第六章 内燃机的替代燃料.pptVIP

1.液化石油气 (1)火花点火发动机上的应用　LPG作为火花点火式发动机的替代燃料，大多是在汽车发动机上采用加装气体燃料供给系统的方法来实现，这种两用燃料发动机既可燃用汽油，也可燃用LPG，但它没有充分发挥LPG的潜力。(2)压燃式内燃机上的应用　在常压下,丙烷和丁烷的辛烷值较高，自燃温度分别是510℃和430℃，因此LPG在柴油机上的应用以柴油引燃LPG的柴油/LPG双燃料发动机为主。 图6-13　LR6105Q柴油机改为柴油/LPG双燃料发动机前后的特性比 2.天然气 (1)发动机的性能　CNG发动机的排放特性和经济性要优于LPG发动机。(2)天然气汽车使用中存在的主要问题及相应解决办法 (1)发动机的性能　CNG发动机的排放特性和经济性要优于LPG发动机。 1)火花点火发动机上的应用。2)压燃式内燃机上的应用。 图6-14　汽油/CNG两用燃料发动机的充量系数与功率输 (2)天然气汽车使用中存在的主要问题及相应解决办法 1)简单改装的两用燃料发动机在燃用天然气时，发动机的功率比使用汽油时有明显下降,功率一般要下降15%左右,甚至更多。2)腐蚀与早期磨损问题。3)CNG发动机对天然气品质较敏感。4)相对于液态燃料发动机，燃料蒸发汽化可吸收蒸发热,降低进气温度，CNG发动机的进气温度较高，燃烧室零件的热负荷较高，气门、气门座均需用耐热材料制造。 3.氢气 1)氢比较适合在火花点火发动机中使用，可以提高压缩比和热效率。2)氢气在空气中的层流燃烧速度高。3)氢气的点火能量很低，约为15.120μJ，因此氢气发动机工作时不易失火，再加上氢气层流火焰速度很高，因此点火提前角很小，可以在上止点点火。4)氢气在空气中的扩散系数很大，是汽油的12倍，因此生成均匀混合气十分迅速。5)氢气的可燃范围很广，稀燃能力强。6)氢气的燃烧产物为水和氮氧化物，有害排放物单一,后处理比较容易。 第五节　替代燃料的生命周期分析 图6-15　车用燃料生命周期阶段划 第六章　内燃机的替代燃料 第一节　替代燃料概述第二节　含 氧 燃 料第三节　合　成　油第四节　气体替代燃料第五节　替代燃料的生命周期分析 第一节　替代燃料概述 能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，目前，能源尤其是石油资源的匮乏、全球环境的恶化已成为当今世界和我国的两大难题。为缓解我国石油资源匮乏和需求之间的矛盾及有利于我国长期可持续稳定的发展和环境保护，需要发展内燃机替代清洁燃料以部分取代石油基燃料即汽油和柴油。 第二节　含 氧 燃 料 一、醇类燃料二、二甲醚三、生物柴油 一、醇类燃料 1.醇类燃料在汽油中的溶解度2.甲醇燃料3.乙醇 1.醇类燃料在汽油中的溶解度 图6-1　甲醇在汽油中的互溶度与环境温度的关 1.醇类燃料在汽油中的溶解度 图6-2　乙醇在汽油和重柴油中的互溶临界温度与其含水率的关1—重柴油　2—汽油 1.醇类燃料在汽油中的溶解度 图6-3　乙醇与重柴油、轻柴油互溶温度与乙醇容积比的关1—重柴油　2—轻柴油 2.甲醇燃料 (1)甲醇燃料的物化性质和使用特性　表6-1表示了甲醇及其他替代燃料与汽油、柴油物化性质的比较。(2)甲醇燃料在发动机上的试验结果 (1)甲醇燃料的物化性质和使用特性　 1)甲醇燃料的低热值仅为汽油的46%左右，因此当在汽油机上燃用甲醇或甲醇汽油混合燃料时，应增加循环油量，从而使混合气的热值大体与汽油空气混合气相等或略高，使发动机在燃用甲醇燃料时动力性能不降低甚至可以提高，同时也有合适的空燃比。2)甲醇燃料的汽化热为汽油的7倍(按相同热值的混合气计)，从而使混合气在汽化时的温降较大。3)甲醇燃料的辛烷值高,在汽油机上使用时可以提高压缩比,有利于提高发动机的动力性能和经济性能。4)由于甲醇燃料的汽化热大,因此进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适当增大点火提前角。5)甲醇含氧量达50%，利于燃料完全燃烧，降低CO和HC排放。6)在定容燃烧弹中测出的甲醇的层流火焰传播速度为32.7cm/s，汽油为25.2cm/s，在相同条件下，甲醇的燃烧速度高于汽油，燃烧持续期缩短，有利于提高热效率。 (1)甲醇燃料的物化性质和使用特性　 7)甲醇的着火极限比汽油、柴油浓，使用更安全。 特性1)甲醇对呼吸系统、皮肤、眼睛等有毒，要对相关人员进行安全教育和岗前培训，对甲醇汽油加色，杜绝口吸或饮用。2)有些塑料件和橡胶件与甲醇不能兼容，会发生溶胀，导致采用上述材料的密封件失效；甲醇对一些非铁金属有腐蚀性。3)甲醇沸点较低(65℃)，容易在供油系统中发生高温气阻。4)甲醇的吸水性强，在运输和贮存时除防火外，还要防湿，否则将影响甲醇的纯度，甲醇汽油混合燃料吸水后易产生分层。5)甲醇燃烧后会产生醛类等非常规