汽车运行材料章车用替代燃料ppt课件

1、 朱明工作室朱明工作室.主讲：朱明主讲：朱明 高级技师、经济师高级技师、经济师, 工程师工程师 高级技艺专业教师高级技艺专业教师 高级汽车维修考评员高级汽车维修考评员 朱明工作室朱明工作室第四章 车用替代燃料 朱明工作室朱明工作室车用替代燃料的选择规范n车用替代燃料的选择规范主要包括：n 1)资源必需丰富。能满足汽车日益添加的需求n 2)价钱比较廉价，便于大范围推行n 3)能量密度大，热值高，少量携带能使汽车有足够的续驶里程，n 4)毒性低，环境污染小。n 5)平安性好，易于保送、储存和运用。n 6)对内燃机的可靠性无不良影响。n有宽广开展前景的替代燃料主要有：n醇类燃料、乳化燃料、天然气、液

2、化石油气、氢气等。 朱明工作室朱明工作室第一节 醇类燃料n醇类燃料主要是指：n甲醇和乙醇，在技术和本钱方面曾经到达适用阶段。n醇类燃料的资源比较丰富，可从多种原料中进展提取。n甲醇可从天然气、煤、油页岩、重质燃料、木材和渣滓等物质中制取n乙醇可从甜菜、什蔗、苹杆、薯类、玉米等农作物中制取。 朱明工作室朱明工作室一、醇类燃料的理化性质n甲醇燃料和乙醇燃料的主要理化性质与汽油燃料的比较如表3-1所示。 朱明工作室朱明工作室醇类燃料的特点 朱明工作室朱明工作室醇类燃料的辛烷值n醇类是汽油车良好的替代醇类是汽油车良好的替代n1)燃料醇类燃料的辛烷值比汽油高醇类燃料醇类燃料的辛烷值比汽油高醇类燃料的发动

3、机可以增大紧缩比来提高热效燃料的发动机可以增大紧缩比来提高热效率，提高其动力性和经济性。率，提高其动力性和经济性。n2)醇类燃料可以作为高中烷值组分调入汽醇类燃料可以作为高中烷值组分调入汽油中，提高汽抽的抗爆才干；油中，提高汽抽的抗爆才干；n3)醇类燃料的灵敏度非常大。醇类燃料的灵敏度非常大。n在低速时的抗爆性能比中、高速时要好。在低速时的抗爆性能比中、高速时要好。 朱明工作室朱明工作室2蒸发潜热大蒸发潜热大n蒸发潜热：蒸发潜热：n常压沸点下，单位质量的纯物质由液态变为气态吸收的热常压沸点下，单位质量的纯物质由液态变为气态吸收的热量或由气态变为液态放出的热量：量或由气态变为液态放出的热量：n醇

4、类燃料蒸发潜热大的优点是：醇类燃料蒸发潜热大的优点是：n构成的混合气温度低，其充气效率提高，使发动机动力性构成的混合气温度低，其充气效率提高，使发动机动力性加强；加强；n构成混合气时对发动机内部机件有冷却作用；减少冷却系构成混合气时对发动机内部机件有冷却作用；减少冷却系n统和光滑系统的冷却负担，从而可提高发动机的运用寿命。统和光滑系统的冷却负担，从而可提高发动机的运用寿命。n 醇类燃料的蒸发潜热大，在低温条件下起动时，由于醇类燃料的蒸发潜热大，在低温条件下起动时，由于汽化所需热量缺乏，使构成的混合气浓度较低，发动机起汽化所需热量缺乏，使构成的混合气浓度较低，发动机起动困难。因此，熄灭醇类燃料的

5、发动机需加装进气预热系动困难。因此，熄灭醇类燃料的发动机需加装进气预热系统，保征低温起动性能。统，保征低温起动性能。 朱明工作室朱明工作室3着火极限宽n着火极限：n混合气可以着火的最小浓度和最大浓度之间的范围，浓度是以空气中可燃气的体积分数表示。n 醇类燃料的着火极限比汽油宽得多，可实现稀薄熄灭，有效降低发动机在部分负荷时的能量耗费与排放污染。 朱明工作室朱明工作室4热值低n醇类燃料的热值比汽油低，n甲醇热值约为汽油的一半，乙醇热值约为汽油的60。n醇类燃料存在自供氧效应实际空燃比比汽油低，n甲醇实际空燃比约为汽抽的43，n乙醇实际空燃比约为汽油的60。n在同样的过量空气系数下混合气的热值与汽

6、油相当。n汽车运用醇类燃料时的动力性不会降低。 朱明工作室朱明工作室5腐蚀性大n醇类燃料的化学活性较强：n对铜、铝等金属具有较强的腐蚀才干n对橡胶和塑料等非金属资料具有较大的溶胀作用。 朱明工作室朱明工作室6易产生气阻n醇类燃料的沸点低，n有助构成燃料与空气的混合气。n温度高时，容易在燃油供应系统产生气阻景象，严重时会使供油中断，发动机熄火 朱明工作室朱明工作室7储存和运用方便n醇类燃料在常温下为液体形状，n和传统燃料的汽油、柴油类似，n所以其储存和运用比较方便n 朱明工作室朱明工作室8排放污染低n醇类燃料的蒸发潜热大，醇类燃料的蒸发潜热大，n运用醇类燃料的熄灭温度较低，对运用醇类燃料的熄灭温

7、度较低，对NOX的生成有的生成有抑制造用；抑制造用；n醇类燃料分子中没有醇类燃料分子中没有C-C键构造，熄灭中不会有键构造，熄灭中不会有多环芳香烃经过缩合构成碳烟粒子的景象，排气多环芳香烃经过缩合构成碳烟粒子的景象，排气中根本没有碳烟；中根本没有碳烟；n醇类燃料氧含量高，且醇类燃料氧含量高，且C/H值较汽油小，混合气值较汽油小，混合气熄灭较完全，排气中未燃烃类与熄灭较完全，排气中未燃烃类与CO含量相应降低。含量相应降低。n醇类燃料的排气中未燃醇类和相应醛类较多。醇类燃料的排气中未燃醇类和相应醛类较多。 朱明工作室朱明工作室三、酵类燃料的运用三、酵类燃料的运用n醇类燃料的辛烷值高：醇类燃料的辛烷

8、值高：n良好的汽油机替代燃料。良好的汽油机替代燃料。n在柴油机上运用比较困难：在柴油机上运用比较困难：n着火性差，着火性差， 十六烷值比柴油低好多，十六烷值比柴油低好多，n汽油机中运用醇类燃料主要有两种方法：汽油机中运用醇类燃料主要有两种方法：掺醇熄灭掺醇熄灭n纯醇熄灭。纯醇熄灭。 朱明工作室朱明工作室1掺醇熄灭n掺醇熄灭：n把甲醇或乙醇以不同比例掺入汽油中。n甲醇、乙醇与汽油的混合燃料分别用M(Methan01)和E(Ethan01)加一数字表示，数字表示混合燃料中甲醇或乙醇的体积分数，n如M15表示甲醇体积分数为15的混合燃料，E10表示乙醇体积分数为10的混合燃料。n (1)掺醇汽油的优

9、点n 1)抗爆性好。燃用掺醇汽油时，可经过提高发动机的紧缩比来提高其热效率，进而提高其动力性和燃油经济性：n 2)排放尾气中NOX、烃类及CO的含量低：混合气熄灭较完全尾气中烃类与CO含量也相应低。n 3)价钱低：甲醇汽油价钱也比普通汽油经济。 朱明工作室朱明工作室(2)掺醇汽油的运用掺醇汽油的运用n掺醇比例低于掺醇比例低于15的低比例掺醇汽油和纯的低比例掺醇汽油和纯汽油燃料比较：汽油燃料比较：n不需求改动现有汽车发动机不需求改动现有汽车发动机n不添加改动嚏奉不添加改动嚏奉n不存在技术上的难度。不存在技术上的难度。n因此，低比例掺醇汽油是比较适用的醇类因此，低比例掺醇汽油是比较适用的醇类能源利

10、用方式能源利用方式 朱明工作室朱明工作室 朱明工作室朱明工作室3)掺醇汽油的缺乏n(1)醇类燃料与汽油的互溶性较差。醇类燃料与汽油的互溶性较差。n 2)控醇汽油易出现分层景象；控醇汽油易出现分层景象； n 3)掺醇汽油对发动机的金属、橡皎和塑料掺醇汽油对发动机的金属、橡皎和塑料等资料具有一定腐蚀性。等资料具有一定腐蚀性。n 4)掺醇汽油的低温起动性差，高温时易发掺醇汽油的低温起动性差，高温时易发生气阻。是山醇类燃料蒸发潜热大、沸点生气阻。是山醇类燃料蒸发潜热大、沸点低呵斥的。低呵斥的。 朱明工作室朱明工作室 朱明工作室朱明工作室2纯醇熄灭纯醇熄灭n纯熄灭甲醇或乙醇燃料：纯熄灭甲醇或乙醇燃料：n

11、纯醇熄灭时，根据甲醇或乙醇燃料的特点对发纯醇熄灭时，根据甲醇或乙醇燃料的特点对发动机进展改造，动机进展改造，n 运用纯醇燃料需时，发动机较大改动有：运用纯醇燃料需时，发动机较大改动有：n调整供油系统、加大油泵供油量、加装进气预调整供油系统、加大油泵供油量、加装进气预热安装和改善零部件的抗腐蚀性能等热安装和改善零部件的抗腐蚀性能等 朱明工作室朱明工作室 朱明工作室朱明工作室第二节第二节 乳化燃料乳化燃料n乳化燃料：n汽油和柴油等燃油和水相混合并经特殊处置后构成的一种相对稳定的乳化液。n运用乳化燃料效益：n减少发动机排放中氮氧化舍物(NOX)等有害成分的含量，n有效地降低燃料的耗费。n运用乳化燃料

12、是节能和降污的良好措施 朱明工作室朱明工作室一、乳化燃料节能降污的原理一、乳化燃料节能降污的原理n乳化燃料的熄灭是个非常复杂的过程，其节能降污的原理，在研讨之中，常见的有两种解释实际：n微爆实际n熄灭化学反响动力学实际：n 朱明工作室朱明工作室1微爆实际微爆实际n 微爆实际以为：微爆实际以为：n乳化燃料中含有油包水型分子基团，在乳化燃料乳化燃料中含有油包水型分子基团，在乳化燃料受热汽化构成可燃混合气的过程中，由于水的沸受热汽化构成可燃混合气的过程中，由于水的沸点低于油，油包水型分子基团中的水会先于油蒸点低于油，油包水型分子基团中的水会先于油蒸发，汽化压力冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸发，汽化压力

13、冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸.n爆炸的结果是使油滴变得更加细小，与空气混合爆炸的结果是使油滴变得更加细小，与空气混合得更加均匀，得更加均匀，n这种情况下构成的可燃混合气质量良好，可实现这种情况下构成的可燃混合气质量良好，可实现较完全的快速熄灭，到达节能和污的双重日的。较完全的快速熄灭，到达节能和污的双重日的。微爆实际的本质：微爆实际的本质：n水的存在，使燃料雾化蒸发过程中产生了二次雾水的存在，使燃料雾化蒸发过程中产生了二次雾化，使混合气构成的物理预备过程预备更加充分化，使混合气构成的物理预备过程预备更加充分 朱明工作室朱明工作室2熄灭化学反响动力学实际n 熄灭化学反响动力学实际以为：熄灭化学反

14、响动力学实际以为：n高温条件下水蒸气分解时产生化学活性很强的高温条件下水蒸气分解时产生化学活性很强的OH根，和烃在熄灭过程中构成的中间产物或不根，和烃在熄灭过程中构成的中间产物或不完全熄灭产物发生反响，推进烃类物质的熄灭进完全熄灭产物发生反响，推进烃类物质的熄灭进程，使燃料在上止点附近完成熄灭，全部热能及程，使燃料在上止点附近完成熄灭，全部热能及时释放，使发动机热效率提高，到达节能降污的时释放，使发动机热效率提高，到达节能降污的目的。目的。n同时，乳化燃料中水分的蒸发吸收热量，降低气同时，乳化燃料中水分的蒸发吸收热量，降低气缸内熄灭时的温度，使缸内熄灭时的温度，使NO，的排放量降低。，的排放量

15、降低。 朱明工作室朱明工作室熄灭化学反响过程 朱明工作室朱明工作室二、燃料乳化的方法n燃料由烃类物质组成。n烃类物质都是非极性化合物：而水是极性化合物，所以二者的互溶性很差。需借助乳化添加剂使二者混合构成均匀、稳定的乳化液，n 乳化添加剂：n一种具有乳化作用的外表活性剂，其化学构造由极性基和非极性基两部分构成，极性基有亲水性质，非极性基有亲油性质。所以，在乳化添加剂存在的条件下，油与水的混合变得相对容易，保证乳化液的稳定性。 朱明工作室朱明工作室燃料乳化燃料乳化n 燃料乳化的常用方法有：燃料乳化的常用方法有：n超声波法超声波法n机械混合法两种机械混合法两种- 朱明工作室朱明工作室1超声波法n

16、超声波法：超声波法：n利用超声波在液体媒介中传播时会出现机械的、利用超声波在液体媒介中传播时会出现机械的、热的及空化等作用机制，对传声媒质产生一系列热的及空化等作用机制，对传声媒质产生一系列效应的原理进展配制乳化燃料的。效应的原理进展配制乳化燃料的。n超声波法的优点：超声波法的优点：n设备简单，处置才干大，耗能少，乳化添加剂用设备简单，处置才干大，耗能少，乳化添加剂用量少，乳化效果好，是目前最常用的方法。量少，乳化效果好，是目前最常用的方法。n工艺流程如图工艺流程如图33所示：所示： 朱明工作室朱明工作室工艺流程如图33所示n. 朱明工作室朱明工作室2机械混合法n乳化燃料的配制采用机械法混合：

17、n把按比例配好的油、水、乳化添加剂进展搅拌、剪切、混合、雾化，并使粒子直径到达要求。n机械混合法设备简单，n乳化燃料的质量差，n乳化工艺过程的耗能比较大。 朱明工作室朱明工作室2机械混合法n乳化燃料的稳定性直接影响其燃用效果：n稳定性好，燃料熄灭情况稳定；n稳定性差，燃 料易出现油水分层等变化，使发动机任务不平稳，严重时会出现熄火景象。 朱明工作室朱明工作室第三节 天 然 气 朱明工作室朱明工作室一、天然气的资源n 天然气的主要成分是天然气的主要成分是:n甲烷甲烷(CH：)，体积普通占天然气的，体积普通占天然气的80一一99；n天然气中还含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷天然气中还含有乙烷、丙烷、丁烷

18、、戊烷等气体化合物和氢气、氮气、二氧化碳、等气体化合物和氢气、氮气、二氧化碳、硫化氢等气体元素，硫化氢等气体元素，n天然气分天然气分:n气田气和油田气。气田气和油田气。 朱明工作室朱明工作室n. 朱明工作室朱明工作室二、天然气的主要物化特性二、天然气的主要物化特性天然气的主要物化特性如表天然气的主要物化特性如表36所示。所示。n. 朱明工作室朱明工作室三、天然气的特点n(1)着火极限宽 n(2)与空气的实际混合气热值低n(3)火焰传播速度低n(4)点火能量高 n(5)抗爆燃性能好 n(6)密度小n (7)排放污染小 n(8)携带性较差 n(9)运用天然气可使发动机的磨损减小 朱明工作室朱明工作

19、室四、天然气在汽车上的运用n1天然气的存在方式分为：天然气的存在方式分为：n紧缩天然气紧缩天然气(CNG)n液化天然气液化天然气(LNG)两种。两种。n (1)紧缩天然气紧缩天然气(CNG) ：n天然气脱水、脱硫净化处置，多级紧缩至天然气脱水、脱硫净化处置，多级紧缩至20MPa左左右存贮在气瓶，经减压器减压供应发动机熄灭右存贮在气瓶，经减压器减压供应发动机熄灭n (2)液化天然气液化天然气(LNG) ：n天然气经过一定工艺，在天然气经过一定工艺，在-1620C左右变为液态，存左右变为液态，存贮在高压气瓶中。液化天然气任务压力降低，储气贮在高压气瓶中。液化天然气任务压力降低，储气瓶体积减小，续驶

20、里程延伸。瓶体积减小，续驶里程延伸。n对低温储存技术要求较高。对低温储存技术要求较高。 朱明工作室朱明工作室2天然气汽车类型天然气汽车类型n天然气汽车根据天然气的储存方式，分为：n紧缩天然气汽车n液化天然气汽车。n(1)紧缩天然气汽车按燃料供应系统不同分：n公用紧缩天然气汽车、n紧缩天然气与汽油两用燃料汽车、n紧缩太然气与柴油双燃料汽车n目前国内外开展较快的是紧缩天然气汽车 朱明工作室朱明工作室我国车用紧缩天然气的技术目的 表3-7所示。n. 朱明工作室朱明工作室2天然气汽车类型n公用紧缩天然气汽车：公用紧缩天然气汽车：n以以CNG作为独一燃料，发动机的燃料供应系统专为作为独一燃料，发动机的燃

21、料供应系统专为CNG燃料设计充分发扬燃料设计充分发扬CNG燃料特点。燃料特点。n紧缩天然气与汽油两用燃料汽车：紧缩天然气与汽油两用燃料汽车：n对现成汽油车改装而成，有两套燃料供应系统，一套为保对现成汽油车改装而成，有两套燃料供应系统，一套为保管的原车供抽系统，另一套为添加的管的原车供抽系统，另一套为添加的CNG供应安装。发供应安装。发动机可以分别运用动机可以分别运用CNG和汽油作为燃料，两种燃料的转和汽油作为燃料，两种燃料的转换利用选择开关实现。由于发动机构造未作改动，当运用换利用选择开关实现。由于发动机构造未作改动，当运用天然气燃料时，往往不能充分发扬其优点，导致汽车功率天然气燃料时，往往不

22、能充分发扬其优点，导致汽车功率下降下降n紧缩天然气与柴油双燃料汽车：紧缩天然气与柴油双燃料汽车：n对现成柴油车改装而成：燃料供应系统可根据发动机的运对现成柴油车改装而成：燃料供应系统可根据发动机的运转工况按一定比例同时供应转工况按一定比例同时供应CNG和柴油两种燃料。其中，和柴油两种燃料。其中，柴油只作引燃燃料，柴油只作引燃燃料，CNG是主要燃料。是主要燃料。 朱明工作室朱明工作室2天然气汽车类型n (2)液化天然气汽车：液化天然气汽车：n液化天然气对储存技术要求较高，使得储液化天然气对储存技术要求较高，使得储存容器的本钱高，限制了液化天然气汽车存容器的本钱高，限制了液化天然气汽车的开展。的开

23、展。n液化天然气在储存能量密度、汽车续驶里液化天然气在储存能量密度、汽车续驶里程、储存容器压力等方面优于紧缩天然气程、储存容器压力等方面优于紧缩天然气能处理紧缩天然气汽车一切在的一些问题能处理紧缩天然气汽车一切在的一些问题n液化天然气作为天然气的运用方式之一，液化天然气作为天然气的运用方式之一，是今后的重点开展方向。是今后的重点开展方向。 朱明工作室朱明工作室3天然气汽车技术天然气汽车技术n天然气汽车技术：汽车用天然气储存、加注以及合理运用等方面的技术，n包括：n (1)加气站技术 。n (2)发动机技术 n (3)气瓶技术 朱明工作室朱明工作室液化石油气 朱明工作室朱明工作室一、液化石油气资

24、源一、液化石油气资源n我国液化石油气资源包括n油田和石油炼厂两个方面n油田的液化石油气是在伴生气的处置过程中的轻烃产品。 朱明工作室朱明工作室二，液化石油气的主要物化特性n汽车用液化石油气的主要成分是内烷和了烷，它们的主要物化特忭如表3-9所示。n 朱明工作室朱明工作室三、液化石油气的特点n液化石油气作为车用替代燃料，比较突出的特点液化石油气作为车用替代燃料，比较突出的特点有如下几方面：有如下几方面：n ()抗爆性能高抗爆性能高 n (2)排放污染小排放污染小 排放物中排放物中CO、HC、NO：等：等的排污量会大幅度减少。的排污量会大幅度减少。n (3)火焰传播速度慢火焰传播速度慢 n (4)

25、需点火能量高需点火能量高 。n (5)与空气的实际混合气热值低与空气的实际混合气热值低 所以液化石油所以液化石油气发动机的功率要比汽油发动机功率低些。气发动机的功率要比汽油发动机功率低些。n (6)便于携带便于携带 朱明工作室朱明工作室四、液化石油气在汽车上的运用n1对车用液化石油气的技术要求n为保证液化石油气的质量能满足汽车的运用需求，n我国对车用液化石油气的技术要求如表3-1O所示 朱明工作室朱明工作室2液化石油气汽车类型液化石油气汽车类型n液化石油气汽车按燃料供应系统不同，可分为：液化石油气汽车按燃料供应系统不同，可分为：n公用液化石油气汽车、液化石油气与汽油两用燃料汽车、液化公用液化石

26、油气汽车、液化石油气与汽油两用燃料汽车、液化石油气与柴油双燃料汽车等。石油气与柴油双燃料汽车等。n 公用液化石油气汽车：公用液化石油气汽车：nLPG作为独一燃料，发动机的燃料供应系统专为作为独一燃料，发动机的燃料供应系统专为LPG燃料设计，燃料设计，能充分发扬能充分发扬LPG燃料的特点运用性能最正确。燃料的特点运用性能最正确。n 液化石油气与汽油两用燃料汽车：液化石油气与汽油两用燃料汽车：n对现成汽油车改装而成。有两套燃料供应系统，一套为保管的对现成汽油车改装而成。有两套燃料供应系统，一套为保管的原车供油系统，另一套为添加的原车供油系统，另一套为添加的LPG供应安装：发动机可以分供应安装：发动

27、机可以分别运用别运用LPG和汽油作为燃料，两种燃料的转换经过电磁阀实现。和汽油作为燃料，两种燃料的转换经过电磁阀实现。由于发动机构造改动较小，当运用液化石油气燃料时，不能充由于发动机构造改动较小，当运用液化石油气燃料时，不能充分发扬其优点，导致汽车性能不如公用液化石油气汽车。分发扬其优点，导致汽车性能不如公用液化石油气汽车。n液化石油气与柴油双燃料汽车：液化石油气与柴油双燃料汽车：n对现成柴油车改装而成：同液化石油气与汽油两用对现成柴油车改装而成：同液化石油气与汽油两用 燃料汽车一燃料汽车一样，也有两全燃料供应系统，一套为原柴抽供应系统，另一套样，也有两全燃料供应系统，一套为原柴抽供应系统，另一套为添加的为添加的LP