第4章车用替代燃料
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图 ４．１ 甲 醇 与 汽 油 的 互 溶 曲 线 １－ 加助溶剂 ２－加１ 加 助溶剂 ３－加２ 加 助溶剂 ４－加４ 加 助溶剂 （２）掺醇汽油易出现分层现象。 ）掺醇汽油易出现分层现象。 （３）掺醇汽油 对发动机的金属、橡胶和塑料等材料 ）掺醇汽油对发动机的金属、 具有一定腐蚀性 。 具有一定腐蚀性。 （４）掺醇汽油的低温启动性差，高温时易发生气阻。 ）掺醇 汽油的低温启动性差，高温时易发生气阻。 ２．纯醇燃烧 纯醇燃烧 纯醇燃烧是指单纯 燃烧甲醇或乙醇燃料。 纯醇燃烧是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料。 从弥补石油资源短 缺的角度来说， 从弥补石油资源短缺的角度来说，纯醇燃料用于 发动机燃烧比掺醇 燃料， 发Leabharlann Baidu机燃烧比掺醇燃料，尤其是低比例掺醇燃料更具 有实际意义。 有实际意 义。 纯醇燃烧时， 纯醇燃烧时，可根据甲醇或乙醇燃料的特点对发 动机进行改造， 使其动力性、 动机进行改造，使其动力性、经济性和排放性比燃烧 汽油时有较大提 高。 汽油时有较大提高。 图４．２所示为点燃式内燃机分别燃用甲醇和汽油 所示为点燃式内燃机分别燃用甲 醇和汽油 时的有关性能对比。 时的有关性能对比。 图４－２ 甲醇内燃机的特性 ４．２ 乳化燃料 乳化燃料是指汽油和柴油等燃油和水相混合并 经特殊处理后形成的一种相对稳 定的乳化液。 经特殊处理后形成的一种相对稳定的乳化液。 使用乳化燃料不仅能减 少发动机排放中氮氧化 合物（ 合物（ＮＯｘ）等有害成分的含量，而且能有效地降 ） 等有害成分的含量， 低燃料的消耗。 低燃料的消耗。所以使用乳化燃料是节约能源 和降 低污染的良好措施之一。 低污染的良好措施之一。 ４．２．１乳化燃料节能降污的 原理与效果 乳化燃料节能降污的原理与效果 乳化燃料的燃烧是个非常复杂的过程， 乳化燃料的燃烧是个非常复杂的过程，其节能 降污的原理，目前尚在研究之中， 降 污的原理，目前尚在研究之中，常见的有两种解 释理论：微爆理论和燃烧化学反应动 力学理论。 释理论：微爆理论和燃烧化学反应动力学理论。 １．微爆理论 微爆理论 ２．燃烧化学反应动力学理论 燃烧化学反应动力学理论 ３ ．乳化燃料节能降污效果 乳化燃料节能降污效果 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比 图如图４．３ 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比图如图 所示。 所示。 不难看出， 不难看出，乳化 油燃料在燃烧过 程中， 程中，减少了火 焰中的炭粒， 焰中的炭粒 ，提 高了燃料油的燃 烧程度， 烧程度，改善了 燃烧状况， 燃烧状况，提高 了燃 料油的燃烧 图４．３ 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比图 效率。 效率。 ４．２．２燃料乳化的方法 燃料乳化的方法 １．超声波法 超声波法 超声波法是利用 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， 现机械的、热 的及空化等作用机制，对传声媒质可产 生一系列效应的原理进行配制乳化燃料的。 生一系列效应的原理进行配制乳化燃料的。 超声波法的优点是设备简单，处理能力大 ， 超声波法的优点是设备简单，处理能力大，耗能 乳化添加剂用量少，乳化效果好 ， 少，乳化添加剂用量少，乳化效果好，是目前最常用 的方法。 的方法。 工艺流 程如图４．４所示。 工艺流程如图 所示。 所示 图４．４ 超声波法乳化燃料工艺流程 ２．机械混合法 机械混合法 乳化燃料的配制也可采用机械法把按比例配好的 乳 化添加剂进行搅拌、剪切、混合、雾化， 油、水、乳化添加剂进行搅拌、剪切、混合 、雾化， 图 并使粒子直径达到要求。 并使粒子直径达到要求。 ４．５ 机械混 合法柴 油乳化 机 械 混 合 法 柴 油
本文由ｍｈｌｉ９８８６贡献 ｐｐｔ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 汽车运行材料 沈阳大学 凌永成 第４章 车用替代燃料 章 教学提示：在石油资源日益减少、 教学提示：在石油资源日益减少、环境污染 日益严 重的双重作用下，开发和寻找污染较少、 重的双重作用下，开发和寻找污染 较少、经济便宜 的车用替代燃料已成为当务之急。 的车用替代燃料已成为当务之急 。 目前， 目前，有广阔发展前景的替代燃料主要有醇类 燃料、乳化燃料、天然气、 液化石油气、氢气等。 燃料、乳化燃料、天然气、液化石油气、氢气等。 教学要求 ：本章主要介绍醇类燃料、乳化燃料、 教学要求：本章主要介绍醇类燃料、乳化燃料 、天 然气、液化石油气、 然气、液化石油气、氢气等车用替代燃料的特点和 应用情 况。 应用情况。 重点内容是车用替代燃料的特点和应用情况。 重点内容是车用替代 燃料的特点和应用情况。 要求学生了解车用替代燃料的发展前景， 要求学生了解车 用替代燃料的发展前景，熟悉车用 替代燃料的特点，掌握车用替代燃料的类别。 替 代燃料的特点，掌握车用替代燃料的类别。 ４．１ 醇类燃料 醇类燃料主要是指甲醇和乙醇。目前， 醇类燃料主要是指甲醇和乙醇。目前， 它们作为 汽车替代能源被使用， 汽车替代能源被使用，在技术和成本方面已经达到 实 用阶段。 用阶段。 醇类燃料的资源比较丰富， 醇类燃料的资源比较丰富，可从 多种原料中进行 提取。 提取。 如甲醇可从天然气、 如甲醇可从天然气、煤、油页 岩、重质燃料、木 油页岩、重质燃料、 材和垃圾等物质中制取。乙醇可从甜菜、甘 蔗、 材和垃圾等物质中制取。乙醇可从甜菜、甘蔗、草 薯类、玉米等农作物中制取 。 杆、薯类、玉米等农作物中制取。 ４．１．１醇类燃料的理化性质 醇类燃料的理化性质 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４－１所示 所示。 的比较如表 所示。 表４－ｌ 醇类燃料与汽油的主要理化性质比较 项目 常温下的物理状态 密度／（ 密度 （ｇ·ｃｍ－３） 沸点／℃ 沸点 ℃ 闪点／℃ 闪点 ℃ 自燃点／℃ 自燃点 ℃ 饱和蒸气压／ 饱和蒸气压／ｋＰａ 低热值／（ 低热值 （ＭＪ·ｋｇ－１） 蒸发潜热／（ 蒸发潜热 （ｋＪ·ｋｇ－１） 辛烷值（ 辛烷值（ＲＯＮ） ） 辛烷值（ 辛烷值（ＭＯＮ） ） 十六烷值 相对分子质量 着火极限（体积分数）（％） 着火极限（体积分数）（％） 理论空燃比（ 空气 空气／ 燃料 燃料） 理论空燃比 （ｋｇ空气／ｋｇ燃料） 甲醇 液态 ０．７９１４ ６４．８ １２ ４７０ ３０．９９７ ２０．２６ １１０１ １１２ ９２ ３ ３２ ６．７￣３６ ６．４ 乙醇 液态 ０．７８４３ ７８．３ １４ ４２０ １７．３３２ ２７．２０ ８６２ １１１ ９２ ８ ４６ ４ ．３￣１９ ９．０ 汽油 液态 ０．７２￣０．７５ ３０￣２２０ －４３ ２６０ ６２．０￣８２．７ ４４．５２ ２９７ ９０、９３、９ ５ 、 、 ８５、８８、９０ 、 、 ２７ １００￣１１５ １．３￣７．６ １４．８ ４．１．２醇类燃料的特点 醇类燃料的特点 １．辛烷值高 辛烷值高 醇类燃料的辛烷 值与汽油的辛烷值比较如表４－２ 醇类燃料的辛烷值与汽油的辛烷值比较如表 所示。 所示。 表４－２ 醇类燃料与汽油的辛烷值比较 燃料种类 甲醇 乙醇 汽油 ９０号 号 ９３号 号 ９５号 号 ＭＯＮ ９２ ９２ ８５ ８８ ９０ ＲＯＮ １１２ １１１ ９０ ９３ ９５ 灵敏度 ２０ １９ ５ ５ ５ ２．蒸发潜热大 蒸发潜热大 蒸发潜热是指在常压沸点下， 蒸发潜热是指在常压 沸点下，单位质量的纯物质 由液体状态变为气体状态需吸收的热量或由气体状态 变 为液体状态需放出的热量。 变为液体状态需放出的热量。 醇类燃料的蒸发潜热大， 醇类燃料的蒸发潜热大，意味着醇类燃料在发动 机内由液体状态变为气体状态形成 可燃混合气时需 要吸收的热量较多。 要吸收的热量较多。 因此， 因此，燃烧醇类 燃料的发动机需加装进气预热系 以保证其低温启动性能。 统，以保证其低温启动性 能。 醇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：形成的混合气 温 度低，其充气效率会提高， 度低，其充气效率会提高，进而可使发动机动力性增 蒸发潜热大， 强；蒸发潜热大，可减少冷却系统和润滑系统的冷却 负担，从而可提
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高发动机的使用寿命。 负担，从而可提高发动机的使用寿命。 ３．着火极限宽 着火极限宽 着火极限是指混合气可以着火的最小浓度和最 大浓 度之间的范围， 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。 分数 表示。 醇类燃料的着火极限比汽油宽得多， 醇类燃料的着火极限比汽油宽得多，可 实现稀 薄燃烧， 薄燃烧，能有效降低发动机在部分负荷时的能量消 耗与排放污染。 耗与排放污染。 ４．热值低 热值低 醇类燃料的热值比汽油低， 醇类燃料的热值比汽 油低，甲醇热值约为汽油 的一半，乙醇热值约为汽油的６１％。 的一半，乙醇热值约为 汽油的 。 ５．腐蚀性大 腐蚀性大 醇类燃料的化学活性较强，对铜、 醇类燃料的化学活性 较强，对铜、铝等金属具有 较强的腐蚀能力， 较强的腐蚀能力，对橡胶和塑料等非 金属材料也具有 较大的溶胀作用。 较大的溶胀作用。 ６．易产生气阻 易产生气阻 醇 类燃料的沸点低， 醇类燃料的沸点低，有助于形成燃料与空气的混 合气。 合气。 但温度高时，容易在燃油供给系统产生气阻现象， 但温度高时，容易在燃油供给系统 产生气阻现象， 严重时会使供油中断，发动机熄火。 严重时会使供油中断，发动机 熄火。 ７．贮存和使用方便 贮存和使用方便 醇类燃料在常温下为液体状态， 醇类燃 料在常温下为液体状态，和传统燃料的汽 柴油相似，所以其贮存和使用比较方便。 油、柴油相似，所以其贮存和使用比较方便。 ８．排放污染低 排放污染低 醇类燃料的蒸发潜热大， 醇类燃料的蒸发潜热大， 甲醇的蒸发潜热约为汽 油的３．７倍 乙醇的蒸发潜热约为汽油的２．９倍 油的 倍，乙醇 的蒸发潜热约为汽油的 倍，所以 使用醇类燃料的燃烧温度较低， 使用醇类燃料的燃 烧温度较低，对ＮＯｘ的生成有抑制 的生成有抑制 作用； 作用； 醇类燃料分子中没有 Ｃ－Ｃ键结构，燃烧中不会有 键结构， 醇类燃料分子中没有 键结构 多环芳香烃通过缩 合形成碳烟粒子的现象。 多环芳香烃通过缩合形成碳烟粒子的现象。 因此，排气中 基本没有碳烟； 因此，排气中基本没有碳烟；醇类燃料氧含量 值较汽油小， 高，且 Ｃ／Ｈ值较汽油小，混合气燃烧较完全，因而排 值较汽油小 混合气燃烧较完全， 气中 未燃烃类与ＣＯ含量也相应降低。 含量也相应降低。 气中未燃烃类与 含量也相应降低 但醇类燃料的排气中未燃醇类和相应醛类较多。 但醇类燃料的排气中未燃醇类和相 应醛类较多。 ４．１．３醇类燃料的应用 醇类燃料的应用 １．掺醇燃烧 掺醇燃烧 掺醇燃烧是指把 甲醇或乙醇以不同比例掺入汽 油中。 油中。 甲醇、乙醇与汽油的混合燃料分别用 （ 甲醇、乙醇与汽油的混合燃料分别用Ｍ（Ｍｅｔｈａｎｏｌ） ） 和Ｅ（Ｅｔｈａｎｏｌ）加一数字 表示，其后的数字表示混 （ ）加一数字表示， 合燃料中甲醇或乙醇的体积分数， 合燃料中甲醇或乙醇的体积分数，如Ｍ１５表示甲醇 表示甲醇 体积分数为１５％的混合燃 料， 体积分数为 ％的混合燃料，Ｅ１０表示乙醇体积分 表示乙醇体积分 数为１０％的混 合燃料。 的混合燃料。 数为 的混合燃料 １）掺醇汽油的优点 ） （１）抗爆性好， 价格低。 ）抗爆性好，价格低。 的含量低。 （２）排放尾气中 ）排放尾气中ＮＯｘ、 烃类及 、烃类及ＣＯ的含量低。 的含量低 ２）掺醇汽油的使用 ） ２００１年我国制定了乙醇燃料发展计划，确定在 年我国制 定了乙醇燃料发展计划， 年我国制定了乙醇燃料发展计划 吉林、河南和黑龙江三省 设立燃料乙醇试点项目， 吉林、河南和黑龙江三省设立燃料乙醇试点项目， 并制定 了《变性燃料乙醇》 车用乙醇汽油》 并制定了《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油 》两 项国家标准，开始推广含１０％ 项国家标准，开始推广含 ％乙醇的车用乙醇汽油 的混合燃料。 的混合燃料。 《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家 变性 燃料乙醇》 车用乙醇汽油》 标准于２００１年４月１５日正式实施。具体指标分别如表 日 正式实施。 标准于 年 月 日正式实施 ４－３和表 所示。 和表４－４所示 和表 所示。 ３）掺醇汽油的缺点 ） （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。 醇类燃料具有较强的极性，与汽油的互溶性较差。 醇类燃料具有较强的 极性，与汽油的互溶性较差。 其互溶性受醇与汽油的混合比例、 其互溶性受醇与汽油的混合比例、助溶剂的 品种 和加入量、混合温度等因素影响。 和加入量、混合温度等因素影响。 所示为甲 醇与汽油的互溶曲线。 图４．１所示为甲醇与汽油的互溶曲线。 所示为甲醇与汽油的互 溶曲线
图 ４．１ 甲 醇 与 汽 油 的 互 溶 曲 线 １－ 加助溶剂 ２－加１ 加 助溶剂 ３－加２ 加 助溶剂 ４－加４ 加 助溶剂 （２）掺醇汽油易出现分层现象。 ）掺醇汽油易出现分层现象。 （３）掺醇汽油 对发动机的金属、橡胶和塑料等材料 ）掺醇汽油对发动机的金属、 具有一定腐蚀性 。 具有一定腐蚀性。 （４）掺醇汽油的低温启动性差，高温时易发生气阻。 ）掺醇 汽油的低温启动性差，高温时易发生气阻。 ２．纯醇燃烧 纯醇燃烧 纯醇燃烧是指单纯 燃烧甲醇或乙醇燃料。 纯醇燃烧是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料。 从弥补石油资源短 缺的角度来说， 从弥补石油资源短缺的角度来说，纯醇燃料用于 发动机燃烧比掺醇 燃料， 发Leabharlann Baidu机燃烧比掺醇燃料，尤其是低比例掺醇燃料更具 有实际意义。 有实际意 义。 纯醇燃烧时， 纯醇燃烧时，可根据甲醇或乙醇燃料的特点对发 动机进行改造， 使其动力性、 动机进行改造，使其动力性、经济性和排放性比燃烧 汽油时有较大提 高。 汽油时有较大提高。 图４．２所示为点燃式内燃机分别燃用甲醇和汽油 所示为点燃式内燃机分别燃用甲 醇和汽油 时的有关性能对比。 时的有关性能对比。 图４－２ 甲醇内燃机的特性 ４．２ 乳化燃料 乳化燃料是指汽油和柴油等燃油和水相混合并 经特殊处理后形成的一种相对稳 定的乳化液。 经特殊处理后形成的一种相对稳定的乳化液。 使用乳化燃料不仅能减 少发动机排放中氮氧化 合物（ 合物（ＮＯｘ）等有害成分的含量，而且能有效地降 ） 等有害成分的含量， 低燃料的消耗。 低燃料的消耗。所以使用乳化燃料是节约能源 和降 低污染的良好措施之一。 低污染的良好措施之一。 ４．２．１乳化燃料节能降污的 原理与效果 乳化燃料节能降污的原理与效果 乳化燃料的燃烧是个非常复杂的过程， 乳化燃料的燃烧是个非常复杂的过程，其节能 降污的原理，目前尚在研究之中， 降 污的原理，目前尚在研究之中，常见的有两种解 释理论：微爆理论和燃烧化学反应动 力学理论。 释理论：微爆理论和燃烧化学反应动力学理论。 １．微爆理论 微爆理论 ２．燃烧化学反应动力学理论 燃烧化学反应动力学理论 ３ ．乳化燃料节能降污效果 乳化燃料节能降污效果 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比 图如图４．３ 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比图如图 所示。 所示。 不难看出， 不难看出，乳化 油燃料在燃烧过 程中， 程中，减少了火 焰中的炭粒， 焰中的炭粒 ，提 高了燃料油的燃 烧程度， 烧程度，改善了 燃烧状况， 燃烧状况，提高 了燃 料油的燃烧 图４．３ 乳化燃料与非乳化燃料燃烧效果对比图 效率。 效率。 ４．２．２燃料乳化的方法 燃料乳化的方法 １．超声波法 超声波法 超声波法是利用 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， 现机械的、热 的及空化等作用机制，对传声媒质可产 生一系列效应的原理进行配制乳化燃料的。 生一系列效应的原理进行配制乳化燃料的。 超声波法的优点是设备简单，处理能力大 ， 超声波法的优点是设备简单，处理能力大，耗能 乳化添加剂用量少，乳化效果好 ， 少，乳化添加剂用量少，乳化效果好，是目前最常用 的方法。 的方法。 工艺流 程如图４．４所示。 工艺流程如图 所示。 所示 图４．４ 超声波法乳化燃料工艺流程 ２．机械混合法 机械混合法 乳化燃料的配制也可采用机械法把按比例配好的 乳 化添加剂进行搅拌、剪切、混合、雾化， 油、水、乳化添加剂进行搅拌、剪切、混合 、雾化， 图 并使粒子直径达到要求。 并使粒子直径达到要求。 ４．５ 机械混 合法柴 油乳化 机 械 混 合 法 柴 油
本文由ｍｈｌｉ９８８６贡献 ｐｐｔ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 汽车运行材料 沈阳大学 凌永成 第４章 车用替代燃料 章 教学提示：在石油资源日益减少、 教学提示：在石油资源日益减少、环境污染 日益严 重的双重作用下，开发和寻找污染较少、 重的双重作用下，开发和寻找污染 较少、经济便宜 的车用替代燃料已成为当务之急。 的车用替代燃料已成为当务之急 。 目前， 目前，有广阔发展前景的替代燃料主要有醇类 燃料、乳化燃料、天然气、 液化石油气、氢气等。 燃料、乳化燃料、天然气、液化石油气、氢气等。 教学要求 ：本章主要介绍醇类燃料、乳化燃料、 教学要求：本章主要介绍醇类燃料、乳化燃料 、天 然气、液化石油气、 然气、液化石油气、氢气等车用替代燃料的特点和 应用情 况。 应用情况。 重点内容是车用替代燃料的特点和应用情况。 重点内容是车用替代 燃料的特点和应用情况。 要求学生了解车用替代燃料的发展前景， 要求学生了解车 用替代燃料的发展前景，熟悉车用 替代燃料的特点，掌握车用替代燃料的类别。 替 代燃料的特点，掌握车用替代燃料的类别。 ４．１ 醇类燃料 醇类燃料主要是指甲醇和乙醇。目前， 醇类燃料主要是指甲醇和乙醇。目前， 它们作为 汽车替代能源被使用， 汽车替代能源被使用，在技术和成本方面已经达到 实 用阶段。 用阶段。 醇类燃料的资源比较丰富， 醇类燃料的资源比较丰富，可从 多种原料中进行 提取。 提取。 如甲醇可从天然气、 如甲醇可从天然气、煤、油页 岩、重质燃料、木 油页岩、重质燃料、 材和垃圾等物质中制取。乙醇可从甜菜、甘 蔗、 材和垃圾等物质中制取。乙醇可从甜菜、甘蔗、草 薯类、玉米等农作物中制取 。 杆、薯类、玉米等农作物中制取。 ４．１．１醇类燃料的理化性质 醇类燃料的理化性质 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４－１所示 所示。 的比较如表 所示。 表４－ｌ 醇类燃料与汽油的主要理化性质比较 项目 常温下的物理状态 密度／（ 密度 （ｇ·ｃｍ－３） 沸点／℃ 沸点 ℃ 闪点／℃ 闪点 ℃ 自燃点／℃ 自燃点 ℃ 饱和蒸气压／ 饱和蒸气压／ｋＰａ 低热值／（ 低热值 （ＭＪ·ｋｇ－１） 蒸发潜热／（ 蒸发潜热 （ｋＪ·ｋｇ－１） 辛烷值（ 辛烷值（ＲＯＮ） ） 辛烷值（ 辛烷值（ＭＯＮ） ） 十六烷值 相对分子质量 着火极限（体积分数）（％） 着火极限（体积分数）（％） 理论空燃比（ 空气 空气／ 燃料 燃料） 理论空燃比 （ｋｇ空气／ｋｇ燃料） 甲醇 液态 ０．７９１４ ６４．８ １２ ４７０ ３０．９９７ ２０．２６ １１０１ １１２ ９２ ３ ３２ ６．７￣３６ ６．４ 乙醇 液态 ０．７８４３ ７８．３ １４ ４２０ １７．３３２ ２７．２０ ８６２ １１１ ９２ ８ ４６ ４ ．３￣１９ ９．０ 汽油 液态 ０．７２￣０．７５ ３０￣２２０ －４３ ２６０ ６２．０￣８２．７ ４４．５２ ２９７ ９０、９３、９ ５ 、 、 ８５、８８、９０ 、 、 ２７ １００￣１１５ １．３￣７．６ １４．８ ４．１．２醇类燃料的特点 醇类燃料的特点 １．辛烷值高 辛烷值高 醇类燃料的辛烷 值与汽油的辛烷值比较如表４－２ 醇类燃料的辛烷值与汽油的辛烷值比较如表 所示。 所示。 表４－２ 醇类燃料与汽油的辛烷值比较 燃料种类 甲醇 乙醇 汽油 ９０号 号 ９３号 号 ９５号 号 ＭＯＮ ９２ ９２ ８５ ８８ ９０ ＲＯＮ １１２ １１１ ９０ ９３ ９５ 灵敏度 ２０ １９ ５ ５ ５ ２．蒸发潜热大 蒸发潜热大 蒸发潜热是指在常压沸点下， 蒸发潜热是指在常压 沸点下，单位质量的纯物质 由液体状态变为气体状态需吸收的热量或由气体状态 变 为液体状态需放出的热量。 变为液体状态需放出的热量。 醇类燃料的蒸发潜热大， 醇类燃料的蒸发潜热大，意味着醇类燃料在发动 机内由液体状态变为气体状态形成 可燃混合气时需 要吸收的热量较多。 要吸收的热量较多。 因此， 因此，燃烧醇类 燃料的发动机需加装进气预热系 以保证其低温启动性能。 统，以保证其低温启动性 能。 醇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：形成的混合气 温 度低，其充气效率会提高， 度低，其充气效率会提高，进而可使发动机动力性增 蒸发潜热大， 强；蒸发潜热大，可减少冷却系统和润滑系统的冷却 负担，从而可提
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高发动机的使用寿命。 负担，从而可提高发动机的使用寿命。 ３．着火极限宽 着火极限宽 着火极限是指混合气可以着火的最小浓度和最 大浓 度之间的范围， 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。 分数 表示。 醇类燃料的着火极限比汽油宽得多， 醇类燃料的着火极限比汽油宽得多，可 实现稀 薄燃烧， 薄燃烧，能有效降低发动机在部分负荷时的能量消 耗与排放污染。 耗与排放污染。 ４．热值低 热值低 醇类燃料的热值比汽油低， 醇类燃料的热值比汽 油低，甲醇热值约为汽油 的一半，乙醇热值约为汽油的６１％。 的一半，乙醇热值约为 汽油的 。 ５．腐蚀性大 腐蚀性大 醇类燃料的化学活性较强，对铜、 醇类燃料的化学活性 较强，对铜、铝等金属具有 较强的腐蚀能力， 较强的腐蚀能力，对橡胶和塑料等非 金属材料也具有 较大的溶胀作用。 较大的溶胀作用。 ６．易产生气阻 易产生气阻 醇 类燃料的沸点低， 醇类燃料的沸点低，有助于形成燃料与空气的混 合气。 合气。 但温度高时，容易在燃油供给系统产生气阻现象， 但温度高时，容易在燃油供给系统 产生气阻现象， 严重时会使供油中断，发动机熄火。 严重时会使供油中断，发动机 熄火。 ７．贮存和使用方便 贮存和使用方便 醇类燃料在常温下为液体状态， 醇类燃 料在常温下为液体状态，和传统燃料的汽 柴油相似，所以其贮存和使用比较方便。 油、柴油相似，所以其贮存和使用比较方便。 ８．排放污染低 排放污染低 醇类燃料的蒸发潜热大， 醇类燃料的蒸发潜热大， 甲醇的蒸发潜热约为汽 油的３．７倍 乙醇的蒸发潜热约为汽油的２．９倍 油的 倍，乙醇 的蒸发潜热约为汽油的 倍，所以 使用醇类燃料的燃烧温度较低， 使用醇类燃料的燃 烧温度较低，对ＮＯｘ的生成有抑制 的生成有抑制 作用； 作用； 醇类燃料分子中没有 Ｃ－Ｃ键结构，燃烧中不会有 键结构， 醇类燃料分子中没有 键结构 多环芳香烃通过缩 合形成碳烟粒子的现象。 多环芳香烃通过缩合形成碳烟粒子的现象。 因此，排气中 基本没有碳烟； 因此，排气中基本没有碳烟；醇类燃料氧含量 值较汽油小， 高，且 Ｃ／Ｈ值较汽油小，混合气燃烧较完全，因而排 值较汽油小 混合气燃烧较完全， 气中 未燃烃类与ＣＯ含量也相应降低。 含量也相应降低。 气中未燃烃类与 含量也相应降低 但醇类燃料的排气中未燃醇类和相应醛类较多。 但醇类燃料的排气中未燃醇类和相 应醛类较多。 ４．１．３醇类燃料的应用 醇类燃料的应用 １．掺醇燃烧 掺醇燃烧 掺醇燃烧是指把 甲醇或乙醇以不同比例掺入汽 油中。 油中。 甲醇、乙醇与汽油的混合燃料分别用 （ 甲醇、乙醇与汽油的混合燃料分别用Ｍ（Ｍｅｔｈａｎｏｌ） ） 和Ｅ（Ｅｔｈａｎｏｌ）加一数字 表示，其后的数字表示混 （ ）加一数字表示， 合燃料中甲醇或乙醇的体积分数， 合燃料中甲醇或乙醇的体积分数，如Ｍ１５表示甲醇 表示甲醇 体积分数为１５％的混合燃 料， 体积分数为 ％的混合燃料，Ｅ１０表示乙醇体积分 表示乙醇体积分 数为１０％的混 合燃料。 的混合燃料。 数为 的混合燃料 １）掺醇汽油的优点 ） （１）抗爆性好， 价格低。 ）抗爆性好，价格低。 的含量低。 （２）排放尾气中 ）排放尾气中ＮＯｘ、 烃类及 、烃类及ＣＯ的含量低。 的含量低 ２）掺醇汽油的使用 ） ２００１年我国制定了乙醇燃料发展计划，确定在 年我国制 定了乙醇燃料发展计划， 年我国制定了乙醇燃料发展计划 吉林、河南和黑龙江三省 设立燃料乙醇试点项目， 吉林、河南和黑龙江三省设立燃料乙醇试点项目， 并制定 了《变性燃料乙醇》 车用乙醇汽油》 并制定了《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油 》两 项国家标准，开始推广含１０％ 项国家标准，开始推广含 ％乙醇的车用乙醇汽油 的混合燃料。 的混合燃料。 《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家 变性 燃料乙醇》 车用乙醇汽油》 标准于２００１年４月１５日正式实施。具体指标分别如表 日 正式实施。 标准于 年 月 日正式实施 ４－３和表 所示。 和表４－４所示 和表 所示。 ３）掺醇汽油的缺点 ） （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。 醇类燃料具有较强的极性，与汽油的互溶性较差。 醇类燃料具有较强的 极性，与汽油的互溶性较差。 其互溶性受醇与汽油的混合比例、 其互溶性受醇与汽油的混合比例、助溶剂的 品种 和加入量、混合温度等因素影响。 和加入量、混合温度等因素影响。 所示为甲 醇与汽油的互溶曲线。 图４．１所示为甲醇与汽油的互溶曲线。 所示为甲醇与汽油的互 溶曲线