新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展其趨勢(shì)畢業(yè)論文doc資料doc資料-文庫(kù)吧資料
2025-06-25 02:56本頁(yè)面
【正文】 來(lái)說，汽油機(jī)不作任何變動(dòng)，使用低比例含氧醇燃料與汽油的混合燃料后，由于稀釋效應(yīng)，改善了燃燒性能，普遍會(huì)降低CO的排放，如果最高燃燒溫度比用汽油時(shí)升高，則會(huì)使NOX的排放量增加，而HC的排放則可能增加或減少，這決定于燃料的成分及內(nèi)燃機(jī)工作過程的溫度情況。由于影響內(nèi)燃機(jī)及汽車排放的因素多，使用混合燃料后排放如何變化沒有規(guī)律。 6 不同燃料的排放性能國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)委托芬蘭國(guó)家試驗(yàn)研究中心進(jìn)行的試驗(yàn)評(píng)估結(jié)果表明，M85的常規(guī)排放物比汽油低得多，比LPG及CNG也低些，其余的則高于汽油。天然氣及醇燃料的自燃溫度比汽油及柴油的高。天然氣的辛烷值也較高。有利于在汽油機(jī)上使用，而在柴油機(jī)上使用的技術(shù)難度較大。天然氣(液態(tài))及二甲醚(液態(tài))的氣化熱比汽油及柴油也要高一些。由于含氧理論空燃比低，理論空燃比下的混合氣熱值，醇燃料和汽油柴油基本一樣，而天燃?xì)獾囊托Ｕ扯缺绕痛?，但比柴油小，這些性質(zhì)對(duì)供油過程及供油系零件磨損有影響。因此，代用燃料的C/H原子量比汽油及柴油的小得多，這樣有利于燃燒充分。甲醇含50%的氧，%的氧。而汽油及柴油是多種碳?xì)浠衔?烴)的混合物。二甲醚是簡(jiǎn)單的醚構(gòu)成物，在常壓下為氣體。[29][30] 瑞典對(duì)城市公共汽車使用不同燃料對(duì)環(huán)境及人們健康影響的試驗(yàn)研究結(jié)果表明[29]：①柴油機(jī)的NOx排放高，使用CNG 較低，而使用乙醇時(shí)的NOx 排放居于兩者之間；②未經(jīng)過濾處理的柴油機(jī)排氣中碳煙微粒高，有較大的致癌潛在危險(xiǎn)，使用乙醇及CNG 比僅用氧化催化后處理的柴油機(jī)還要低些；③CNG 的溫室氣體排放比柴油高，而使用生物乙醇燃料的溫室氣體排放最低。因此，國(guó)外在柴油機(jī)上摻燒醇燃料以及改用100%醇燃料的專用車輛也愈來(lái)愈多，并與使用其它燃料進(jìn)行比較。到2010年生物燃料的使用量要達(dá)到6%，一些國(guó)家加大將植物纖維通過酸解、酶解、發(fā)酵制取甲醇、乙醇的研究試驗(yàn)工作，預(yù)計(jì)到2008年這一技術(shù)將達(dá)到廉價(jià)制取醇燃料的商業(yè)化要求，在經(jīng)濟(jì)上可與汽油相競(jìng)爭(zhēng)。 第13屆國(guó)際醇燃料會(huì)議的主題是“地球的生存環(huán)境”——實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的運(yùn)輸系統(tǒng)，會(huì)議較明顯地轉(zhuǎn)向討論如何降低CO2排放、乙醇燃料的生產(chǎn)及應(yīng)用以及在柴油機(jī)上應(yīng)用乙醇等，第14屆會(huì)議的主題是“可持續(xù)發(fā)展的能源在21 世紀(jì)中的作用”，會(huì)議上共發(fā)表了82篇文章，其中大約59篇文章是與乙醇有關(guān)的，乙醇更加受到國(guó)際上的重視。．2國(guó)際上日益重視可再生醇燃料等生物燃料1973年石油危機(jī)后很多國(guó)家投入大量的人力、財(cái)力及物力。[27] 由于常規(guī)燃料汽車的有害排放物對(duì)大氣的污染，使人們患呼吸系統(tǒng)、血液循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)及癌癥的概率日益增大，影響了生態(tài)環(huán)境，帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失，在上述分析比較中，將上述危害給社會(huì)增加的負(fù)擔(dān)損失，分成低費(fèi)用及高費(fèi)用兩類。同時(shí)考慮文章篇幅不宜太大，所以本文主要對(duì)CNG、DME、及醇燃料進(jìn)行分析比較?？紤]到我國(guó)LPG 資源有限，民間生活用LPG(液化石油氣)的一部分還要靠進(jìn)口。綜上所述，我國(guó)面臨車用燃料日益短缺以及進(jìn)一步降低CO2 等排放的繁重任務(wù)，選擇使用清潔代用燃料勢(shì)在必行。利用先進(jìn)的納米材料及技術(shù)，通過光電作用及利用風(fēng)能水能制取廉價(jià)的氫，另一方面用豐富的可再生資源制取醇燃料，然后通過車載裂解器，生產(chǎn)出氫，這樣整個(gè)裝置重量大較復(fù)雜。未來(lái)的汽車動(dòng)力是用可再生資源生產(chǎn)的氫、醇燃料(甲醇、乙醇)等作燃料，由燃料電池發(fā)電。然而能在局部地區(qū)城市首先投入使用的是混合動(dòng)力，仍要選用燃料。目前研究及應(yīng)用的電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力及多種替代燃料，各有優(yōu)缺點(diǎn)。能源及汽車工業(yè)部門既要考慮解決能源短缺，又要研究如何降低CO2排放，開發(fā)和使用清潔替代燃料是同時(shí)能解決兩個(gè)問題的重要途徑。我國(guó)CO2排放量占世界總量14%。與20世紀(jì)50年代比，自然災(zāi)害多4倍，經(jīng)濟(jì)損失多9倍。 溫室氣體導(dǎo)致全球變暖，造成世界巨大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。2001年衛(wèi)生部門統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，全國(guó)癌癥患者達(dá)300萬(wàn)人，每年以3%的速度遞增，在癌癥患者中以肺癌占首位，然后是胃癌及肝癌。[25][26] 3 環(huán)境保護(hù)汽車排放物是污染空氣的重要根源之一。優(yōu)化的醇燃料內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能比原機(jī)還有較大幅度提高，最高車速、加速及爬坡性能也會(huì)較好。詳情參見文獻(xiàn)[5]。 柴油機(jī)的功率受排氣冒煙的限制，改用碳原子很少的醇燃料，排氣不冒煙，因此無(wú)論摻燒或者使用100%的醇燃料，只要增加供油量，動(dòng)力性能及熱效率都會(huì)有不同程度的提高。 汽油機(jī)使用100%甲醇或100%乙醇后，動(dòng)力性能及燃油耗的變化表明，汽油機(jī)使100%甲醇后，功率扭矩都比汽油分別增加15%及13%，%%，折算成當(dāng)量汽油后，比油耗則由291kW．h ．h。汽車使用醇燃料能提高功率及降低內(nèi)燃機(jī)的比能耗(MJ/kW．h)，亦能提高熱效率的原因如下：1) 氣化潛熱高，有內(nèi)冷作用，可以提高充氣系數(shù)； 2) 含碳原子數(shù)少，層流火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤菀兹紵耆?，等容燃燒比例大?3) 含氧，對(duì)于原來(lái)混合氣較濃時(shí)有稀釋效應(yīng)； 4) 混合氣可燃范圍寬，可以使用稀混合氣，燃燒更完全可以提高熱效率； 5) 辛烷值高，燃燒室壁面溫度低，可以提高汽油機(jī)受爆燃限制的功率；燃燒無(wú)煙，可以提高受冒煙限制的柴油機(jī)功率； 6)理論空燃比混合燃燒后，分子變化系數(shù)大，可以提高膨脹功。醇燃料的低熱值比汽油、柴油低得多，但是理論空燃比下的混合氣熱值和常規(guī)燃料一樣，醇燃料的理論空燃比比汽油、柴油低。要使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率不下降，就需要向氣缸內(nèi)噴射氣體燃料乃至液化天然氣，但是這樣內(nèi)燃機(jī)就需要較大的變動(dòng)或者重新設(shè)計(jì)專用內(nèi)燃機(jī)。 新能源汽車性能的分析 分析汽車使用不同燃料后性能如何，也是選擇燃料時(shí)要考慮的問題。燃機(jī)燃料既可以實(shí)現(xiàn)氫能源清潔, 可再生的特點(diǎn)又可以利用目前已經(jīng)充分建立起來(lái)的內(nèi)燃機(jī)工業(yè)基礎(chǔ), 且氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率較高, 綜合效率與燃料電池效率相當(dāng), 生產(chǎn)及使用成本低, 在使用性能、成本等方面較容易得到發(fā)展和應(yīng)用。氫能源有害物排放少,燃燒主要產(chǎn)物是水, 不產(chǎn)生CO及CH, 由于氫氣火焰的淬冷距離比汽油短,因此靠近缸壁激冷層可燃混合氣燃燒更完全,NOx 排放大大降低。同時(shí)氫的自燃溫度585℃比天然氣540℃ 、汽油(228501℃)高, 有利于提高壓縮比,提高氫能源內(nèi)燃機(jī)的熱效率。
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