第三章-醇類汽車(更新版)

1、1概概 述述2醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理3醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例第三章第三章 醇類汽車醇類汽車4醇類燃料汽車維護醇類燃料汽車維護醇醚燃料的發(fā)展史醇醚燃料的發(fā)展史 早在1908年美國人亨利福特設計并制造了世界上第一臺使用純乙醇的汽車。 20世紀前10年，醇發(fā)動機和汽油發(fā)動機汽車開展了許多方面的競爭，究競哪一種燃料能取得更好的效果一直存在爭議。許多大石油公司都不情愿引入任何一種燃料替代品。此時德國卻大力推廣甲、乙醇混合燃料。 第二次世界大戰(zhàn)前，德國的替代燃料占所有輕發(fā)動機燃料消耗的50%以上，戰(zhàn)后由于石油工業(yè)的迅速發(fā)展各國對乙醇燃料的興趣快速減退。概述 醇醚燃料的發(fā)展史

2、醇醚燃料的發(fā)展史 20世紀70年代以后，由于兩次嚴重的石油危機，汽油的價格直線上升，很多國家擔心無油可用，便積極尋找代用燃料。甲醇作為燃料始于此時，其特點首先是完全的可替代性。 80年代以后，雖然石油價格回落，趨于平穩(wěn)，但由于對石油危機的擔心和汽車尾氣對環(huán)境保護造成的影響的關注，醇醚燃料也得到了快速的發(fā)展。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 國外甲醇汽油開發(fā)及應用開始于20世紀70年代的第二次石油危機。從替代能源的角度考慮，德、美、日等國先后投入了人力、物力進行甲醇燃料及甲醇汽車配套技術的研究開發(fā)美國加州和德國等地還組織了甲醇汽車示范車隊。 美國曾對甲醇燃料和甲醇汽車的開發(fā)和應

3、用尤其重視，M85和M100甲醇燃料汽車都曾有著成功的商業(yè)化應用。但由于經(jīng)濟方而和社會方而等復雜的原因，從1998年后，美國甲醇燃料汽車和甲醇燃料卻都開始減少。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 美國最初大規(guī)模地啟動燃料乙醇工業(yè)是為了應對70年代中期中東的石油禁運(1973-1979)。隨著1985到1986年油價的大幅度下跌，美國的燃料乙醇工業(yè)出現(xiàn)了大幅度的衰退。直到1990年通過清潔空氣修正案后，燃料乙醇工業(yè)又開始了大規(guī)模地發(fā)展。2005年的能源政策法案同時設立了可再生燃料標準，規(guī)定了可再生能源在汽油中必須達到一定的比例。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況

4、日本對甲醇燃料的研究始于二十世紀80年代后期，90年代初期己有300多輛甲醇燃料汽車投入運行。日本汽車研究所1993年用大型公共汽車、載貨車使用M85、M100燃料，進行了6萬千米的道路試驗，以檢驗發(fā)動機的耐久性、可靠性。進入21世紀，日本制訂了新的環(huán)保計劃，將在短期內(nèi)讓日本國內(nèi)40%的汽車改用生物燃料，即乙醇汽油混合燃料，以減少溫室氣體的排放量以及對外國石油的依賴。在2012年之前，供應的是E3燃料(生物乙醇含量3%)，從2020年開始將供應E10燃料(生物乙醇含量10%)，一直到2030年實現(xiàn)所有車用汽油都更換成E10.概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 在歐洲，瑞典197

5、5年首先提出甲醇可以成為汽車代用燃料，并隨即成立國家級的瑞典甲醇開發(fā)公司(SMAB)。前德意志聯(lián)邦共和國在上世紀七十年代開始研制甲醇發(fā)動機，1979年制定了用于公路交通運輸?shù)拇碱惾剂系难芯恳?guī)劃，將M15汽油用于汽車，其間組織過由6家汽車廠生產(chǎn)的一千多輛燃醇汽車投入試運行，并在全國主要大、中城市建立M15汽車加油站，形成全國供應甲醇汽油的網(wǎng)絡。在上世紀七八十年代，德國大眾汽車公司還在中國建立了M100甲醇汽車示范車隊。可以說，德國是至今世界上發(fā)展甲醇汽車最有成效的國家。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 巴西是發(fā)展乙醇燃料最成功的國家。巴西從1975年起實施乙醇燃料替代能源發(fā)展戰(zhàn)

6、略，包括提高乙醇產(chǎn)量和改善乙醇汽油使用性能。2003年3月，巴西開發(fā)出可用乙醇、汽油或任何比例的乙醇與汽油混合的燃料驅(qū)動的可變?nèi)剂掀嚕瑥亩鹨掖夹袠I(yè)的另一輪增長期。這一年，巴西開始大規(guī)模生產(chǎn)乙醇一汽油“可變?nèi)剂稀被蚍Q“雙燃料”引擎汽車。2006年，巴西政府在歷史上首次實現(xiàn)能源平衡，即燃料的進出口相抵。巴西在再生能源利用方面全球領先，現(xiàn)在巴西可再生能源的原料利用率己經(jīng)達到44.6%，目標是達到50%，而全球的平均利用率是13.5%。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 我國在“六五”期間曾組織開展了甲醇摻燒汽油的研究、示范工作，并在山西省進行了試驗?！捌呶濉逼陂g，進行了高比例甲

7、醇摻燒的試驗研究;此后，這項研究也不曾間斷。目前，山西省己能夠批量生產(chǎn)甲醇汽車發(fā)動機和甲醇汽油，陜西省頒布了甲醇汽油及車用燃料甲醇地方標準，四川、內(nèi)蒙古等地也在小范圍內(nèi)開始試點。 我國現(xiàn)行車用醇醚燃料標準主要包括:UB/T23799-2009車用甲醇汽油(M85),UB18351-2013車用乙醇汽油(E10),UB/T26605-2011車用燃料用二甲醚。“十二五”期間，我國將大力發(fā)展新型煤化工，多套煤制甲醇、煤制乙二醇項目相繼投產(chǎn)。醇醚燃料，尤其是煤制醇醚燃料產(chǎn)業(yè)即將獲得新一輪的大發(fā)展。概述 各國醇醚燃料的發(fā)展概況各國醇醚燃料的發(fā)展概況 全球能源需求的迅速增長，導致世界能源生產(chǎn)和環(huán)境承載能

8、力愈發(fā)不堪重負。環(huán)境污染和氣候變化等問題正在變得日益嚴峻，居高不下的能源價格不僅加重了世界經(jīng)濟發(fā)展的負荷，也給普通百姓的生活帶來越來越多的困擾。在中國的石油消耗中，交通占到50%左右，車用燃料基本來自石油。目前，中國原油對外依存度在45%左右，2020年這一比例還會有所提高。隨著國際油價上漲，進口石油經(jīng)濟性和安全性都受挑戰(zhàn);另一方而，中國車用燃料需求增長強勁。據(jù)預測，2020年我國汽車保有量將增加到1億輛左右。屆時我國車用汽、柴油需求量將占全部汽、柴油需求總量的6500。而對我國能源結構在相當長時期一次能源以煤為主的必然事實，把煤轉化為醇醚汽車清潔燃料，才是我國重要的能源安全戰(zhàn)略發(fā)展方向。概述

9、 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 1醇類燃料的來源醇類燃料的來源 甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氫氣合成，為無色透明的液體，高揮發(fā)性，易燃。主要由天然氣（占78%）、重油（占10%）、石腦油（占7%）、液化石油氣（占3%）、煤炭（占2%）、油頁巖、木材和垃圾等物質(zhì)中提煉。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 1醇類燃料的來源醇類燃料的來源 乙醇俗稱酒精，其工業(yè)生產(chǎn)方法主要有發(fā)酵法、乙烯水合法等方法，我國一直以發(fā)酵法為主，其生產(chǎn)原料有三類：第一類是含糖作物與副產(chǎn)物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二類是淀粉質(zhì)作物，如玉米、高梁、小麥、紅薯和馬鈴薯等；第三類是纖維素原料，

10、如木材、木屑和谷物秸桿等。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 2醇類燃料的分類醇類燃料的分類 （1）按醇類燃料的組成成份和性質(zhì)來分，主要是指甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），它們都是相對分子質(zhì)量較小的單質(zhì)，燃燒產(chǎn)物中基本沒有碳煙，NOx的排放濃度也很低，是一種低污染性燃料。醇類燃料汽車是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇為燃料的汽車，以甲醇為燃料的汽車稱為甲醇汽車，以乙醇為燃料的汽車稱為乙醇汽車。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 2醇類燃料的分類醇類燃料的分類 （2）按醇類燃料在汽車發(fā)動機上的燃用方式分類，主要有三種類型：摻燒、純燒（M100或E100）和改質(zhì)

11、。 1）摻燒主要是指醇類燃料（甲醇或乙醇）以不同的體積比例摻入汽油（柴油）中。摻燒是醇類燃料在汽車上的主要應用方式。為使內(nèi)燃機燃用甲醇時能有良好的效果，可采用不同的摻燒方式，調(diào)整混合燃料的性質(zhì)，改進內(nèi)燃機結構及設計良好的摻燒及控制裝置。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 2醇類燃料的分類醇類燃料的分類 （2）按醇類燃料在汽車上應用分類，主要有三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。 摻燒的主要方法有三種：混合燃料法、薰蒸法、雙供油系統(tǒng)法，前兩種方法既可用于柴油機上，又可用于汽油機上，而雙供油系統(tǒng)法僅用于柴油機上。但是醇類燃料易于自然吸水且相對密度小于柴油，故與柴油的互溶性較差，一般情況主要針對

12、醇類燃料與汽油的摻燒。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 2醇類燃料的分類醇類燃料的分類 （2）按醇類燃料在汽車上應用分類，主要有三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。 2）純燒類型是指單純?nèi)紵状蓟蛞掖既剂?，主要方式有六種：裂解法、蒸氣法、火花塞法、電熱塞法、熾熱表面法、加入著火改善劑法。其中后三種方法僅用于柴油機上，其他方法既可用于柴油機上，又可用于汽油機上。概述 醇類燃料的來源及分類醇類燃料的來源及分類 2醇類燃料的分類醇類燃料的分類 （2）按醇類燃料在汽車上應用分類，主要有三種類型：摻燒、純燒和改質(zhì)。 3）改質(zhì)類型現(xiàn)在主要是指醇類燃料的改質(zhì)。甲醇改質(zhì)利用發(fā)動機的余熱將甲醇生成為H2和

13、CO，然后輸送到發(fā)動機內(nèi)燃燒。采用甲醇改質(zhì)需要對發(fā)動機進行較大的改造，最好重新設計發(fā)動機。變性燃料乙醇指乙醇脫水后再添加變性劑而生成的以乙醇為主的燃料。概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性 （1）醇類燃料中含氧量大熱值低，所需要理論空氣量比汽油或柴油少，從而保證發(fā)動機的動力性能不降低。 （2）辛烷值比汽油高，是點燃發(fā)動機好的代用燃料，作為提高汽油辛烷值的優(yōu)良添加劑，采用高壓縮比提高熱效率。普通汽油與15%20%的醇類燃料混合，辛烷值可以達到優(yōu)質(zhì)汽油的水平，但是醇燃料的抗爆性敏感度大，中、高速（MON）時的抗爆性不如低

14、速(RON)時好。概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性 （3）常溫下為液體，操作容易，儲帶方便。 （4）可燃界限寬，汽油的著火極限為1.47.6；甲醇的著火極限為6.736，燃燒速度快，火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕涂欤梢詫崿F(xiàn)稀薄燃燒，利于排氣凈化和空燃比控制。 （5）與傳統(tǒng)的發(fā)動機技術有繼承性，特別是使用汽油醇類混合燃料時，發(fā)動機結構變化不太大，減少燃燒室表面的燃燒沉積物和改善排放性能。概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性 （6）由于十六烷值低，著火性差，著火延遲期長，在壓燃式發(fā)動機中采用醇類燃料要困難得多，在點燃式發(fā)動機應用較廣。 （7）汽化潛熱大，使得醇類燃料低溫起動和低溫運行性能惡化。甲醇在

15、5以下，乙醇在20以下難以在進氣系統(tǒng)中形成可燃混合氣，如果發(fā)動機不裝備進氣預熱系統(tǒng)，燃燒純醇燃料時汽車難以起動。但在汽油中混合低比例的醇，由燃燒室壁面給液體醇以蒸發(fā)熱，這一特點可成為提高發(fā)動機熱效率和冷卻發(fā)動機的有利因素。概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性 （8）熱值低，甲醇的熱值只有汽油的48%，乙醇的熱值只有汽油的64%。因此，與燃用汽油相比，在同等的熱效率下，醇的燃料經(jīng)濟性低，但理論混合氣熱值與汽油相當，汽車的動力性不會有很大的影響。 （9）沸點低，蒸汽壓高，容易產(chǎn)生氣阻。 （10）腐蝕性大。醇具有很強的化學活性，能腐蝕鋅、鋁等金屬。甲醇混合燃料的腐蝕性隨甲醇含量的增加而增加。另外，

16、醇與汽油的混合燃料對橡膠、塑料的溶脹比單獨的醇或汽油都強，混合20%醇時對橡膠的溶脹最大。概述 醇類燃料主要特性醇類燃料主要特性 （11）醇混合燃料容易發(fā)生分層。醇的吸水性強，混合燃料進入水分后易分離為兩相。因此，醇混合燃料要加助溶劑。 （12）甲醇有毒，會刺激眼結膜，也會通過呼吸道、消化道和皮膚進入人體，刺激神經(jīng)，造成頭暈、乏力、氣短等癥狀。概述醇類燃料在發(fā)動機上的參數(shù)選擇汽油機使用醇類燃料時的參數(shù)選擇1、提高壓縮比2、改善燃油分配均勻性及供油特性3、混合氣空燃比的調(diào)整4、火花塞及點火時間的選擇柴油機使用醇類燃料時的參數(shù)選擇 1、壓縮比的選擇 2、電熱塞與火花塞醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料

17、汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 1混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （1）在點燃式內(nèi)燃機上摻燒甲醇。在點燃式內(nèi)燃機中摻燒甲醇不僅可以以醇代油，而且與燃用純汽油相比，還具有如下優(yōu)點：辛烷值提高，可以在無鉛汽油中加甲醇，達到含鉛汽油所具備的抗爆能力；可以擴大混合氣的著火界限，燃用稀混合氣，提高燃油經(jīng)濟性；可以提高壓縮比，從而提高內(nèi)燃機的動力性和經(jīng)濟性；減少燃燒室表面的燃燒沉積物；改善排放性能等。醇類汽車結構與原理醇類汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 1混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機

18、結構混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （2）在壓燃式發(fā)動機中摻燒甲醇。醇類易于自然吸水且相對密度小于柴油，故與柴油的互溶性較差。醇類的十六烷值很低，著火性能差，使得醇類用作壓燃式發(fā)動機燃料比用作點燃式發(fā)動機燃料困難，不是醇類燃料應用的主渠道?，F(xiàn)發(fā)動機主要采用的改進方法有：加入點火促進劑、改善點火性能；高壓縮比及廢氣再循環(huán)；電熱塞法；柴油引燃法；高能電火塞法；乳化甲醇柴油。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 1混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構混合燃料法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （3）車用摻燒乙醇汽油發(fā)動機結構 摻燒是乙醇燃料

19、在汽車上的主要應用方式。摻燒后的乙醇汽油的辛烷值比汽油高，燃用乙醇汽油發(fā)動機的壓縮比可以提高。我國主要應用的摻燒比例比較小時，發(fā)動機的結構基本不變。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 2薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 薰蒸法是利用醇燃料表面張力及黏度低的特點，通過不同方式將醇燃料霧化、氣化后從進氣管送入燃燒室?？衫昧鲃拥目諝饬鳌C械部件等使醇燃料霧化，或者利用冷卻水或排氣的熱量加熱醇燃料，使其氣化。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機

20、結構 2薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構機結構 低壓噴嘴法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構改進：在缸蓋進氣道上安裝噴油器如圖所示，在進氣沖程將甲醇噴入進氣道，與空氣霧化混合后入缸。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 2薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （2）甲醇蒸氣法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構改進：利用內(nèi)燃機排氣或冷卻循環(huán)水的熱量，將醇燃料變成氣體后送入燃燒室，這種方法可以摻燒不同比例以及100%的醇燃料。甲醇蒸氣可用于汽油機及柴油機，可以摻燒甲醇或者實現(xiàn)純醇燃料發(fā)動機。醇類燃料汽車結構

21、與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 2薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 利用廢氣熱量示意圖醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 2薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構薰蒸法的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 利用循環(huán)水熱量示意圖醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 3雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機結構發(fā)動機結構 (1)雙燃料噴射系統(tǒng)是指柴油機具有兩套分開的噴油泵-噴油器

22、系或者一套噴油泵-噴油器，但能向氣缸內(nèi)噴射兩種不同燃料。采用雙燃料噴射系統(tǒng)的目的是能在柴油機上燃用大比例的醇與柴油的混合燃料或者用少量的柴油引燃大量的醇燃料。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 3雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機結構雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （2)供油管及噴油器的結構 將現(xiàn)有的噴油器前的高壓油管稍加改裝，利用噴油泵出油閥回位時，在出油閥上部至噴油器之間的高壓油管內(nèi)產(chǎn)生負壓，醇或其他代用燃料在此負壓作用下，通過單向閥被吸入噴油器。被吸入的代用燃料在高壓柴油紊流作用下形成乳化液后噴入燃燒室。醇類燃料

23、汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 3雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機結構雙燃料噴射系統(tǒng)的醇類燃料汽車發(fā)動機結構 （3）雙燃料汽車用新型供油系統(tǒng) 為了使引燃油可靠著火，同時又能將甲醇點燃，必須創(chuàng)造兩個條件：一是甲醇油束緊靠著柴油油束；二是引燃柴油必須集中，形成能可靠著火的較濃混合氣。如果能共同利用原來柴油機的噴油泵及噴油嘴系統(tǒng)就更為理想。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構摻燒式車用醇類燃料發(fā)動機結構 3雙燃料噴射系統(tǒng)雙燃料噴射系統(tǒng) 的醇類燃料汽車的醇類燃料汽車 發(fā)動機結構發(fā)動機結構 醇類燃料汽

24、車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 1甲醇點燃式發(fā)動機結構甲醇點燃式發(fā)動機結構 這種發(fā)動主要指甲醇（M85M100）點燃式內(nèi)燃機。當燃用甲醇含量超過容積的85%時，內(nèi)燃機需進行一系列設計修改： （1）提高電動汽油泵的供油壓力，以避免產(chǎn)生氣阻，影響供油，如有的汽油泵采用3.0Mpa以上壓力。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 1甲醇點燃式發(fā)動機結構甲醇點燃式發(fā)動機結構 （2）混合氣的形成裝置必須與甲醇較低的熱值及較少的空氣需要量相適應。 （3）采用高壓縮比

25、以充分利用甲醇高辛烷值的特性，壓縮比可提高到911。 （4）更合適的混合氣形成裝置，對混合氣形成裝置進行改進設計。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 1甲醇點燃式發(fā)動機結構甲醇點燃式發(fā)動機結構 （5）火花塞和火花塞間隙的選擇，壓縮比提高后，宜采用冷型火花塞。 （6）解決冷起動不利的因素，如：輔助汽油噴射、電加熱、火焰起動裝置、熱分解燃油、催化分解燃油、增加點火能量、燃油的霧化、燃油中添加低沸點的添加劑。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 1甲醇

26、點燃式發(fā)動機結構甲醇點燃式發(fā)動機結構 （7）改善有關零件的抗腐蝕性和抗溶脹性等，尤其是提高供油管路的金屬件、橡膠件和塑料的性能，如油壓調(diào)節(jié)器的膜片。 （8）加大燃料箱，以保證必要續(xù)駛里程。 （9）在提高發(fā)動機的壓縮比，為充分利用醇類燃料高辛烷值的特點，應加大點火提前角調(diào)整2050。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 2車用純燒乙醇汽油發(fā)動機結構車用純燒乙醇汽油發(fā)動機結構 純燒乙醇應對發(fā)動機進行必要的改動；提高壓縮比（911），充分發(fā)揮乙醇辛烷值高的優(yōu)勢。壓縮比提高后，宜采用冷型火花塞；加大輸油泵的供油能力，以避免氣阻；

27、用附加供油系統(tǒng)及加強預熱等措施，改善冷起動；加大燃料箱，以保證必要續(xù)駛里程；改善有關零件的抗腐蝕性和抗溶脹性等。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 在柴油機中燃燒純醇燃料，首先要解決能穩(wěn)定著火及實現(xiàn)較好工作過程的問題。 應用和研究的方案有：火花塞法、電熱塞法、高溫表面著火法、裂解甲醇法、醇燃料蒸氣法、醇燃料加著火改善劑法、大幅度提高壓縮比。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒

28、醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （1）火花塞與電熱塞 在汽油機上本來就有火花塞，因此實現(xiàn)純醇燃料奧托循環(huán)較方便。柴油機改用醇燃料后，需要采用火花塞或電熱塞助燃。兩種方法都是采用針閥式單孔噴油嘴，壓縮比分別為16.4級16.5，噴啟壓力為7MPa。 多數(shù)柴油機的燃燒室位于活塞頂，在壓縮行程末期，燃燒室內(nèi)會產(chǎn)生有組織的較強氣流運動。汽油機使用的火花塞不適用，于醇燃料柴油機。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （1）火花塞與電熱塞 醇燃料柴油機采用

29、長電極、較冷型的火花塞，或采用多級火花塞、帶屏障等特種火花塞。 布置火花塞的原則1、要能接觸到較豐富的混合氣，而又不會讓氣流吹熄火花。2、在直噴燃燒室內(nèi)，火花塞布置在噴油嘴附近或噴油嘴的對面。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （1）火花塞與電熱塞 在國產(chǎn)缸徑為95mm柴油機的渦流燃燒室中，為使缸蓋結構變動較小、火花塞或電熱塞布置在水平位置上。如右圖所示。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機

30、結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （1）火花塞與電熱塞 研究表明，需要采用較長的火花塞或電熱塞，使電極或電熱塞的熾熱體達到B或C位置，并采用無觸點晶體管點火裝置，增加噴油提前角。如果火花塞跳火縫隙處于A或D位置，則會因氣流或激冷層的影響以及混合氣過稀而不易著火。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （2）裂解甲醇法（改質(zhì)） 將無水或含水很少的甲醇分解成H2及CO稱為裂解甲醇，裂解甲醇燃料發(fā)動機基本組成如圖所示。工作原理：甲醇先在蒸

31、發(fā)器中變成氣體，然后在裂解反應器中被分解為H2及CO，然后經(jīng)過冷卻，與空氣混合，進入發(fā)動機。 醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （3）表面著火法 在汽油機中由于高溫點火引起的可燃混合氣的早燃是一種不希望有的異常燃燒現(xiàn)象。甲醇的抗爆燃性雖較高，但比汽油在較低的表面溫度下容易著火。而甲醇在柴油機中又難于著火。于是便產(chǎn)生了在柴油機燃燒室中，用外源能量形成高溫表面使甲醇著火的方案。 醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高

32、比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （4）采用著火改善制 在柴油機中使用加了著火改善劑的純醇燃料，就無需對柴油機作大的變動，并且隨時可以改用柴油，是一種較簡便理想的方法。關鍵是要研究出優(yōu)良的添加劑，如環(huán)己基銷酸鹽、三乙基銨硝酸酯、異丙基硝酸酯等。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 3車用純燒醇類燃料的柴油機結構車用純燒醇類燃料的柴油機結構 （5）高壓縮比壓燃法 從理論上分析，要使醇燃料在原柴油機上不用任何助燃措施，只用壓燃方式組織燃燒過程，壓縮比占要達到26以上。如此

33、高的壓縮比會使發(fā)動機的機械負荷及熱負荷增加，發(fā)動機容易發(fā)生零件強度等方面的問題。 適用于分負荷工況下工作的時間較多的公共汽車的醇燃料發(fā)動機，主要的技術是高壓縮比加助燃劑。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 4車用甲醇改質(zhì)發(fā)動機結構車用甲醇改質(zhì)發(fā)動機結構 將含水甲醇分解為H2及CO2，稱為改質(zhì)甲醇。甲醇/汽油混合氣易分層，純甲醇燃料冷起動困難，而且它們的熱效率也不很理想。人們試圖尋求一種新的應用方式，以期達到更好的效果。甲醇改質(zhì)是利用發(fā)動機排氣的余熱將甲醇改成為H2和CO，然后再輸往發(fā)動機。改質(zhì)氣的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣热匀桓?/p>

34、達215cm/s，遠遠大于汽油。這個特性有利于熱效率的提高。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構車用高比例和純醇類燃料發(fā)動機結構 5醇類靈活燃料發(fā)動機醇類靈活燃料發(fā)動機 醇類靈活燃料指既可使用汽油，又可使用醇類與汽油以任何比例混合的燃料。工作時由燃料傳感器識別燃料成分，通過電腦提供發(fā)動機最佳運行參數(shù)。醇類燃料汽車結構與原理醇類燃料汽車結構與原理 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 供應甲醇燃料M85供油供應系統(tǒng)及為冷啟動需要的丙烷系統(tǒng)在汽車上的布置如圖所示醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （1）燃料系統(tǒng)及汽車底盤 發(fā)動機采用

35、博世公司的多點燃油噴射裝置。向6個噴油器提供足夠的燃油；調(diào)節(jié)噴油器的壓力；使噴油器能安裝到進氣管上。油軌用不銹鋼制造，直徑由原來汽油機用的19mm加大到25.4mm。燃油箱用不銹鋼制造，容積為106L可行駛480km。油箱內(nèi)有一些隔板減少燃油的晃動。醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （2）發(fā)動機 汽車采用排量為3.8L，6缸發(fā)動機。原汽油機的壓縮比為8，通過改變活塞結構將壓縮比提高到10.6，將原來使用的ACR44TS型火花塞改為AC436TS較冷型火花塞，以防止甲醇燃料早燃現(xiàn)象的發(fā)生。醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （3）汽車

36、性能 1）動力性：與原來汽油機車相比，功率及扭矩增加如圖所示。甲醇發(fā)動機的最大功率為182kW，發(fā)生在發(fā)動機轉速為4000rmin，比使用汽油時的功率增加22%，而最大扭矩發(fā)生在轉速為3000rmin時，比汽油機增加11%。 醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （3）汽車性能醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （3）汽車性能醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （3）汽車性能 2）燃油經(jīng)濟性：按每單位熱值汽車行駛的里程數(shù)計算，根據(jù)市區(qū)燃油經(jīng)濟性（FTP）及高速公路燃油經(jīng)濟性（HWFET）試驗程序甲醇燃料汽車

37、比汽油車的行駛里程數(shù)分別增加了11%及13%，這表示FTP及HWFET都得到改善。汽車在道路上實際使用的燃油經(jīng)濟性也表明，甲醇車比汽油車的行駛里程增加21%。醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 M85甲醇燃料汽車甲醇燃料汽車 （3）汽車性能 3）汽車加速性及駕駛驅(qū)動性能：由四輛甲醇車及二輛汽油車進行由零加速到96.6km/h的加速性比較，平均甲醇車比汽油車快1.8s。醇類燃料汽車實例醇類燃料汽車實例 靈活燃料（靈活燃料（FFV）汽車）汽車 靈活燃料汽車（FFV）是一種“替代燃料汽車”，其內(nèi)燃機能夠使用一種以上燃料運行。通常是汽油與乙醇混合的燃料，兩種燃料被儲存在同一箱體中?，F(xiàn)代靈活燃料汽車能夠根據(jù)其燃料成分傳感器探測到的實際混配比例來自動調(diào)整燃料噴射和火花定時器，所以其燃燒室可以燃燒任何比例的混合燃料。靈活燃料汽車是區(qū)別于雙燃料汽車的，雙燃