新型汽車代用燃料主要有:清潔汽油、天然氣、LPG、醇類(甲醇和乙醇),二甲醚,生物柴油,天然氣合成油(FT柴油),以及燃料電池用氫氣。重慶的公交車和的士基本都用CNG作為主燃料。1 K7 P: s3 m2 h6 y0 V9 b4 X
LPG的主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烴和戊烷。LPG辛烷值較高,燃料費(fèi)比酒精、汽油、柴油等便宜,CO、NOx等有害排放量低于汽油機(jī)排放,基本上消除黑煙和顆粒物(PM),發(fā)動(dòng)機(jī)工作噪音低。
4 B& r; y. L4 k0 O, n天然氣的主要成份是甲烷(一般為83%~99%)及少量其他烴類和CO2等。天然氣具有較高的辛烷值,抗爆性能好,與汽油相比,燃燒更完全。儲(chǔ)存方式主要有壓縮天然氣(CNG,15MPa~20MPa)、液化天然氣(LNG,沸點(diǎn)-162℃)和吸附天然氣(ANG);可以降低40%的HC排放,50%的CO排放,無(wú)碳煙排放,其中HC排放的90%為甲烷類物質(zhì),光化學(xué)反應(yīng)低,采用缸內(nèi)直噴和稀薄燃燒技術(shù)可進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率,降低污染物排放,符合各國(guó)有關(guān)的環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)。
* A$ W9 z& X& Q# L) ^8 @8 {氫氣辛烷值高,發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高,發(fā)動(dòng)機(jī)可在空氣過(guò)量系數(shù)(λ)較大的范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒,點(diǎn)火能量低,不到汽油最低點(diǎn)火能量的1/10,且氫燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤蜏叵乱灼饎?dòng),其燃燒生成物主要是水和NOx,不產(chǎn)生HC、CO和碳煙排放。 但在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用還有回火、早燃、燃燒控制等問(wèn)題尚待解決。
& [; r3 h# b- p/ [! q 醇類燃料甲醇和乙醇,。作為汽車燃料,醇類燃料自身含氧,在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中可提高氧燃比,CO和HC的排放較汽油和柴油的低,幾乎無(wú)碳煙排放;另外,由于汽化潛熱高,可降低進(jìn)氣溫度,提高充氣效率,使最高燃燒溫度低,發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放較低。
9 H; ~# Y4 L! K! n! x' V2 ^3 o 用甲醇燃料具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生有毒的醛類排放。此外甲醇對(duì)人體毒性較大,它對(duì)金屬有腐蝕作用,對(duì)橡膠皮革有溶漲作用,會(huì)使塑料提早老化,這些缺點(diǎn)使甲醇在實(shí)際應(yīng)用中受到了較大限制。, ]2 x. e, s5 ?* X/ }* I% h9 l/ X
乙醇燃料以摻燒或純燒方式已成功地用于汽油機(jī)上,乙醇汽油混合燃料在巴西、美國(guó)已應(yīng)用許多年,技術(shù)上已十分成熟。乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用要遠(yuǎn)遜于在汽油機(jī)上的應(yīng)用,其主要原因是柴油與乙醇不能互溶,摻燒困難,此外乙醇燃料十六烷值低,在柴油機(jī)上需用柴油引燃或點(diǎn)火塞點(diǎn)燃,要對(duì)燃燒系統(tǒng)做較大改動(dòng)。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)機(jī)構(gòu)正在研制幫助乙醇與柴油互溶的助溶劑,生成柴油醇,這樣可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不作改動(dòng)或是很少改動(dòng)的情況下使用柴油醇燃料,滿足發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性,動(dòng)力性和環(huán)保的要求。' n: u, b/ S$ |6 U7 w8 h: Y2 Y
二甲醚(DME)無(wú)C-C鏈,其十六烷值大于55,具有優(yōu)良的壓燃性,非常適合于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī),用作為柴油機(jī)的代用燃料常溫時(shí)可在五個(gè)大氣壓下液化,具有與液化石油氣相似的物性。可使氮氧化物有大幅度降低,碳煙排放為零,沒(méi)有任何加速煙度,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒噪聲可降低10dB(A)左右。
3 y: {# o. ~0 H8 m; F+ x生物燃料是指從農(nóng)作物或動(dòng)物的脂肪中提取的可再生燃料。目前,已研制成功并投入使用的植物油型燃料有菜籽油、棉籽油、棕櫚油、豆油、甲醇酯混合油等。將植物油和動(dòng)物脂肪與酒精反應(yīng),脫去甘油三酸脂轉(zhuǎn)變成甲酯或乙基酯之后就可以在柴油機(jī)上使用,這些酯類物被稱為“生物柴油”。生物柴油中的富氧可以加快燃燒速度,減少CO、HC和微粒排放。一般的酯化燃料十六烷值較高,燃料的性質(zhì)與輕柴油接近,但發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)金屬會(huì)受到甲酯的腐蝕。生物燃料是一種可再生能源,特別在環(huán)境效益上,生物質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)吸收大氣中的CO2,有助于減輕地球室溫效應(yīng)。純的和調(diào)合的生物燃料產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。生物燃料包括生物乙醇、生物柴油、ETBE(乙基叔丁基醚)、生物甲醇和生物二甲醚。 |