新型汽車代用燃料主要有:清潔汽油、天然氣、LPG、醇類(甲醇和乙醇),二甲醚,生物柴油,天然氣合成油(FT柴油),以及燃料電池用氫氣。重慶的公交車和的士基本都用CNG作為主燃料。
. c3 O/ z- m; \6 F1 o, |: J1 cLPG的主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烴和戊烷。LPG辛烷值較高,燃料費比酒精、汽油、柴油等便宜,CO、NOx等有害排放量低于汽油機排放,基本上消除黑煙和顆粒物(PM),發動機工作噪音低。
& ? z8 p' ^+ c+ Q+ Y- W天然氣的主要成份是甲烷(一般為83%~99%)及少量其他烴類和CO2等。天然氣具有較高的辛烷值,抗爆性能好,與汽油相比,燃燒更完全。儲存方式主要有壓縮天然氣(CNG,15MPa~20MPa)、液化天然氣(LNG,沸點-162℃)和吸附天然氣(ANG);可以降低40%的HC排放,50%的CO排放,無碳煙排放,其中HC排放的90%為甲烷類物質,光化學反應低,采用缸內直噴和稀薄燃燒技術可進一步提高發動機效率,降低污染物排放,符合各國有關的環境排放標準。
+ t" T- c* H, X& `氫氣辛烷值高,發動機熱效率高,發動機可在空氣過量系數(λ)較大的范圍內穩定燃燒,點火能量低,不到汽油最低點火能量的1/10,且氫燃料的火焰傳播速度快,低溫下易起動,其燃燒生成物主要是水和NOx,不產生HC、CO和碳煙排放。 但在發動機上使用還有回火、早燃、燃燒控制等問題尚待解決。
' {5 n: ]. {) g 醇類燃料甲醇和乙醇,。作為汽車燃料,醇類燃料自身含氧,在發動機燃燒中可提高氧燃比,CO和HC的排放較汽油和柴油的低,幾乎無碳煙排放;另外,由于汽化潛熱高,可降低進氣溫度,提高充氣效率,使最高燃燒溫度低,發動機的NOx排放較低。 d1 C# i1 P h8 ^- q% I
用甲醇燃料具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點,會產生有毒的醛類排放。此外甲醇對人體毒性較大,它對金屬有腐蝕作用,對橡膠皮革有溶漲作用,會使塑料提早老化,這些缺點使甲醇在實際應用中受到了較大限制。, j* @0 V' H+ O7 j8 q+ E4 n( w4 H, H# d
乙醇燃料以摻燒或純燒方式已成功地用于汽油機上,乙醇汽油混合燃料在巴西、美國已應用許多年,技術上已十分成熟。乙醇在柴油機上應用要遠遜于在汽油機上的應用,其主要原因是柴油與乙醇不能互溶,摻燒困難,此外乙醇燃料十六烷值低,在柴油機上需用柴油引燃或點火塞點燃,要對燃燒系統做較大改動。目前國內外有關機構正在研制幫助乙醇與柴油互溶的助溶劑,生成柴油醇,這樣可以在發動機不作改動或是很少改動的情況下使用柴油醇燃料,滿足發動機經濟性,動力性和環保的要求。
" V: U9 h1 T b0 e7 I/ _" S二甲醚(DME)無C-C鏈,其十六烷值大于55,具有優良的壓燃性,非常適合于壓燃式發動機,用作為柴油機的代用燃料常溫時可在五個大氣壓下液化,具有與液化石油氣相似的物性。可使氮氧化物有大幅度降低,碳煙排放為零,沒有任何加速煙度,發動機燃燒噪聲可降低10dB(A)左右。. c! k" S7 Z u0 D& l4 {: p8 @6 t
生物燃料是指從農作物或動物的脂肪中提取的可再生燃料。目前,已研制成功并投入使用的植物油型燃料有菜籽油、棉籽油、棕櫚油、豆油、甲醇酯混合油等。將植物油和動物脂肪與酒精反應,脫去甘油三酸脂轉變成甲酯或乙基酯之后就可以在柴油機上使用,這些酯類物被稱為“生物柴油”。生物柴油中的富氧可以加快燃燒速度,減少CO、HC和微粒排放。一般的酯化燃料十六烷值較高,燃料的性質與輕柴油接近,但發動機噴油系統金屬會受到甲酯的腐蝕。生物燃料是一種可再生能源,特別在環境效益上,生物質生產過程中會吸收大氣中的CO2,有助于減輕地球室溫效應。純的和調合的生物燃料產品已經進入市場。生物燃料包括生物乙醇、生物柴油、ETBE(乙基叔丁基醚)、生物甲醇和生物二甲醚。 |