新技術是主要的手段 要提高新車的燃料經(jīng)濟性，根本的辦法就是采用先進的技術。我國還有少量中型載貨汽車采用汽油發(fā)動機，而國外卡車已經(jīng)基本上不使用汽油機。但是，也有一些車輛的油耗水平與歐洲相當，這是因為我國許多新開發(fā)的車輛技術與國外同步，所以汽車的油耗水平也比較接近。一、前言目前，我國能源消費已居世界第二位。以高硫直餾柴油和高硫、高氮、高芳烴催化柴油為原料的柴油中低壓條件下深度脫硫、脫芳技術。在重整原料的開發(fā)上，應創(chuàng)造條件，引入一些輕質原油或將二次加工的適合重整的原料進行精制后進重整是必要的。這樣一個汽油結構特點，是汽油組分中硫、烯烴含量都比較高。降低汽油的硫含量，就可減少SOx的量，從而減少對人類的危害。由于把燃油直接噴射到氣缸內及采用先進的電控技術，可在稀薄混合狀況下燃燒，因此可大大降低油耗，可降低油耗約6～8%，使功率提高20%～30%。規(guī)劃使轎車的百公里平均油耗從70年代末的14升下降為目前的7升。他們在前一階段的基礎上，削減了一半的污染排放量。歐洲法規(guī)：它是由若干等加速、等減速、等速和怠速工況組成。屆時我國汽車保有量為1803和1950萬輛，我國全社會汽柴產(chǎn)品生產(chǎn)和消費以及汽車保有量情況（詳見表121）。而且，在能源法規(guī)中重點是控制燃油經(jīng)濟性，以便促進車輛更新?lián)Q代，達到節(jié)油和環(huán)保的雙重目的。美國和日本都是基于法律、法規(guī)來制定和實施申報和公布制度的。2000年，是位列美國（）和日本（）之后的第三大石油消費國。施燃料消耗量的申報和公布制度多數(shù)國家是和汽車產(chǎn)品的型式認證結合進行。GB/T 192332003輕型汽車燃料消耗量試驗方法；參照采用ECE R101/02全部技術內容；適用范圍：以點燃式發(fā)動機或壓燃式發(fā)動機為動力，最大設計車速大于或等于50km/h的M1類車輛，；在進行GB ，用碳平衡法計算得到燃料消耗量；GB/T 19233 試驗運轉循環(huán)（歐Ⅰ和歐Ⅱ）： 2008年可能實施的試驗運轉循環(huán)（歐Ⅲ和歐Ⅳ的試驗運轉循環(huán)）： GB/T ；試驗內容 ：模擬城市工況循環(huán)燃料消耗量試驗；90km/h等速行駛燃料消耗量試驗；120km/h等速行駛燃料消耗量試驗； GB/T 。高速增長的石油需求給石油開采和煉制工業(yè)帶來壓力，國內原油資源缺乏，90年代以來，原油產(chǎn)量年均增長僅為250多萬噸左右。不清潔的燃料產(chǎn)生的污染物一定較高，所以各國都在研究清潔燃料的生產(chǎn)問題，控制污染物的源頭是當前的一種趨勢，主要控制油品中的硫含量、苯含量、烯烴和芳烴等，并且適當增氧來改善燃燒條件。從污染物治理進程上看，美國達到歐Ⅰ標準用了10年，又持續(xù)了10年達到歐Ⅱ標準；歐洲歐Ⅰ標準用了16年，持續(xù)了4年達到歐Ⅱ標準；我國歐Ⅰ標準用了10年，計劃持續(xù)了4年達到歐Ⅱ標準。 比如美國聯(lián)邦出臺的能源法規(guī)：規(guī)定了汽車燃油經(jīng)濟性要求，1975年為每加侖行駛13英里，使得汽車工業(yè)的產(chǎn)生巨大技術進步，燃料消耗大幅度降低。1984年，日本本田汽車公司首次推出稀薄燃燒發(fā)動機，其空燃比為22:1，可大幅度降低油耗，同時可有效降低CO、HC排放。另外，芳烴在光反應作用下產(chǎn)生臭氧，即可刺激粘液膜，促使中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，引起支氣管和肺組織的病變。油品質量的發(fā)展思路主要是控制硫、苯含量，大幅度降低芳烴和烯烴含量，縮小餾分范圍和提高抗爆級別。 一般來講：降烯烴的方法和作用中，催化劑貢獻占三分之一，催化工藝過程優(yōu)化的貢獻占三分之二，加強工藝過程的研究是十分重要的，應引起大家的重視。該試驗表明，采用組合工藝醚化物的收率較單獨醚化工藝有較大幅度提高。我國強調加強環(huán)保意識、嚴格尾氣排放標準利國利民，石油煉制單位應加強油品的雜質處理，合理調整汽油、柴油組分，提供優(yōu)質油品。注：。大中型客車的油耗采用等速百公里油耗表示，而各種型號車輛公布的最經(jīng)濟油耗對應車速也不見得一樣，所以整車油耗不容易作比較。變速器方面：我國許多微型汽車實際上采用的是只有4個前進檔的手動變速器或3個前進檔的自動變速器，大致比國外汽車少一個前進檔，造成燃油經(jīng)濟性較差；國外有些車型已經(jīng)采用6檔手動變速器或5檔自動變速器，而我國很少。CVT技術 CVT變速器就是能連續(xù)變速的變速器，即無級變速器，它有可能使發(fā)動機有更多的機會工作在最佳的區(qū)域，從而提高汽車的燃料經(jīng)濟性。大量進口石油勢必影響國家外匯平衡和能源特別是石油供應的安全。目前，4氣門已成為發(fā)動機技術的主要趨勢，4氣門發(fā)動機已在日本中高級轎車得到了廣泛應用。與理論空燃比加三元催化器的發(fā)動機相比，燃油經(jīng)濟性提高了12%。汽油機噴油策略 早期設計的單點噴射或節(jié)氣門體噴射，是在進氣歧管前的一個節(jié)氣門處用一個噴油器噴射，不能使燃油均勻、及時地進入各氣缸，已被多點噴射所代替。但現(xiàn)代轎車柴油機，即使缸徑小到7080 mm，也希望采用這種結構。除此之外，減少活塞環(huán)張力、優(yōu)化活塞裙部或其承載面、減少氣缸套扭曲變形，減少運動件的摩擦，能改善發(fā)動機的經(jīng)濟性2%，用滾動凸輪挺柱替代滑動挺柱，可改善燃油經(jīng)濟性2%[4]；利用電子或液壓驅動器關閉某些氣缸的進排氣門，使其不工作，可減少發(fā)動機的燃油消耗710%[4]。但HCCI燃燒方式燃燒峰值壓力高、可運轉范圍狹窄、燃燒控制比較困難，因此，完全意義上的HCCI發(fā)動機投入使用的時間很難預測，但采用多種燃燒模式相結合的發(fā)動機可以較快投入使用，在起動和大負荷時使用點燃或壓燃，在中低負荷時轉換為HCCI燃燒方式，使發(fā)動機在中低負荷有良好的經(jīng)濟性和較低的排放。1908年，美國人Henry Ford設計并制造了世界上第一臺使用純乙醇的汽車；30年代乙醇在美國第一次和汽油混合用于汽車燃料；同期，在德國、法國、巴西和新西蘭等國也開始了乙醇/汽油混合燃料的應用。目前，國際上甲醇主要由天然氣（目前約占世界78％）、重油（占10％）、石腦油（占7％）、液化石油氣（占3％）、煤炭（占2％）生產(chǎn)，我國甲醇主要是以煤炭為原料生產(chǎn)的。（3）燃燒持