第三章-醇类汽车(更新版)

1、1概概 述述2醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理3醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例第三章第三章 醇类汽车醇类汽车4醇类燃料汽车维护醇类燃料汽车维护醇醚燃料的发展史醇醚燃料的发展史 早在1908年美国人亨利福特设计并制造了世界上第一台使用纯乙醇的汽车。 20世纪前10年，醇发动机和汽油发动机汽车开展了许多方面的竞争，究竞哪一种燃料能取得更好的效果一直存在争议。许多大石油公司都不情愿引入任何一种燃料替代品。此时德国却大力推广甲、乙醇混合燃料。 第二次世界大战前，德国的替代燃料占所有轻发动机燃料消耗的50%以上，战后由于石油工业的迅速发展各国对乙醇燃料的兴趣快速减退。概述 醇醚燃料的发展史

2、醇醚燃料的发展史 20世纪70年代以后，由于两次严重的石油危机，汽油的价格直线上升，很多国家担心无油可用，便积极寻找代用燃料。甲醇作为燃料始于此时，其特点首先是完全的可替代性。 80年代以后，虽然石油价格回落，趋于平稳，但由于对石油危机的担心和汽车尾气对环境保护造成的影响的关注，醇醚燃料也得到了快速的发展。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 国外甲醇汽油开发及应用开始于20世纪70年代的第二次石油危机。从替代能源的角度考虑，德、美、日等国先后投入了人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发美国加州和德国等地还组织了甲醇汽车示范车队。 美国曾对甲醇燃料和甲醇汽车的开发和应

3、用尤其重视，M85和M100甲醇燃料汽车都曾有着成功的商业化应用。但由于经济方而和社会方而等复杂的原因，从1998年后，美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料却都开始减少。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 美国最初大规模地启动燃料乙醇工业是为了应对70年代中期中东的石油禁运(1973-1979)。随着1985到1986年油价的大幅度下跌，美国的燃料乙醇工业出现了大幅度的衰退。直到1990年通过清洁空气修正案后，燃料乙醇工业又开始了大规模地发展。2005年的能源政策法案同时设立了可再生燃料标准，规定了可再生能源在汽油中必须达到一定的比例。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况

4、日本对甲醇燃料的研究始于二十世纪80年代后期，90年代初期己有300多辆甲醇燃料汽车投入运行。日本汽车研究所1993年用大型公共汽车、载货车使用M85、M100燃料，进行了6万千米的道路试验，以检验发动机的耐久性、可靠性。进入21世纪，日本制订了新的环保计划，将在短期内让日本国内40%的汽车改用生物燃料，即乙醇汽油混合燃料，以减少温室气体的排放量以及对外国石油的依赖。在2012年之前，供应的是E3燃料(生物乙醇含量3%)，从2020年开始将供应E10燃料(生物乙醇含量10%)，一直到2030年实现所有车用汽油都更换成E10.概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 在欧洲，瑞典197

5、5年首先提出甲醇可以成为汽车代用燃料，并随即成立国家级的瑞典甲醇开发公司(SMAB)。前德意志联邦共和国在上世纪七十年代开始研制甲醇发动机，1979年制定了用于公路交通运输的醇类燃料的研究规划，将M15汽油用于汽车，其间组织过由6家汽车厂生产的一千多辆燃醇汽车投入试运行，并在全国主要大、中城市建立M15汽车加油站，形成全国供应甲醇汽油的网络。在上世纪七八十年代，德国大众汽车公司还在中国建立了M100甲醇汽车示范车队。可以说，德国是至今世界上发展甲醇汽车最有成效的国家。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 巴西是发展乙醇燃料最成功的国家。巴西从1975年起实施乙醇燃料替代能源发展战

6、略，包括提高乙醇产量和改善乙醇汽油使用性能。2003年3月，巴西开发出可用乙醇、汽油或任何比例的乙醇与汽油混合的燃料驱动的可变燃料汽车，从而引起乙醇行业的另一轮增长期。这一年，巴西开始大规模生产乙醇一汽油“可变燃料”或称“双燃料”引擎汽车。2006年，巴西政府在历史上首次实现能源平衡，即燃料的进出口相抵。巴西在再生能源利用方面全球领先，现在巴西可再生能源的原料利用率己经达到44.6%，目标是达到50%，而全球的平均利用率是13.5%。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 我国在“六五”期间曾组织开展了甲醇掺烧汽油的研究、示范工作，并在山西省进行了试验。“七五”期间，进行了高比例甲

7、醇掺烧的试验研究;此后，这项研究也不曾间断。目前，山西省己能够批量生产甲醇汽车发动机和甲醇汽油，陕西省颁布了甲醇汽油及车用燃料甲醇地方标准，四川、内蒙古等地也在小范围内开始试点。 我国现行车用醇醚燃料标准主要包括:UB/T23799-2009车用甲醇汽油(M85),UB18351-2013车用乙醇汽油(E10),UB/T26605-2011车用燃料用二甲醚。“十二五”期间，我国将大力发展新型煤化工，多套煤制甲醇、煤制乙二醇项目相继投产。醇醚燃料，尤其是煤制醇醚燃料产业即将获得新一轮的大发展。概述 各国醇醚燃料的发展概况各国醇醚燃料的发展概况 全球能源需求的迅速增长，导致世界能源生产和环境承载能

8、力愈发不堪重负。环境污染和气候变化等问题正在变得日益严峻，居高不下的能源价格不仅加重了世界经济发展的负荷，也给普通百姓的生活带来越来越多的困扰。在中国的石油消耗中，交通占到50%左右，车用燃料基本来自石油。目前，中国原油对外依存度在45%左右，2020年这一比例还会有所提高。随着国际油价上涨，进口石油经济性和安全性都受挑战;另一方而，中国车用燃料需求增长强劲。据预测，2020年我国汽车保有量将增加到1亿辆左右。届时我国车用汽、柴油需求量将占全部汽、柴油需求总量的6500。而对我国能源结构在相当长时期一次能源以煤为主的必然事实，把煤转化为醇醚汽车清洁燃料，才是我国重要的能源安全战略发展方向。概述

9、 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 1醇类燃料的来源醇类燃料的来源 甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氢气合成，为无色透明的液体，高挥发性，易燃。主要由天然气（占78%）、重油（占10%）、石脑油（占7%）、液化石油气（占3%）、煤炭（占2%）、油页岩、木材和垃圾等物质中提炼。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 1醇类燃料的来源醇类燃料的来源 乙醇俗称酒精，其工业生产方法主要有发酵法、乙烯水合法等方法，我国一直以发酵法为主，其生产原料有三类：第一类是含糖作物与副产物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二类是淀粉质作物，如玉米、高梁、小麦、红薯和马铃薯等；第三类是纤维素原料，

10、如木材、木屑和谷物秸杆等。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 2醇类燃料的分类醇类燃料的分类 （1）按醇类燃料的组成成份和性质来分，主要是指甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），它们都是相对分子质量较小的单质，燃烧产物中基本没有碳烟，NOx的排放浓度也很低，是一种低污染性燃料。醇类燃料汽车是指以甲醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇为燃料的汽车，以甲醇为燃料的汽车称为甲醇汽车，以乙醇为燃料的汽车称为乙醇汽车。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 2醇类燃料的分类醇类燃料的分类 （2）按醇类燃料在汽车发动机上的燃用方式分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧（M100或E100）和改质

11、。 1）掺烧主要是指醇类燃料（甲醇或乙醇）以不同的体积比例掺入汽油（柴油）中。掺烧是醇类燃料在汽车上的主要应用方式。为使内燃机燃用甲醇时能有良好的效果，可采用不同的掺烧方式，调整混合燃料的性质，改进内燃机结构及设计良好的掺烧及控制装置。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 2醇类燃料的分类醇类燃料的分类 （2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。 掺烧的主要方法有三种：混合燃料法、薰蒸法、双供油系统法，前两种方法既可用于柴油机上，又可用于汽油机上，而双供油系统法仅用于柴油机上。但是醇类燃料易于自然吸水且相对密度小于柴油，故与柴油的互溶性较差，一般情况主要针对

12、醇类燃料与汽油的掺烧。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 2醇类燃料的分类醇类燃料的分类 （2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。 2）纯烧类型是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料，主要方式有六种：裂解法、蒸气法、火花塞法、电热塞法、炽热表面法、加入着火改善剂法。其中后三种方法仅用于柴油机上，其他方法既可用于柴油机上，又可用于汽油机上。概述 醇类燃料的来源及分类醇类燃料的来源及分类 2醇类燃料的分类醇类燃料的分类 （2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型：掺烧、纯烧和改质。 3）改质类型现在主要是指醇类燃料的改质。甲醇改质利用发动机的余热将甲醇生成为H2和

13、CO，然后输送到发动机内燃烧。采用甲醇改质需要对发动机进行较大的改造，最好重新设计发动机。变性燃料乙醇指乙醇脱水后再添加变性剂而生成的以乙醇为主的燃料。概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性 （1）醇类燃料中含氧量大热值低，所需要理论空气量比汽油或柴油少，从而保证发动机的动力性能不降低。 （2）辛烷值比汽油高，是点燃发动机好的代用燃料，作为提高汽油辛烷值的优良添加剂，采用高压缩比提高热效率。普通汽油与15%20%的醇类燃料混合，辛烷值可以达到优质汽油的水平，但是醇燃料的抗爆性敏感度大，中、高速（MON）时的抗爆性不如低

14、速(RON)时好。概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性 （3）常温下为液体，操作容易，储带方便。 （4）可燃界限宽，汽油的着火极限为1.47.6；甲醇的着火极限为6.736，燃烧速度快，火焰传播速度比汽油快，可以实现稀薄燃烧，利于排气净化和空燃比控制。 （5）与传统的发动机技术有继承性，特别是使用汽油醇类混合燃料时，发动机结构变化不太大，减少燃烧室表面的燃烧沉积物和改善排放性能。概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性 （6）由于十六烷值低，着火性差，着火延迟期长，在压燃式发动机中采用醇类燃料要困难得多，在点燃式发动机应用较广。 （7）汽化潜热大，使得醇类燃料低温起动和低温运行性能恶化。甲醇在

15、5以下，乙醇在20以下难以在进气系统中形成可燃混合气，如果发动机不装备进气预热系统，燃烧纯醇燃料时汽车难以起动。但在汽油中混合低比例的醇，由燃烧室壁面给液体醇以蒸发热，这一特点可成为提高发动机热效率和冷却发动机的有利因素。概述蒸发潜热蒸发潜热是指在恒定温度下，使某物质由液相转变为气相所需要的热量。在25时，水的蒸发潜热是44kJ/mol，是所有已知溶剂中最高的。 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性 （8）热值低，甲醇的热值只有汽油的48%，乙醇的热值只有汽油的64%。因此，与燃用汽油相比，在同等的热效率下，醇的燃料经济性低，但理论混合气热值与汽油相当，汽车的动力性不会有很大的影响。 （9）沸点低

16、，蒸汽压高，容易产生气阻。 （10）腐蚀性大。醇具有很强的化学活性，能腐蚀锌、铝等金属。甲醇混合燃料的腐蚀性随甲醇含量的增加而增加。另外，醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀比单独的醇或汽油都强，混合20%醇时对橡胶的溶胀最大。概述 醇类燃料主要特性醇类燃料主要特性 （11）醇混合燃料容易发生分层。醇的吸水性强，混合燃料进入水分后易分离为两相。因此，醇混合燃料要加助溶剂。 （12）甲醇有毒，会刺激眼结膜，也会通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，刺激神经，造成头晕、乏力、气短等症状。概述醇类燃料在发动机上的参数选择汽油机使用醇类燃料时的参数选择1、提高压缩比2、改善燃油分配均匀性及供油特性3、混合

17、气空燃比的调整4、火花塞及点火时间的选择柴油机使用醇类燃料时的参数选择 1、压缩比的选择 2、电热塞与火花塞醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 1混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 （1）在点燃式内燃机上掺烧甲醇。在点燃式内燃机中掺烧甲醇不仅可以以醇代油，而且与燃用纯汽油相比，还具有如下优点：辛烷值提高，可以在无铅汽油中加甲醇，达到含铅汽油所具备的抗爆能力；可以扩大混合气的着火界限，燃用稀混合气，提高燃油经济性；可以提高压缩比，从而提高内燃机的动力性和经济性；减少燃烧室表面的燃烧沉积物；改善排

18、放性能等。醇类汽车结构与原理醇类汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 1混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 （2）在压燃式发动机中掺烧甲醇。醇类易于自然吸水且相对密度小于柴油，故与柴油的互溶性较差。醇类的十六烷值很低，着火性能差，使得醇类用作压燃式发动机燃料比用作点燃式发动机燃料困难，不是醇类燃料应用的主渠道。现发动机主要采用的改进方法有：加入点火促进剂、改善点火性能；高压缩比及废气再循环；电热塞法；柴油引燃法；高能电火塞法；乳化甲醇柴油。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇

19、类燃料发动机结构 1混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 （3）车用掺烧乙醇汽油发动机结构 掺烧是乙醇燃料在汽车上的主要应用方式。掺烧后的乙醇汽油的辛烷值比汽油高，燃用乙醇汽油发动机的压缩比可以提高。我国主要应用的掺烧比例比较小时，发动机的结构基本不变。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 2薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 薰蒸法是利用醇燃料表面张力及黏度低的特点，通过不同方式将醇燃料雾化、气化后从进气管送入燃烧室。可利用流动的空气流、机械部件等使醇燃料雾化，或者利用

20、冷却水或排气的热量加热醇燃料，使其气化。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 2薰蒸法的醇类燃料汽车发动薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构机结构 低压喷嘴法的醇类燃料汽车发动机结构改进：在缸盖进气道上安装喷油器如图所示，在进气冲程将甲醇喷入进气道，与空气雾化混合后入缸。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 2薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 （2）甲醇蒸气法的醇类燃料汽车发动机结构改进：利用内燃机排气或冷却循环水的热量，将醇燃料变成气体后送

21、入燃烧室，这种方法可以掺烧不同比例以及100%的醇燃料。甲醇蒸气可用于汽油机及柴油机，可以掺烧甲醇或者实现纯醇燃料发动机。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 2薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 利用废气热量示意图醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 2薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 利用循环水热量示意图醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构

22、3双燃料喷射系统的醇类燃料汽车双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构发动机结构 (1)双燃料喷射系统是指柴油机具有两套分开的喷油泵-喷油器系或者一套喷油泵-喷油器，但能向气缸内喷射两种不同燃料。采用双燃料喷射系统的目的是能在柴油机上燃用大比例的醇与柴油的混合燃料或者用少量的柴油引燃大量的醇燃料。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 3双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 （2)供油管及喷油器的结构 将现有的喷油器前的高压油管稍加改装，利用喷油泵出油阀回位时，在出油阀上部至喷油器之间的高压油

23、管内产生负压，醇或其他代用燃料在此负压作用下，通过单向阀被吸入喷油器。被吸入的代用燃料在高压柴油紊流作用下形成乳化液后喷入燃烧室。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 3双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 （3）双燃料汽车用新型供油系统 为了使引燃油可靠着火，同时又能将甲醇点燃，必须创造两个条件：一是甲醇油束紧靠着柴油油束；二是引燃柴油必须集中，形成能可靠着火的较浓混合气。如果能共同利用原来柴油机的喷油泵及喷油嘴系统就更为理想。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 掺烧式车用醇类

24、燃料发动机结构掺烧式车用醇类燃料发动机结构 3双燃料喷射系统双燃料喷射系统 的醇类燃料汽车的醇类燃料汽车 发动机结构发动机结构 醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 1甲醇点燃式发动机结构甲醇点燃式发动机结构 这种发动主要指甲醇（M85M100）点燃式内燃机。当燃用甲醇含量超过容积的85%时，内燃机需进行一系列设计修改： （1）提高电动汽油泵的供油压力，以避免产生气阻，影响供油，如有的汽油泵采用3.0Mpa以上压力。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机

25、结构 1甲醇点燃式发动机结构甲醇点燃式发动机结构 （2）混合气的形成装置必须与甲醇较低的热值及较少的空气需要量相适应。 （3）采用高压缩比以充分利用甲醇高辛烷值的特性，压缩比可提高到911。 （4）更合适的混合气形成装置，对混合气形成装置进行改进设计。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 1甲醇点燃式发动机结构甲醇点燃式发动机结构 （5）火花塞和火花塞间隙的选择，压缩比提高后，宜采用冷型火花塞。 （6）解决冷起动不利的因素，如：辅助汽油喷射、电加热、火焰起动装置、热分解燃油、催化分解燃油、增加点火能量、燃油的雾化、燃油中

26、添加低沸点的添加剂。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 1甲醇点燃式发动机结构甲醇点燃式发动机结构 （7）改善有关零件的抗腐蚀性和抗溶胀性等，尤其是提高供油管路的金属件、橡胶件和塑料的性能，如油压调节器的膜片。 （8）加大燃料箱，以保证必要续驶里程。 （9）在提高发动机的压缩比，为充分利用醇类燃料高辛烷值的特点，应加大点火提前角调整2050。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 2车用纯烧乙醇汽油发动机结构车用纯烧乙醇汽油发动机结构 纯烧乙醇应对

27、发动机进行必要的改动；提高压缩比（911），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，改善冷起动；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溶胀性等。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 在柴油机中燃烧纯醇燃料，首先要解决能稳定着火及实现较好工作过程的问题。 应用和研究的方案有：火花塞法、电热塞法、高温表面着火法、裂解甲醇法、醇燃料蒸气法、醇燃料加着火改善剂法、大

28、幅度提高压缩比。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （1）火花塞与电热塞 在汽油机上本来就有火花塞，因此实现纯醇燃料奥托循环较方便。柴油机改用醇燃料后，需要采用火花塞或电热塞助燃。两种方法都是采用针阀式单孔喷油嘴，压缩比分别为16.4级16.5，喷启压力为7MPa。 多数柴油机的燃烧室位于活塞顶，在压缩行程末期，燃烧室内会产生有组织的较强气流运动。汽油机使用的火花塞不适用，于醇燃料柴油机。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动

29、机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （1）火花塞与电热塞 醇燃料柴油机采用长电极、较冷型的火花塞，或采用多级火花塞、带屏障等特种火花塞。 布置火花塞的原则1、要能接触到较丰富的混合气，而又不会让气流吹熄火花。2、在直喷燃烧室内，火花塞布置在喷油嘴附近或喷油嘴的对面。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （1）火花塞与电热塞 在国产缸径为95mm柴油机的涡流燃烧室中，为使缸盖结构变动较小、火花塞或电热

30、塞布置在水平位置上。如右图所示。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （1）火花塞与电热塞 研究表明，需要采用较长的火花塞或电热塞，使电极或电热塞的炽热体达到B或C位置，并采用无触点晶体管点火装置，增加喷油提前角。如果火花塞跳火缝隙处于A或D位置，则会因气流或激冷层的影响以及混合气过稀而不易着火。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结车用高比例和纯醇类燃料发动机结构构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结

31、构 （2）裂解甲醇法（改质） 将无水或含水很少的甲醇分解成H2及CO称为裂解甲醇，裂解甲醇燃料发动机基本组成如图所示。工作原理：甲醇先在蒸发器中变成气体，然后在裂解反应器中被分解为H2及CO，然后经过冷却，与空气混合，进入发动机。 醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （3）表面着火法 在汽油机中由于高温点火引起的可燃混合气的早燃是一种不希望有的异常燃烧现象。甲醇的抗爆燃性虽较高，但比汽油在较低的表面温度下容易着火。而甲醇在柴油机中又难于着火。于是便产生了在柴油

32、机燃烧室中，用外源能量形成高温表面使甲醇着火的方案。 醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 （4）采用着火改善制 在柴油机中使用加了着火改善剂的纯醇燃料，就无需对柴油机作大的变动，并且随时可以改用柴油，是一种较简便理想的方法。关键是要研究出优良的添加剂，如环己基销酸盐、三乙基铵硝酸酯、异丙基硝酸酯等。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 3车用纯烧醇类燃料的柴油机结构车用纯烧醇类燃料的柴油

33、机结构 （5）高压缩比压燃法 从理论上分析，要使醇燃料在原柴油机上不用任何助燃措施，只用压燃方式组织燃烧过程，压缩比占要达到26以上。如此高的压缩比会使发动机的机械负荷及热负荷增加，发动机容易发生零件强度等方面的问题。 适用于分负荷工况下工作的时间较多的公共汽车的醇燃料发动机，主要的技术是高压缩比加助燃剂。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 4车用甲醇改质发动机结构车用甲醇改质发动机结构 将含水甲醇分解为H2及CO2，称为改质甲醇。甲醇/汽油混合气易分层，纯甲醇燃料冷起动困难，而且它们的热效率也不很理想。人们试图寻求一

34、种新的应用方式，以期达到更好的效果。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。改质气的最大火焰传播速度仍然高达215cm/s，远远大于汽油。这个特性有利于热效率的提高。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 5醇类灵活燃料发动机醇类灵活燃料发动机 醇类灵活燃料指既可使用汽油，又可使用醇类与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。醇类燃料汽车结构与原理醇类燃料汽车结构与原理 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 供应甲醇燃料M85供油供应系统及为冷启动

35、需要的丙烷系统在汽车上的布置如图所示醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （1）燃料系统及汽车底盘 发动机采用博世公司的多点燃油喷射装置。向6个喷油器提供足够的燃油；调节喷油器的压力；使喷油器能安装到进气管上。油轨用不锈钢制造，直径由原来汽油机用的19mm加大到25.4mm。燃油箱用不锈钢制造，容积为106L可行驶480km。油箱内有一些隔板减少燃油的晃动。醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （2）发动机 汽车采用排量为3.8L，6缸发动机。原汽油机的压缩比为8，通过改变活塞结构将压缩比提高到10.6，将原来使用的ACR44TS型火花塞

36、改为AC436TS较冷型火花塞，以防止甲醇燃料早燃现象的发生。醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （3）汽车性能 1）动力性：与原来汽油机车相比，功率及扭矩增加如图所示。甲醇发动机的最大功率为182kW，发生在发动机转速为4000rmin，比使用汽油时的功率增加22%，而最大扭矩发生在转速为3000rmin时，比汽油机增加11%。 醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （3）汽车性能醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （3）汽车性能醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （3）汽车

37、性能 2）燃油经济性：按每单位热值汽车行驶的里程数计算，根据市区燃油经济性（FTP）及高速公路燃油经济性（HWFET）试验程序甲醇燃料汽车比汽油车的行驶里程数分别增加了11%及13%，这表示FTP及HWFET都得到改善。汽车在道路上实际使用的燃油经济性也表明，甲醇车比汽油车的行驶里程增加21%。醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 M85甲醇燃料汽车甲醇燃料汽车 （3）汽车性能 3）汽车加速性及驾驶驱动性能：由四辆甲醇车及二辆汽油车进行由零加速到96.6km/h的加速性比较，平均甲醇车比汽油车快1.8s。醇类燃料汽车实例醇类燃料汽车实例 灵活燃料（灵活燃料（FFV）汽车）汽车 灵活燃料汽车（FFV）是一种“替代燃料汽车”，其内燃机能够使用一种以上燃料运行。通常是汽油与乙醇混合的燃料，两种燃料被储存在同一箱体中。现代灵活燃料汽车能够根据其燃料成分传感器探测到的实际混配比例来自动调整燃料喷射和火花定时器，所以其燃烧室可以燃烧任何比例的混合燃料。灵活燃料汽车是区别于双燃