第八章 醇类燃料汽车
乙醇燃料汽车工作原理
乙醇燃料汽车工作原理
乙醇燃料汽车的工作原理与传统汽油燃料汽车大致相同，但燃料系统和发动机部件需要做一些调整以适应乙醇燃料的特性。
乙醇燃料汽车的工作原理如下：
1. 燃料储存：乙醇燃料一般以含有85％乙醇和15％汽油的燃
料（又称为E85）的形式供应。
这种混合燃料可以在普通汽车
加油站购买到。
2. 燃料供给系统：乙醇燃料汽车的燃料供给系统与传统汽油燃料汽车类似，包括燃油泵、燃油滤清器和喷油器。
不过，乙醇燃料汽车的燃油泵和喷油器需要更大的尺寸，以适应乙醇燃料的较高挥发性。
3. 燃烧：在乙醇燃料汽车的发动机中，乙醇燃料被喷入发动机的气缸内。
与汽油不同，乙醇燃料具有较高的辛烷值，因此不需要点火塞来点燃，而是通过压缩来自动点火。
4. 排放：乙醇燃料的燃烧产生的尾气中含有较少的有害物质，例如一氧化碳和氮氧化物。
因此，乙醇燃料汽车在排放控制方面相对较好。
需要注意的是，乙醇燃料汽车的发动机需要进行一些技术调整以适应乙醇燃料的特性。
乙醇燃料具有较高的蒸汽压和辣度值，因此需要调整发动机的燃烧室设计和燃油喷射系统，以实现更高的燃烧效率和动力输出。
此外，乙醇燃料对发动机的腐蚀性
也较高，因此发动机的材料和密封件需要进行适当的选择和改进。
第八章 醇类燃料汽车
醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • （3）双燃料汽车用新型供油系统 • 为了使引燃油可靠着火，同时又能将甲醇点燃，必须 创造两个条件：一是甲醇油束紧靠着柴油油束；二是引燃 柴油必须集中，形成能可靠着火的较浓混合气。如果能共 同利用原来柴油机的喷油泵及喷油嘴系统就更为理想。
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醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • （2）甲醇蒸气法的醇类燃料汽车发动机结构改进：利 用内燃机排气或冷却循环水的热量，将醇燃料变成气体后 送入燃烧室，这种方法可以掺烧不同比例以及100%的醇 燃料。甲醇蒸气可用于汽油机及柴油机，可以掺烧甲醇或 者实现纯醇燃料发动机。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 3．车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 • 在柴油机中燃烧纯醇燃料，首先要解决能稳定着火及 实现较好工作过程的问题。应用和研究的方案有：火花塞 法、电热塞法、高温表面着火法、裂解甲醇法、醇燃料蒸 气法、醇燃料加着火改善剂法、大幅度提高压缩比。
醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • 利用废气热量
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醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • 利用循环水热量
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醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • 双燃料喷射系统是指柴油机具有两套分开的喷油泵-喷 油器系统、或者一套喷油泵-喷油器，但能向气缸内喷射 两种不同燃料。采用双燃料喷射系统的目的是能在柴油机 上燃用大比例的醇与柴油的混合燃料或者用少量的柴油引 燃大量的醇燃料。
醇类燃料
目前, 世界的石油资源日趋减少, 石油燃料的短缺现象已经出现, 并且日益严重。
2004 年, 我国每天的石油需求为80 万吨,全年共消耗石油3 亿吨, 其中进口1.2 亿吨, 比2003 年增长34.8%, 这对我国的能源安全造成了巨大的威胁。
另外, 随着汽车保有量的增长, 约占能源总需求量40%的车用燃料的消耗量与日俱增, 巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源造成巨大压力, 同时大量燃油燃烧不当所排放出的污染物已成为威胁人类生存的主要因素。
因此, 寻求资源丰富、环境友好和经济可行的代用燃料已成为人类待解决的重大问题。
国家在新颁布的汽车产业发展政策中明确指出鼓励使用节约能源的柴油汽车合混合动力汽车; 同时, 加大对使用可再生能源汽车的推广, 比如在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽等省燃用乙醇汽油。
从国外情况来看, 70 年代起各国就纷纷寻找对策, 一方面深入研究内燃机的节能技术, 降低比油耗: 另一方面挖掘潜能, 改变燃料的使用方式, 研究内燃机的代替燃料。
非石油系液体燃料代替石油系燃料在内燃机中的应用, 早在第二次世界大战期间就得到一定程度的发展, 但在战后相当长的时间内, 由于中东等地石油的大规模开发, 抑制了非石油系液体燃料( 常称替代燃料) 的发展。
1973 年以来, 由于出现多次石油危机以及能源紧缺和能源分布不均衡等原因, 使非石油系液体燃料又重新得到了国外内燃机界的重视, 特别使缺少石油储量的日本, 巴西等国,开展了大量关于替代燃料的研究[1]。
我国目前汽车用汽油约占汽油总消耗量的85%, 柴油占20%, 随着国民经济的发展, 以及汽车进入家庭速度的加快, 我国能源供求矛盾将更加突出, 寻求车用石油替代燃料的工作已经越来越引起国家的重视, 这是国家实施能源可持续发展战略的重点之一。
醇类作为液体燃料, 其储运、携带、使用都和传统的汽油、柴油差不多。
生产乙醇燃料的原料主要来自农作物, 属可再生能源, 用生物技术路线取代化学技术路线进行生物燃料的生产, 已成为全球各国能源规划的核心内容。
【管理资料】清洁燃料汽车—醇类汽车概要汇编
Байду номын сангаас通过铜管
CH3OH+Q
煤制取甲醇的工艺是先将煤制成煤气，其主要成份H2、 CO和CO2分别占50%、28%和12%，在一定条件下H2和 CO可以合成为甲醇：
CO+2H2
50~1 000大气压 200~270℃
铜锌铝触媒剂
CH3OH+Q
1、乙醇
乙醇又称酒精或火酒。乙醇可由乙烯水合而成，但主要是 通过含有糖（如甘蔗、甜菜）和淀粉（玉米、木薯、土豆） 的农作物发酵后制得。
机械乳化—细化（超声波乳化器）、粉碎（搅拌器） 边乳化边进入发动机 2）准稳定乳化液 加入少量表面活性剂（司班、吐温、高级醇），稳定 期为1天或数天
3）微乳化液 加较多助溶剂，稳定期较长
4）高压油管中压力下降时乳化 油泵出油阀回位，使油管压力下降，醇进入，利用紊流作 用形成乳化液 2、熏蒸法
利用醇表面张力和黏度低的特点，将醇雾化与空气混合， 由进气管送入气缸，由柴油引燃。 1）化油器法
二、醇类燃料的特性 1、燃料经济性好 醇类燃料的辛烷值高，具有较好的抗暴性，因此可相应地 提高发动机的压缩比，从而有利于提高发动机的热效率。 另外，火焰传播速度快，燃烧速度快，会增加定容燃烧部 分，有利于提高热效率；醇类燃料的着火界限宽，利于采 用稀混合气，降低燃料消耗。 2、有害排放物低 甲醇和乙醇的含氧量分别为50%和347%，有利于改善燃 烧，完全燃烧时只产生水和CO2，而且，C/H值较大，是 较为清洁的燃料。采用稀混合气，也有利于排气净化。
3、储运方便 甲醇和乙醇都是无色透明、易挥发的可燃液体，便于储运
和携带。 4、低温起动性差 醇类燃料的汽化潜热大和饱和蒸汽压较低，造成混合气的
降温较大，使汽化困难，难以形成均匀、雾化良好的混 合气，同时会使压燃着火的延迟期变长，影响启动性能， 且工作粗暴。而且，醇类燃料的沸点较低，有助于与空 气形成混合气，但缺少高挥发性的组分，也对内燃机启 动不利。 5、热值和能量密度较低 与汽油和柴油相比，醇类燃料的热值和能量密度较低，因 此，输出相同的功率，需要醇类燃料的量相对会增加。
纯甲醇汽车的工作原理
纯甲醇汽车的工作原理
纯甲醇汽车的工作原理主要包括燃料供给、点火系统、燃烧过程和排放等几个方面。
燃料供给：纯甲醇汽车的燃料供给系统包括燃料箱、燃油过滤器、燃油泵和喷油嘴等组成。
燃料箱中存储着纯甲醇燃料，燃油泵将燃料从燃料箱中抽取，并通过燃料过滤器净化后，送入喷油嘴。
燃料泵根据发动机的负荷情况，控制燃料的供给量。
点火系统：纯甲醇汽车的点火系统主要由点火线圈、火花塞和点火控制模块等组成。
点火线圈将低电压电流变压升高，经过导线传输至火花塞，在火花塞的电极间产生高能火花，点燃压缩空气和燃料混合物，从而使发动机正常工作。
燃烧过程：纯甲醇汽车的燃烧过程与传统汽油发动机类似。
通过喷油嘴将供给的纯甲醇燃料喷入汽缸，与进入汽缸的空气混合形成可燃混合物。
然后，随着活塞的运动，混合物被压缩并点燃，产生爆炸燃烧，推动汽缸内的活塞运动，最终转化为发动机的动力输出。
排放：纯甲醇汽车燃烧纯甲醇燃料后的主要排放物为二氧化碳和水蒸气，相较于传统汽油发动机，其排放量更为环保。
然而，纯甲醇汽车的燃烧过程中也会产生一些氮氧化物和颗粒物等有害气体，因此燃烧优化和排放控制仍是相关研究的重点。
综上所述，纯甲醇汽车以纯甲醇作为燃料，通过供给燃料、点
火、燃烧和排放等过程，将化学能转化为机械能，实现动力输出。
醇类燃料汽车
醇类燃料汽车醇类燃料汽车是指使用醇类燃料作为动力源的汽车。
在当今世界上，由于环境保护和能源危机的呼唤，人们对于替代传统石油燃料的新能源汽车需求日益增加。
而醇类燃料汽车作为一种潜力巨大的可替代方案，受到了广泛关注和研究。
一、醇类燃料简介醇类燃料是一种由碳、氢、氧等元素组成的化合物，可通过生物质、废弃物和化石燃料等材料进行生产制造。
常见的醇类燃料主要包括甲醇、乙醇和丙醇等。
相较于传统的汽车燃料，醇类燃料具有可再生、清洁燃烧和低温起动等优点，被认为能够有效减少温室气体排放和空气污染问题。
二、醇类燃料汽车的发展现状随着环境问题的日益凸显，各国纷纷加大了对新能源汽车的研发和推广力度。
醇类燃料汽车作为一种主要的新能源汽车类型，其技术研究不断深入，应用范围也在逐渐扩大。
当前，世界上许多国家和地区已经开始推广醇类燃料汽车。
尤其是在发达国家，由于其在环境保护和能源安全方面的优势，醇类燃料汽车得到了广泛应用。
例如，美国、巴西和中国等国家都制定了相关政策和法规，鼓励使用醇类燃料汽车。
同时，一些汽车制造商也纷纷投入到醇类燃料汽车的研发和生产中。
三、醇类燃料汽车的优势和挑战1. 优势（1）清洁环保：醇类燃料的燃烧产物主要是水蒸气和二氧化碳，相比传统石油燃料的排放物更为清洁，对环境污染较小。
（2）可再生能源：醇类燃料可以由可再生材料生产，如农作物废弃物和生活垃圾等，相较于有限的石油资源，更具可持续性。
（3）减少对石油依赖：醇类燃料的生产可以减少对传统石油的依赖程度，有助于缓解国家间的能源安全问题。
2. 挑战（1）能源密度低：与传统石油燃料相比，醇类燃料的能量密度较低，需要更大的储存空间和更多的燃料供给。
（2）生产成本高：目前，醇类燃料的生产成本较高，需要进一步降低成本，以提高其在市场上的竞争力。
（3）燃烧效率低：相比传统石油燃料，醇类燃料的燃烧效率较低，需要加大技术创新力度，提高其燃烧效率。
四、醇类燃料汽车的发展前景随着科技的不断进步和社会意识的提升，醇类燃料汽车在未来有着广阔的发展前景。
新能源汽车技术(项目模块八任务二)
项目模块八 醇类燃料汽车
• 课中学习任务二 醇类燃料汽车结构原理
• 问题
• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构
• 3）双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构
• （1） 双燃料喷射系统是指柴油机具有两套分开的喷油泵-喷油器系或者 一套喷油泵-喷油器，但能向气缸内喷射两种不同燃料。采用双燃料喷射 系统的目的是能在柴油机上燃用大比例的醇与柴油的混合燃料或者用少量 的柴油引燃大量的醇燃料。
项目模块八 醇类燃料汽车
• 课中学习任务二 醇类燃料汽车结构原理
• 问题
• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构
• 4）车用甲醇改质发动机结构
• 将含水甲醇分解为H2及CO2，称为改质甲醇。甲醇/汽油混合气易分层，纯甲醇燃料冷起 动困难，而且它们的热效率也不很理想。人们试图寻求一种新的应用方式，以期达到更 好的效果。甲醇改质是利用发动机排气的余热将甲醇改成为H2和CO，然后再输往发动机。 改质气的最大火焰传播速度仍然高达215cm/s，远远大于汽油。这个特性有利于热效率的 提高。
项目模块八 醇类燃料汽车
• 课中学习任务二 醇类燃料汽车结构原理
• 问题
• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构
• 3）车用纯烧醇类燃料的柴油机结构
• （4）采用着火改善剂
• 在柴油机中使用加了着火改善剂的纯醇燃料，就无需对柴油机作大的变动，并且随时可 以改用柴油，是一种较简便理想的方法。关键是要研究出优良的添加剂，如环己基硝酸 盐、三乙基铵硝酸酯、异丙基硝酸酯等。
项目模块八 醇类燃料汽车
• 课中学习任务二 醇类燃料汽车结构原理 • 问题 • 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 1）甲醇点燃式发动机结构 • 这种发动主要指甲醇（M85～M100）点燃式内燃机。当燃用甲醇含量超过容积的85%时，
新能源汽车技术专业《任务2 生物醇类汽车》
任务2 生物醇类汽车【任务目标】熟悉醇类燃料的特点，并了解醇类汽车的典型车型。
【任务实施】一、醇类汽车的分类及特点分析醇类汽车主要分为甲醇汽车和乙醇汽车两种，下面分别对两种醇类燃料各自的特点简单进行介绍。
〔一〕甲醇燃料的特点甲醇作为内燃机燃料具有以下几个特点:〔1〕辛烷值比汽油高〔2〕甲醇的燃烧速度和火焰传播速度比汽油快〔3〕甲醇具有较高的含氧量，使用甲醇汽油可以有效提高发动机的热效率，减少汽车CO及HC的排放，只是未燃烧的甲醇及燃烧后的醛类排放物那么比普通汽油有明显增加；〔4〕甲醇的汽化热比汽油高两倍多，当进入气缸后会吸收周围的热量才能汽化，吸热的过程降低了燃烧室内和气缸盖的温度，使外传热量减少，提高了发动机的热效率；〔5〕甲醇的着火燃烧浓度界限范围比拟宽，更容易稀燃，有利于提高排气净化性能和降低油耗；〔6〕醇类内燃机的有关部件和油箱需要选用适宜的防腐材料。
〔二〕乙醇燃料的特点甲醇作为内燃机燃料具有以下几个特点:〔1〕辛烷值高、抗爆性能好，添加乙醇可以有效地提高汽油的抗爆性；〔2〕乙醇含氧量高达34.7%，它能比MTBE更少的添加量参加汽油中。
添加10%乙醇，氧含量可达3.5%；〔3〕通过添加乙醇改变汽油组成，可以有效的降低汽车尾气排放。
〔4〕乙醇的热值比常规汽油的热值低。
〔5〕乙醇在生产过程中一般会含有酸性物质会对发动机产生较为严重的腐蚀和磨损；〔6〕乙醇调入汽油后，乙醇汽油的调合蒸汽压随乙醇添加量增加逐渐降低。
二、醇类代用燃料汽车示范和推广出现的问题〔一〕甲醇燃料汽车示范推广存在的问题1.燃烧甲醇燃料会对汽车性能造成影响：〔1〕气阻现象。
〔2〕供油系统〔3〕腐蚀现象。
〔4〕金属元器件早期磨损问题。
2.受原料本钱和国际市场等影响，甲醇价格不稳定。
〔二〕乙醇燃料汽车推广存在的问题1．〔1〕存水会使车用乙醇汽油出现相别离现象。
〔2〕变性燃料乙醇的掺入可对紫铜等金属材料制成的零部件产生腐蚀，参加适量腐蚀抑制剂可以改善车用乙醇汽油的腐蚀性能。
醇类燃料汽车课件
• （12）甲醇有毒，会刺激眼结膜，也会通过呼吸 道、消化道和皮肤进入人体，刺激神经，造成头 晕、乏力、气短等症状。
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第二节 醇类燃料汽车发动机的结构与 工作原理
• 巴西为世界上唯一不使用纯汽油作汽车燃料的国 家，发动机结构专门为醇类燃料而设计，我国现 在主要采用混合比为10%的醇类混合燃料。发动机 基本结构与传统燃料基本相同。
• 混合比不同，在结构需要有所改进或不同。
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一、掺烧式车用醇类燃料发动机结构改进
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• 目前，有40多个国家和地区开发应用了乙醇汽 车，以美国和巴西应用最多。在乙醇方面，巴西、 美国等国曾先后推广使用含10％、22％、85％等 不同比例乙醇的车用燃料。美国市场上以10％乙 醇含量的乙醇汽油为主。
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二、醇类燃料主要特性
• 甲醇和乙醇均是无色透明、易挥发的可燃液体。 甲醇和乙醇与汽油相比，热值低、蒸发潜热大、 抗爆性好、含氧量高。甲醇略带酒精味，有毒， 进入人体会引起胃痛、肌肉痉挛、头昏、乏力等 症状，严重时可导致失明甚至死亡。乙醇有强烈 的酒精气味，对人体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ大脑神经有麻痹作用。
•
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• （8）热值低，甲醇的热值只有汽油的48％，乙 醇的热值只有汽油的64％。因此，与燃用汽油相 比，在同等的热效率下，醇的燃料经济性低。
• （9）沸点低，蒸汽压高，容易产生气阻。
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• （10）腐蚀性大。醇具有较强的化学活性，能腐 蚀锌、铝等金属。甲醇混合燃料的腐蚀性随甲醇 含量的增加而增加。另外，醇与汽油的混合燃料 对橡胶、塑料的溶胀作用比单独的醇或汽油都强， 混合20％醇时对橡胶的溶胀最大。
醇类燃料汽车的发展现状及未来趋势分析
醇类燃料汽车的发展现状及未来趋势分析随着环境污染和能源危机的不断加剧，清洁能源和绿色出行成为全球关注的焦点。
醇类燃料汽车由于其低碳排放和可再生特性备受瞩目。
本文将对醇类燃料汽车的发展现状以及未来的趋势进行分析。
一、醇类燃料汽车的发展现状醇类燃料是一种由玉米、小麦、甘蔗等农作物制成的可再生，并且具有低碳排放的燃料。
它被广泛应用于传统汽油发动机的改进和替代燃料。
目前，在世界范围内，醇类燃料汽车发展较为迅速，尤其是乙醇和甲醇燃料汽车。
首先，乙醇汽车是一种使用乙醇作为燃料的汽车。
乙醇作为可再生能源，其来源主要是玉米、甘蔗等农作物。
乙醇汽车具有低碳排放、减少对石油依赖的优势。
许多国家已经制定了鼓励乙醇汽车发展的政策，例如巴西、美国等。
这些国家在保护环境、提高能源利用效率方面取得了一定的成果。
其次，甲醇汽车是一种使用甲醇作为燃料的汽车。
甲醇是一种可再生燃料，广泛应用于工业，如塑料制品、涂料等。
甲醇燃料具有低碳排放、可再生等特点。
中国是全球甲醇汽车发展较为迅速的国家之一。
政府对甲醇汽车的支持政策以及甲醇燃料的生产技术的不断提高，推动了甲醇汽车在中国的市场发展。
另外还有丁醇、丙醇等醇类燃料的研究和应用。
随着科技的不断进步和能源需求的增加，醇类燃料汽车的研究和应用也将进一步扩大。
二、醇类燃料汽车的未来趋势未来，醇类燃料汽车有望在全球范围内得到更广泛的应用。
以下是未来醇类燃料汽车发展的趋势。
首先，技术创新将推动醇类燃料汽车的发展。
随着科技的进步，醇类燃料汽车的性能和可靠性将得到提升。
例如，燃料电池技术的不断发展，可以将水和甲醇直接转化为电能，提高燃料的利用效率。
此外，智能驾驶、车联网等技术的应用也将为醇类燃料汽车的发展提供更多的可能。
其次，政策推动将促进醇类燃料汽车的普及。
目前，全球许多国家和地区都出台了鼓励清洁能源和绿色出行的政策。
政府对醇类燃料汽车给予支持和鼓励，包括减税、补贴和优惠政策。
这些政策的实施将提高醇类燃料汽车的市场竞争力，促进其进一步发展。
乙醇燃料汽车工作原理
乙醇燃料汽车工作原理乙醇燃料汽车是一种使用乙醇作为燃料的汽车。
乙醇是一种可再生能源，可以通过发酵和蒸馏等方式制造，不仅减少对化石燃料的依赖，还能减少温室气体的排放。
乙醇燃料汽车的工作原理主要包括乙醇制造、储存和燃烧三个过程。
首先是乙醇的制造过程。
乙醇可以从植物材料中生产出来，常见的乙醇原料包括玉米、甜菜、纤维素等。
生产乙醇的主要方法是发酵和蒸馏。
首先，将植物材料破碎并加入水中，然后加入发酵剂，如酵母。
发酵过程中，酵母将植物糖转化为乙醇和二氧化碳。
发酵结束后，通过蒸馏将乙醇纯化，去除杂质和水分，得到高纯度的乙醇。
接下来是乙醇的储存过程。
乙醇燃料汽车通常使用E10(E10是美国汽车工业中使用的汽油种类之一，它的名字指出其含10%乙醇和90%无铅汽油的混合物。
)的燃料，即将10%的乙醇混合在90%的无铅汽油中。
所以在乙醇燃料汽车中，使用两个燃料槽，一个用于存储乙醇燃料，另一个用于存储无铅汽油。
乙醇燃料槽通常位于汽车底盘附近，使用特殊材料制成，以防止乙醇溶剂对管道和密封件的腐蚀。
储存乙醇燃料的燃油泵会将乙醇燃料送入发动机进行燃烧。
最后是乙醇的燃烧过程。
乙醇燃料进入发动机后会与空气混合，形成可燃混合物。
乙醇燃料汽车多采用直喷燃烧系统，即将乙醇燃料以高压直接喷入发动机的燃烧室内。
在燃烧室内，乙醇燃料会被点燃，产生高温和高压力。
燃烧的乙醇会释放能量，驱动汽车运行。
乙醇的燃烧产物主要为二氧化碳和水，不同于传统汽油车燃烧产生的尾气中含有有害物质的状况，乙醇燃料在燃烧过程中产生的尾气相对较少，对环境影响更小。
乙醇燃料汽车相较于传统汽油车具有一些优势。
首先，乙醇是一种可再生能源，其制造过程对环境的影响较小。
其次，乙醇燃料相对于汽油而言，具有较高的辛烷值，可以提供更好的爆发性能和动力输出。
此外，乙醇燃料的燃烧产物中含氧量较高，有助于减少发动机排放物的生成。
而且，乙醇燃料汽车的发动机结构与传统汽车相似，只需对传统汽车的燃烧系统进行一些简单的改进就能实现乙醇燃烧，降低了技术上的门槛。
醇类燃料（HNBR）
第二章醇类燃料第一节推动醇类燃料发展的要素第二节车用乙醇汽油第三节车用乙醇柴油第四节车用甲醇汽油醇类燃料包括：甲醇、乙醇以及正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、仲丁醇、叔丁醇等高碳醇，因为随着醇中碳数的增加，其挥发性和油溶性逐渐变差，因此作为发动机的代用燃料主要是指乙醇和甲醇。
乙醇（C2H5OH）俗称酒精，是基本有机化工原料之一，主要用作溶剂，也用于制染料、涂料、合成橡胶、医药、洗涤剂、化妆品等。
乙醇既可以由乙烯水合制成，也可由谷类、甘蔗和任何含淀粉或糖类的农作物为原料，采用生物发酵方法制成。
乙醇是源于生物质的内燃机燃料，现已在巴西和美国得到广泛采用，我国也已在几个省份试用，属于环境友好的燃料组分。
通常以玉米等粮食作物为原料经发酵过程生产乙醇。
乙醇则以10%的比例掺入汽油中，因乙醇发热量较低，大约1吨乙醇可节约0.9吨汽油。
当汽油价位低时难与竞争，需政府补贴。
正在开发中的利用玉米秸秆的纤维素、半纤维素加酸或酶水解转化成葡萄糖然后发酵的工艺可免与粮食争原料，但成本偏高。
目前，巴西是世界上最大的乙醇生产国之一，其主要生产原料是甘蔗。
美国乙醇生产主要原料为玉米。
我国乙醇生产主要依靠玉米、薯类和甘蔗等发酵制取。
乙醇作为汽车燃料，可追溯到上世纪初，只是因为在性能和价格上均竞争不过汽油而被搁置。
1908年，美国设计并制造了世界上第一台使用纯乙醇的汽车；20世纪30年代乙醇在美国第一次和汽油混合用作汽车燃料；同期，德国、法国、巴西和新西兰等国也开始了乙醇／汽油混合燃料的应用。
但是，乙醇大规模用作车用燃料是在70年代第二次世界石油危机后，世界各国为减少对石油资源的依赖，纷纷开展一系列掺乙醇汽油或纯乙醇代替车用汽油的研究工作。
其中，巴西、美国等国曾先后推广使用含10％、22％、85％、100％等不同比例乙醇的车用燃料。
目前，巴西是世界上唯一全国推广使用车用乙醇汽油的国家。
美国则有51个州推广使用车用乙醇汽油。
醇类燃料汽车
醇类燃料汽车在当今汽车工业不断发展的时代，能源问题和环境问题日益受到关注。
为了寻找更加清洁、可持续的汽车燃料，醇类燃料逐渐走进了人们的视野。
醇类燃料汽车，作为一种新兴的汽车类型，正逐渐展现出其独特的优势和潜力。
醇类燃料，主要包括甲醇和乙醇。
甲醇是一种无色、易挥发、有刺激性气味的液体，它可以通过煤炭、天然气等原料合成。
乙醇则通常由生物质发酵制取，比如玉米、甘蔗等。
这两种醇类燃料都具有较高的含氧量，能够使燃烧更加充分，从而减少有害气体的排放。
醇类燃料汽车的工作原理与传统燃油汽车有一定的相似性，但也存在一些关键的区别。
在醇类燃料汽车中，燃料被输送到发动机的燃烧室，与空气混合后被点燃，产生动力驱动车辆行驶。
然而，由于醇类燃料的化学性质与传统汽油、柴油有所不同，因此发动机的设计和调校也需要进行相应的优化。
醇类燃料汽车的优势是显而易见的。
首先，从环保角度来看，它们能够显著降低尾气排放。
醇类燃料燃烧后的主要产物是二氧化碳和水，相比传统燃油汽车排放的一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等污染物，对空气质量的影响要小得多。
这对于改善城市空气质量、减少雾霾等环境问题具有重要意义。
其次，醇类燃料在国内的来源相对广泛。
我国是一个煤炭资源丰富的国家，通过煤炭制取甲醇具有一定的资源优势。
同时，利用生物质发酵生产乙醇也有助于提高农业废弃物的利用率，促进农业的可持续发展。
再者，醇类燃料的价格相对较为稳定。
与石油价格的波动相比，醇类燃料的成本受到国际油价的影响较小，这在一定程度上可以降低车主的使用成本。
然而，醇类燃料汽车也面临着一些挑战。
一方面，醇类燃料的能量密度相对较低。
这意味着相同体积的醇类燃料所能提供的能量不如汽油和柴油，从而可能导致车辆的续航里程相对较短。
为了增加续航里程，需要加大燃料箱的体积或者提高燃料的能量利用效率。
另一方面，醇类燃料具有一定的腐蚀性。
这对汽车的燃油系统和发动机部件提出了更高的要求，需要采用特殊的材料和防护措施来减少腐蚀的影响。
12 汽车文化 文本：知识点学习指南15 醇燃料汽车
2.学生讨论3分钟
3.播放视频2分钟
4.学生小结2分钟
5.老师小Leabharlann 2分钟课后作业完成职教云中的作业题目
知识点学习指南
知识点名称
醇燃料汽车
教学资源
PPT/视频/教学动画
学习时间分配
教学内容
建议时间分配
醇类燃料汽车是利用醇类燃料做能源驱动的汽车（图1-47）。醇类燃料一般是指甲醇和乙醇。醇类燃料汽车发展较早，到目前为止，在技术方面和成本上面已达到实用阶段。
醇燃料汽车，燃烧清洁，能够大幅度降低常规有害物质的排放，使其中的碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO,)、-氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和颗粒物的排放浓度有显著的降低,具有良好的环保特点。醇类燃料作为汽车燃料还具有如下优点：比如可燃界限宽,燃烧速度快，可以实现稀薄燃烧；辛烷值高,可采用高压缩比提高热效率；对传统的发动机有继承性,特别是使用汽油-醇类混合燃料时，发动机结构可以不变。醇类燃料的来源很丰富 ,常温下是液体, 操作容易,储运方便，是理想的石油替代产品。因此,在环保与能源的双重压力下,醇燃料发动机作为新型的汽车动力源,呈现出良好的发展前景。但醇类燃料代替化石燃料又存在一些缺点，比如热值低、醇混合燃料容易发生分层、腐蚀性强、甲醇有毒等，所以对醇燃料汽车发展的一些争议的问题，包括醇燃料适应性、安全性、对人体及环境影响,以及醇类汽车可靠性、先进性、非常规排放等问题需进行科学试验、检验，论证,形成科学结论,解决醇类汽车产业发展中存在的认识问题。
书讯：《醇燃料与灵活燃料汽车》
书讯：《醇燃料与灵活燃料汽车》
作者：暂无
来源：《专用汽车》 2011年第1期
主要内容：l、国际公认的清洁醇燃料的原料资源、生产过程及主要理化、燃烧特性；2、开发醇燃料汽车的关键技术及提高醇燃料发动机热效率的途径；3、解决醇燃料汽车的冷启动、气阻、早燃、材料相容性、专用润滑油、常规排放物以及未燃甲醇及甲醛排放等问题的机理及技术措施；4、提高醇燃料汽车性能的新技术以及醇燃料发动机使用新型燃烧模式( HCCI)及可控自燃(CAI)的研究成果；5、介绍灵活燃料汽车的燃料组成传感器、电控原理及陛能等；6、介绍了国外著名的醇燃料车队示范工程、使用经验及燃料标准。
用途：为当前从事能源、热力机械、醇燃料及醇燃料汽车的研究开发、使用及维修人员的必备参考书，也可作为有关大专院校相关专业机培训班的教材及参考用书。
书讯：《醇燃料与灵活燃料汽车》
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的增长潜力将被压缩；为防止区域车流饱和，限制措施将陆续出 台，尤其借2010年底北京市的限制之势，或将带起一轮全国的限 制风，专用车不可避免地深受影响；2010年燃油供应紧张的局 面，尤其是柴油加价等风波，将在2011年进一步加剧；“节能减 排”催生的“拉闸限电”，在2011年对钢铁等原材料的价格起到 巨大影响，专用车将卷入其中。
用途：为当前从事能源、热力机械、醇燃料及醇燃料汽车的研究开发、使用及维修人员的必备参考书，也可作为有关大专院校相关专业机培训班的教材及 参考用书。
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醇类燃料汽车结构与原理
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 1．甲醇点燃式发动机结构 • （5）火花塞和火花塞间隙的选择，压缩比提高后，宜 采用冷型火花塞。 • （6）解决冷起动不利的因素，如：辅助汽油喷射、电 加热、火焰起动装置、热分解燃油、催化分解燃油、增加 点火能量、燃油的雾化、燃油中添加低沸点的添加剂。
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • （3）双燃料汽车用新型供油系统 • 为了使引燃油可靠着火，同时又能将甲醇点燃，必须 创造两个条件：一是甲醇油束紧靠着柴油油束；二是引燃 柴油必须集中，形成能可靠着火的较浓混合气。如果能共 同利用原来柴油机的喷油泵及喷油嘴系统就更为理想。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 1．甲醇点燃式发动机结构 • （2）混合气的形成装置必须与甲醇较低的热值及较少 的空气需要量相适应。 • （3）采用高压缩比以充分利用甲醇高辛烷值的特性， 压缩比可提高到9～11。 • （4）更合适的混合气形成装置，对混合气形成装置进 行改进设计。
概述
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• 醇类燃料的来源及分类 • 2．醇类燃料的分类 • （1）按醇类燃料的组成成份和性质来分，主要是指甲 醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），它们都是相对分子质 量较小的单质，燃烧产物中基本没有碳烟，NOx的排放浓 度也很低，是一种低污染性燃料。醇类燃料汽车是指以甲 醇汽油、乙醇汽油、甲醇、乙醇为燃料的汽车，以甲醇为 燃料的汽车称为甲醇汽车，以乙醇为燃料的汽车称为乙醇 汽车。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • 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。可 利用流动的空气流、机械部件等使醇燃料雾化，或者利用 冷却水或排气的热量加热醇燃料，使其气化。
概述
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• 醇类燃料的来源及分类 • 2．醇类燃料的分类 • （2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型 ：掺烧、纯烧和改质。 • 3）改质类型现在主要是指醇类燃料的改质。甲醇利 用发动机的余热将甲醇生成为H2和CO，然后输送到发动 机内燃烧。采用甲醇改质需要对发动机进行较大的改造， 最好重新设计发动机。变性燃料乙醇指乙醇脱水后再添加 变性剂而生成的以乙醇为主的燃料。
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 1．甲醇点燃式发动机结构 • （7）改善有关零件的抗腐蚀性和抗溶胀性等，尤其是 提高供油管路的金属件、橡胶件和塑料的性能，如油压调 节器的膜片。 • （8）加大燃料箱，以保证必要续驶里程。 • （9）在提高发动机的压缩比，为充分利用醇类燃料高 辛烷值的特点，应加大点火提前角调整20～50。
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • （2）甲醇蒸气法的醇类燃料汽车发动机结构改进：利 用内燃机排气或冷却循环水的热量，将醇燃料变成气体后 送入燃烧室，这种方法可以掺烧不同比例以及100%的醇 燃料。甲醇蒸气可用于汽油机及柴油机，可以掺烧甲醇或 者实现纯醇燃料发动机。
概述
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• 醇类燃料主要特性 • （3）常温下为液体，操作容易，储带方便。 • （4）可燃界限宽，汽油的着火极限为1.4～7.6；甲醇 的着火极限为6.7～36，燃烧速度快，火焰传播速度比汽 油快，可以实现稀薄燃烧，利于排气净化和空燃比控制。 • （5）与传统的发动机技术有继承性，特别是使用汽油 －醇类混合燃料时，发动机结构变化不太大，减少燃烧室 表面的燃烧沉积物和改善排放性能。
醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • 利用废气热量
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醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 2．薰蒸法的醇类燃料汽车发动机结构 • 利用循环水热量
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醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • 双燃料喷射系统是指柴油机具有两套分开的喷油泵-喷 油器系统、或者一套喷油泵-喷油器，但能向气缸内喷射 两种不同燃料。采用双燃料喷射系统的目的是能在柴油机 上燃用大比例的醇与柴油的混合燃料或者用少量的柴油引 燃大量的醇燃料。
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 2．车用纯烧乙醇汽油发动机结构 • 纯烧乙醇应对发动机进行必要的改动；提高压缩比（ 9～11），充分发挥乙醇辛烷值高的优势。压缩比提高后 ，宜采用冷型火花塞；加大输油泵的供油能力，以避免气 阻；用附加供油系统及加强预热等措施，改善冷起动；加 大燃料箱，以保证必要续驶里程；改善有关零件的抗腐蚀 性和抗溶胀性等。
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 1．混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 • （2）在压燃式发动机中掺烧甲醇。醇类易于自然吸水 且相对密度小于柴油，故与柴油的互溶性较差。醇类的十 六烷值很低，着火性能差，使得醇类用作压燃式发动机燃 料比用作点燃式发动机燃料困难，不是醇类燃料应用的主 渠道。现发动机主要采用的改进方法有：加入点火促进剂 、改善点火性能；高压缩比及废气再循环；电热塞法；柴 油引燃法；高能电火塞法；乳化甲醇柴油。
醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • （1）两套喷油泵及喷油器
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统的醇类燃料汽车发动机结构 • （2)供油管及喷油器的结构 • 将现有的喷油器前的高压油管稍加改装，利用喷油泵 出油阀回位时，在出油阀上部至喷油器之间的高压油管内 产生负压，醇或其他代用燃料在此负压作用下，通过单向 阀被吸入喷油器。被吸入的代用燃料在高压柴油紊流作用 下形成乳化液后喷入燃烧室。
醇类燃料汽车结构与原理 • 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 3．双燃料喷射系统 • 的醇类燃料汽车 • 发动机结构 •
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 1．甲醇点燃式发动机结构 • 这种发动主要指甲醇（M85～M100）点燃式内燃机 。当燃用甲醇含量超过容积的85%时，内燃机需进行一系 列设计修改： • （1）提高电动汽油泵的供油压力，以避免产生气阻， 影响供油，如有的汽油泵采用3.0Mpa以上压力。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 1．混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 • （3）车用掺烧乙醇汽油发动机结构 • 掺烧是乙醇燃料在汽车上的主要应用方式。掺烧后的 乙醇汽油的辛烷值比汽油高，燃用乙醇汽油发动机的压缩 比可以提高。我国主要应用的掺烧比例比较小时（<10% ），发动机的结构基本不变。
概述
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• 醇类燃料主要特性 • （8）热值低，甲醇的热值只有汽油的48%，乙醇的热 值只有汽油的64%。因此，与燃用汽油相比，在同等的热 效率下，醇的燃料经济性低。 • （9）沸点低，蒸汽压高，容易产生气阻。 • （10）腐蚀性大。
概述
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• 醇类燃料主要特性 • （11）醇混合燃料容易发生分层。醇的吸水性强，混 合燃料进入水分后易分离为两相。因此，醇混合燃料要加 助溶剂。 • （12）甲醇有毒，会刺激眼结膜，也会通过呼吸道、 消化道和皮肤进入人体，刺激神经，造成头晕、乏力、气 短等症状。
概述 • 醇类燃料主要特性
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概述 • 醇类燃料主要特性
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概述
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• 醇类燃料主要特性 • （1）醇类燃料中含氧量大热值低，所需要理论空气量 比汽油或柴油少，从而保证发动机的动力性能不降低。 • （2）辛烷值比汽油高，是点燃发动机好的代用燃料， 作为提高汽油辛烷值的优良添加剂，采用高压缩比提高热 效率。普通汽油与15%～20%的醇类燃料混合，辛烷值可 以达到优质汽油的水平，但是醇燃料的抗爆性敏感度大， 中、高速时的抗爆性不如低速时好。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 车用高比例和纯醇类燃料发动机结构 • 3．车用纯烧醇类燃料的柴油机结构 • 在柴油机中燃烧纯醇燃料，首先要解决能稳定着火及 实现较好工作过程的问题。应用和研究的方案有：火花塞 法、电热塞法、高温表面着火法、裂解甲醇法、醇燃料蒸 气法、醇燃料加着火改善剂法、大幅度提高压缩比。
第八述
醇类燃料汽车结构与原理 醇类燃料汽车实例 醇类燃料汽车维护
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概述
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• 醇类燃料的来源及分类 • 1．醇类燃料的来源 • 甲醇（木醇或木酒精）可以由一氧化碳和氢气合成， 为无色透明的液体，高挥发性，易燃。主要由天然气（占 78%）、重油（占10%）、石脑油（占7%）、液化石油 气（占3%）、煤炭（占2%）、油页岩、木材和垃圾等物 质中提炼。
概述
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• 醇类燃料的来源及分类 • 2．醇类燃料的分类 • （2）按醇类燃料在汽车上应用分类，主要有三种类型 ：掺烧、纯烧和改质。 • 2）纯烧类型是指单纯燃烧甲醇或乙醇燃料，主要方 式有有六种：裂解法、蒸气法、火花塞法、电热塞法、炽 热表面法、加入着火改善剂法。其中后三种方法仅用于柴 油机上，其他方法既可用于柴油机上，又可用于汽油机上 。
醇类燃料汽车结构与原理
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• 掺烧式车用醇类燃料发动机结构 • 1．混合燃料法的醇类燃料汽车发动机结构 • （1）在点燃式内燃机上掺烧甲醇。在点燃式内燃机中 掺烧甲醇不仅可以以醇代油，而且与燃用纯汽油相比，还 具有如下优点：辛烷值提高，可以在无铅汽油中加甲醇， 达到含铅汽油所具备的抗爆能力；可以扩大混合气的着火 界限，燃用稀混合气，提高燃油经济性；可以提高压缩比 ，从而提高内燃机的动力性和经济性；减少燃烧室表面的 燃烧沉积物；改善排放性能等。