《內(nèi)燃機學 第5版》 課件 4.4 內(nèi)燃機的替代燃料

第四節(jié)內(nèi)燃機的替代燃料AlternativeFuelOverview資源是否豐富、穩(wěn)定，最好能夠再生；生產(chǎn)工藝簡單，投資不大，燃料成本低；與現(xiàn)有內(nèi)燃機技術體系和基礎設施的兼容；生產(chǎn)過程對環(huán)境友好；可顯著改善內(nèi)燃機的尾氣排放；對內(nèi)燃機的動力性和經(jīng)濟性影響不大，能有所改進更好。選擇原則

分類

醇、醚、酯類等含氧燃料合成油氣體燃料自燃溫度、辛烷值、十六烷值、與汽油或柴油的互溶性與穩(wěn)定性；低熱值，化學計量空燃比；燃料的粘度與潤滑性；與彈性密封材料的兼容性；燃料本身及燃燒排放物的毒性；燃料本身的生物降解性.選用燃料的重要參數(shù)含氧燃料OxygenatedFuel

二甲醚

生物柴油

醇類燃料醇類燃料Alcohols醇類燃料：甲醇、乙醇和生物丁醇

燃料性能：小分子，高含氧，辛烷值高適合點燃式應用

醇類燃料Alcohols內(nèi)燃機應用：

汽油摻混；單獨作為點燃式發(fā)動機燃料雙燃料，如柴油引燃

二甲醚

Dimethylether,DME性

能二甲醚柴油沸點

（0.1Mpa，℃）-24.8180密度（kg/m3）670830氣化熱（-20℃，kJ/kg）460290自燃溫度（℃）235250十六烷值6350空燃比9.014.3低熱值（MJ/kg）31.7543.0運動粘度（mm2/s）0.153.0二甲醚

Dimethylether,DME二甲醚

Dimethylether,DME二甲醚燃料特性二甲醚的十六烷值比一般柴油高，自燃溫度比一般柴油低，因此它特別適合作為柴油的替代燃料使用，它滯燃期短，有利于減少NOx排放和降低燃燒噪聲。二甲醚分子結構中沒有C-C鍵，只有C-H和C-O鍵，此外它含氧34.8%，因此在任何工況下均可實現(xiàn)無煙燃燒。二甲醚蒸發(fā)潛熱約為柴油的1.6倍,它有利于降低氣缸內(nèi)燃燒的最高溫度，使NOx排放下降。二甲醚的沸點低，噴入氣缸后可立即氣化，因此二甲醚對噴油系統(tǒng)的噴射壓力要求不高。二甲醚的熱值低，密度小，燃料循環(huán)供給量較大。二甲醚的潤滑性差，需要重點考慮燃料系統(tǒng)潤滑性問題。二甲醚發(fā)動機可以通過EGR控制NOx排放，而不會造成PM排放的增加。由DOC進行后處理，從而滿足歐VI排放。生物柴油bio-diesel

生物柴油應用濁點、凝點或冷濾點較高，低溫流動性差。氧化安全性差，易產(chǎn)生膠質(zhì)。發(fā)動機容易形成積碳，導致磨損增加。生物柴油對重型發(fā)動機排放的影響

排放變化率

生物柴油的體積百分比合成油CTL（Coal-to-liquid）合成方法：直接液化與間接液化（F-T）直接液化450℃，20MPa分離催化劑直接液化合成油的芳烴含量較高。F—T反應F-T合成油低溫特性較差。潤滑性較差。對浸油彈性體有影響。直鏈飽和烴和分支異構飽和烴，烯烴含量較少，硫含量極少，十六烷值高。密度比柴油小，但低熱值比柴油高，兩者乘積之比為0.96，因此在使用合成油時，燃油系統(tǒng)不必作更多的改動。合成油可以和普通柴油以任何比例互溶，成為混合油。

發(fā)動機燃用合成油與常規(guī)柴油時NOx和PM排放的變化絕大部分數(shù)據(jù)點都位于NOx和PM同時降低的方框