【正文】 汽車能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展汽車清潔代用燃料，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效、低污染的燃燒，以控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放對(duì)我國城市大氣質(zhì)量帶來的日趨嚴(yán)重的影響，這些已成為我國能源與環(huán)境研究中的一個(gè)十分重大和緊迫的研究課題。 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? 一、汽車代用燃料的各項(xiàng)指標(biāo) ? 能夠代替汽油或柴油作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，必須符合下列幾點(diǎn)要求 : ? 、能量大，攜帶少量燃料就能有足夠的續(xù)航里程。 ? ，無毒或低毒，對(duì)環(huán)境沒有污染。 ? ，容易制取，最好能與現(xiàn)有汽車的供油系統(tǒng)兼容，或只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的改裝即可使用。價(jià)格便宜，儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用方便。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? 二、主要汽車代用燃料及代用汽車 ? (NG)和液化石油氣 (LPG) ? 天然氣 (NG)和液化石油氣 (LPG)由于具有低的污染物排放被認(rèn)為是內(nèi)燃機(jī)較理想的代用燃料，已經(jīng)被成功地應(yīng)用于汽油機(jī)。作為車用燃料LPG的主要成分是丙烷、丁烷和少量烯烴和戊烷。 LPG辛烷值較高，燃料成本比酒精、汽油、柴油等便宜， C0, NO二等有害排放量低于汽油排放，基本上消除黑煙和顆粒物 (PM)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作噪聲低。天然氣的主要成分是甲烷 (一般為 83%99%)及少量其他烴類和 COz等，它具有較高的辛烷值，抗爆性能好，與汽油相比，燃燒更完全。天然氣憑借其良好的排放特性及豐富的儲(chǔ)量而成為各種代用燃料汽車的首選。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? ? 醇類燃料具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點(diǎn)。醇類燃料自身含氧，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中可提高氧燃比 。CO和 HC的排放較汽油和柴油低，幾乎無碳煙排放。另外，由于汽化潛熱大，可降低進(jìn)氣溫度，提高充氣效率，使最高燃燒溫度低，發(fā)動(dòng)機(jī)的 NOx排放較低。 ? 醇類燃料主要包括甲醇和乙醇。 ? (1)甲醇甲醇燃料會(huì)產(chǎn)生有毒的醛類，甲醇對(duì)人體毒性較大，它對(duì)金屬有腐蝕作用，對(duì)橡膠皮革有溶脹作用，會(huì)使塑料提早老化，這些缺點(diǎn)使甲醇在實(shí)際應(yīng)用中受到了較大限制。 ? (2)乙醇乙醇燃料以摻燒或純燒方式已成功地用于汽油機(jī)上，但乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用要遠(yuǎn)遜于汽油機(jī)上，其主要原因是柴油與乙醇不能互溶，摻燒困難，此外乙醇燃料十六烷值低，在柴油機(jī)上需用柴油引燃或點(diǎn)火塞點(diǎn)燃，要對(duì)燃燒系統(tǒng)做較大改動(dòng)。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? 甲醇可由一氧化碳和氫氣合成制得，因此它可從煤、天然氣等中制取。乙醇可利用發(fā)酵的方法，從甘蔗、玉米、薯類等農(nóng)作物及木質(zhì)纖維素中提取，這些原料不僅儲(chǔ)量大，而且大都可再生，是一種可再生能源。但是乙醇制取能耗較大、成本較高，約為汽油的兩倍，需在生產(chǎn)技術(shù)上尋求突破，降低能耗和成本，從而才能使乙醇燃料具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? ? 生物燃料是指從農(nóng)作物或動(dòng)物的脂肪中提取的可再生燃料。地球變暖已引起世界各國的關(guān)注，人們正在開發(fā)來源廣泛的生物能源，目前已研制成功并投入使用的植物油型燃料有菜籽油、棉籽油、棕桐油、豆油、甲醇醋混合油等。將植物油和動(dòng)物脂肪與酒精反應(yīng)，脫去甘油三酸醋轉(zhuǎn)變成甲醋或乙基醋之后就可以在柴油機(jī)上使用這些醋類物“生物柴油”?！吧锊裼汀敝械母谎蹩梢约涌烊紵俣?，減少 C0, HC和微粒排放。一般的醋化燃料十六烷值較高，燃料的性質(zhì)與輕柴油接近，但發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)金屬會(huì)受到甲醋的腐蝕。生物燃料是一種可再生能源，特別是植物在生產(chǎn)過程中會(huì)吸收大氣中的 CO2，有助于減輕地球溫室效應(yīng)。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? ? 二甲醚 ( Dimethylether)，簡(jiǎn)稱 DME，是一種含氧燃料。二甲醚具有無毒性，常溫常壓下為氣態(tài)，常溫時(shí)可在 5個(gè)大氣壓下液化，與液化石油氣具有相似的物理性。二甲醚無 CC鏈，其十六烷值大于 55，具有優(yōu)良的壓燃性，非常適合于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)的代用燃料。國內(nèi)外相關(guān)研究表明燃用二甲醚燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，在對(duì)原柴油機(jī)的燃油系統(tǒng)進(jìn)行必要改造即在保持原柴油機(jī)高熱效率前提下，可使氮氧化物大幅度降低，碳煙排放為零，且沒有加速煙度，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲可降低10 dB ( A)左右。使發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物、微粒、一氧化碳、非甲烷碳?xì)浜腿╊愑泻ε欧啪哂羞_(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的潛力，顯示了二甲醚燃料可十分理想地作為潔凈代用燃料，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)汽車高效率、低噪聲、超低排放的前景。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? 二甲醚燃料的制取可以煤、天然氣、生物有機(jī)物等為原料產(chǎn)生合成氣、一氧化碳、二氧化碳和氫氣，然后通過二步法先制得甲醇，進(jìn)一步脫水制成二甲醚。近年來國外已成功開發(fā)出了以天然氣為原料產(chǎn)生合成氣，由合成氣一步法高效制備二甲醚的工藝，大大降低了二甲醚的生產(chǎn)成本。 ? (H2) ? 氫氣在地球上的蘊(yùn)藏量極為豐富。 H:主要用作宇宙飛船、航天飛機(jī)的燃料，現(xiàn)也逐漸應(yīng)用在汽車上。燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)可在空氣過量系數(shù)較大的范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒，點(diǎn)火能量低，不到汽油最低點(diǎn)火能量的 1/10，且氫燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，低溫下易啟?dòng)。汽油車較易改成氫能車，其排放物主要是 H20, N2, 02和少量 NOx。但 H:的缺點(diǎn)為沸點(diǎn)低 (約 253 ℃ )，它以液態(tài)方式儲(chǔ)存時(shí)成本高，易受外部溫度影響而蒸發(fā)，不適宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存，還有易爆炸、回火、早燃等問題尚待解決。若成本及儲(chǔ)存等問題解決，那么 HZ則有可能批量使用。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? ? (1)復(fù)式動(dòng)力汽車國外研制的液 (氣 )壓蓄能復(fù)式動(dòng)力客車，利用汽車制動(dòng)時(shí)蓄能、加速時(shí)釋能的原理，使此類車比柴油車排放的 NOx降低%,黑煙減少 20%。若發(fā)動(dòng)機(jī)為燃用甲醇的直噴式柴油機(jī)， NO二可減少 50%。使用 LPG柴油機(jī)，黑煙可減少 40%。但此類車需增加一定的設(shè)備，質(zhì)量亦較大，成本相對(duì)較高，工作時(shí)噪聲大。 ? (2)電動(dòng)汽車 (EV) EV作為“零排放”汽車，已成為當(dāng)前汽車行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車本身并不排放 C0, N0x、 CO2和其他有害氣體，但電能制造方法可造成環(huán)境污染，若電能取之于非化石燃料 (如太陽能、核能、風(fēng)能 )，則也無氣體排放。 上一頁 下一頁 返回 任務(wù)四 汽車代用燃料 ? 當(dāng)前影響電動(dòng)汽車發(fā)展的主要問題是電池，已開發(fā)的電動(dòng)汽車蓄電池類型有鎳氫電池、鎳鋅電池、鈉硫電池和燃料電池，目前還尚未開發(fā)出一種能規(guī)模應(yīng)用、容量高、充電次數(shù)多且價(jià)格便宜的蓄電池。 ? 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)開發(fā)出越來越多的汽車代用燃料以及代用汽車，以降低汽車能源消耗和對(duì)環(huán)境的污染，使得人們?cè)谙硎芷噹肀憷耐瑫r(shí)，減少或消除汽車給環(huán)境帶來的危害。 上一頁 返回 表 11 汽油機(jī)可能啟動(dòng)的最低氣溫和 10%餾出溫度 返回 表 12 汽油不產(chǎn)生氣阻的最大飽和蒸汽壓與氣溫的關(guān)系 返回 表 13 車用汽油 (II)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 (下頁續(xù) ) 返回 表 13 車用汽油 (II)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 (下頁續(xù) ) 返回 表 13 車用汽油 (II)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 返回 表 14 車用汽油 (l)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 (下頁續(xù) ) 返回 表 14 車用汽油 (l)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 (下頁續(xù) ) 返回 表 14 車用汽油 (l)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 (下頁續(xù) ) 返回 表 14 車用汽油 (l)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 返回