醇类燃料汽车

1、第四章酒精燃料汽车，第一节第二节酒精燃料汽车发动机的结构和工作原理第三节酒精燃料汽车维修，教育目的和要求：了解酒精汽车分类，掌握工作原理、特点和发展趋势。本章要点：酒精汽车的特点本章的难点：讲座内容要点：第一节概述，1。酒精燃料的来源和分类1。酒精燃料的来源甲醇(木质酒精或木材酒精)可以用一氧化碳和氢气合成，无色透明液体，高挥发性，易燃。主要可以从天然气(78%)、重油(10%)、石脑油(7%)、液化石油气(3%)、煤(2%)、油页岩、木材、垃圾等物质中提取。一般称为酒精的乙醇的产业生产方法有发酵法、乙烯水滴定法等，我国一直以发酵法为主，生产原料有3类。第一类是糖作物和副产品、甘蔗、甜菜、甜高

2、粱、糖蜜等。第二类是淀粉作物，例如玉米、甘蔗、小麦、甘薯、土豆等。第三类是纤维素原料，如木材、木屑、谷物秸秆等。目前主要用发酵法生产乙醇的原料基本上是1，2等。2 .酒精燃料的分类(1)按成分和性质分类，主要是甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH) (2)在汽车上使用分类的纯燃烧改性，1)混合燃烧是汽车的主要应用方式。混合主要意味着酒精燃料(甲醇或乙醇)以不同的体积比例混合在汽油(柴油)中。混合燃烧的主要方法有3种：混合燃料法：甲醇、乙醇和汽油的混合燃料分别用MX和EX表示。熏：双供油系统方法：专用于柴油机。一般情况主要针对酒精燃料和汽油的混合。2)纯燃烧是指甲醇或乙醇燃料的简单燃烧。有六种

3、主要方法：裂解方法：蒸汽方法：火花塞方法：电气插头方法；仅用于柴油机的热表面方法。柴油引擎中仅添加点火改进剂：仅用于柴油引擎，3)修改现在主要意味着烷氧基燃料的改造。甲醇利用发动机的余热，将甲醇制成H2和CO，通过发动机内燃烧传递。使用甲醇的改造需要对发动机进行大改造，最好重新设计发动机。变性燃料乙醇是乙醇脱水后添加变性剂而产生的乙醇基础92.1% (v/v)燃料。3 .酒精燃料现状，1909年，美国Henry Ford设计和制造了世界上第一辆使用乙醇的汽车。20世纪20和30年代，美国、巴西、德国、法国、新西兰等国纷纷在汽车上使用乙醇和汽油的混合燃料。美国致力于开发载有20世纪70年M85，

4、M100的专用甲醇燃料汽车。德国、瑞典、新西兰等国家已经扩大了对含有15%甲醇的M15汽油的使用。1998年12月，世界汽车制造商组织共同发表的世界燃料规格要求“禁止使用甲醇”。2000年4月，新版燃料规格再次明确要求“禁止使用甲醇”。目前，美国和巴西最常用的乙醇汽车在40多个国家和地区开发。巴西、美国等国家已经扩大了乙醇的10%、22%和85%用于其他汽车燃料。美国市场以乙醇含量为10%的乙醇汽油为主。第二，甲醇和乙醇是无色透明易挥发的易燃液体。甲醇和乙醇比汽油发热量低，蒸发潜热大，耐爆炸性好，含氧量高。甲醇因酒精稍有毒性，进入人体后会出现胃痛、肌肉痉挛、眩晕、无力等症状，严重时会导致失明或

5、死亡。乙醇的酒精气味很强，对人体的脑神经有麻痹作用。酒精燃料具有汽车应用特性，(1)酒精燃料的最大热值低，理论风量比汽油或柴油少，防止发动机的动力性能下降。(2)辛烷值提高了比汽油高、压缩率高的热效率。普通汽油和15%-20%的酒精燃料混合后，辛烷值会达到高级汽油水平。(3)常温下作为液体操作方便，存储带方便。(4)可燃极限宽，汽油的点火极限为1.4 7.6；甲醇的火灾极限为6.736，燃烧速度快，火焰比汽油传播速度快，并允许稀薄的燃烧，有利于排气净化和空燃比调节。(5)具有传统的发动机技术和继承性。特别是使用汽油-酒精混合燃料时，发动机结构变化不大，燃烧室表面的燃烧沉积物减少，排放性能改善。

6、(6)由于税费低、不易燃，火灾延迟时间长，压缩燃烧式发动机使用酒精燃料要困难得多，并在点火式发动机中得到广泛应用。(7)蒸发潜热严重，酒精燃料的低温启动和低温运转性能恶化。但是在汽油中混合低比例的酒精，在燃烧室壁面蒸发液体酒精，蒸发热的能力可能是提高发动机热效率和冷却发动机的有利因素。(8)发热量低，甲醇的发热量只有汽油的48%，乙醇的发热量只有汽油的64%。因此，酒精与汽油燃烧相比，在热效率方面，燃料经济性较低。(9)沸点低，蒸汽压高，容易产生气体阻力。(10)腐蚀性大。酒精具有强烈的化学活性，会腐蚀锌、铝等金属。甲醇混合燃料的腐蚀性随甲醇含量的增加而增加。另外，酒精和汽油的混合燃料比单独的

7、酒精和汽油膨胀橡胶或塑料，在混合20%的橡胶时膨胀得最多。(11)酒精混合燃料容易分层。酒精吸水性强，混合燃料进入水分后容易分离为两相。因此，酒精混合燃料必须添加溶剂。(12)甲醇具有毒性，可以刺激结膜，通过呼吸系统、消化道、皮肤进入人体，刺激神经，使神经变得无力，呼吸中断等症状。第二节酒精燃料汽车发动机的结构和工作原理，巴西是世界上唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家，发动机结构是专门为酒精燃料设计的，我国目前主要采用混合比例为10%的酒精混合燃料。发动机的基本结构基本上和传统燃料一样。混合比例不同，结构必须改善或不同。第一，改进混合车辆用酒精燃料发动机结构，1 .混合燃料法改善酒精燃料汽车发

8、动机结构1)点火引擎中甲醇汽油发动机混合低比例(M3-5)使用甲醇汽油，没有添加剂，发动机不发动，车辆正常使用。汽油引擎使用M15甲醇汽油的比例，引擎变化不大，技术使用成熟，可以解决煤气电阻、腐蚀、膨胀、互溶等技术障碍。2)在压力燃烧引擎中混合甲醇不是酒精燃料应用的主要渠道。主要改进方法：添加点火促进剂；多使用以提高点火性能。使用更多的压缩比和废气再循环；电气插头方法；柴油点火方法；高能电插头方法；乳化甲醇柴油。柴油引擎是更多使用甲醇的国家，有美国、德国、日本等，大部分是城市公共汽车和卡车。但是点火促进剂或发动机制造成本高，甲醇燃料不广泛用于柴油机，同样乙醇柴油也有类似的问题，研究工作和应用缓

9、慢。3)改善汽车混合乙醇汽油发动机结构，中国主要应用混合比比较时间(10%)，发动机结构基本不变，使用了大部分汽油汽车，如Audi、red flag等。2 .通过熏蒸改善酒精燃料汽车发动机结构的熏蒸方法是利用酒精燃料的表面张力和粘度低的特性，将酒精燃料原子化、气化后从进气道送到燃烧室。酒精燃料可以利用流动的空气流或机器部件等原子化，也可以利用冷却剂或废气热进行加热，使其气化。，1)通过低压喷嘴法改进酒精燃料汽车发动机的结构：在气缸盖进口3安装甲醇喷油器4，将70%的甲醇混合在一起，每个气缸安装甲醇喷油器，需要控制甲醇喷射时间和酒精量的装置。2)改进甲醇蒸汽法的烷氧基燃料汽车发动机结构：甲醇蒸汽

10、是通过排气热量将甲醇转化为蒸汽的装置，可以用于汽油发动机和柴油发动机，可以混合甲醇和纯酒精燃料发动机。利用循环水热甲醇蒸发器，在4处真空压力管道中，真空度大，通过压力控制棒的运动关闭阀门。甲醇蒸汽出口输出的酒精蒸汽量减少了。真空压力管有真空度时，打开阀门，增加了甲醇蒸汽的输出量。3 .改进双燃料喷射系统中的酒精燃料汽车发动机结构，1)燃油喷射泵和喷油器组之一喷射酒精燃料，另一组喷射柴油燃料。在u型和型两个燃烧室中，全部负荷时甲醇喷射量(体积比)达90%，柴油燃烧量达10%。2)燃料供应管和喷油器结构发生变化的溢流阀7回政中，排放阀顶部和喷油器之间的高压油管产生负压，酒精或其他替代燃料在此负压下

11、通过单向阀8吸入喷油器，吸入的替代燃料因高压柴油湍流形成乳化液11，然后喷射到燃烧室，3)双燃料汽车点火到新燃料供应系统的柴油是可靠的火灾和甲烷二是点燃柴油，形成可靠的着火的浓稠混合物。开发了以柴油发动机油泵、喷嘴为基础的单油泵、以喷嘴为基础的双燃料供应新的燃料供应设备，第二，提高车辆比率和纯酒精燃料发动机结构，第一。改善甲醇点火发动机结构(1)提高电动汽油泵的供油压力，防止气体阻力，部分汽油泵使用3.0MPa以上的压力等影响油供应。(2)混合形成装置应适合甲醇的低热值和低空气需求量。(3)为了充分利用甲醇高辛烷值的特性，使用高压缩比可以将压缩比提高到911。(4)更合适的混合形成装置，混合形

12、成装置的改进设计。(5)火花塞和火花塞间隙的选择，压缩率高时，应使用冷型火花塞。(6)解决了冷启动不利因素，如辅助汽油喷射、电加热、火焰启动装置、热解燃料、燃料催化分解、点火能量增加、燃料雾化、燃料中添加低沸点添加剂等。(7)特别是提高该零件的耐蚀性和膨胀性，如供油线路上的金属零件、橡胶零件和液压调节器的隔膜。(8)增加油箱，以保持所需里程。或使用双水箱结构。(9)为了提高发动机的压缩率，充分利用酒精燃料高辛烷值的特性，点火提前角调整应增加25度。2 .乙醇汽油发动机结构改进纯燃烧乙醇发动机所需变更；提高压缩比(9 11)，充分发挥乙醇辛烷值高的优点。压缩比增加后，必须使用冷火花塞。提高机油泵

13、的供油能力，避免气体阻力。使用附加燃料供应系统和预热等措施改善冷起动；增加油箱，以便所需的里程继续。提高相关零件的耐腐蚀性和膨胀性。3 .改善烷氧基燃料用柴油机结构(1)点火塞法1)燃油喷射时间和点火时间：2)点火塞的位置和电极长度：点火塞长度长，使电极达到b或c位置；(2)通过电热塞法在燃烧室中放置电热塞，是点燃酒精燃料，比较稳定地燃烧的措施。(3)分解甲醇的方法是将无水或水分含量极小的甲醇分解为H2和CO，这称为热分解甲醇。甲醇首先从蒸发器变成气体，在裂解反应器中分解为H2和CO，然后冷却，与空气气体混合进入启动机。，(4)表面点火法电阻加热带产生的热量，不锈钢罩使室内表面的温度高于甲醇的

14、点火温度，喷嘴喷出的甲醇油雾接触高温表面，就会自行着火。发动机启动一段时间后，不再消耗电力加热表面。(5)使用不改善剂，柴油引擎中添加了不改善剂的纯酒精燃料，柴油引擎没有重大变化，随时可以转换为柴油，所以比较方便。关键是研究好的添加剂。环己烯酸盐、硝酸铵、硝酸异丙基等。(6)高压缩比压缩燃烧法适用于在分布式条件下工作的时间较长的总线的酒精燃料引擎，主要技术是高压缩比加成剂。4 .甲醇重整发动机结构改善重整气体最大火焰传播速度仍为215cm/s，远远大于汽油。这个特性有助于提高热效率。改进煤气控制装置，有助于提高热效率，便于实施稀混合燃烧。CO和HC排放少，NOx的排放浓度低。5 .酒精弹性燃料

15、引擎(1)甲醇弹性燃料引擎(2)乙醇汽油弹性燃料引擎，3，烷氧基燃料应用案例，1。m85甲醇燃料车，2。乙醇汽油汽车中国汽车技术研究中心对乙醇汽油进行了大量的实验研究，与使用7.7% (e 7.7)、10% (E10)、15% (e15)、93次汽油的结果相比，有3种型号(使用1.8L EFI引擎和1.6L EFI引擎)2)燃料经济也要从燃料经济性出发，混合乙醇的比例也不要太大。3)排放性试验结果显示，乙醇汽油燃烧与汽油燃烧相比，含碳率减少，含氧燃烧完整，空转排放量CO和HC有所减少。三种方案NOx排放与汽油燃烧相比大体相似，高或低。乙醇汽油比汽油排放的甲醛多。第三节酒精燃料汽车1，保持酒精燃

16、料的正确使用1。汽车乙醇汽油(1)汽车乙醇汽油的组成汽车乙醇汽油由汽车无铅汽油、改性燃料乙醇及其提高使用性能的添加剂组成。(2)根据GB 183512004 车用乙醇汽油，目前我国车用乙醇汽油有90，93，95，97等4个等级，与汽车无铅汽油一样，其名称按研究方法的辛烷值大小划分，意味着值越大，汽车乙醇汽油的抗爆性越好。(3)正确选择汽车乙醇汽油是汽车乙醇汽油的基本选择原则。压缩比在8.0以下的发动机需要使用90号汽车乙醇汽油。压缩比在8.0到8.5之间的引擎必须使用93号车辆用乙醇汽油。压缩比在8.59.5之间的引擎应该选用93、95号车辆用乙醇汽油。压缩比在9.510.5之间的引擎应该使用97号车的乙醇汽油。2 .车辆用甲醇汽油车辆用甲醇汽油没有相关国家标准，但其等级必须符合GB 17930-1999 车用无铅汽油的要求，并参照车辆用乙醇汽油使用相关规定进行。第二，酒精燃料汽车使用注意事项1。使用前，汽车的适当调整(1)燃油系统和燃油箱(2)