1、汽車運行材料車用替代燃料第4章車用替代燃料4.1醇類燃料411醇類燃料的類別與特點1醇類燃料的類別目前，已經(jīng)進入實用階段的醇類燃料主要有甲醇和乙醇兩類，均可作為汽車替代燃料使用。甲醇（Methanol）是有機物醇類中最簡單的一元醇，俗稱木精、木醇。甲醇是無色、有酒精氣味的、易揮發(fā)的液體。甲醇燃燒時無煙，火焰呈藍色。甲醇有毒，誤飲510mL就能致人雙目失明，大量飲用會導致死亡。甲醇可從煤（特別是劣質高硫煤）.重質燃料和焦爐氣回收制取，也可自天然氣、油頁巖、生物質（如林木、有機垃圾等）中提取。乙醇（Ethanol,俗稱酒精）在常溫.常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體。乙醇的水溶液具有特殊的、令

2、人愉快的香味，并略帶刺激性。乙醇可以高粱、玉米、小麥、甜菜、甘蔗、薯類.糖蜜等農(nóng)作物為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餡制取。2醇類燃料的特點醇類燃料都屬于含氧燃料，其理化性質與汽油相近。同時，醇類燃料具有辛烷值高、蒸發(fā)潛熱大、著火極限寬、熱值低、腐蝕性大.易產(chǎn)生氣阻.排放污染低、貯存和使用方便等特點，比較適合作為車用汽油的替代燃料使用。412醇類燃料的應用1摻醇燃料摻醇燃料是指把甲醇或乙醇以不同比例摻入車用汽油中形成的混合燃料。甲醇、乙醇與汽油的混合燃料分別用m(Methanol)和E(Ethanol)加一數(shù)字表示，其后的數(shù)字表示混合燃料中甲醇或乙醇的體積分數(shù)，如M30表示甲醇體積分數(shù)為30%的甲醇汽油混合

3、燃料，E10表示乙醇體積分數(shù)為10%的乙醇汽油混合燃料。2純醇燃料純醇燃料是指單純的甲醇或乙醇燃料。從彌補石油資源短缺的角度來看，采用純醇燃料用于發(fā)動機比釆用摻醇燃料，尤其是低比例摻醇燃料更具有實際意義。使用純醇燃料時，可根據(jù)甲醇或乙醇燃料的特點對發(fā)動機進行改造，使其動力性、經(jīng)濟性和排放性比燃燒汽油時有較大程度的提高。但使用純醇燃料需對發(fā)動機進行較大范圍的改造。有鑒于此，純醇燃料目前在我國還處于試驗、研究階段，全面普及尚待時日。4.13車用甲醇燃料的質量標準1車用燃料甲醇質量標準GB/T23510-2009車用燃料甲醇對車用燃料甲醇的技術要求見表o表41對車用燃料甲醇的技術要求（GB/T235

4、102009）項目指標外觀無色透明液體，無可見雜質密度（p20）/（g/cm3）0.791-0.793沸程(or,101.3kPa,在64.0-65.5*C范圍內，包括64.6QC±0.ro/"CW1.0水，w/%W0.15酸（以HCOOH計），w/%W或堿（以NH3計），w/%W0.0030.0008無機氧含量/（mg/L）W1鈉含量/(mg/kg)W2蒸發(fā)殘渣，訕w0.0032車用甲醇汽油(M85)質量標準GB/T23799-2009車用甲醇汽油(M85)已于2009年5月18日由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局與國家標準化管理委員批準發(fā)布，自2009年12月1日起開始實施。按

5、照GB/T23799-2009的規(guī)定，車用甲醇汽油(M85)的技術要求和試驗方法見表42o3.其他車用甲醇汽油質量標準到目前為止，除車用甲醇汽油(M85)之外，其他比例的車用甲醇汽油的質量標準仍在醞釀、制定之中，還沒有國家標準出臺。但浙江、山西、陜西、黑龍江、遼寧等省已相繼出臺車用甲醇汽油地方標準，全面或試點推廣甲醇燃料的使用。其中，浙江省的甲醇汽油標準制定和推廣走在全國前列,并有望成為國家標準。DB33/T756.1-2009車用甲醇汽油第1部分：M15將車用甲醇汽油(M15)按照研究法辛烷值分為90號、93號、97號三種牌號，并以“M15/90號汽油”.油”、“M15/97號汽油”加以標識

6、?！癕15/93號汽DB33/T756.2-2009車用甲醇汽油第2部分：M30將車用甲醇汽油(M30)按照研究法辛烷值分為90號、93號、97號三種牌號，并以“M30/90號汽油”、“M30/93號汽油”、“M30/97號汽油”加以標識。DB33/T756.3-2009車用甲醇汽油第3部分：M50規(guī)定，車用甲醇汽油(M50)只有97號一種牌號(按照研究法辛烷值劃分)，并以“M50/97號汽油”加以標識。4.14車用乙醇燃料的質量標準我國目前使用的車用乙醇汽油是在不添加含氧化合物的車用乙醇汽油(ethanolgasoline)調合組分油中加入一定體積分數(shù)的變性燃料乙醇調合而成的。1車用乙醇汽油

7、調合組分油的分類及質量標準現(xiàn)行國家標準GB220302013車用乙醇汽油調合組分油按照以該種車用乙醇汽油調合組分油調合之后形成的車用乙醇汽油的研究法辛烷值分為90號.93號、97號三個牌號。與此相適應，滿足國家執(zhí)行第四階段排放法規(guī)要求的車用乙醇汽油調合組分油稱為90號車用乙醇汽油調合組分油（IV）、93號車用乙醇汽油調合組分油（IV）和97號車用乙醇汽油調合組分油（IV）,其技術要求和試驗方法見表43。2變性燃料乙醇及其質量標準1）變性燃料乙醇燃料乙醇是未加變性劑的、可作為燃料用的無水乙醇。變性燃料乙醇是加入變性劑后不適于飲用的燃料乙醇。在燃料乙醇中加入變性劑（使其不再適于飲用）后,即可轉變?yōu)?/p>

8、適于車用點燃式內燃機的變性燃料乙醇。2）變性燃料乙醇的質量標準現(xiàn)行國家標準GB18350-2013變性燃料乙醇對變性燃料乙醇的質量要求做出了明確的規(guī)定，其具體指標見表44。3車用乙醇汽油（E10）的質量標準我國目前使用的車用乙醇汽油（E10）是在不添加含氧化合物的車用乙醇汽油調合組分油中加入10%（體積分數(shù)）的變性燃料乙醇調合而成的、用作車用點燃式發(fā)動機的燃料。我國現(xiàn)行國家標準GB18351-2013車用乙醇汽油（E10）按研究法辛烷值將車用乙醇汽油（E10）分為90號、93號、97號三個牌號，其技術要求和試驗方法見表45。GB18351-2013車用乙醇汽油（E10）規(guī)定，凡向用戶銷售的符合

9、本標準的車用乙醇汽油（E10）所使用的加油機和容器上應標明下列標志：“90號車用乙醇汽油（E10）”、“93號車用乙醇汽油（E10）”、“97號車用乙醇汽油（E10）”,上述標志應標識在汽車駕駛人容易看見的地方。4.2其他替代燃料4.21車用天然氣1天然氣的類別與特點1）天然氣的類別天然氣（NaturalGas,簡稱NG）是各種替代燃料中最早被廣泛使用的一種。車用天然氣可分為壓縮天然氣（CompressedNaturalGas,簡稱CNG）和液化天然氣（LiquefiedNaturalGas,簡稱LNG）兩種。2）天然氣的特點天然氣具既有著火極限寬、抗爆燃性能好、排放污染小等優(yōu)點，也有熱值低、

10、密度小、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?、點火能量高、儲運難度大（需進行液化處理）等缺點。2車用壓縮天然氣的技術指標為確保天然氣能滿足汽車的使用要求，現(xiàn)行國家標準GB18047-2000車用壓縮天然氣對車用壓縮天然氣的技術指標做出了明確規(guī)定，詳見表46。3.天然氣汽車1) CNG天然氣汽車CNG天然氣汽車的發(fā)動機只使用CNG作為燃料，其燃料供給系統(tǒng)是專門為使用CNG而設計的，可以充分發(fā)揮天然氣的作用，運行經(jīng)濟性較好，排放污染小。但燃料的補充受加氣站布局的影響和制約，加氣的方便性略差。2) 汽油一天然氣兩用燃料天然氣汽車汽油一天然氣兩用燃料天然氣汽車既可以使用天然氣作為燃料，也可以使用汽油作為燃料。CG加氣口CG

11、儲氣瓶發(fā)動機汽油一天然氣兩用燃料天然氣汽車的一般布置東風雪鐵龍愛麗舍壓縮天然氣與汽油雙燃料汽車3）柴油一天然氣兩用燃料天然氣汽車汽油一天然氣兩用燃料天然氣汽車使用天然氣作為主要燃料，柴油只作引燃燃料。4）LNG天然氣汽車LNG天然氣汽車發(fā)動機只使用LNG作為燃料。LNG在貯存能量密度、汽車續(xù)駛里程、貯存容器壓力等方面均優(yōu)于CNG,是今后的重點發(fā)展方向。1=1=1由于LNG對貯存技術要求較高，使得貯存容器的成本較高，這在一定程度上限制了LNG天然氣汽車的發(fā)展。4天然氣汽車的優(yōu)缺點1）排放污染低2）經(jīng)濟性好3）安全性好4）動力性略差5）初次改裝費用略高5天然氣汽車技術1）加氣站技術燃氣管網(wǎng)預處理H

12、天«niE機優(yōu)先序控羽器天然氣加氣母站示意圖2）發(fā)動機技術3）儲氣瓶技術東風雪鐵龍愛麗舍CNG儲氣瓶422車用液化石油氣1液化石油氣液化石油氣(LiquefiedPetroleumGas,簡祿LPG)是石油產(chǎn)品之一，是由煉廠氣（石油煉廠副產(chǎn)的氣態(tài)坯）叢過IS09002質星體酸中國人民保險公司*或天然氣（包括油田伴生氣）加壓.降溫、液化得到的一種無色、揮發(fā)性氣體。2液化石油氣的特點民用爐灶具使用的液化石油氣液化石油氣具有抗爆性能好（研究法辛烷值在100左右）、排放污染小、無煙塵、無炭渣、火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?點火能量高、熱值低等特點。液化石油氣在690kPa左右就可以完全液化，便于載運。3車

13、用液化石油氣的質量標準我國現(xiàn)行國家標準GB19159-2012車用液化石油氣根據(jù)發(fā)動機正常運行所需要的最小蒸氣壓和燃料使用的環(huán)境溫度，將車用液化石油氣劃分為一10號、5號、0號、10號、20號共五個牌號。GB19159-2012車用液化石油氣規(guī)定，我國車用液化石油氣的質量標準應符合表47的要求o2液化石油氣汽車類型1）專用LPG汽車專用LPG汽車以LPG作為唯一燃料，其發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)專為LPG燃料設計，能充分發(fā)揮LPG燃料的特點，使用性能最佳。2)LPG與汽油雙燃料汽車LPG與汽油雙燃料汽車是通過對現(xiàn)有汽油車改裝而成的,有兩套燃料供給系統(tǒng)，一套為原車供油系統(tǒng)，另一套為增加的LPG供給裝置

14、。LPG與汽油雙燃料汽車(VOLVOBi-fuelSystem)423氫氣1氫氣的燃燒特點與來源氫可以水作原料來制取，在地球上取之不盡，用之不竭;以氫為燃料的經(jīng)濟將是完全可再生而且無污染的循環(huán)經(jīng)濟，燃料循環(huán)與生物圈相吻合。氫氣燃料是唯一不含碳的燃料，是最為理想的清潔燃料。氫燃燒后廢氣中的主要成分是H20.N2、剩余的02以及在高溫下生成得NOx，沒有汽油機和柴油機所排出的CO、HC以及顆粒物、鉛、硫等有害物質，不會誘發(fā)光化學煙霧，也沒有導致地球溫室效應的C02。毫無疑問，待不可再生資源（煤、石油、天然氣等）消耗殆盡時，氫將是最為理想的替代能源。從來源角度分析，以水為原料應是制取氫的最佳方法。2

15、氫氣的特點氫氣作為車用替代燃料，具有著火界限寬、自燃溫度高.點火能量低、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、抗爆性好、熱效率高、排放排污低、發(fā)動機磨損量小等突出特點。3氫氣在汽車發(fā)動機上的使用1）摻氫燃料2）純氫燃料BMW推出的Hydrogen7轎車（液態(tài)氫與汽油雙燃料汽車）4氫氣的貯存在汽車上較為實用的是液氫貯存方式。所謂液氫貯存就是把氫氣液化后存貯在絕熱容器中。氫氣的沸點為一253°C,想要把氫氣維持在液態(tài)，內部儲藏溫度就必須要低于一253°C（已經(jīng)接近低溫極限一27315°C）。BMWHydrogen7汽車的儲氫鋼瓶（可儲存8kg液態(tài)氫）424車用生物柴油1 生物柴油簡介生物柴

16、油(Bio-diesel)是指以油料作物.野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油(地溝油)等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。2 生物柴油的特點 生物柴油的密度比水小。 生物柴油的穩(wěn)定性好，長期保存不會變質。 生物柴油對人體健康的危害低于石化柴油o 生物柴油具有較好的發(fā)動機低溫起動性能。 生物柴油的十六烷值高。 生物柴油具有良好的生物降解性。 生物柴油具有較好的安全性能，閃點高，運輸、儲存、使用均很安全。3. 生物柴油作為車用替代燃料的優(yōu)點1）生物柴油具有優(yōu)良的環(huán)保特性2）生物柴油的潤滑性能比普通石化柴油好3）生物柴油具有良好的安全性能4）生物柴

17、油具有優(yōu)良的燃燒性能5）生物柴油的經(jīng)濟性好6）生物柴油具有可再生性7）生物柴油具有可調和性4. 車用生物柴油的質量標準目前，我國車用生物柴油是由動植物油脂與醇（如甲醇或乙醇）經(jīng)脂交換反應制得的脂肪酸單烷基脂，最典型的為脂肪酸甲脂，以BD100表示?，F(xiàn)行國家標準GB/T20828-2014柴油機燃料調合用生物柴油（BD100）將柴油機燃料調合用生物柴油但D100）按照硫含量分為S350、S50和S10三個牌號。425車用乳化燃料1 乳化燃料的優(yōu)點乳化燃料是指汽油和柴油等燃油與水混合并經(jīng)特殊處理后形成的一種相對穩(wěn)定的乳化液。使用乳化燃料能減少發(fā)動機尾氣排放中氮氧化合物（NOx）等有害成分的含量，而且還能有效地降低燃料消耗率。2 乳化燃料節(jié)能降污原理與效果乳化燃料的燃燒是一個非常復雜的過程，其節(jié)能降污原理目前尚在研究之中，比較有代表性的理論是微爆理論和燃燒化學反應動力學理論。畑料油未燃盡碳粒初期算化誡乳化焜科油7匸化您燒/f'八碳粒完全燃燒乳化燃料與非乳