【文章內(nèi)容簡介】 6 當(dāng)前國內(nèi)氣體燃料客車的基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)尚不完善，用戶對氣體發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)也還感覺到神秘，并對國產(chǎn)電控氣體發(fā)動(dòng)機(jī)持懷疑的態(tài)度。以北京、上海為代表的發(fā)達(dá)城市，主要還是采用進(jìn)口的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)。近年來，國產(chǎn)氣體發(fā)動(dòng)機(jī)不僅在配套的功率范圍上實(shí)現(xiàn)了拓寬 ，而且在配套領(lǐng)域也有突破，運(yùn)行過程中的故障報(bào)修率也大大降低。以上柴、玉柴、濰柴等為代表的國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)廠不斷研制出新技術(shù)和新機(jī)型，代表了中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的技術(shù)實(shí)力，也代表了中國未來動(dòng)力的發(fā)展方向。 此外，氣體燃料大客車的發(fā)展對于降低排氣污染、節(jié)約石油資源有著重要的意義，我國較為豐富的天然氣和液化石油氣資源也為氣體燃料大客車的推廣應(yīng)用提供了有力的能源保障，且氣體燃料的使用成本相對于日漸上揚(yáng)的油價(jià)明顯具有競爭力，應(yīng)該為更多客車用戶所接受。氣體發(fā)動(dòng)機(jī)是 21 世紀(jì)的一種新型、綠色動(dòng)力，未來城市必將由于它的出現(xiàn)而面貌煥然。高 效率、低污染的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)與生產(chǎn)，將是中國乃至世界的客車行業(yè)未來共同努力的方向。 汽車代用燃料的發(fā)展方向及應(yīng)用前景 7 第 3 章 醇類代用燃料 由于醇類燃料屬于液體燃料，所以它對發(fā)動(dòng)機(jī)的改造不大，由于其熱值比汽油的要低，所以其作為燃料主要與汽油或別的燃料混合使用。當(dāng) 乙醇摻入量小于 10%時(shí)，對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)、點(diǎn)系統(tǒng)及壓縮比不必做任何調(diào)整，應(yīng)適當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比，加大化油器主量孔尺寸及點(diǎn)火提前角，使燃用乙醇的汽油機(jī)的功率接近原機(jī)水平。 乙醇 乙醇（ CH 3 CH 2 OH），俗稱酒精，是一種 無色透明、易揮發(fā)、易 燃液體，它的熱值較低；蒸發(fā)潛熱較高；乙醇的抗爆性能好，含氧量高 ,它以玉米、小麥、薯類，甘庶等農(nóng)作物為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成，也可以由乙烯水制成。是基本有機(jī)化工原料之一，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。 所謂車用乙醇汽油，就是把變性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成的一種汽車燃料。這項(xiàng)技術(shù)在國外已十分成熟。目前，國外使用車用乙醇汽油的國家主要是美國和巴西，其中巴西是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)及應(yīng)用國 。 乙醇燃料的性能特點(diǎn) 乙醇作為汽車代用燃料的主要 優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）辛烷值高、抗暴性能好，乙醇的研究法辛烷值達(dá)到 111，馬達(dá)法辛烷值為91。添加乙醇可以較為有效地提高汽油的抗爆性，有關(guān)研究結(jié)果顯示，國內(nèi)典型催化裂化汽油（ RON 為 ）中添加 10%（體積）乙醇后，其 RON 提高 個(gè)單位， MON 增加 個(gè)單位。乙醇對烷類汽油組分（烷基化油、輕石腦油）辛烷值調(diào)合效應(yīng)好于烯烴汽油組分（催化裂分汽油）和芳烴類汽油組分（催化重整汽油）。 （ 2）乙醇含氧高達(dá) %，乙醇可以較 MTBE 更少的添加量加入汽油中（美國含氧化汽油中通常需添加 %乙醇，新 配方汽油通常乙醇添加量為 %。汽油中添加%乙醇氧含量達(dá)到 %，如添加 10%乙醇，氧含量可以達(dá)到 %。 （ 3）通過添加乙醇或其它含氧化物，并改變汽油組成，美國新配方汽油可以有效降低汽車尾氣排放，美國汽車 /油料（ AQIRP）的研究報(bào)表明：使用含 6%乙醇的加州新配方汽油，與常規(guī)汽油相比， HC 排放降低 1027%， CO 排放減少 2128%， NOx 排汽車代用燃料的發(fā)展方向及應(yīng)用前景 8 放減少 716%，有毒氣體排放降低 932%； AQIRP 的研究結(jié)果還表明，使用 E85（ 85% 乙醇 +15%汽油的混合燃 料），而不改變其他條件，與常規(guī)汽油相比， HC 排放可以降低 5%， NOX 排放減少 40%， CO 增加約 7%。國內(nèi)研究結(jié)果表明，燃用 E15 和 E25 時(shí)，HC 含量比燃用汽油分別下降 % 和 30%， CO 排放分別減少 30%和 47%。 （ 4）乙醇的資源豐富，生產(chǎn)技術(shù)成熟，以一定的比例摻混到車用燃料中，能夠充分利用現(xiàn)有的燃料儲(chǔ)運(yùn)、分配和銷售系統(tǒng)；當(dāng)乙醇摻混比例小于 10%時(shí)，無須對汽車無需作大的改動(dòng)。 乙醇作為車用燃料的缺點(diǎn) ： （ 1）乙醇的熱值為 （ ）要低 ，因此，使用乙醇汽油后，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗隨著乙醇摻入量增加而增加，有資料報(bào)道，使用含10%乙醇的混合汽油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗約增加 5%。在相同辛烷值的前提下，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能也有不同程度的下降。 （ 2）乙醇的汽化潛熱大，理論空燃比下的蒸發(fā)溫度下降大于常規(guī)汽油，汽化潛熱大會(huì)導(dǎo)致汽車動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性下降，在低溫條件下，乙醇汽油不易起動(dòng)，另氣化潛熱大使化油器中形成的燃?xì)饣旌媳鹊停ㄒ掖伎杖急葍H為 9），比汽油正常燃燒所需要的理論空燃比 15 低的多，影響混合氣的形成及燃燒速度，使汽車驅(qū)動(dòng)性能下降，影響最大的功率的發(fā)揮，不利于 汽車的加速性。 （ 3）乙醇本身的飽和蒸氣壓為 18kPa，但研究表明，乙醇調(diào)入汽油后，會(huì)產(chǎn)生明顯的蒸氣壓調(diào)合效應(yīng)，當(dāng)乙醇添加量為 % 時(shí)，乙醇汽油的調(diào)合蒸氣壓隨乙醇添加量增加而提高，最高達(dá) 58kPa；當(dāng)乙醇添加量大于 %時(shí)，乙醇汽油調(diào)入蒸氣壓隨乙醇添加量增加逐漸降低。 （ 4）當(dāng)乙醇添加到柴油中，乙醇柴油的閃點(diǎn)、十六烷值下降比較明顯。 乙醇燃料汽車的應(yīng)用及前景 2021 年 9 月 2021 年 6 月，根據(jù)國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)的重要批示和國家經(jīng)貿(mào)委的統(tǒng)一的部署，中國石化股份公司石油化工科學(xué)研究院開 展了燃料乙醇作為汽油調(diào)合組分的可行性試驗(yàn)研究，分別進(jìn)行了車用乙醇汽油調(diào)合特性及配方的實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)試生產(chǎn)；車用乙醇汽油水分特性及儲(chǔ)存、材料相容性實(shí)驗(yàn)室研究；金屬腐蝕抑制劑的研制開發(fā)；車用乙醇汽油行車試驗(yàn)研究；車用乙醇汽油國家標(biāo)準(zhǔn)的制定等主要研究工作。汽車代用燃料的發(fā)展方向及應(yīng)用前景 9 根據(jù)項(xiàng)目研究結(jié)果， 2021 年 4 月，分別制定出了車用乙醇汽油及變性燃料乙醇國家標(biāo)準(zhǔn)。 中國石化、中國石油分別與 2021 年 6 月在河南、黑龍江兩省的鄭州、南陽、洛陽、哈爾濱、肇東五市開始車用乙醇汽油試銷售，截止到 10 月 7 日，河南省已銷售E10 93 號車用乙醇汽油 650 噸。在河南、黑龍江兩省推廣試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)全國統(tǒng)一立法，明年國家將逐步擴(kuò)大車用乙醇汽油的推廣范圍。河南 20 萬噸、黑龍江 20 萬噸燃料乙醇生產(chǎn)廠已完成改造，吉林 60 萬噸、安徽 30 萬噸的燃料乙醇生產(chǎn)廠建設(shè)項(xiàng)目已通過國家計(jì)委批準(zhǔn)，正在建設(shè)中。我國推廣使用車用乙醇汽油勢在必行，前景良好。 甲醇 甲醇是一種無色、易揮發(fā)、易燃、有毒液體，易受氧化或脫氫而成甲醛，不易與烴類互溶，它的熱值低，蒸發(fā)潛熱較高，甲醇的抗爆性能好，除此之外， 甲醇在少量水分 存在的情況下還容易產(chǎn)生相分離。 甲醇具有很高的含氧量，使用甲醇汽油可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，減少汽車一氧化碳 C0 及碳?xì)浠衔?HC 的排放，而未燃燒的甲醇及醛類排放則較普通汽油有明顯增加。 甲醇的生產(chǎn)方法主要是合成法 ， 在生產(chǎn)過程中一般會(huì)含有酸性物質(zhì)，而且甲醇本身的吸水性使之在貯存過程中含有少量水分，同時(shí)受到空氣的氧化或細(xì)菌發(fā)酵也會(huì)產(chǎn)生少量的有機(jī)酸，以及， 甲醇燃燒后產(chǎn)生的甲醛、甲酸等，都會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕和磨損影響。 甲醇燃料的性能特點(diǎn) 甲 醇作為汽車代用燃料的主要優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）辛烷值高， 能顯著提高燃料的混合辛烷值，增強(qiáng)抗爆性能，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 （ 2）甲醇是高含氧量物質(zhì)，它在氣缸內(nèi)完全燃燒時(shí)所需要的過量空氣系數(shù)可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于燃用汽油時(shí)所要求的值，燃燒更為充分。 （ 3）揮發(fā)性好，有利于與空氣的混和。甲醇汽油的可燃界限寬，燃燒速度快，可以實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，對排氣凈化及降低油耗有利。 汽車代用燃料的發(fā)展方向及應(yīng)用前景 10 （ 4）可顯著降低尾氣排放。甲醇具有很高的氧含量，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用甲醇汽油燃燒更加完全，且提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，因此可減少汽車常規(guī)運(yùn)行時(shí)尾氣中一氧化碳和碳?xì)浠衔铮?CH）等廢 氣排放。 （ 5）在高油價(jià)、低甲醇價(jià)格情況下，經(jīng)濟(jì)上甲醇燃料占有很大優(yōu)勢。 甲醇作為汽車代用燃料的主要缺 點(diǎn) ： （ 1）甲醇吸濕性強(qiáng)，與汽油互溶性差，會(huì)造成混合燃料的穩(wěn)定性、遇水分層問題； （ 2）甲醇凈熱值不到常規(guī)汽油一半，甲醇燃料著火性差、低溫啟動(dòng)性差，會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)困難； （ 3）甲醇對各種金屬均有嚴(yán)重腐蝕，造成發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕及磨損問題，純燒甲醇需要對