第三章是汽车替代燃料.ppt

第3章 汽车替代燃料 ; 3.1 概 述 3.1.1开发代用燃料的原因 1.能源储备量 2.环境污染问题 3.1.2汽车新能源的选择标准 1.储量丰富 2.热值高，能量密度大 3.安全、无毒、污染小 4.价格便宜，来源广，容易制取 5.便于携带、储存和使用 6.最好可与现在的汽车供油系统兼容或只需进行简单 的改装即可使用。;3.1.3 主要汽车替代燃料的种类 目前，有广阔发展前景的替代燃料主要有醇类燃料、电能、 压缩天然气、液化石油气、氢气、太阳能等。 气体燃料是能源的一个重要组成部分，被称为继煤炭和石 油之后的第三大能源。醇类燃料的发展一直受到各国的重视。 汽车用醇类燃料主要是甲醇和乙醇，醇类的来源极其丰富，生 产工艺成熟。电能是二次能源，原则的讲，它可以来源任何一 种其他能源，以电能为动力的汽车就是电动汽车。电动汽车有 蓄电池式、燃料电池式和混合动力电动汽车等多种形式。 ; 3.2 氢气 近年来，氢气发动机汽车的热度明显上升，它是清洁能源 应用的一个好契机，同时它和燃料电池电动汽车在都使用氢气 这一点上有着同根同源的关系，在氢能源社会建设工程方面， 是一个非常合适的过渡。 3.2.1 氢气在发动机上的使用 氢气既可以单独作为内燃机燃料用于发动机，也可与汽油 作为混合燃料用于发动机。目前，氢燃料在汽车上的使用多为 氢与汽油混合作为燃料用于发动机。 氢气单独作为内燃机燃料在发动机上使用，其供氢方式有 缸内直接供氢法、预燃室喷氢法、进气道间歇喷射—电磁控制; 法、进气道间歇喷射—进气门座工作面吸入法、进气管连续喷 射—空气导流法和进气管连续喷射—混合气法等几种。为提高 发动机的功率，一般采用内部混合气形成的氢发动机，即缸内 直接供氢法。 氢气发动机是在原型汽油机上改进的，发动机的排量，缸 径，行程，压缩比都没有什么变动，只是在发动机上安装第二 套供气管路，氢气是利用储氢罐的压力被送到发动机上的。在 此过程中，重要的是使液态氢的气化过程。所以在发动机外面 要加一个热交换器，使氢汽化并加热，经过动力调节，生成可 燃混合气体。 2009年6月16日，美国南加州莫哈韦沙漠的艾尔·米诺日干 湖那宽阔龟裂的土地上风大尘高。测试人员杰西驾驶着他那辆; 形似一颗水滴的改装车一“飞”而过。依靠改装的氢动力发动 机，他开到了时速199.712英里（321.54公里） ，刷新了此前 由宝马 H2R 氢动力车在德国创下的186英里/小时（约299.3千 米）的氢动力陆地速度纪录。 3.2.2 氢的制造 目前，氢的制造通常有两种办法，一种是利用煤炭、石油、 天然气提取碳氢化合物；一种是直接利用水制取。我国“973” 计划项目中，有利用太阳能进行规模制氢的基础研究，目前已 在西安交通大学正式启动。; 3.2.3 氢的储存 氢的储存方法：①金属氢化物贮存，金属及合金的氢化物 吸附氢就像海绵吸水一样，效率很高。但金属氢化物贮氢方式 的重量大，且氢压太低，使得氢很难直接喷入气缸；②高压容 器贮存，高压容器贮存是将氢压缩后存贮在高压氢气瓶，这种 贮氢方式能提供较高的压力。但高压容器贮氢方式的重量较大， 与金属氢化物贮氢方式相当。高压容器贮氢体积太大，只能在 大客车上应用；③液氢贮存，液氢是把氢气液化后存贮在绝热 容器中。氢气的沸点为-253℃。液氢贮氢方式设备重量轻，并 且借助小型液氢泵还可获得8～10MPa的高压，以满足高压喷射 方式的需要。但这种贮氢方式需使用绝热容器，价格昂贵，并 且还容易发生蒸发泄露等。储氢箱大多是使用钛合金板制成的；;④最先进的储氢是利用纳米碳素纤维储存氢气，目前正在加速; 燃料的3倍；氢能源使用效率高，比常规的化石燃料的热效率高 10％～15％； ④比重小，火焰传播速度高，其火焰传播速度高达2.91m/s， 是汽油的7.72倍，这就说明氢气的抗爆性比汽油好； ⑤氢极易点燃，最小点火能量只有汽油的1/3，可燃界限宽， 在空气中的着火界限是4.1％～75％比汽油和柴油的着火界限 大很多，容易实现稀薄燃烧； ⑥氢气是一种清洁燃料，其燃烧产物是水，没有碳和碳烟。 氢燃料要想被广泛应用还存在的一些问题： ①氢密度小、易汽化、着火、爆炸、储存运输不便，故携带 性和安全性差，需专用发动机和配套基础设备； ②制氢技