甲醇电喷技术已成熟,专用甲醇发动机或将出世

甲醇电喷技术已成熟，专用甲醇发动机或将出世理论研究表明，甲醇燃烧后排出水和二氧化碳，它的热值约为汽油的一半，燃烧时的理论空气量少，约为汽油的43%，辛烷值较高，最适应于高压缩比型的发动机，有利于提高发动机的动力性能和经济性能，甲醇是汽油的理想替代燃料。目前汽车代用燃料的应用和推广已经取得很大进步，其中武汉地区的甲醇燃料电喷技术研究已经在国际、国内处于领先地位，其对现有的汽油发动机的改装规模也已经达到产业化水准。现在基本上可以判定专用的甲醇发动机或将出世。甲醇及燃烧特性甲醇，又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。具有沸点低辛烷值高等特点，使得它作为燃料具有含氧量高、热值比汽油弱的特点，汽化潜热是汽油的3倍多。甲醇有优良的传导性，可以减少静电产生的危险，意外火灾可能性少。而且几十万吨/年的装置就可达到经济规模（合成油则至少应达到几百万吨/年规模），甲醇可以不必过分集中生产，便于企业投资兴建和产品输送，即使较长距离的输送，也比输煤和输气便利。甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低，所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少。甲醇的燃烧特性有：1）有极高的抗爆能力和极佳的冷却作用甲醇有极高的抗爆能力，能够在高于优质汽油所容许的压力下燃烧而不会爆震。这正适合高压缩比、高性能的发动机。有极佳的冷却作用，可以降低发动机温度，不致过热。2）甲醇燃料是国际上公认的清洁燃料甲醇为含氧化合物，其燃烧排放比石油燃烧所生成的有害物质明显降低，有实验监测结果表明，桑塔纳轿车使用M15甲醇汽油，CO和HC比使用93#汽油分别降低23.2%和28.5%；M15甲醇柴油在玉柴一—YC6105上使用，CO降低79.4%,NO降低31.3%，排气烟度降低85.9%。3）完全能够满足发动机的动力要求甲醇含氧，可充分燃烧，蒸发潜热大，可提高发动机的热效率。通过增加喷油量以弥补甲醇热值低的不足，甲醇辛烷值RON106〜115，远高于汽油并且汽化潜热大，最适应于高压缩比型的发动机，所以在很大程度上增加发动机的功率和扭矩，动力性较之同排量的汽油机会有很大的提高。4）甲醇汽油对黄铜有轻微腐蚀、对橡胶材料有一定的溶胀作用甲醇汽油对黄铜有轻微腐蚀，但对钢、铝等金属基本没有影响。通常加入缓蚀剂后可排除影响。对橡胶材料有一定的溶胀作用，但作用时间缓慢，一旦发现，更换其橡胶垫即可。对泡沫质油浮子、汽油滤清器滤芯有明显溶胀现象，可更换为其他材质油浮子、汽油滤清器滤芯即可。5）排放远低于汽油甲醇汽油的火焰传播速度快，分子含氧量达50%，所以甲醇汽油混合气的燃烧非常充分，排放远低于汽油。甲醇燃料汽车推广相关背景1）跨越油气时代：甲醇经济的观念的提出美国著名有机化学家、诺贝尔化学奖得主乔治•奥拉曾在2006年提出了“跨越油气时代：甲醇经济”的观念。“甲醇经济”作为应对油气时代后解决能源、化工问题的新的可行途径已经开启。2） 国外对车用甲醇技术研究开发已经有几十年了美国从1987年开始开发柔性燃料汽车（FFV：FlexibleFuelVehicle），对甲醇、汽油、汽油和甲醇的混合物都能应用。日本搞甲醇专用车不搞柔性燃料车（FFV）。3） 发展醇燃料是国家《汽车产业发展政策》的具体内容2004年5月，国家发改委发布的《汽车产业发展政策》明确规定，国家支持研究开发醇燃料、混合燃料等型车用燃料，鼓励企业开发新型燃料汽车；2006年11月，原国务院副总理曾培炎主持工作会议时强调，加大对替代能源发展的支持力度，重点发展车用燃料和替代石油产品，搞好煤碳液化、煤制醇醚、烯烃和煤基多联产技术的试验示范和开发应用；2007年6月，温家宝总理主持国务院常务会议叫停粮食制乙醇和煤制油项目之后，替代能源的重点已经转向煤炭深加工、可再生能源、煤制醇醚烯烃等。4） 全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会负责行业管理2004年12月16日，中国石油和化学工业协会、中国汽车工业协会在北京召开了全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会成立大会。国家发改委、国家科技部等有关部门及中国石油和化学工业协会、中国汽车工业协会，山西省人民政府有关领导参加了会议。专业委员会主要工作是利用我国煤炭资源的优势和廉价的再生资源，大力发展醇醚燃料及醇醚清洁汽车产业，以新型能源代替和弥补石油资源的不足，实现能源、环境、经济协调发展，推动我国能源和汽车工业发展。5）目前国内甲醇产能、产量大幅增长由于我国的能源结构呈现“缺油、少气、富煤”的特点，在国家推行“节约优先，立足国内，煤为基础，多元发展”能源工作方针的指引下，国内尤以煤炭产区（如：山西）的许多能源企业、甲醇企业、投资机构竞相投资甲醇项目，加之技术进步，生产工艺已经成熟，煤制甲醇比较现实，特别用高硫煤制甲醇，还可净化出纯度较高的工业用硫；焦炉气、煤层气、天然气和小化肥联产都可制取甲醇，价格便宜，所以甲醇燃料作为替代能源最为符合国情。我国现有甲醇生产企业200多家，以煤炭为主要原料的生产厂家占到70%,其他以天然气、焦炉气、渣油等为原料，原料来源丰富，摆脱了对石油资源的依赖。到2010年全国甲醇燃料的推广工作将在更大范围内展开。山西、陕西、四川、宁夏、内蒙古和甘肃6省区目前已经开始着手共建晋陕川甘宁蒙煤基醇醚燃料试验示范区，计划通过联片推广甲醇燃料的方式，推动甲醇燃料推广工作提速。最近5年的快速发展，中国甲醇产量就跃居全球首位。由控制器1,通过喷油嘴线束3与原车油轨8相连，控制器1通过控制线束2与汽油泵、甲醇泵切换继电器5相连，控制器1通过控制线束2与切换、显示单元11相连，显示单元通过甲醇油位传感器连接线4与甲醇供油单元10相连，从甲醇供油单元10出来的甲醇油路9通过混合阀7与原车油轨和原车汽油油路6相连。2.控制过程控制器1采用汽车级单片机控制，与之相连的切换、显示单元11上装有三档切换开关、状态指示灯和甲醇油位指示灯电源指示灯。在切换、显示单元11的三档开关控制下，控制器1将实时检测当前目标工作状态，并通过内置的控制算法，控制切换过程，其实现方法是：当由甲醇切换到汽油状态时，发动机上的氧传感器检测到燃料不充分的信号，控制原车喷油脉宽加大，控制器1检测到这个突然加大的信号，判定是开始了切换过程，进一步加大喷油量，直到控制器1检测到的原车脉宽回复正常，这个过程中，喷油量一步一步减小，直到原车油轨8内的甲醇燃烧完成。当切换、显示单元11上的开关置于汽油状态时，控制器1不输出油泵电源切换信号，继电器5不动作，原车汽油线路经继电器5的常闭触点接通，原车汽油泵工作，同时，控制器1通过判断本次切换前是否在甲醇状态下工作解决是否启动切换过程控制策略，当曾在甲醇状态下工作，控制器1将启用切换过程控制策略，一步一步减小喷油脉宽，并实时检测发动机的抖动，进行喷油量修正，在切换过程完成后，控制器1将停止工作，由控制器1的隔离二极管直接接通原车喷油线路。当切换、显示单元11上的开关置于甲醇状态时，控制器1输出油泵切换信号，继电器5动作，甲醇泵经过继电器5常开触点接能原车汽油泵供电电源，同时继电器5断开了接在常闭触点上的汽油泵电源，实现了甲醇泵与汽油泵的切换。同时控制器1判断本次切换前是否在汽油状态下工作，如果曾在汽油状态下工作，控制器1启动切换过程控制策略，一步一步加大喷油量，并实时检测发动机抖动，修下喷油量。直到切换过程完成，将进入全甲醇工作模式。4、与国内外同类技术指标的比较车用甲醇与汽油、乙醇等燃料的对比如下：序名称实现方案特性

号1M15甲醇汽油甲醇15%,添加剂0.3-20%,余量汽油与汽油性能接近，动力性较汽油略差，除需更换部分汽车油箱内的浮子外，不需对车辆作任何改装，2M50甲醇汽油甲醇50%，添加剂0.3-20%,余量汽油经控制器适当加大喷油量，来适应热值的改变，高比例甲醇汽油需更换油泵、油位传感器、浮子；高比例甲醇汽油的腐蚀抑制问题是目前较大的问题3M85甲醇汽油甲醇85%，添加剂0.3-20%，余量汽油经控制器加大喷油量来适应热值的改变，除M50的腐蚀问题夕卜，还产生了一个新的问题，即，冷车不易启动，冷车发动机磨损大，长时间停车发动机内会有明腐蚀热，有烧蚀气门的可能4M100纯甲醇方式加入石油醚MTBE15-30%左右，余量甲醇腐蚀现象较M85要轻，在不同的温度下甲醇的量不同，以适应冷启动。如果石油醚含量过大，胶质问量明显，如MTBE量过大，氮氧化和物排放超标M100纯甲醇方式原车汽油油路不动,增加独立的甲醇喷射单元启动时使用原车汽油特性，有优秀的冷启动特性，但由于甲醇喷油嘴后置，喷射的甲醇不能经进气门余热有效预M100纯甲醇方式原车汽油油路上增加混合阀，利用原车汽油喷射单元喷射甲醇发动机在汽油状态下热车，预热后自动转入甲醇运行，对发动机运行特性无改变，但长时间低温停车需提前手动切换到汽油状态下工作几分钟5、项目的经济效益和社会效益分析1．单台车经济效益分析：目前研发的电喷汽车甲醇、汽油双置共轨燃料系统产品。经实际测试，在一台1.3L汽车的测试对比中：80公里等速：汽油消耗量为7.2L/100公里，汽油价7.68元/L，百公里燃油费用：55.3元；80公里等速甲醇消耗量为11.86L/100公里，甲醇价2.4元/L,百公里燃油费用：28.464元；百公里节省：55.3-28.464=26.836元，百公里节省比例：26.836/55.3=48.52%，按一台运营车辆，每天350公里计，每天节省：26.836*3.5=93.926元；年节省燃料费用： 93.926*360=33813.36元。改造一辆营运车辆费用1800元，司机使用M100甲醇，每天可节省93.926元，一年可节省3.4万元。因此，目前使用甲醇燃料在经济是合算的，受到司机欢迎的。2．社会效益分析（1）因为甲醇的来源广泛，其中煤制甲醇更具有重大的意义，尤其对含硫量高、不易民用或工业用煤，也不影响生产甲醇。从煤中制取甲醇，也可以在多种可点燃物质中提取混合醇，再将甲醇作为燃料代替汽油（2）有效降低和减少有害气体排放。甲醇含氧量高，燃料充分，能有效降低和减少有害气体排放，碳氧化合物、碳氢化合物的排放下降超过60%，有利于环境保护。。甲醇燃料能有效的消除燃烧系统各部分的积炭，避免了因积炭的形成而引起的动力下降；醇是一种性能优良的溶剂，能有效避免油路的堵塞，减少相关维修的费用。能延长发动机部件的寿命。（2）甲醇是液体燃料，在储运、分配、携带