【正文】 看是使用醇類燃料與汽油摻混使用，摻混比例在 5％～ 15％以下時(shí)可不更改發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，已經(jīng)正式投放市場(chǎng)。與汽油相比，醇類燃料具有較高的輸出效率，能耗梁折合油耗量較低，由于燃燒充分，有害氣體排放較少，屬于清潔能源。 （三） 汽車使用醇燃料的技術(shù) 醇類燃料汽車【 methanol and alcoholpowered automobile】利用醇類燃料做能源驅(qū)動(dòng)的汽車。8）著火界限。 6）汽化潛熱。 4）辛烷值。 2）熱值。甲醇燃燒時(shí)不易看到火焰，并且有較寬的著火界限，閃電較高，因此注意防火及爆炸危險(xiǎn)。甲醇是一種溶劑，在燃燒油系中對(duì)某些零件表面及金屬有溶蝕作用，對(duì)一些橡膠件有脹大作用。 （ 2）醇燃料的性質(zhì)。 （ 1）醇燃料生產(chǎn)的簡(jiǎn)介 甲醇（木精），生產(chǎn)甲醇的原料有煤、木柴、天然石油氣，有選擇的城市垃圾及近幾年正在研究中的海藻，凡是可以得到 CO 及 H2的原料都可以合成甲醇。（ 3）燃料的儲(chǔ)存性能。 清潔燃料汽車的性能 （ 1）汽車的動(dòng)力性能及比油耗。 (7)現(xiàn)有汽車及相關(guān)零部件生產(chǎn)廠家能夠適應(yīng)在改動(dòng)生產(chǎn)線及投資方面的要求。 (5)能量密度較高 ,儲(chǔ)存運(yùn)輸較方便 ,毒性及安全防火方面的性質(zhì)是能接受的。 (3)用戶能方便地獲得燃料，變動(dòng)不大就能使用現(xiàn)有供油網(wǎng)點(diǎn)，或者建設(shè)加油站、零配件供應(yīng)及維修等基礎(chǔ)設(shè)施的投資規(guī)模是可行的。在汽油、柴油供應(yīng)還充裕的情況下，在汽車初始價(jià)格、汽車性能、燃料成本、使用維修費(fèi)用等綜合經(jīng)濟(jì)效益方面，能與汽油、柴油競(jìng)爭(zhēng)。 對(duì)清潔燃料的要求及基本比較 能成為商品化的、汽車用的清潔燃料需滿足以下要求。少數(shù)國(guó)家也在部分使用電動(dòng)汽車，以便積累經(jīng)驗(yàn)，研究改進(jìn)。 為了實(shí)現(xiàn)汽車零排放的目的，也積極研究開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車。 加利福尼亞州制定的法規(guī)有： ① 1988年清潔空氣法規(guī)； ② 1990年空氣質(zhì)量管理計(jì)劃及標(biāo)準(zhǔn)； ③有關(guān)清潔燃料及清潔燃料汽車銷售的規(guī)定； ④ 1991年南海岸空氣質(zhì)量管理計(jì)劃以及有關(guān)清潔燃料汽車零部件材料的規(guī)定； ⑤關(guān)于汽車過(guò)渡低排放、低排放、超低排放以及零排放法規(guī)、各種清潔燃料汽車使用及示范計(jì)劃等。 一些國(guó)家制定和執(zhí)行了許多有關(guān)保護(hù)環(huán)境、開(kāi)發(fā)研究清潔燃料汽車的法律、法規(guī)及計(jì)劃。 （一） 總論 開(kāi)發(fā)清潔燃料汽車的意義 ： 清潔燃料的研究、開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用的規(guī)模日益擴(kuò)大，這是基于以下考慮： (1)各國(guó)能源情況不一，為了減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴，需要充分運(yùn)用本國(guó)資源，或者使汽車燃料多樣化； (2)現(xiàn)有汽車使用汽油及柴油時(shí)，尾氣中有害排放物高，尤其是能形成臭氧及光化學(xué)煙霧的氮氧化物及有機(jī)烴類物質(zhì)，具有致癌潛在可能的有機(jī)烴類及能形成溫室效應(yīng)的二氧化碳及甲醛等，對(duì)大氣、人類健康及生態(tài)環(huán)境等的威脅很大，所以必須開(kāi)發(fā)、應(yīng)用清潔燃料降低汽車有害排放物 ； (3)從長(zhǎng)遠(yuǎn)著想，一方面石油也是重要的化工原料，另一方面礦藏石油資源終究會(huì)日益減少，所以需要為汽車等移動(dòng)工具尋找新的能源； (4)石油是戰(zhàn)略物資，汽車能使用多種燃料，可以提高國(guó)防實(shí)力。有助于降低汽車排放的代用燃料較多，如醇燃料、二甲基醚、氣體燃料、氫氣及生物燃料等。（ 3）摻氫對(duì)排放的影響：柴油機(jī)摻氫后，中低負(fù)荷時(shí) NOX 排放濃度有所降低，而在高負(fù)荷時(shí)相反，其高負(fù)荷時(shí)，滯燃期縮短，燃燒始點(diǎn)提前，燃燒速度加快。（ 1）摻氫可以提高功率。其原因在于：柴油機(jī)熱效率高，轉(zhuǎn)矩特性好，沒(méi)有汽油機(jī)的節(jié)氣門的氣流影響，容易實(shí)現(xiàn)增壓以及應(yīng)用廣泛等。（ 5）燃燒室的改進(jìn)。 8 （ 3）提高容積效率。 提高雙燃料汽車性能的措施 ：（ 1）提高壓縮比。（ 5）蒸發(fā)減壓器的溫度。（ 3）壓縮比。 影響雙燃料汽車性能的因素 ：（ 1） 燃?xì)獾慕M分及品質(zhì)，燃?xì)馑慕M分及比例不同必然影響其混合氣熱值 及辛烷值。 （三）雙燃料汽車及同時(shí)使用兩種燃料汽車 雙燃料汽車的兩種含義 ：（ 1）是在同一輛汽車上可以切換使用兩種不同的燃料，氣體或液體的燃料。 柴油機(jī)改用氣體燃料的方法 ：就是將火花塞裝在原噴油嘴處，利用凸輪軸或驅(qū)動(dòng)高壓油泵的齒輪等驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火分配器。 汽油機(jī)汽車的改裝 ：汽油機(jī)汽車改裝工作首先要用供氣體燃料及空氣混合用的混合器代替化油器。（ 4）采用合適的混合器、混合氣空燃比及基控制。（ 2）采用慣性增壓、 廢氣渦輪增壓及廢氣再循環(huán)。（ 3）液化石油氣汽車。 （二） 專用氣體燃料汽車 氣體燃料汽車的概況 ：高壓天然氣汽車（ CNGV）、液化天然氣汽車（ LNGV）、液化石油氣汽車（ PGV）、氫燃料汽車（ HV） . 氣體燃料汽車的布置 ：（ 1）天然氣汽車。 石油氣一方面是隨著原油伴生的；另一方面天然氣中含有較多碳分子稍多的烴類凝縮液時(shí)，則將這種凝縮液?jiǎn)为?dú)提出，也叫液化石油氣，其主要成 分是丙烷、丁烷以及少量的乙烷、乙稀及從 C5到 C12的直鏈烷烴等。處理與否及怎樣處理需根據(jù)天然氣組成及質(zhì)量要求而定。從燃燒完善、有害排放物低的角度考慮，低碳、輕質(zhì)烴分子即 CH4含量較多則品質(zhì)較好。 不同產(chǎn)地的天然氣及石油氣的成分差異甚大，例如意大利有些地區(qū)天然氣中甲烷含量高達(dá) 99． 5％；科威特的一種天然氣則含有 27． 8％高分子烴類的凝縮物；荷蘭的一種天然氣含 14． 3％的 N2，其熱值只有 29MJ／ m3；新西蘭及荷蘭的一種天然氣則分別含有 44％的 CO2及 15％的 H2S。從煤礦的排氣中，也可提取部分天然氣，但是由于它是由有機(jī)物沉積演變而成，其中含有較多的高碳分子烴類、惰性氮、二氧化碳及硫化氫。液化石油氣的體積膨脹系數(shù)較大，向油箱充油時(shí)只能充滿 90％的空間?？扇?xì)怏w燃料的密度如果比空氣大，則從容器中泄漏出來(lái)后，會(huì)貼近地表面 流動(dòng)，不易擴(kuò)散，形成火災(zāi)后的危險(xiǎn)較大；如果比空氣輕，則易擴(kuò)散到上空，形成火災(zāi)的危險(xiǎn)較小。例如在 15℃及一個(gè)大氣壓下，丙烷的這一比值為 273。 氣體燃料的性質(zhì) （ 1）一般特性，在常溫常壓下大都為氣態(tài)，有些氣體燃料在常溫及一定壓力下可變?yōu)橐簯B(tài)，大多數(shù)在低溫、高壓下變成液壓。盡管從理論上分析，上述氣體燃料都可用作汽車燃料，但是綜合評(píng)價(jià)及對(duì)汽車適應(yīng)性較好的目前還只有天然氣、液化石油氣及氫氣。 以上所述氣體燃料的熱能差異較大，按沃伯 (Wobbe)數(shù)分類，則如表 41中所列。裂解甲醇?xì)獾臒嶂当? 6 液體甲醇高 20％，抗爆燃性好，熱效率高，由于其成分是 H2及 CO，因此內(nèi)燃機(jī)使用時(shí)排放較低。 另外，為了獲得較高的燃燒效率及低排放，也有人為地將某種液體燃料變成氣態(tài)后再使用。在一些工業(yè)生產(chǎn)中常伴生出一些氣體燃料。又如將農(nóng)作物廢料、垃圾、糞便及污泥等在常溫下進(jìn)行隔絕空氣的厭氧處理，則可生產(chǎn)出含甲烷等的沼氣。 （ 3）生物質(zhì)氣體燃料 這是用可再生的生物質(zhì)原料或廢棄物生產(chǎn)出的氣體燃料。煤礦中的可燃?xì)饨忻簹?。按?chǔ)存狀態(tài)分壓縮天然氣(CNG)及液化天然氣 (LNG)。 （一） 氣體燃料的種類及性質(zhì) 作為燃料燃燒能產(chǎn)生熱能的氣體燃料可分為 4大類 （ 1）單組分氣體燃料 烴化合物中較輕部分以氣態(tài)或蒸氣狀態(tài)存在，如甲烷 (CH4)、丙烷 (C3H8)、丁烷(C4H10)、乙炔 (C2H2)等。本章所介紹的氣體燃料汽車，主要是指以天然氣及石油氣為燃料以及既能使用氣體燃料又能使用液體燃料的雙燃料汽車。重點(diǎn)對(duì)油箱、燃油濾清器、油泵、化油器、噴嘴油、油路及油路濾網(wǎng)等逐項(xiàng)進(jìn)行清洗。因此，在使用車用乙醇汽油之前，應(yīng)對(duì)油路系統(tǒng)進(jìn)行一次檢查 5 清理，除去污垢。 同時(shí)，車用乙醇汽油具有較強(qiáng)的清洗作用。不同于汽油，汽油可以與水分離，水分沉積在油箱底部。因此建議，行駛 3萬(wàn)公里以上車輛，在第一次使用車用乙醇汽油時(shí)，最好對(duì)油箱進(jìn)行徹底的清洗，排除油箱底部可能沉積的水及雜質(zhì)。 車用乙醇汽油是指在汽油組分油中，按體積比加入一定比例（我國(guó)規(guī)定比例是 10%）的變性燃料乙醇調(diào)配而成的一種新型清潔車用燃料。內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)雙驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力技術(shù) ,將成為一段時(shí)間內(nèi)清潔燃料汽車商業(yè)化的主導(dǎo)。如鉛酸電池 ,雖然廉價(jià)安全可靠，但能量低、重量高、體積大、續(xù)行里程短 ,還需要建設(shè)地面充電檢測(cè)等設(shè)施，難于為地方政府、企業(yè)、用戶所接受 。而且 ,由于批量生產(chǎn)的制造技術(shù)難度大 ,因此 ,太陽(yáng)能電池制造商雖然認(rèn)可 CIGS 的低發(fā)電成本及低能耗 ,但認(rèn)為在一段時(shí)間內(nèi)結(jié)晶硅系列仍將主導(dǎo)太陽(yáng)能電池市場(chǎng)。 目前面臨的問(wèn)題是 :將光能轉(zhuǎn)換成電能時(shí)的轉(zhuǎn)換效率非常低。因此，結(jié)晶硅系列最薄的厚度也有 200微米 (微米為 100萬(wàn)分之 1米 )左右，而本田的產(chǎn)品成功地縮小到 3微米。而本田的太陽(yáng)能電池主要通過(guò)層疊銅、銦、鉀、硒等化合物薄膜來(lái)制造。 4 （ 7）太陽(yáng)能電池：目前，太陽(yáng)能電池的主流是通過(guò)加工硅結(jié)晶來(lái)生產(chǎn)的“結(jié)晶硅系列”。通過(guò)安裝在車上的催化器裝置 ,使 NaBH 溶液在行車過(guò)程中不間斷的產(chǎn)生氫 (燃料 )而提供給燃料電池。 輕烴的原料來(lái)源 十分廣泛，主要來(lái)源于油田、氣田、天然氣凈化廠等生產(chǎn)過(guò)程中的伴生氣凝析液和煉油廠、溶劑油廠、石油化工廠、乙烯工廠的副產(chǎn)品 ,如煉油廠生產(chǎn)的拔頭油、輕石腦油、溶劑油廠生產(chǎn)的石油醚，油 (氣 )田生產(chǎn)的穩(wěn)定輕烴、天然氣凈化廠生產(chǎn)的“塔底油”等 ,上述原料都能作為輕烴原料。此外 ,改氣可以減少石油的消耗。主要好處是壓縮天然氣比汽油便宜得多，一立方米氣 (相當(dāng)于一升油的能量）比一升汽油要便宜一半 ,經(jīng)濟(jì)性較好。改用壓縮天然氣的主要問(wèn)題是儲(chǔ)氣罐太大太重 ,占了后背箱的三分之一。關(guān)于甲醇汽油使用的安全性，汽車的進(jìn)氣管溫度一般存 365℃～400℃之間 ,甲醇的自燃點(diǎn)為 470℃ ,不同比例甲醇汽油的自燃點(diǎn)隨加入甲醇的比例升高而升高 ,其使用溫度均在自燃點(diǎn)以下 ,故有很大的安全系數(shù)。在醇燃料中含有低于 %的水能防止腐蝕 ,而大于 %會(huì)發(fā)生相分離 ,下層的水醇相形成電解質(zhì)對(duì)某些金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。當(dāng)水分達(dá)到一定含量時(shí)甲醇會(huì)從基礎(chǔ)汽油中分離 ,因此 ,使用甲醇汽油應(yīng)嚴(yán)格控制水分。其性質(zhì)很適合于單獨(dú)作為汽車燃料或按一定比例與汽油摻和作汽車燃料。 DME 與汽油相比 ,十六辛烷值 (自燃性 )高 ,燃料可以充分燃燒 ,因此不容易產(chǎn)生氮氧化物。 DME 生產(chǎn)分為兩類 ,一類是甲醇脫水法，在天然氣中混入氧和水蒸氣 ,高溫加熱合成甲醇 ,再將其脫水生成 DME。 （ 2） DME（二甲醚）：目前日本研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的一種稱為 DME(二甲醚 ),被認(rèn)為是有希望代替汽油與液化天然氣 (LPG)的新型燃料。因此尋找一種清潔的汽車代用燃料已成為許多相關(guān)科技工作者的研究目標(biāo)。而另一方面世界石油資源日趨減少石油燃料短缺。進(jìn)入新世紀(jì) ,對(duì)汽車的尾氣排放提出了更高的限制要求 ,從而對(duì)汽、柴油質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ,在車用燃料環(huán)保、節(jié)能、高效的推動(dòng)下 ,一些 新型汽車代用燃料應(yīng)運(yùn)而生 ,研發(fā)和應(yīng)用新型汽車燃料已成為發(fā)展的唯一趨勢(shì)。進(jìn)入 21世紀(jì)，環(huán)境與發(fā)展問(wèn)題受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，石油資源的日益短缺以及燃燒油品對(duì)環(huán)境造成的污染已成為許多國(guó)家調(diào)整能源政策的出發(fā)點(diǎn)，不少國(guó)家將液化石油氣以及新型汽車燃料作為未來(lái)汽車的代用燃料。人類為了更有效 2 地利用能源一直在進(jìn)行著不懈的努力。本文根據(jù)新型燃料的特性 ,結(jié)合當(dāng)前中國(guó)汽車技術(shù)狀況和壓縮天然氣裝置的技術(shù)水平 ,研究新型燃料在汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。 （二） 新型燃料的綜合分析 ............................................. 4 二、氣體燃料車的應(yīng)用 ................................................. 5 （一） 氣體燃料的種類及性質(zhì) ........................................... 5 1 作為燃料燃燒能產(chǎn)生熱能的氣體燃料可分為 4 大類 ........................ 5 2 氣體燃料的性質(zhì) ...................................................... 6 （二） 專用氣體燃料汽車 .................