新能源汽车基础课件：代用燃料汽车 -

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,代用燃料汽车,天然气汽车,液化石油气汽车,醇类汽车,生物柴油汽车,二甲醚汽车,氢气汽车,第,1,节 天然气汽车,一、车用天然气,天然气汽车以天然气作为汽油、柴油的代用燃料。城市公交车和出租车改用天然气作为燃料，是减小城市空气污染的一项有效措施。,特性,汽油,柴油,天然气,在常压下的沸点（）,30220,180370,-161.5,自燃温度（）,220471,260,630730,低热值（,MJ/kg,）,44.5,43,49.5,混合气热值（,MJ/m,3,）,3.82,3.8,3.39,理论空燃比,14.7,14.5,16.7,辛烷值（,RON,）,9097,-,130,爆炸浓度（,%,）,1.37.6,0.54.1,515,天然气与汽油、柴油的理化特性,二、天然气汽车的类型与特点,按燃料储存形式分类,压缩天然气（,CNG,）汽车、液化天然气（,LNG,）汽车、吸附天然气汽车,按燃料种类分类,单燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车、双燃料天然气汽车。,1.,天然气汽车的类型,2.,天然气汽车的特点,

2、优点：,（,1,）排放少。,（,2,）可降低汽车营运成本,（,3,）可节省维修费用。,（,4,）安全性高。,缺点：,（,1,）动力性降低。,（,2,）续驶里程缩短。,（,3,）储气罐占用空间。,（,4,）初始投资较大。,三、天然气汽车的燃料供给系统,1.CNG/,汽油两用燃料汽车供给系统,CNG/,汽油两用燃料汽车混合器式燃料供给系统,1-,汽油箱,2-,油位传感器,3-,汽油表,4-,汽油滤清器,5-,电动汽油泵,6-,储气瓶,7-,充气阀,8-,过滤器,9-,手动截止阀,10-,天然气电磁阀,11-,高压表,12-,安全阀,13-,低压表,14-,减压调节器,15-,步进电机,16-,混合器,17-,化油器,18-,压力显示器,19-,压力传感器,20-,发动机转速传感器,21-,氧传感器,22-,发动机排气管,23-,三元催化转换器,24-,电控单元,25-,油气燃料转换开关,减压调节器,1-,先导阀,2-,天然气滤清器,3-,主通道,4-,低压出气管,5-,通大气口,6-,热水道,7-,三级减压阀,8-,怠速电磁阀,9-,二级减压阀,10-,一级减压阀,11-,高压电磁阀,2.

3、CNG/,柴油双燃料汽车供给系统,CNG/,柴油双燃料供给系统,1-,压力报警器,2-,高压减压阀,3-,加热器,4-,供气阀,5-,充气阀,6-,高压输气管,7-,压力表,8-,储气瓶,9-,限压阀,10-,低压供气管,11-,计量阀,12-,混合器,13-,低压减压阀,14-,喷油泵供油量限位器,15-,燃料转换开关,16-,发动机,17-,喷油泵,18-,燃气滤清器,3.,电控天然气直接喷射系统,电控,CNG/,汽油供给系统,1-,充装阀,2-,储气瓶,3-,输出阀,4-,压力表,5-,天然气电磁阀,6-,气量显示器,7-,减压调节器,8-,天然气喷射器,9-,进气歧管,10-,喷油器,11-,油压调节器,12-,燃烧分配器,13-,汽油电磁阀,14-,汽油泵,15-,汽油箱,第,2,节 液化石油气汽车,一、车用液化石油气,液化石油气（,LPG,）是丙烷（,C,3,H,8,）和丁烷（,C,4,H,10,）的混合物，有的还伴有少量的丙烯（,C,3,H,6,）和丁烯（,C,4,H,8,）。,LPG,本身无色无味，为了便于察觉，确保安全使用，在液化石油气中一般加入了具有明显臭味的硫醇、

4、硫醚或含硫化合物配制的加臭剂。,特性,在常压下的沸点（）,-420.5,自燃温度（）,462537,低热值（,MJ/kg,）,45.3,混合气热值（,MJ/m,3,）,3.59,理论空燃比,15.8,辛烷值（,RON,）,100-110,爆炸浓度（,%,）,1.59.5,二、液化石油气汽车类型与特点,1.,类型,按照使用的燃料，液化石油气汽车可分为：,1,）单燃料液化石油气汽车,发动机仅使用,LPG,的燃料，燃料供给系统专为燃用,LPG,燃料而设计，其结构可保证气体燃料能有效利用，充分发挥,LPG,辛烷值高的优势。,单燃料,LPG,汽车发动机的压缩比比单燃料,CNG,汽车稍低，燃料经济性略差。但,LPG,挤占空气容积较少，故,LPG,汽车动力性更好。,2,）两用燃料液化石油气汽车,汽车设有两套独立的燃料供给系统，利用选择开关可在,LPG,和汽油两种燃料中进行转换使用，但两种燃料不允许同时混合使用。一般汽油车发动机不改动，只是加装一套液化石油气燃料供给装置，就成为了,LPG/,汽油两用燃料汽车。,3,）双燃料液化石油气汽车,系统有同时供给汽车两种燃料的装备，配备两个供给系统及两个独立的燃

5、料储存系统。发动机工作于双燃料状态时，用压燃的柴油引燃,LPG,与空气的混合气而实现燃烧。发动机也可使用纯柴油工作。在低负荷及怠速时自动转换到纯柴油工作方式。,2.,液化石油气汽车特点,优点：,（,1,）排放降低。,（,2,）发动机运行性能好。,（,3,）运行和维修成本低。,（,4,）安全性高。,缺点：,（,1,）改装后的液化石油气汽车动力性有所下降。,（,2,）一次加满气的续驶里程不如燃油车，充气次数较多。液化石油气充气站目前不够普遍，使用受限。,（,3,）汽车以双燃料方式并存，需要在原车的基础上加装供气系统，整车成本较高。,（,4,）储气瓶占用空间大，不利于在车上布置。,三、液化石油气汽车的燃料供给系统,电控式混合器闭环控制,LPG/,汽油供给系统,1,汽油箱；,2,油位传感器；,3,汽油滤清器；,4,电动汽油泵；,5,汽油表；,6,辅助液面显示器；,7,气瓶；,8,集成阀；,9LPG,电磁阀；,10,蒸发调压器；,11,混合器；,12,真空电磁阀；,13,燃料转换开关；,14,节气门位置传感器；,15,发动机转速传感器；,16ECU,；,17,氧传感器；,18,三元催化器；,19

6、,发动机排气管,蒸发调压器,1-,负压通道；,2-,一级膜片；,3-,低速同步室；,4-,一级弹簧；,5-,一级膜片拉钩；,6-,一级杠杠；,7-,一级减压室；,8-,一级阀；,9-LPG,入口；,10-,二级膜片；,11-,二级减压室；,12-,二级弹簧；,13-,二级杠杠；,14-,二级阀；,15-,低速通道；,16-,低速同步膜片,第,3,节 醇类汽车,一、甲醇燃料汽车,1,、甲醇的生产来源,甲醇的来源广，制取方式多，可以从煤炭、天然气、煤层气，可再生生物资源、分类垃圾等物资中制取。世界甲醇生产主要集中在天然气资源丰富的地区，其中亚太地区的生产能力约占世界总产能的,30%,，我国甲醇生产原料以煤为主。,2.,甲醇燃料的特性,甲醇用于汽车燃料有掺烧、纯烧和改质三种方式。,甲醇燃料作为汽车替代能源具有以下优点：,（,1,）甲醇的来源广泛，可部分缓解石油紧缺的现状。,（,3,）甲醇燃料含氧量高，燃烧充分，是一种绿色环保燃料。,（,3,）甲醇燃料的燃烧特性能有效地消除燃烧系统各部位的积炭，避免了因积炭的形成而引起动力下降、燃烧不充分等现象，且可降低各工况排气温度，有利于降低零部件热负荷，

7、延长发动机部件的使用寿命。,（,4,）甲醇是一种性能优良的溶剂，能有效地消除油箱及油路系统中杂质的沉淀和凝结，有良好的油路疏通作用。,（,5,）汽油发动机无需或只花费很低成本的改装费用，就可使用甲醇汽油。,（,6,）甲醇汽油辛烷值高，动力强，适用于高压缩比发动机，可提高发动机的效率。,为了提高甲醇作为车用燃料的实用性，要克服以下缺点：,（,1,）甲醇燃料汽车的动力性下降。,（,2,）甲醇燃料具有腐蚀性。,（,3,）甲醇汽油的稳定性需要增强。,（,4,）甲醇汽油具有溶胀性。,（,5,）甲醇汽油具有高温气阻性。,（,6,）甲醇的低温启动性差。,（,7,）甲醇的溶水性强。,二、乙醇燃料汽车,1.,乙醇的生产来源,乙醇（,C,2,H,5,OH,）生产主要有化学合成法和生物发酵法。,化学合成,是以乙烯加水合成乙醇，该方法产生的杂质较多，且乙烯是石油的工业副产品，在石油日益短缺的情况下，该方法应用受到限制。,生物发酵法,生产乙醇的生产原料有三类：第一类是含糖作物与副产物，如甘蔗、甜菜、甜高梁和糖蜜等；第二类是淀粉质作物，如玉米、高梁、小麦、红薯和马铃薯等；第三类是纤维素、半纤维素生物质原料，如木材

8、、木屑和谷物秸杆等。,2.,乙醇燃料的特性,乙醇用于汽车燃料分为掺烧、纯烧和改质三种。其中，掺烧是主要的应用方式，掺烧时最常用的是混合燃料法。,乙醇更多应用于汽油机。甲醇汽油指，在不含,MTBE,（甲基叔丁基醚）等含氧添加剂的专用汽油组分油中，加入一定比例的变性燃料乙醇，通过特定工艺混配而成的混合燃料。,甲醇汽油用,EX,表示，,X,表示乙醇在燃料中所占的体积百分比，,E100,为纯甲醇燃料。,我国目前只大规模生产乙醇含量为,10%,的,E10,乙醇汽油。,E10,乙醇汽油按研究法辛烷值分为,90,号、,93,号、,95,号、,97,号四个标号，即,E90#,、,E93#,、,E95#,、,E97#,。,乙醇作为汽车的替代燃料具有以下优点：,（,1,）乙醇的生产资源丰富，并且都是可再生资源，使用乙醇燃料可减少车辆对石油资源的依赖。,（,2,）有害排放减少。乙醇含氧量高达,35%,，含,10%,乙醇的甲醇汽油中，含氧量能达到,3.5%,，有利于燃油充分地燃烧，降低,CO,和,HC,的排放量。,（,3,）乙醇辛烷值高，抗爆性好，可通过增加压缩比来提高发动机的热效率和动力性。另外，乙醇蒸发潜

9、热大，可提高发动机的进气量，进一步提高发动机的动力性。,（,4,）车用乙醇燃料的燃烧特性能有效的消除火花塞、燃烧室、气门、排气管消声器部位积炭的形成。,（,5,）对汽车发动机无需改动或改动不大，即可使用乙醇燃料。,乙醇作为车用燃料需要克服以下缺点：,（,1,）蒸发潜热大影响混合气的形成及燃烧速度，使乙醇燃料低温启动和低温运行性能恶化，不加装进气预热系统，燃烧高比例乙醇燃料汽车难以启动。,（,2,）乙醇在燃烧过程中会产生乙酸，对汽车金属特别是铜有腐蚀作用。,（,3,）乙醇是一种优良溶剂，易对汽车的某些密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀，溶涨，软化或龟裂作用。,（,4,）乙醇易吸于水，乙醇燃料的含水量超过一定值后，乙醇和水产生分层，使乙醇燃料不能正常燃烧。,（,5,）乙醇的沸点只有,78.5,，在发动机正常工作温度下，也易产生气阻，使燃料供给量降低甚至中断供油。,三、醇类燃料发动机,1.,采用掺烧的醇类燃料发动机,采用掺烧的醇类燃料发动机分为混合燃料式、熏蒸式、双供油系统式三种。,1,）混合燃料式,发动机注入醇类和汽油或柴油预先按一定比例混合好的醇类燃料。,汽油机使用低比例甲醇汽油

10、（,M5,以下），不需使用任何添加剂，发动机不做任何发动，车辆可以正常使用。当使用,M15,甲醇汽油，汽油机只需进行不大的改动，就可以正常运行。,15%,是甲醇燃料汽油机是否要进行大改的一个比例界限，因此,M15,甲醇汽油的应用最广。,对于乙醇燃料汽油机，,10%,乙醇含量是发动机是否需要进行大改的比例极限，我国现在主要使用乙醇含量为,10%,的,E10,乙醇汽油。低比例的醇类燃料目前技术比较成熟,2,）熏蒸式,薰蒸法是利用醇燃料表面张力及黏度低的特点，通过不同方式将醇燃料雾化、气化后从进气管送入燃烧室。熏蒸掺烧主要有低压喷嘴法和甲醇蒸气法两种。,利用甲醇喷油器向进气道喷入甲醇,1-,排气道；,2-,喷油器；,3-,进气道；,4,甲醇喷油器,利用废气热量的甲醇蒸发示意,1-,甲醇油箱；,2-,电动油泵；,3-,加热器；,4-,蒸发器；,5,、,6,、,7-,阀；,A-,甲醇蒸气；,B-,排入大气；,C-,来自发动机的废气,3,）双供油系统式,双喷油器,1-,甲醇喷油器；,2-,柴油喷油器,喷油器的结构改进,1-,高压喷油泵；,2-,输油泵；,3-,代用燃油箱；,4-,回油管；,5-,电

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