)內燃機代用燃料發(fā)展前景探索

1、內燃機代用燃料發(fā)展前景探索前言隨著人們生活水平的日益提高，社會的不斷進步，現代人們對環(huán)境越來越重視，都希望有一個和諧的生活環(huán)境來享受生活，然而汽車數量的不斷增加，尾氣排放日益嚴重影響了人們的生活。還有當今的燃料危機日益加劇，油價不斷上漲，促使人們不斷尋找新能源來替代當今的汽車燃料，解決現在存在的各種問題?，F代汽車發(fā)動機的發(fā)展方向向高壓縮比高轉速和大功率方向發(fā)展，人們在技術方面不斷改進這些也是遠遠不夠的，我們必須從本質上徹底解決就需要尋找一種新能源能替代現在所用的燃料，而且比現在的燃料要更好。 在燃料上漲那段時間有許多車都進行了改進，燒天然氣，那樣也不失為一個好的舉措，改裝車上的裝置比較少，穩(wěn)定

2、可靠，那樣確實也節(jié)約了不少錢。所以在這里下面給大家介紹幾種新能源和它們的優(yōu)缺點、可行性分析和在使用時改裝時該注意的一些地方1。1目錄摘要1第一章 緒論21.1汽車新能源概述21.2發(fā)展代用燃料在汽車的意義3第二章 氣體代用燃料42.1氣體代用燃料的組成42.2氣體燃料的性能特點42.3氣體燃料汽車的應用及前景52.3.1 氣體發(fā)動機發(fā)展現狀52.3.2 氣體發(fā)動機發(fā)展前景6第三章 醇類代用燃料73.1乙醇73.2乙醇燃料的性能特點73.3乙醇燃料汽車的應用及前景83.4甲醇93.5甲醇燃料的性能特點93.6甲醇燃料作為替代燃料可行性分析10第四章 現代柴油114.1合成柴油114.2生物柴油1

3、24.3現代柴油汽車的應用及前景12結論13致謝14參考文獻15摘要 隨著國民經濟的持續(xù)高速發(fā)展，我國原油供求矛盾日益突出，這將成為制約我國國民經濟發(fā)展的長期壓力?，F代汽車發(fā)動機向高壓縮比高轉速和大功率方向發(fā)展，于是人們想辦法采用稀混合氣燃燒技術來提高發(fā)動機的經濟性能有效控制排放污染，采用電子點火方式，提高點火電壓和點火能量，即使這樣也不能徹底解決我國燃油危機。因此，發(fā)展替代燃料對于我國減少對進口原油的依賴具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 現代所說的新能源主要類型有：液體、氣體、電能和其他能源。液體類燃料主要包括甲醇、乙醇、汽油、柴油、合成油等；氣體燃料主要包括氫氣、天然氣、二甲醚等；電能主要就是以電

4、池為主作為汽車動力。本文將對這些可能作為未來汽車的燃料進行技術、經濟上的可行性進行闡述分析，我們也將結合它的優(yōu)點、缺點、應用中的一系列問題進行探討。關鍵詞 汽車 新能源 燃料 代用燃料第一章 緒論1.1汽車新能源概述現代汽車新能源有別于以往的汽車的能源。以前汽車能源主要以汽油、柴油燃料為主。由于以前汽車需求量大部分限于農業(yè)、工業(yè)做動力載物車，所以對動力性要求較大，并沒有對尾氣排放進行嚴格的要求，那時的私家轎車由于價格昂貴，購買量不大，所以那時候在汽車燃料上并沒有很大的發(fā)展。由于在40年代世界上第一次光化學煙霧在美國洛杉磯發(fā)生后，人們對汽車尾氣排放逐步引起了重視，于是歐洲人在1992年起開始實施

5、歐標準，對汽車尾氣排放進行了限制，從此以后進而出現了歐標準、歐標準、歐標準。由于我國汽車產業(yè)起步較晚，我國是在1983年頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準，在此以后我國不斷修正。正是因為這一系列的限制排放標準的出臺讓人們更加意識到環(huán)境對人類的重要性，所以人們正在尋找更清潔、更有動力性的汽車新能源7。然而現在可以替代汽車使用的燃料主要就是包括這幾類：液體、氣體、電能和其他能源。液體類燃料主要包括甲醇、乙醇、汽油、柴油、合成油（天然氣合成油、煤制油、生物質合成油）等；氣體燃料主要包括氫氣、天然氣、液化氣、二甲醚等等2。作為汽車燃料，應該具備以下性能要求：1.具備較高的熱值，特別是混合氣的熱值應

6、能滿足汽車發(fā)動機的動力性要求。2.適當的蒸發(fā)性，能滿足汽車的正常啟動、行駛、加速、怠速工況的要求。3.良好的材料適應性，對汽車發(fā)動機的金屬、橡膠部件無腐蝕，對汽車發(fā)動機壽命和可靠性沒有不良影響。4.能量密度高，貯存、運輸方便。5.發(fā)動機結構改動小，技術上可行。6.最好能夠利用現有的燃料儲運、分配系統(tǒng)。7.對人類健康、環(huán)境及安全等無有害影響。目前，國際上已投入應用和即將投入應用的汽車代用燃料種類很多，來源和加工方法各異，理化性質和使用性能差別較大，要求一種代用燃料滿足全部上述要求是不現實的。事實上，只要能夠滿足主要性能要求，并可通過采取可行的技術措施，如對汽車發(fā)動機進行適當改造或在代用燃料中添加

7、添加劑來滿足其他方面的要求。除了上述性能方面的要求外，作為汽車代用燃料還必須具備資源豐富、生產技術可行、價格便宜等前提條件，否則性能再好也不可能廣泛使用4。1.2發(fā)展代用燃料在汽車的意義我國地大物博，但石油能源大部分靠國外進口，所以能源一直以來都受到重視。我國現行汽車能源動力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略走向的是，優(yōu)化現有的車用能源動力系統(tǒng)發(fā)展節(jié)能汽車和開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng)最終走向可持續(xù)發(fā)展的汽車能源動力之國。代用燃料的發(fā)展就是為了解決目前面臨的燃料問題，可以在不會影響汽車使用的情況下發(fā)展代用燃料，其性能可能更優(yōu)于一般的普通燃料。舉例說明，拿油改氣來說，如果一輛索納塔出租車采用油改氣的話，一天可節(jié)約燃料費

8、25元，一月可節(jié)約750元，一年下來能節(jié)約9000元。而改裝費只需8500元，不到一年便能收回成本。再如一種醇燃料酒精車來說，以一輛出租車每天跑350公里計算，酒精車比汽油車一年可節(jié)約燃料費上萬元。而油車改裝成酒精車需3000元。改裝時只要在汽油車上安裝無觸點高能點火裝置，便能將高濃度有水酒精迅速燃燒，啟動汽車。改裝一輛汽油車只需1個多小時，只在油路和電路上稍作變動，其它部件基本不動。而且它們燃燒后的尾氣也不會嚴重污染環(huán)境，相反可能要比汽油作為燃料更清潔。未來國家之間的工業(yè)發(fā)展的差別主要就是在于能源的優(yōu)勢，所以發(fā)展代用燃料是國家的后備力量，是實踐可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要行動5。第二章 氣體代用燃料

9、氣體作為燃料就必須使用氣體發(fā)動機，當前使用單氣體燃料作為能力源的發(fā)動機，主要有LNG(液化天然氣)發(fā)動機、CNG(壓縮天然氣)發(fā)動機和LPG(液化石油氣)發(fā)動機三種。氣體發(fā)動機與同排量的柴油機相比，動力性相當，環(huán)保優(yōu)勢明顯，更容易達到國IV、國V排放。且當前生產技術趨于成熟，生產工藝設備與柴油機可通用。在油氣價差保持的前提下，燃料經濟性顯著。不過氣體發(fā)動機也有一定的缺陷，比如續(xù)駛里程短、燃料加注時間長、加氣站的建設投資太大等2。2.1氣體代用燃料的組成目前常見汽車代用燃料的類型主要有天然氣、石油氣、氫氣、液化石油氣、液化氣以及二甲醚等。2.2氣體燃料的性能特點氣體作為汽車代用燃料有別于普通燃料

10、，它們共同點在存儲、加注不同于以往的液體燃料，下面為了有助于更好的了解氣體燃料的性能特點，讓我們來分析以下它們各自存在的優(yōu)缺點。天然氣的優(yōu)勢：成本低廉、運行平穩(wěn)。安全可靠使CNG汽車具有較為廣闊的發(fā)展前景，CNG作為車用燃料，在環(huán)保和能源安全方面有較大的優(yōu)勢，是具有發(fā)展?jié)摿Φ钠囂娲剂?。天然氣的缺點：資源有限（主要工業(yè)及民用）、汽車續(xù)駛里程短、儲運加注等基礎設施要求高、投資大、只適用于在富產天然氣的地區(qū)和大中城市推廣。隨著CNG運輸管網分布范圍的擴大以及加氣站的增多，CNG汽車的應用范圍可以擴大到城市之間。石油氣的優(yōu)勢：燃燒清潔、安全可靠、經濟可行等特點。石油氣的缺點：LPG主要來源于石油，

11、其供應性受到石油供應的限制，價格也會隨著石油價格變化而波動。LPG對加氣站、管網等基礎設施的建設要求也很高。氫氣的優(yōu)勢：良好的行進加速性、良好的燃料適應性、低溫起動性好、超低排放全工況高效率等優(yōu)點；氫具有巨大的價格優(yōu)勢和強大的工業(yè)基礎。 氫氣的不足：利用可再生能源制氫還存在一定的問題，氫氣能量密度最小、儲運條件十分苛刻、續(xù)駛里程短、加注不方便；目前氫氣的制取、儲運、加注、氫能汽車成本等存在很多問題，短期內氫氣作為汽車能源的發(fā)展受到了限制。但氫來源的廣泛性、可再生性和燃燒清潔性使氫成為世界各國汽車代用燃料的長期發(fā)展戰(zhàn)略目標9。二甲醚的優(yōu)勢：二甲醚十六烷值高，自燃點低，在發(fā)動機氣缸內蒸發(fā)速度快，有

12、利于混合氣的形成，燃燒速度快，滯燃期短。汽化潛熱高于柴油，蒸發(fā)過程吸收熱量較柴油多，可有效地降低氣缸內最高燃燒溫度，有利于降低NOX排放和噪聲。作為含氧化合物，可提高燃燒效率，在燃燒過程中幾乎無碳煙生成，CO、PM的排放都比較小。以DME為燃料的發(fā)動機，其動力性和起動性與柴油機相當。 二甲醚的不足：需要開發(fā)新的燃料供應系統(tǒng)及新的發(fā)動機技術和整車技術，發(fā)動機技術不成熟、儲運不便、能量密度低，續(xù)駛里程短，液態(tài)密度隨溫度變化較大，容易使燃料供給系統(tǒng)運動件發(fā)生磨損。并且同CNG、LPG一樣，對基礎設施要求較高，受便利性、燃料加注基礎設施等因素限制，發(fā)展空間有限，適合于在區(qū)域間運行的大型客車上應用。2.

13、3氣體燃料汽車的應用及前景 2.3.1氣體發(fā)動機發(fā)展現狀 我國20世紀50年代開始發(fā)展低壓天然氣汽車，80年代中后期改革開放之后，氣體燃料汽車開發(fā)應用的步伐加快。國內大型發(fā)動機廠和汽車廠如玉柴、上柴、濰柴、東風和解放等廠家相繼推出了各自的氣體發(fā)動機產品在市場上推廣應用。1988年我國從澳大利亞、新西蘭、加拿大等國引進CNG加氣站的全套設施、改裝汽車部件及高壓氣瓶，分別建站于大慶等地，開啟了CNG汽車發(fā)展的新時代。相對于LNG發(fā)動機，CNG發(fā)動機和LPG發(fā)動機的技術成熟程度、經濟成本等都更現實，目前CNG發(fā)動機已經廣泛應用其第三代電控噴射CNG的技術，采用高壓噴射，通過節(jié)氣門傳感器，氣體流量傳感

14、器，轉速傳感器，水溫傳感器，進氣溫度傳感器，壓力傳感器和氧傳感器等經過中央處理單元來控制點火、空燃比等。更先進的LNG缸內直噴技術目前已得到小批試用，動力性、經濟性和排放俱佳，但開發(fā)難度較大，費用昂貴，成本也高，國內尚未開始研制。與傳統(tǒng)柴油機相比，氣體發(fā)動機取消了原柴油機的燃油噴射系統(tǒng)相關的零部件，增加了蒸發(fā)調壓器(LPG發(fā)動機)、減壓器(CNG發(fā)動機)等供給氣體燃料的相關零部件。傳統(tǒng)柴油機是壓燃式發(fā)動機，而氣體發(fā)動機由于受燃料特性限制(抗爆振性能)，采用的是與汽油機一樣的點燃方式。在取消了噴油器后，將原缸蓋上的噴油器孔改為了火花塞孔。在取消了油泵后，在原油泵安裝位置裝上了一個點火傳動裝置，通

15、過點火正時傳感器獲得發(fā)動機的點火正時信號。增加了以點火模塊、點火線圈及火花塞等零件組成的點火系統(tǒng)。氣體發(fā)動機的控制系統(tǒng)多采用電控，與機械式柴油機相比，各工況點的空燃比、點火提前角、增壓壓力都實現了更精確更科學的控制。為滿足這些控制要求，增加了相應的MAP、MAT、ECT、點火正時以及氧濃度等傳感器。由于我國能源戰(zhàn)略結構的調整，未來將有更多的氣體燃料資源通過進口為國內使用。目前在國內正在實施LNG加氣系統(tǒng)的城市有北京、烏魯木齊、長沙等，約有近百輛LNG單一燃料公交示范車輛正在運營。CNG車則已在四川、重慶、北京、西安、內蒙等地推廣。LPG環(huán)保節(jié)能型氣體城市客車也在北京、上海、廣東、四川、重慶、海

16、南、甘肅等許多城市的公交系統(tǒng)已經試行。在國外，LPG被用作輕型車輛燃料已有許多年10。2.3.2氣體發(fā)動機發(fā)展前景氣體發(fā)動機的電控系統(tǒng)和傳統(tǒng)柴油機電控系統(tǒng)有所不同，其增壓、后處理均有特殊要求，且將先進的電子控制燃料噴射技術應用于氣體發(fā)動機，以便根據發(fā)動機的溫度、負荷、轉速等關鍵參數對氣體燃料的供給、混合氣濃度、點火正時等進行精確控制，以提高發(fā)動機的功率和降低排氣污染?？杖急瓤刂圃陔娮涌刂迫剂蠂娚浒l(fā)動機的應用效果非常好，它通過監(jiān)控發(fā)動機排放狀態(tài)實時調節(jié)空燃比，并通過高能、精確點火等自動協(xié)調優(yōu)化方式實現最佳的經濟性和排放性。而從成本來看，氣體發(fā)動機電控系統(tǒng)成本竟還稍低于柴油機電控系統(tǒng)。因此深入開發(fā)

17、電控系統(tǒng)的潛力十分巨大，未來必將有更好的發(fā)展3。第三章 醇類代用燃料由于醇類燃料屬于液體燃料，所以它對發(fā)動機的改造不大，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。當乙醇摻入量小于10%時，對汽車發(fā)動機的供油系統(tǒng)、點系統(tǒng)及壓縮比不必做任何調整，應適當提高發(fā)動機壓縮比，加大化油器主量孔尺寸及點火提前角，使燃用乙醇的汽油機的功率接近原機水平2。3.1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，甘庶等農作物為原料，經發(fā)酵、蒸餾而制成，也可以由乙烯水制成。是基本有

18、機化工原料之一，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。這項技術在國外已十分成熟。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及應用國。3.2乙醇燃料的性能特點乙醇作為汽車代用燃料的主要優(yōu)點：1.辛烷值高、抗暴性能好，乙醇的研究法辛烷值達到111，馬達法辛烷值為91。添加乙醇可以較為有效地提高汽油的抗爆性，有關研究結果顯示，國內典型催化裂化汽油中添加10%（體積）乙醇后，其RON提高3.4個單位，MON增加1.4個單位。乙醇對烷類汽油組分（烷基化油、輕

19、石腦油）辛烷值調合效應好于烯烴汽油組分（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34.7%，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7.7%乙醇，新配方汽油通常乙醇添加量為5.7%。汽油中添加7.7%乙醇氧含量達到2.7%，如添加10%乙醇，氧含量可以達到3.5%。 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。美國汽車油料的研究報表明：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10-27%，CO排放減少21-28%，NOx排放減少7-16%，有毒氣體排放降低9-32%；研究結果還表

20、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%。國內研究結果表明，燃用E15和E25時，HC含量比燃用汽油分別下降16.2% 和30%，CO排放分別減少30%和47%。4.乙醇的資源豐富，生產技術成熟，以一定的比例摻混到車用燃料中，能夠充分利用現有的燃料儲運、分配和銷售系統(tǒng)。當乙醇摻混比例小于10%時，無須對汽車無需作大的改動。乙醇作為車用燃料的缺點：1.乙醇的熱值為26.77MJ/kg比常規(guī)汽油熱值（43.50MJ/kg）要低，因此，使用乙醇汽油后，發(fā)動機的油耗隨著乙醇摻入量增加而增加。有資料

21、報道，使用含10%乙醇的混合汽油時，發(fā)動機的油耗約增加5%。在相同辛烷值的前提下，發(fā)動機的動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，汽化潛熱大會導致汽車動力性及經濟性下降，在低溫條件下，乙醇汽油不易起動，另氣化潛熱大使化油器中形成的燃氣混合比低（乙醇空燃比僅為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，使汽車驅動性能下降，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，乙醇調入汽油后，會產生明顯的蒸氣壓調合效應，當乙醇添加量為3-5.7%時，乙醇汽油的調合蒸氣壓隨乙醇

22、添加量增加而提高，最高達58kPa；當乙醇添加量大于5.7%時，乙醇汽油調入蒸氣壓隨乙醇添加量增加逐漸降低。4.當乙醇添加到柴油中，乙醇柴油的閃點、十六烷值下降比較明顯。3.3乙醇燃料汽車的應用及前景2000年9月到2001年6月，根據國務院領導的重要批示和國家經貿委的統(tǒng)一的部署，中國石化股份公司石油化工科學研究院開展了燃料乙醇作為汽油調合組分的可行性試驗研究，分別進行了車用乙醇汽油調合特性及配方的實驗室研究和工業(yè)試生產；車用乙醇汽油水分特性及儲存、材料相容性實驗室研究；金屬腐蝕抑制劑的研制開發(fā)；車用乙醇汽油行車試驗研究；車用乙醇汽油國家標準的制定等主要研究工作。根據項目研究結果，2001年4

23、月，分別制定出了車用乙醇汽油及變性燃料乙醇國家標準。中國石化、中國石油分別與2001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93號車用乙醇汽油650噸。在河南、黑龍江兩省推廣試點的基礎上，經全國統(tǒng)一立法，明年國家將逐步擴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廠已完成改造，吉林60萬噸、安徽30萬噸的燃料乙醇生產廠建設項目已通過國家計委批準，正在建設中。我國推廣使用車用乙醇汽油勢在必行，前景良好。3.4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

24、，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)動機的熱效率，減少汽車一氧化碳CO及碳氫化合物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。甲醇的生產方法主要是合成法，在生產過程中一般會含有酸性物質，而且甲醇本身的吸水性使之在貯存過程中含有少量水分，同時受到空氣的氧化或細菌發(fā)酵也會產生少量的有機酸，以及甲醇燃燒后產生的甲醛、甲酸等，都會對發(fā)動機產生較為嚴重的腐蝕和磨損影響。3.5甲醇燃料的性能特點甲醇作為汽車代用燃料的主要優(yōu)點：1.辛烷值高，能顯著提高燃料的混合辛烷值，增強抗爆性能，可以提高

25、發(fā)動機的壓縮比，從而提高發(fā)動機的功率。2.甲醇是高含氧量物質，它在氣缸內完全燃燒時所需要的過量空氣系數可以遠遠小于燃用汽油時所要求的值，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，可以實現稀薄燃燒，有利于提高發(fā)動機熱效率，對排氣凈化及降低油耗有利。4.可顯著降低尾氣排放。甲醇具有很高的氧含量，發(fā)動機應用甲醇汽油燃燒更加完全，且提高了發(fā)動機的熱效率，因此可減少汽車常規(guī)運行時尾氣中一氧化碳和碳氫化合物（CH）等廢氣排放。5.在高油價、低甲醇價格情況下，經濟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：1.甲醇吸濕性強，與汽油互溶性差，會造成混合燃料的

26、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、低溫啟動性差，會出現發(fā)動機低溫啟動困難。3.甲醇對各種金屬均有嚴重腐蝕，造成發(fā)動機腐蝕及磨損問題，純燒甲醇需要對發(fā)動機進行改造，有發(fā)動機通用性問題。4.甲醇燃料十六烷值低，在壓燃式發(fā)動機中燃用甲醇燃料較困難，有發(fā)動機積碳問題。5.甲醇對汽車橡膠有溶漲作用問題。6.甲醇能量密度較低，燃油箱容積需適當放大。甲醇使?jié)櫥妥兿?，會加劇磨損，需要加防腐抑制劑。7.甲醇有毒，怠速情況下甲醇汽車排放的甲醛（非常規(guī)排放）為普通汽油車的36倍。8使用甲醇燃料（M85、M100）時，需要另建儲運、加注和銷售設備系統(tǒng)，并建立安全防護系統(tǒng)。3.6

27、甲醇燃料作為替代燃料可行性分析甲醇作為燃料汽油中存在的一些優(yōu)點如：其揮發(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，可以實現稀薄燃燒，有利于提高發(fā)動機熱效率，對排氣凈化及降低油耗有利等等優(yōu)點。但甲醇汽油在少量水分存在的情況下容易發(fā)生相分離，影響貯存和汽車正常運轉。它的低溫性能和冷起動性能較差，這主要是由于甲醇的蒸發(fā)潛熱比汽油高3倍，低溫條件下，甲醇汽油不易起動，另氣化潛熱大使化油器中形成的燃氣混合比為6.45，比汽油正常燃燒所需的理論空燃比15低的多，使汽車運轉性能不良，驅動性能下降，影響最大功率的發(fā)揮，不利于汽車的加速性，嚴重的將影響汽車的驅動性能。甲醇為神經毒物，具有顯著的

28、麻醉作用，作為汽車代用燃料盡管可以有效降低CO及HC排放，然而，卻大大增加了有毒醛類化合物和未燃醇的排放。綜上所述，甲醇燃料弊大于利，它不適宜作為汽車的代用燃料3。第四章 現代柴油現代柴油分為合成柴油和生物柴油。4.1合成柴油合成柴油分為:天然氣合成油（GTL）、煤合成油（CTL）、生物質合成油（BTL）。在所有代用燃料中，合成油是最為理想的柴油替代品。合成油直接作為柴油機燃料或摻入柴油中能降低柴油機尾氣中硫化物等有害氣體的排放，能延長柴油機后處理裝置的壽命并提高轉化效率2。天然氣合成油（GTL）除南非以煤為原料外，國外大部分都是以天然氣為原料生產合成油。受資源、投資規(guī)模、能耗等因素限制，目前

29、全球GTL產能還不大。國外GTL的研究非常活躍。某跨國石油公司在全球范圍內與多國政府、汽車企業(yè)合作，推廣使用GTL燃料，并在一些世界著名的大都市開展GTL汽車試車活動。當前，全世界只有少數幾個國家的部分城市在應用GTL，而且用量有限。大規(guī)模應用要在1020年之后，預計20年后GTL代替石油的量約占全球石油總消費量的1%2%。煤炭合成油（CTL）通過費托合成（FTD）制得的CTL合成柴油品質較高，且品質與原料煤的品質無關。費托合成所得產物主要是直鏈烷烴，其特點是低芳烴、低烯烴、高十六烷值（十六烷值可達75以上）、含硫量很低或無硫，是車用柴油的理想組分，可直接應用于柴油機，是柴油機的清潔燃料，也可

30、以任何比例同普通柴油混合以提高燃油品質（但低溫流動性及潤滑性需要關注）。因為CTL的組成是烴類，與石油組成類似，在所有煤基燃料（甲醇、DME、CTL）中，CTL與汽車的適用性最好。采用CTL合成油作為柴油替代燃料，可以利用現有的柴油貯運、加注設施，應用的便利性很好。生物質合成油（BTL）BTL可以以多種生物質為原料通過費托合成制得。也稱BTL為陽光燃料，是可再生能源，屬于第二代生物柴油。同GTL、CTL一樣，BTL是柴油的良好替代品。目前，BTL的生產工藝尚未成熟，BTL的工業(yè)化生產尚需時日，但BTL是最具發(fā)展?jié)摿Φ钠囂娲茉?。鑒于國內具有豐富的生物質資源，故BTL在國內應有最為廣闊的發(fā)展前

31、景。應進行BTL生產工藝的開發(fā)研究，以BTL作為合成柴油的主要發(fā)展方向。 作為生物燃料，歐盟推薦采用BTL。一些汽車廠商也推薦采用GTL、BTL作為柴油替代燃料10。4.2生物柴油生物柴油是以油料作物和動植物脂肪為原料生產的柴油替代晶，主要成分是脂肪酸脂類（脂肪酸甲脂或乙脂），也稱為第一代生物柴油。原料可以是大豆、油菜籽等油料作物，油棕和黃連木等油料林木果實，工程微藻等油料水生植物，以及動物油脂、廢餐飲油等，具有良好的來源多樣性和再生性，是可再生能源。生物柴油的優(yōu)勢：十六烷值及能量密度較高，與柴油互溶性好，可以直接與柴油混合使用，低比例（5%-20%）混合時不需要對發(fā)動機進行改造，且

32、可以使用原有的燃料加注及儲運設備。柴油機燃用生物柴油可降低HC、CO、CO2、SOX的排放，提高能源效率，是柴油機良好的清潔代用燃料。硫含量低，不含芳香烴，可降低有害物的排放，生物降解性好，利于環(huán)保，閃點高，安全性好，粘度較大，潤滑性好。生物柴油的不足：揮發(fā)性低，易造成燃燒不完全而形成積炭；含有雙鍵使得安定性差，在空氣中易于氧化變質。生物柴油的燃燒殘留物呈微酸性，對發(fā)動機有輕微的腐蝕性。所以生物柴油必須以一定比例與柴油摻燒10。4.3現代柴油汽車的應用及前景近些年，歐洲和美國每年都有新的生物柴油工廠投產，而且年產量逐年遞增。低比率摻燒的生物柴油已得到世界范圍內OEM的廣泛接受，B5（含5%生物

33、柴油的柴油）柴油在歐洲的一些國家已得到推廣應用。美國、歐盟、加拿大已把生物柴油作為汽車代用燃料的組成部分8。目前，我國生物柴油的生產規(guī)模還較小，生產能力約為10萬t/年左右，還未進行推廣應用。部分企業(yè)正在擴建，提高生物柴油產能。我國“十五”計劃發(fā)展綱要提出發(fā)展的各種石油替代品，已將發(fā)展生物液體燃料確定為國家產業(yè)發(fā)展方向。生物柴油產業(yè)得到了政府、國家有關部門的支持，并已列入有關國家計劃。2005年國家專項農林生物工程確定目標：2010年生物柴油生產能力為200萬t/年；2020年生物柴油生產能力將達到1500萬t/年。雖然生物柴油處于起步階段，供給能力很低，但隨著燃料制造技術的不斷提高與完善，其產能與供給能力將會逐步提高，在不久的將來會較大規(guī)模地推廣應用6。結論1.原油供求矛盾將成為制約我國國民經濟發(fā)展的長期壓力。發(fā)展替代燃料對于我國減少對進口原油的依賴具有十分重要的戰(zhàn)略意義。2.現代汽車發(fā)動機向高壓縮比高轉速和大功率方向發(fā)展，要想實現必須對汽車燃料進行探尋。3.天然氣、石油氣、氫氣、液化石油氣、液化氣以及二甲醚等氣體作為代用燃料時，對汽車發(fā)動機的改造較大，但氣體發(fā)動機與同排量的柴油機相比，動力性相當，環(huán)保優(yōu)勢明顯，更容易達到國IV、國V排放。且當前生產技術趨于成熟，生產工藝設備與柴油機可通用。在油氣價差保持