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浅谈汽车代用燃料的特点与应用

导读: 目前汽车上使用较为普遍的清洁代用燃料有:液化石油气、天然气、醇类和醚类等,之所以称为清洁代用燃料,是因为它们的相对分子质量比、柴油小得多。

  目前汽车上使用较为普遍的清洁代用燃料有:液化石油气、天然气、醇类和醚类等,之所以称为清洁代用燃料,是因为它们的相对分子质量比、柴油小得多。对燃料和空气的混合、燃油、柴油作为汽车用燃料,其排放CO、HC、CO2等污染物比汽油、柴油低得多。此外,醇类燃料含氧,还可促进燃料燃烧更完全,燃烧温度降低,使NOX排放量减少。

  一、汽车用液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,其特点有:

  1.辛烷值高,燃烧速度快,温度高,是一种抗爆性能好的优质燃料。

  2.在大气中爆炸下限高于汽油。

  3.与空气混合是气-气混合,较易混合均匀,有利于完全燃烧,降低排放污染物。

  4.液化石油气可降低CO2排放,减少温室效应。

  但是,只有液化石油气供气装置与进行了最佳匹配后的车辆才能达到较好的减少排放的效果,而且必须同时采用汽油喷射装置和三效催化转化器技术,才能实现较高的污染物降低率的目标。

  二、汽车用天然气的主要成分是甲烷,其余为乙烷、丙烷、丁烷及少量其他物质

  有压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)两种。其特点是化学性质较稳定,可燃成分高、热值高;辛烷值高,抗爆性能好;着火温度高、着火范围广,有利于稀燃烧技术的应用。由于压缩天然气稀燃技术的应用。由于压缩天然气(CNG)在汽车上与空气混合时同为气态,与汽油、柴油相比,混合气更均匀,燃烧也更完全。因此汽车使用天然气燃料与使用汽、柴油相比,排气污染显著降低,尾气中HC下降90%左右,CO下降80%左右,NOx下降约40%。

  选择天然气做为汽车燃料,适合于石油资源少而气源比较充足的国家和地区。总的来说,天然气燃料目前尚处于发展、推广阶段。

  三、醇类燃料目前主要有甲醇、乙醇两种

  醇类燃料的主要特点有:

  1.辛烷值比汽油高,可采用高压缩比,提高热效率。但是,醇类的抗爆性敏感度大,中、高速时的抗爆性不如低速好。普通汽油与15%-20%的甲醇混合,辛烷值可达到优质汽油的水平。

  2.蒸发潜热大,使得醇类燃料的汽车冷困难和在低温运行时性能恶化。

  3.常温下为液体,操作容易,携带方便。

  4.可燃界限宽,燃烧速度快,可以实现稀薄燃烧。

  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,发动机结构变化不大。

  6.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,醇类的燃料经济性差。

  7.沸点低,蒸气压高,容易产生气阻。

  8.甲醇有毒,会刺激眼结膜,通过呼吸、消化系统和皮肤接触进入人体,会造成人体中毒。

  9.腐蚀性大。醇类具有较强的化学活性,能腐蚀铝、铅、锰、塑料、合成橡胶等,而这些材料是汽油燃料汽车的典型材料。汽油汽车中如燃油箱、油泵、油泵膜片、化油器、浮子和许多密封件等在甲醇汽车中将迅速损坏。另外,醇与汽油的混合燃料对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强,混合20%醇时,对橡胶的溶胀最大。

  10.醇混合燃料易分层,因此,需加助溶剂。

  目前世界上许多国家主要采用甲醇燃料,还没有在汽车上使用乙醇燃料。这主要是出于经济上的考虑和大量庄稼转化成汽车燃料的负效应。

  根据以上情况,醇类燃料在汽车上的应用主要有三种类型:

  掺烧:将醇类以不同的比例掺入汽油中,作为发动机的燃料燃烧,一般甲醇比例不大于20%。

  纯烧:单纯燃烧醇类燃料。

  改质:利用发动机的余热将甲醇改为氢气和一氧化碳,然后输送到发动机内燃烧。

  一般都采用将一定比例的甲醇与汽油混合燃烧。 

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