替代燃料在汽车上的用与研究.doc

替代燃料在汽车上的应用与对比 摘 要：分析了目前世界上流行的几种替代燃料的特点，它们在汽车上的应用，指出了新燃料在使用当中存在的一些问题以及解决措施。还对比分析了各替代燃料的物化特性、发动机的性能等等。但是想实现真正的零排放，氢能才是最理想的选择。 关键词：汽车；燃料；应用；研究1 引言 随着经济的发展，能源消耗越来越大资料显示，只能平稳供应20年汽车是石油产品的主要用户，排放了大量的污染物，如NOX，HC，CO等等醇类燃料 2.2 乙醇的应用 乙醇燃料具有辛烷值高、碳氢比低、汽化潜热大、蒸汽压力低、着火极限宽、燃烧速度快等优点。 正是因为有这么多的特点，乙醇在汽车当中得到了一定的应用。 1.掺烧 乙醇与汽油掺烧，在混合燃料当中乙醇的容积比例以E表示，如乙醇占10%，表示为E10。但是乙醇作为燃料单独使用时，需对发动机做较大改动，因此现在—般都是掺入汽油中燃烧，一般乙醇掺入量控制在10％以下，可以保证和普通汽油基本相同的动力性(动力损失小于5％)。这是因为乙醇来源广泛，可由多种农作物和石油副产品制得，辛烷值较高，氧含量高，可改善燃料的抗爆性，促进差；另外，也容易对汽车油路系统和橡胶件产生腐蚀。 2.纯烧 纯烧乙醇，应对发动机进行必要的改造；提高压缩比（9～11），充分发挥乙醇辛烷值高的优势。压缩比提高后，宜采用冷型火花塞；加大输油泵的供油能力，以避免气阻；用附加供油系统及加强预热等措施，改善冷启动；加大燃料箱，以保证必要续驶里程；改善有关零件的抗腐蚀性和抗容涨性等。 3.灵活燃料 灵活燃料指即可以使用汽油，又可以使用乙醇和汽油以任何比例混合的燃料。工作时由燃料传感器识别燃料成分，通过电脑提供发动机最佳运行参数。灵活燃料汽车的商业前景很好，以在福特汽车厂生产线上大批生产。 这三种应用形式当中，以掺烧应用最广泛。 2.3 甲醇的应用 甲醇抗爆性能好，和汽油调和后辛烷值高，可提高发动机热效率。甲醇也是含氧燃料，可促进燃烧完全，减少污染物排放。甲醇是重要的工业产品，作为燃料使用，经济性较好。因为这些特点，所以甲醇在汽车当中也得到了一定的应用。 1.掺烧 甲醇容易对汽车油路系统和橡胶件产生腐蚀，这样甲醇作为燃料单独使用时，需对发动机做较大改动，因此现在—般都是掺入汽油中燃烧。 2.纯烧 纯烧甲醇，应对发动机进行必要的改造；提高压缩比，充分发挥甲醇辛烷值高的优势。压缩比提高后，宜采用冷型火花塞；加大输油泵的供油能力，以避免气阻；用附加供油系统及加强预热等措施，改善冷启动；加大燃料箱，以保证必要续驶里程；改善有关零件的抗腐蚀性和抗容涨性等等。 3.甲醇改质 甲醇改质是利用发动机排气的余热将甲醇改成为H2和CO,然后再输往发动机。 2.4二甲醚的应用 二甲醚十六烷值高，自燃点低，在发动机气缸内蒸发速度快，有利于混合气的形成，燃烧速度快，滞燃期短。汽化潜热高于柴油，蒸发过程吸收热量较柴油多，可有效地降低气缸内最高燃烧温度，有利于降NOX排放和噪声。作为含氧化合物，可提高燃烧效率，在燃烧过程中几乎无碳烟生成，CO的排放都比较小。 二甲醚（DME）在汽车上应用的主要渠道是用作压燃式发动机的燃料，使用方式有以二甲醚（DME）作为点火促进物质和直接燃烧纯液态二甲醚（DME）。 1.甲醚（DME）在柴油机中作为点火促进物质。二甲醚的十六烷值高、自燃性好，因此把二甲醚作为部分燃料使其进入发动机气缸，在压缩行程的后期先行燃烧，预先使缸内温度升高，对主燃料的着火有促进作用，从而改善发动机的性能和排放特性。按燃料的供给方式不同可分为混合喷射式和二甲醚预混、柴油喷射式两种。混合喷射顾名思义是将二甲醚和与柴油或其他燃料混合后由喷油器喷入气缸。二甲醚预混、柴油喷射式是指二甲醚以预混的方式进入气缸，柴油仍利用原喷油装置喷入气缸。 2.油机燃用纯二甲醚（DME）：这种方式利用燃油喷射装置直接向气缸内喷射液态二甲醚。由于二甲醚的十六烷值较高，因此适用于用作压燃式发动机的燃料。在柴油机上，加装一套储气装置和加压设备，即相当于把柴油机改造成二甲醚发动机，另外还需配备一定压力的储气瓶。发动机工作时，在压缩冲程终了时，液态二甲醚经过高压泵和喷油器喷入气缸，经过与空气混合在高温作用下自燃、燃烧膨胀。 2.5氢能的应用 1.热值高，氢气燃烧放热量为121061kJ／kg，是汽油的3倍。 2.燃烧无污染，燃烧产物是水，不会对环境造成污染。 3.来源广泛，可再生，不仅化石燃料和生物质中含有丰富的氢，而且水也是最为广泛的氢源，氢由化学反应发出电能(或热)并生成水，而水又可由电解转化为氢和氧，如此循环，永无止尽。 4.氢是“和平”能源，因为它既可再生又来源广泛，每个国家都有丰富的“氢矿”，可以不依赖化石能源。化石能源分布极不均匀，常常引起激烈抗争。 综上所述，氢能是唯一可以同时