汽车运行材料章车用替代燃料ppt课件.ppt

朱明工作室朱明工作室zhubob@.主主讲：朱明：朱明 高高级技技师、、经济师, 工程工程师 高高级技技艺专业教教师 高高级汽汽车维修考修考评员第四章第四章第四章第四章 朱明工作室朱明工作室zhubob@第四章 车用替代燃料 朱明工作室朱明工作室zhubob@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、液化石油气、氢气等 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@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zhubob@醇类燃料的特点 朱明工作室朱明工作室zhubob@醇类燃料的辛烷值n醇醇类是汽油是汽油车良好的替代良好的替代n1)燃料醇燃料醇类燃料的辛燃料的辛烷值比汽油高．醇比汽油高．醇类燃料的燃料的发动机可以增大机可以增大紧缩比来提高比来提高热效效率，提高其率，提高其动力性和力性和经济性n2)醇醇类燃料可以作燃料可以作为高中高中烷值组分分调入汽入汽油中，提高汽抽的抗爆才干；油中，提高汽抽的抗爆才干；n3)醇醇类燃料的灵敏度非常大燃料的灵敏度非常大n在低速在低速时的抗爆性能比中、高速的抗爆性能比中、高速时要好 朱明工作室朱明工作室zhubob@2．蒸发潜热大．蒸发潜热大n蒸蒸发潜潜热：：n常常压沸点下，沸点下，单位位质量的量的纯物物质由液由液态变为气气态吸收的吸收的热量或由气量或由气态变为液液态放出的放出的热量：量：n醇醇类燃料蒸燃料蒸发潜潜热大的大的优点是：点是：n构成的混合气温度低，其充气效率提高，使构成的混合气温度低，其充气效率提高，使发动机机动力性力性加加强；；n构成混合气构成混合气时对发动机内部机件有冷却作用；减少冷却系机内部机件有冷却作用；减少冷却系n统和光滑系和光滑系统的冷却的冷却负担，从而可提高担，从而可提高发动机的运用寿命。

机的运用寿命n 醇醇类燃料的蒸燃料的蒸发潜潜热大，在低温条件下起大，在低温条件下起动时，由于，由于汽化所需汽化所需热量缺乏，使构成的混合气量缺乏，使构成的混合气浓度度较低，低，发动机起机起动困困难因此，熄因此，熄灭醇醇类燃料的燃料的发动机需加装机需加装进气气预热系系统，保征低温起，保征低温起动性能 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@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zhubob@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zhubob@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zhubob@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zhubob@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zhubob@三、酵类燃料的运用三、酵类燃料的运用n醇醇类燃料的辛燃料的辛烷值高：高：n良好的汽油机替代燃料。

良好的汽油机替代燃料n在柴油机上运用比在柴油机上运用比较困困难：：n着火性差，着火性差， 十六十六烷值比柴油低好多，比柴油低好多，n汽油机中运用醇汽油机中运用醇类燃料主要有两种方法：燃料主要有两种方法：掺醇熄醇熄灭n纯醇熄醇熄灭 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@(2)掺醇汽油的运用掺醇汽油的运用n掺醇比例低于醇比例低于15％的低比例％的低比例掺醇汽油和醇汽油和纯汽油燃料比汽油燃料比较：：n不需求改不需求改动现有汽有汽车发动机．机．n不添加改不添加改动嚏奉．嚏奉．n不存在技不存在技术上的上的难度。

度n因此，低比例因此，低比例掺醇汽油是比醇汽油是比较适用的醇适用的醇类能源利用方式能源利用方式 朱明工作室朱明工作室zhubob@ 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@ 朱明工作室朱明工作室zhubob@2．纯醇熄灭．纯醇熄灭n纯熄熄灭甲醇或乙醇燃料：甲醇或乙醇燃料：n纯醇熄醇熄灭时，根据甲醇或乙醇燃料的特点，根据甲醇或乙醇燃料的特点对发动机机进展改造，展改造，n 运用运用纯醇燃料需醇燃料需时，，发动机机较大改大改动有：有：n调整供油系整供油系统、加大油、加大油泵供油量、加装供油量、加装进气气预热安装和改善零部件的抗腐安装和改善零部件的抗腐蚀性能等性能等 朱明工作室朱明工作室zhubob@ 朱明工作室朱明工作室zhubob@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运用乳化燃料是节能和降污的良好措施 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@1．微爆实际．微爆实际n 微爆微爆实际以以为：：n乳化燃料中含有油包水型分子基乳化燃料中含有油包水型分子基团，在乳化燃料，在乳化燃料受受热汽化构成可燃混合气的汽化构成可燃混合气的过程中，由于水的沸程中，由于水的沸点低于油，油包水型分子基点低于油，油包水型分子基团中的水会先于油蒸中的水会先于油蒸发，汽化，汽化压力冲破油膜的阻力使油滴力冲破油膜的阻力使油滴发生爆炸生爆炸.n爆炸的爆炸的结果是使油滴果是使油滴变得更加得更加细小，与空气混合小，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种情况下构成的可燃混合气质量良好，可量良好，可实现较完全的快速熄完全的快速熄灭，到达，到达节能和能和污的双重日的。

的双重日的微爆微爆实际的本的本质：：n水的存在，使燃料水的存在，使燃料雾化蒸化蒸发过程中程中产生了二次生了二次雾化，使混合气构成的物理化，使混合气构成的物理预备过程程预备更加充分更加充分 朱明工作室朱明工作室zhubob@2．熄灭化学反响动力学实际n 熄熄灭化学反响化学反响动力学力学实际以以为：：n高温条件下．水蒸气分解高温条件下．水蒸气分解时产生化学活性很生化学活性很强的的OH根，和根，和烃在熄在熄灭过程中构成的中程中构成的中间产物或不完物或不完全熄全熄灭产物物发生反响，推生反响，推进烃类物物质的熄的熄灭进程，程，使燃料在上止点附近完成熄使燃料在上止点附近完成熄灭，全部，全部热能及能及时释放，使放，使发动机机热效率提高，到达效率提高，到达节能降能降污的目的n同同时，乳化燃料中水分的蒸，乳化燃料中水分的蒸发吸收吸收热量，降低气量，降低气缸内熄缸内熄灭时的温度，使的温度，使NO，的排放量降低的排放量降低 朱明工作室朱明工作室zhubob@熄灭化学反响过程 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@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zhubob@1．超声波法n 超声波法：超声波法：n利用超声波在液体媒介中利用超声波在液体媒介中传播播时会出会出现机械的、机械的、热的及空化等作用机制，的及空化等作用机制，对传声媒声媒质产生一系列生一系列效效应的原理的原理进展配制乳化燃料的展配制乳化燃料的n超声波法的超声波法的优点：点：n设备简单，，处置才干大，耗能少，乳化添加置才干大，耗能少，乳化添加剂用用量少，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工工艺流程如流程如图3—3所示：所示： 朱明工作室朱明工作室zhubob@工艺流程如图3—3所示n. 朱明工作室朱明工作室zhubob@2．机械混合法n乳化燃料的配制采用机械法混合：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zhubob@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zhubob@第三节 天 然 气 朱明工作室朱明工作室zhubob@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、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zhubob@n. 朱明工作室朱明工作室zhubob@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3—6所示n. 朱明工作室朱明工作室zhubob@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室zhubob@四、天然气在汽车上的运用n1．天然气的存在方式分．天然气的存在方式分为：：n紧缩天然气天然气(CNG)n液化天然气液化天然气(LNG)两种。

两种n (1)紧缩天然气天然气(CNG) ：：n天然气脱水、脱硫天然气脱水、脱硫净化化处置，多置，多级紧缩至至20MPa左左右存右存贮在气瓶，在气瓶，经减减压器减器减压供供应发动机熄机熄灭n (2)液化天然气液化天然气(LNG) ：：n天然气天然气经过一定工一定工艺，在，在-1620C左右左右变为液液态，存，存贮在高在高压气瓶中液化天然气任气瓶中液化天然气任务压力降低，力降低，储气气瓶体瓶体积减小，减小，续驶里程延伸里程延伸n对低温低温储存技存技术要求要求较高 朱明工作室朱明工作室zhubob@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zhubob@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zhubob@2．天然气汽车类型n公用公用紧缩天然气汽天然气汽车：：n以以CNG作作为独一燃料，独一燃料，发动机的燃料供机的燃料供应系系统专为CNG燃料燃料设计．充分．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天然气与汽油两用燃料汽车：：n对现成汽油成汽油车改装而成，有两套燃料供改装而成，有两套燃料供应系系统，一套，一套为保保管的原管的原车供抽系供抽系统，另一套，另一套为添加的添加的CNG供供应安装发动机可以分机可以分别运用运用CNG和汽油作和汽油作为燃料，两种燃料的燃料，两种燃料的转换利利用用选择开关开关实现由于发动机构造未作改机构造未作改动，当运用天然，当运用天然气燃料气燃料时，往往不能充分，往往不能充分发扬其其优点，点，导致汽致汽车功率下降功率下降n紧缩天然气与柴油双燃料汽天然气与柴油双燃料汽车：：n对现成柴油成柴油车改装而成：燃料供改装而成：燃料供应系系统可根据可根据发动机的运机的运转工况按一定比例同工况按一定比例同时供供应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zhubob@2．天然气汽车类型n (2)液化天然气汽液化天然气汽车：：n液化天然气液化天然气对储存技存技术要求要求较高，使得高，使得储存容器的本存容器的本钱高，限制了液化天然气汽高，限制了液化天然气汽车的开展。

的开展n液化天然气在液化天然气在储存能量密度、汽存能量密度、汽车续驶里里程、程、储存容器存容器压力等方面力等方面优于于紧缩天然气天然气能能处理理紧缩天然气汽天然气汽车一切在的一些一切在的一些问题n液化天然气作液化天然气作为天然气的运用方式之一，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zhubob@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zhubob@液化石油气 朱明工作室朱明工作室zhubob@一、液化石油气资源一、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zhubob@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zhubob@三、液化石油气的特点n液化石油气作液化石油气作为车用替代燃料，比用替代燃料，比较突出的特点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)排放排放污染小染小 排放物中排放物中CO、、HC、、NO：等：等的排的排污量会大幅度减少。

量会大幅度减少n (3)火焰火焰传播速度慢播速度慢 n (4)需点火能量高需点火能量高 n (5)与空气的与空气的实际混合气混合气热值低低 所以液化石油所以液化石油气气发动机的功率要比汽油机的功率要比汽油发动机功率低些机功率低些n (6)便于携便于携带 · 朱明工作室朱明工作室zhubob@四、液化石油气在汽车上的运用n1．．对车用液化石油气用液化石油气的技的技术要求要求n为保保证液化石油气的液化石油气的质量能量能满足汽足汽车的运的运用需求，用需求，n我国我国对车用液化石油用液化石油气的技气的技术要求如表要求如表3-1O所示所示  朱明工作室朱明工作室zhubob@2．液化石油气汽车类型．液化石油气汽车类型n液化石油气汽液化石油气汽车按燃料供按燃料供应系系统不同，可分不同，可分为：：n公用液化石油气汽公用液化石油气汽车、液化石油气与汽油两用燃料汽、液化石油气与汽油两用燃料汽车、液化、液化石油气与柴油双燃料汽石油气与柴油双燃料汽车等n 公用液化石油气汽公用液化石油气汽车：：nLPG作作为独一燃料，独一燃料，发动机的燃料供机的燃料供应系系统专为LPG燃料燃料设计，，能充分能充分发扬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液化石油气与汽油两用燃料汽车：：n对现成汽油成汽油车改装而成有两套燃料供改装而成有两套燃料供应系系统，一套，一套为保管的保管的原原车供油系供油系统，另一套，另一套为添加的添加的LPG供供应安装：安装：发动机可以分机可以分别运用运用LPG和汽油作和汽油作为燃料，两种燃料的燃料，两种燃料的转换经过电磁磁阀实现由于由于发动机构造改机构造改动较小，当运用液化石油气燃料小，当运用液化石油气燃料时，不能充，不能充分分发扬其其优点，点，导致汽致汽车性能不如公用液化石油气汽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液化石油气与柴油双燃料汽车：：n对现成柴油成柴油车改装而成：同液化石油气与汽油两用改装而成：同液化石油气与汽油两用 燃料汽燃料汽车一一样，也有两全燃料供，也有两全燃料供应系系统，一套，一套为原柴抽供原柴抽供应系系统，另一套，另一套为添加的添加的LPG供供应安装两套燃料供安装两套燃料供应系系统根据根据发动机的运机的运转工况技一定比例同工况技一定比例同时供供应LPG和柴油两种燃料其中，柴油只和柴油两种燃料其中，柴油只作引燃燃料，作引燃燃料，LPG是主要燃料。

是主要燃料 朱明工作室朱明工作室zhubob@第五节 氢 气n作为內燃机燃料的特点：n特点一：n氢气可用水来制取，氢气熄灭后又生成水快速的资源循环，使得氢能源取之不尽、n特点二：n氢气是理想的清洁燃料，熄灭生成水，无CO、C02 、HC、碳烟等污染物质：n目前世界上各国都纷纷投入大量人力、物力和财力从事这方面研讨 朱明工作室朱明工作室zhubob@一、氢气资源n制取氢气的资源：n煤、石油、天然气、水等．可制取氢气n尤其是水，在地球上的资源是非常丰富n 为氧气的广泛研讨和运用提供了有力保证 朱明工作室朱明工作室zhubob@二、氢气的主要物化特性n氢气的主要物化特性如表3-11所示：  朱明工作室朱明工作室zhubob@三、氢气的特点n氢气作为燃料，有以下比较突出的特点：n (1)着火界限宽 n (2)点火能量低 n (3)火焰传播速度高 抗爆性能很好n (4)与空气的理沦混合气热值低 n (5)自然温度高 n (6)熄灭排污低 有利于环境维护n (7)发动机的热效率 经过提高发动机紧缩比来提高其热效率n (8)发动机的踏损量减小 氢气的沸点比较低，较好地降低发动机的机体温度，使得发动机光滑油的高温氧化程度低，这些都有利于保证发 朱明工作室朱明工作室zhubob@氢气在发动机上运用氢气在发动机上运用n1.单独作为内燃机燃料n放射方式：n低压放射方式n高压放射方式n2.氢与汽油混协作为燃料 朱明工作室朱明工作室zhubob@五五.氢气的储存氢气的储存n氢气的储存：n金属氢化物n高压容器n液氢 朱明工作室朱明工作室zhubob@六、氢气的平安性六、氢气的平安性n氢气自燃温度高n密度小、质量轻n走漏才干强 朱明工作室朱明工作室zhubob@氢气运用存在问题n1.平安方便的贮运方法n2.大量消费廉价氢气的方法n3.氢气燃料的供应系统 朱明工作室朱明工作室zhubob@作 业n1.车用汽油运用性能的主要要求？n2.对柴油的主要性能要求？n3.液化石油气有哪几方面的特点？。