《甲醇汽油注意点》word版.doc

由于我国石油依赖进口程度不断加大，加上我国汽车产量不断增长，石油消耗也不断增长，因此我国在十五期间的国家863计划中特别设立了电动汽车重大专项。电动汽车重大专项提出三纵三横研究开发布局。三横是指纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。三纵是指蓄电池、电机和控制系统的关键零部件。由于我国具有丰富的煤炭和农产品资源，因此，发展甲醇和乙醇作为汽车的燃料，同样具有广阔的前景。早在上世纪80年代中期，上海大众就曾推出了以甲醇为混合燃料的桑塔纳轿车。一、利用我国煤炭资源生产甲醇，开发甲醇汽车我国是一个富煤而油气资源相对不足的国家。1998年国家统计资料表明，国内煤炭保有储量为10070.7亿吨，煤炭可采储量为7650亿吨。因此煤炭资源是我国主要化石能源。我国特定的资源状况形成了以煤为主的能源结构特征。因此我国以煤为主的能源消费结构将继续存在下去。从我国来看，立足国内丰富的煤炭资源，寻找替代燃料，弥补石油供应量不足是非常重要的措施。从资源角度考虑，为实施煤制甲醇作为能源产品提供了广阔的市场空间。六五期间由国家科委组织、交通部负责将甲醇渗烧汽油研究列入国家重点攻关项目，在山西组织有480辆汽车，并建有4个加油站的营运规模。七五期间，由国家科委组织，中科院负责将北内的492发动机改烧甲醇（M85以上）技术列入攻关项目。八五期间，进行中、德M100科技合作项目，有8辆桑塔纳轿车在北京行驶，并建有一个加油站。同期，国家继续将低比例M3、M5甲醇燃料应用列入攻关计划。在四川、重庆等地有数百辆汽车投入运营试验。多年来有关部门和科研院所进行了相应甲醇燃料应用的开发研究。1996年由国家科委和福特汽车公司组织中科院、清华大学、化工部、山西省等单位参加并完成中国山西和其他富煤地区把煤转化汽车燃料及其应用的经济、环境和能源利用的生命周期评估的课题研究。在此基础上由国家科委推荐，原国家经贸委于1997年对国家甲醇燃料汽车试验示范项目立项，由山西佳新能源化工实业有限公司承担实施，组建50辆甲醇轻型客车队进行商业化试验示范。二、甲醇汽车的开发1、甲醇燃料的特点 1）甲醇含氧量高、热值低（约为汽油的一半）。甲醇存在自供氧效应，减少了CO生成的条件，使CO较多地转变为CO2，因此CO、HC排放减少，但NOx排放与汽油车相当。理论空燃比下混合气热值与汽油相当，因此汽车使用甲醇燃料，动力性不会降低。2）甲醇辛烷值高，汽油车改用甲醇燃料可提高压缩比，因此甲醇是汽油车良好的代用燃料。3）甲醇的沸点低，有助于形成燃料与空气的混合气。4）甲醇蒸气压比汽油低，会影响汽车的动力性。5）甲醇的汽化潜热是汽油3倍多，导致起动困难，但可提高充气效率。6）甲醇的着火极限比汽油宽，能在稀混合气状态下工作。7）甲醇的火焰传播速度比汽油高。8）甲醇的着火性差，十六烷值只有3，比柴油低，在压燃式发动机中燃用甲醇燃料较困难。2、甲醇汽车的研制由于甲醇燃料理化性能接近汽油，在汽油机上使用甲醇燃料，发动机不需做大的变动，甲醇与汽油相溶性较好，可实现各种比例掺烧。甲醇燃料在汽油机上使用是从低比例掺烧（M15甲醇占15）发展到20世纪80年代后期的高比例（M85M100）掺烧。美国从1987年开始开发柔性燃料汽车（FFV：Flexible Fuel Vehicle），对甲醇、汽油、汽油和甲醇的混合物都能应用。日本搞甲醇专用车不搞柔性燃料车（FFV）。目前经过几十年研究开发，技术问题已基本解决。许多国家已经过中等规模车队的应用阶段。国内甲醇燃料已在夏利、桑塔纳轿车上进行应用试验，原天津汽车工业总公司研制了M85夏利甲醇车。山西云岗汽车集团有限责任公司研制开发了全甲醇（M100）汽车燃烧装置已通过鉴定。从1996年2000年7月开发了6600轻客电喷甲醇汽车。目前已在越野车、捷达轿车、6600轻客、微型车上安装使用，效果良好。3、甲醇燃料的应用（1）汽油掺烧甲醇七五期间，原国家科委在山西省曾组织较大规模甲醇汽油掺烧试验示范，掺烧比例为1525甲醇。试验和应用实践表明，低比例掺烧甲醇（M3M5）和纯汽油燃料比较，现有汽车和发动机不需做任何变动，不增加任何改动成本，不存在任何技术上的难度。因此，低比例甲醇和汽油掺烧技术是最具适用的甲醇能源利用形式。（2）甲醇燃料（M85M100）通过国家甲醇汽车示范工程50辆甲醇轻客试验示范，国内自行开发495M85多点电喷发动机已开发成功应用在轻客上使用。4、采用M85M100甲醇汽车应改进的零部件由于甲醇在生产、储运过程中会产生的可溶性酸、胶质、氯化物、水份等对汽车零部件有不利的影响，需对汽车部分零部件进行必要的改进。1）燃油箱需对燃油箱的材料进行耐腐蚀、渗透试验。由于甲醇能量密度较低，燃油箱容积需适当放大。2）油泵、喷油器 需采用甲醇专用燃油泵和喷油器，喷油器还因甲醇中的胶质，在冬天易发生堵塞现象。3）燃油管（包括软管和金属管）甲醇中的酸性物质会对金属产生腐蚀，所以要改变金属管镀层工艺。目前电控燃油喷射系统中燃油软管内层采用氟橡胶，是否耐甲醇侵蚀应进行浸泡、溶涨试验。4）滤清器由于甲醇中胶质在冬天易堵塞喷油器，应对滤清器进行改进，能有效过滤胶质。5）密封件应对O型圈、压力调节器等与甲醇进行相溶性试验，并进行研究改进。20世纪70年代出现的两次石油危机使许多国家积极寻求石油的代用能源，而醇燃料作为液化燃料，其储运、分配、携带、使用都和传统的汽、柴油差不多，且其原料来源丰富，燃烧充分，因而受到国际社会的关注。1976年在瑞典召开了第一次国际醇燃料会议（ISAF），推动了醇燃料的发展。 甲醇作为燃料在汽车上的应用主要有掺烧和纯甲醇替代两种。掺烧是指将甲醇以不同的比例（如M10、M15、M30等）掺入汽油中，作为发动机的燃料，一般称为甲醇汽油；纯甲醇替代是指将高比例甲醇（如M85、M100）直接用作汽车燃料，它需要对发动机构造进行改装，技术难度更大。甲醇作为车用燃料有如下优点：（1）辛烷值高，能显著提高燃料的混合辛烷值，增强抗爆性能，可以提高发动机的压缩比，从而提高发动机的功率。（2）甲醇是高含氧量物质，它在气缸内完全燃烧时所需要的过量空气系数可以远远小于燃用汽油时所要求的值，燃烧更为充分。（3）挥发性好，有利于与空气的混和。甲醇汽油的可燃界限宽，燃烧速度快，可以实现稀薄燃烧，有利于提高发动机热效率，对排气净化及降低油耗有利。（4）可显著降低尾气排放。甲醇具有很高的氧含量，发动机应用甲醇汽油燃烧更加完全，且提高了发动机的热效率，因此可减少汽车常规运行时尾气中一氧化碳和碳氢化合物（CH）等废气排放。（5）在高油价、低甲醇价格情况下，经济上甲醇燃料占有很大优势。甲醇作为车用燃料表现出的缺点有：（1）甲醇吸湿性强，与汽油互溶性差，会造成混合燃料的稳定性、遇水分层问题；（2）甲醇净热值不到常规汽油一半，甲醇燃料着火性差、低温启动性差，会出现发动机低温启动困难；（3）甲醇对各种金属均有严重腐蚀，造成发动机腐蚀及磨损问题，纯烧甲醇需要对发动机进行改造，有发动机通用性问题；（4）甲醇燃料十六烷值低，在压燃式发动机中燃用甲醇燃料较困难，有发动机积碳问题；（5）甲醇对汽车橡胶有溶涨作用问题；（6）甲醇能量密度较低，燃油箱容积需适当放大。甲醇使润滑油变稀，会加剧磨损，需要加防腐抑制剂；（7）甲醇有毒，怠速情况下甲醇汽车排放的甲醛