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《車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料探究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料探究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要：本文詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀，并綜合國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果指出天然氣、氫氣、類(lèi)是未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)最有希望的代用燃料。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料發(fā)展目前，汽油和柴油機(jī)依然是車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要機(jī)種。而汽油和柴油都是不可再生資源。隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)石油的需求量越來(lái)越大，價(jià)格也越來(lái)越昂貴。我國(guó)從1993年起，已由石油輸出國(guó)成為石油進(jìn)口國(guó)，到2011年，進(jìn)口石油已達(dá)2.5億噸?？梢灶A(yù)計(jì),隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油進(jìn)口量還會(huì)增加。據(jù)美國(guó)能源部和世界能源理事會(huì)預(yù)測(cè)，全球的石油產(chǎn)量在2010至2025年間將達(dá)到最大值。日趨嚴(yán)重的能源危機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的
2、常規(guī)燃料提出了新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，由于世界汽車(chē)保有量的增加和各國(guó)對(duì)環(huán)保的重視,車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)面臨著既要保持和繼續(xù)提高現(xiàn)有性能，又要降低排放的雙重壓力。而發(fā)動(dòng)機(jī)的排放成分除與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程組織有關(guān)外，還與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料有直接的關(guān)系。汽油和柴油在改善廢氣的有害排放方面可做的工作已經(jīng)相當(dāng)有限，許多國(guó)家目前已把研究的目光轉(zhuǎn)向?qū)で笪廴据^小的代用燃料，這一方面可有效地減少?gòu)U氣的排放，另一方面也可保存原油產(chǎn)品和保護(hù)能源。為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)保壓力，內(nèi)燃機(jī)工作者早在上世界60年代就對(duì)代用燃料進(jìn)行了分析，并逐漸得到國(guó)家相關(guān)部門(mén)的支持。1?代用燃料研究現(xiàn)狀1.1天然氣天然氣是一種高效、清潔、價(jià)廉的工用和民用燃
3、料及重要的化工原料。由于它的主要成分是甲烷，用作發(fā)動(dòng)機(jī)燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的非甲烷碳?xì)浠衔锉绕蜋C(jī)的低，甲烷的排放量則相對(duì)要高。對(duì)于采用同樣排放控制技術(shù)類(lèi)型的汽車(chē)，由于使用的燃料不同，其尾氣排放水平為：天然氣汽車(chē)的非甲烷碳?xì)渑欧盼锉绕蛙?chē)的低90%,而甲烷則高出9倍；其CO的排放水平約為汽油車(chē)的20%-80%;而NOx視不同類(lèi)型有很大不同，大多數(shù)情況下二者相同，而最低時(shí)天然氣汽車(chē)的僅為汽油車(chē)的40%。用天然氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)的代用燃料，對(duì)改善和優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)和減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排放污染，具有重要的作用。天然氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料的應(yīng)用形式目前主要有兩種，分別是：壓縮天然氣（CNG）、液化天
4、然氣（LNG）O1.1.1壓縮天然氣（CNG）CNG作為發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料的研究進(jìn)行得較早，基本技術(shù)較為成熟。但早期由于壓縮問(wèn)題沒(méi)解決，用作發(fā)動(dòng)機(jī)的代用燃料受到很大限制。近年，由于CNG技術(shù)的成熟和加氣網(wǎng)點(diǎn)的完善以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放限制的提高，特別是電子控制技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用,CNG作為車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料的研究重新受到重視。研究主要集中在以下幾個(gè)方面：①發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性；②燃料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；③為使天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到較高排放要求而采用的氣體燃料電控噴射技術(shù)的研究；④天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)專用催化轉(zhuǎn)化器的研究，后二項(xiàng)研究處于起步階段。通過(guò)這些研究，對(duì)常見(jiàn)的機(jī)型，尤其是城市出租和公交車(chē)的改裝
5、提供了技術(shù)支持。1.1.2液化天然氣（LNG）LNG是天然氣經(jīng)過(guò)加工后的產(chǎn)品，在常壓下，只有在1629以下才能呈現(xiàn)為液態(tài)。LNG具有成份單一、純度高（甲烷含量較CNG的高）、燃燒性能好、排污低、安全性和使用性好等特點(diǎn)。在國(guó)外，LNG不僅用于汽車(chē)領(lǐng)域，還應(yīng)用于鐵路和航運(yùn)。但對(duì)于商業(yè)使用來(lái)說(shuō)，LNG的低溫制取、存儲(chǔ)及加氣設(shè)施建設(shè)需要較大的投資；車(chē)用的電控燃料供給系統(tǒng)比較復(fù)雜；排放成分中，HC和CO較低，但NOx較高。國(guó)內(nèi)對(duì)LNG的研究處于起步階段，已有多家單位進(jìn)行這方面的研究，如北京理工大學(xué)已開(kāi)展LNG發(fā)動(dòng)機(jī)電控多點(diǎn)噴射技術(shù)的研究；中原油田正進(jìn)行LNG制取、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的研究等。國(guó)家已決定
6、在廣東建兩個(gè)LNG接收站，以改善當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)，這為當(dāng)?shù)卦趪?guó)內(nèi)事先將LNG作為車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料提供了發(fā)展機(jī)遇。1.2氫氣氫燃料是一種最理想的清潔燃料，雖然在自然界中氫的含量與氧相比要少得多。但由于它分布廣，含氫化合物在自然界中也非常多。例如電解水就可得到氫氣，因而它是一種有希望的新型能源。在通常狀態(tài)下氫是無(wú)色無(wú)味的氣體，其密度為空氣的1/14.4,在高壓低溫的條件下氫氣可以以液態(tài)燃燒可以放出大量的熱。由于燃料中不會(huì)有碳，所以以氫為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)只有NOx—種有害排放物，并不會(huì)存在CO和HC的排放污染，故而氫氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力有利于環(huán)境保護(hù)。目前，很多國(guó)家都在致力于氫發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)研究
7、。日本馬自達(dá)公司首先在汽車(chē)上試驗(yàn)成功了一種新的氫發(fā)動(dòng)機(jī)，它是燃燒氫氣的雙轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)。其燃料氫氣是自來(lái)水和電，可以說(shuō)是取之不盡、用之不竭的能源。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣還可以反復(fù)再生利用，其排氣污染是十分輕微的。方式存在。它的熱值很高為12000Kj/Kg,是汽油的2.7倍。氫燃料燃燒有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，即氫氣與空氣混合氣的著火界限很寬廣，火焰形成快，傳播速度也快。因此，氫發(fā)動(dòng)機(jī)不可采用濃的混合氣，如果混合氣太濃，由于火焰燃燒速度快，會(huì)加劇氣缸壓力、溫度的增高率，容易導(dǎo)致燃燒異常,
