其他新能源汽車

1、第五章第五章 其他新能源汽車其他新能源汽車 第一節(jié)第一節(jié) 生物柴油汽車生物柴油汽車 第二節(jié)第二節(jié) 二甲醚汽車二甲醚汽車 第三節(jié)第三節(jié) 氫氣汽車氫氣汽車 教學目的和要求：教學目的和要求： 了解生物柴油汽車、二甲醚汽車、氫氣汽車燃了解生物柴油汽車、二甲醚汽車、氫氣汽車燃料特性、應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。料特性、應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。 本章重點：本章重點： 應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢。 本章難點：結構特點本章難點：結構特點 教學內容要點：教學內容要點： 一、概述一、概述 1、生物柴油的發(fā)展狀況及定義、生物柴油的發(fā)展狀況及定義 生物質能是太陽能以化學能形式儲存在生物中生物質能是太陽能以化學能形式儲

2、存在生物中的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，的一種能量形式，一種以生物質為載體的能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用，可轉化它直接或間接地來源于植物的光合作用，可轉化成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡，用成常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡，用之不竭，是一種可再生能源。之不竭，是一種可再生能源。 生物柴油及其生產技術的研究，始于生物柴油及其生產技術的研究，始于20世紀世紀50年代末年代末60年代初，發(fā)展于年代初，發(fā)展于20世紀世紀70年代，尤其是年代，尤其是80年代以后發(fā)展迅速。年代以后發(fā)展迅速。 在我國，海南正和生物能源有限公司在我國，海南正和生物能源有限公司2001年在年

3、在河北邯鄲建成以回收廢油、野生油料為原料年產河北邯鄲建成以回收廢油、野生油料為原料年產1萬萬t生物柴油的試驗廠。生物柴油的試驗廠。 目前，我國對生物柴油的研究剛剛起步，與西目前，我國對生物柴油的研究剛剛起步，與西方發(fā)達國家相比差距很大，未能形成生物柴油的方發(fā)達國家相比差距很大，未能形成生物柴油的產業(yè)化。從未來的發(fā)展看，生物柴油的主要應用產業(yè)化。從未來的發(fā)展看，生物柴油的主要應用有石油的煉油廠、發(fā)電廠、輪船航運公司以及流有石油的煉油廠、發(fā)電廠、輪船航運公司以及流通領域的中間商。政府的扶持和全世界汽車車型通領域的中間商。政府的扶持和全世界汽車車型柴油化的趨勢加快，生物柴油的需求量在不斷增柴油化的趨

4、勢加快，生物柴油的需求量在不斷增加。隨著生物柴油的競爭力不斷提高，其發(fā)展空加。隨著生物柴油的競爭力不斷提高，其發(fā)展空間巨大，生物柴油在柴油發(fā)動機、柴油發(fā)電廠、間巨大，生物柴油在柴油發(fā)動機、柴油發(fā)電廠、空調設備和農村燃料等方面的應用前景將更加廣空調設備和農村燃料等方面的應用前景將更加廣闊。闊。2、生物柴油的資源、生物柴油的資源（1）植物油脂：）植物油脂： 植物油脂主要包括草本植物油、木本植物油及植物油脂主要包括草本植物油、木本植物油及水生油料植物油。水生油料植物油。 1）草本植物油：）草本植物油：油菜、大豆和其他主要油料作油菜、大豆和其他主要油料作物。物。 2）木本植物油：）木本植物油：油菜、大

5、豆和其他主要油料作油菜、大豆和其他主要油料作物。物。 3）水生油料植物油：）水生油料植物油：藻類的生物藻類的生物 （2）餐飲廢油脂）餐飲廢油脂 餐飲廢油脂（俗稱垃圾油、泔水油），是目前餐飲廢油脂（俗稱垃圾油、泔水油），是目前階段最有可能生產生物柴油的原料油資源。階段最有可能生產生物柴油的原料油資源。3、生物柴油理化特性、生物柴油理化特性 作為柴油的替代燃料或添加劑，生物柴油應當作為柴油的替代燃料或添加劑，生物柴油應當滿足柴油的使用要求，才能保證作為燃料使用的滿足柴油的使用要求，才能保證作為燃料使用的性能。因此，評價生物柴油是否可以作為柴油的性能。因此，評價生物柴油是否可以作為柴油的替代燃料，應

6、當看其是否具有同礦物柴油相近的替代燃料，應當看其是否具有同礦物柴油相近的性質。性質。 生物柴油的優(yōu)點：生物柴油的優(yōu)點： 1）含水率較高，最大可達）含水率較高，最大可達30%45%。水分有利。水分有利于降低油的粘度，提高穩(wěn)定性，但降低了油的熱于降低油的粘度，提高穩(wěn)定性，但降低了油的熱值。值。 2）pH值低，故儲存裝置最好是抗酸腐蝕的材料。值低，故儲存裝置最好是抗酸腐蝕的材料。 3）密度比水小，相對密度約為）密度比水小，相對密度約為0.83。 4）具有）具有“老化老化”傾向，加熱不宜超過傾向，加熱不宜超過80，宜，宜避光、避免與空氣接觸保存。避光、避免與空氣接觸保存。 5）潤滑性能好。）潤滑性能好

7、。 6）優(yōu)良的環(huán)保特性。）優(yōu)良的環(huán)保特性。 7）較好的低溫發(fā)動機起動性能。）較好的低溫發(fā)動機起動性能。 8）較好的安全性能。）較好的安全性能。 9）十六烷值高，又含氧，燃燒性能好于柴油。）十六烷值高，又含氧，燃燒性能好于柴油。 10）無需改動柴油機，可以摻燒任何比例的混合）無需改動柴油機，可以摻燒任何比例的混合燃料或者直接添加使用，同時無需另添設加油設燃料或者直接添加使用，同時無需另添設加油設備、儲存設備，這是在多種替代燃料中唯一能夠備、儲存設備，這是在多種替代燃料中唯一能夠這樣做的。這樣做的。 11）生物柴油的資源豐富，是對環(huán)境友好的可再）生物柴油的資源豐富，是對環(huán)境友好的可再生燃料。生燃料

8、。 12）由動、植物油脂及廢烹調油轉化成生物柴油）由動、植物油脂及廢烹調油轉化成生物柴油的技術基本已成熟，不需要復雜的設備。的技術基本已成熟，不需要復雜的設備。 13）生物柴油沒有毒性，且是生物可降解物質。）生物柴油沒有毒性，且是生物可降解物質。 14）在柴油機上推廣應用甲醇及乙醇作燃料時，）在柴油機上推廣應用甲醇及乙醇作燃料時，生物柴油既可用作助溶劑，又可以提高醇燃料的生物柴油既可用作助溶劑，又可以提高醇燃料的粘度。粘度。 生物柴油作燃料主要缺點：生物柴油作燃料主要缺點： 價格尚高于常規(guī)柴油；在大量生產時，還需要價格尚高于常規(guī)柴油；在大量生產時，還需要保證原料的供應，如用可食用植物油作原料，

9、就保證原料的供應，如用可食用植物油作原料，就需較多土地；如用野生植物油，則還有待于開發(fā)；需較多土地；如用野生植物油，則還有待于開發(fā)；如用廢烹調油，則需組織采購工作；發(fā)動機使用如用廢烹調油，則需組織采購工作；發(fā)動機使用生物柴油，尚需進一步優(yōu)化，解決可能產生的新生物柴油，尚需進一步優(yōu)化，解決可能產生的新問題。問題。 4、生物柴油的生產方法、生物柴油的生產方法 （1）由植物油或動物脂的脂肪酸烷基單酯組成）由植物油或動物脂的脂肪酸烷基單酯組成 （2）生物柴油的化學法）生物柴油的化學法 （3）生物柴油的生物酶合成法）生物柴油的生物酶合成法 （4）物柴油的）物柴油的“工程微藻工程微藻”法法二、生物柴油在汽

10、車上的應用二、生物柴油在汽車上的應用 1、生物柴油的使用、生物柴油的使用 生物柴油在柴油機的使用方法：生物柴油在柴油機的使用方法： 純燒純燒 摻燒摻燒:摻燒生物柴油以摻燒生物柴油以“BXX”表示表示: “XX”代表生物柴油在燃料所占的體積比例，代表生物柴油在燃料所占的體積比例，B20表示包含表示包含20的生物柴油。的生物柴油。 2、生物柴油汽車使用性能、生物柴油汽車使用性能 （1）動力性：）動力性：物柴油十六烷值大于物柴油十六烷值大于56，完全能滿足高速，完全能滿足高速柴油機的使用要求。柴油機的使用要求。 （2）經濟性：）經濟性：采用廉價原料及提高轉化率從而降低成本采用廉價原料及提高轉化率從而

11、降低成本是生物柴油能否實用化的關鍵。是生物柴油能否實用化的關鍵。 （3）排放性：）排放性：生物柴油車尾氣中有毒有機物排放量下降生物柴油車尾氣中有毒有機物排放量下降90，CO2和和CO排放量下降排放量下降90，顆粒物排放下降，顆粒物排放下降80，其廢氣排放指標可滿足歐其廢氣排放指標可滿足歐排放標準，因而對城市的污染排放標準，因而對城市的污染治理極為有利。治理極為有利。 （4）使用安全性：）使用安全性：生物柴油在運輸、儲存、使用方面的生物柴油在運輸、儲存、使用方面的安全性是顯而易見的。安全性是顯而易見的。 （5）對柴油潤滑性的影響：）對柴油潤滑性的影響：生物柴油在運輸、儲存、使生物柴油在運輸、儲存

12、、使用方面的安全性是顯而易見的。用方面的安全性是顯而易見的。第二節(jié)第二節(jié) 二甲醚汽車二甲醚汽車 一、一、 概述概述 1二甲醚的定義二甲醚的定義 二甲醚（二甲醚（Dimethyl Ether，DME），屬于醚的同系），屬于醚的同系物，二甲醚毒性極低與用作麻醉劑的乙醚不一樣，雖然對物，二甲醚毒性極低與用作麻醉劑的乙醚不一樣，雖然對皮膚有輕微的刺激作用，但二甲醚毒性極低，具有優(yōu)異的皮膚有輕微的刺激作用，但二甲醚毒性極低，具有優(yōu)異的環(huán)境性能指標，在大氣中二甲醚能夠在短時間內分解為水環(huán)境性能指標，在大氣中二甲醚能夠在短時間內分解為水和二氧化碳，不會對環(huán)境造成破壞；作為柴油機代用燃料，和二氧化碳，不會對環(huán)

13、境造成破壞；作為柴油機代用燃料，二甲醚具有十六烷值高，在二甲醚具有十六烷值高，在55以上，不含以上，不含S、N等雜質，等雜質，加上組成中含氧，尾氣排放造成的環(huán)境污染少，其加上組成中含氧，尾氣排放造成的環(huán)境污染少，其CO和和HC的排放比以柴油為燃料的柴油機有較大幅度的下降，的排放比以柴油為燃料的柴油機有較大幅度的下降，因而是城市車輛比較理想的清潔燃料。因而是城市車輛比較理想的清潔燃料。 2、二甲醚的資源二甲醚的資源 二甲醚的制取原料主要有天然氣、煤、生物質二甲醚的制取原料主要有天然氣、煤、生物質等。等。 3、二甲醚的理化性質、二甲醚的理化性質 1）常溫常壓下二甲醚是一種無色、無味、無毒氣體，常溫

14、常壓下二甲醚是一種無色、無味、無毒氣體，其化學式是其化學式是CH3OCH3。二甲醚的組成決定了其理化性能。二甲醚的組成決定了其理化性能。 2）二甲醚是最簡單的醚類化合物，只有二甲醚是最簡單的醚類化合物，只有CH和和CO鍵，沒有鍵，沒有CC鍵，又是含氧（氧質量分數(shù)為鍵，又是含氧（氧質量分數(shù)為348）燃）燃料，容易完全燃燒，在燃燒時不會像柴油那樣產生碳煙，料，容易完全燃燒，在燃燒時不會像柴油那樣產生碳煙，即有利于減少燃燒生成的煙度和微粒。同時，還可使用更即有利于減少燃燒生成的煙度和微粒。同時，還可使用更大的廢氣再循環(huán)（大的廢氣再循環(huán)（EGR），降低），降低NOx排放。排放。 3）二甲醚的十六烷值為

15、二甲醚的十六烷值為5560，一般柴油的只有，一般柴油的只有4055；二甲醚的著火溫度為；二甲醚的著火溫度為235，低于柴油的，低于柴油的250，著火性能優(yōu)于柴油。在柴油機上燃用二甲醚不需采用助燃著火性能優(yōu)于柴油。在柴油機上燃用二甲醚不需采用助燃措施。措施。 4）二甲醚不發(fā)生光化學反應，對人體無毒，二甲醚不發(fā)生光化學反應，對人體無毒，當體積分數(shù)超過當體積分數(shù)超過10時，才會產生輕微的麻醉作時，才會產生輕微的麻醉作用，因此對環(huán)境和人體無害。用，因此對環(huán)境和人體無害。 5）二甲醚是一種可再生燃料，不僅可以從石二甲醚是一種可再生燃料，不僅可以從石油及天然氣中提取合成，而且可從煤、植物、生油及天然氣中提

16、取合成，而且可從煤、植物、生活垃圾中提取合成?；罾刑崛『铣伞?6）醚的低熱值只有柴油的醚的低熱值只有柴油的64.7，為達到柴，為達到柴油機最佳動力性，必須增大二甲醚的循環(huán)供應量。油機最佳動力性，必須增大二甲醚的循環(huán)供應量。 7）二甲醚在常溫、常壓下的飽和蒸氣壓為二甲醚在常溫、常壓下的飽和蒸氣壓為0.5MPa。二、二甲醚汽車的應用二、二甲醚汽車的應用 1、二甲醚汽車的現(xiàn)狀、二甲醚汽車的現(xiàn)狀 最早是為了改善用壓燃方式工作的甲醇發(fā)動機的低溫起最早是為了改善用壓燃方式工作的甲醇發(fā)動機的低溫起動性能，用作甲醇的引燃劑。動性能，用作甲醇的引燃劑。 日本采用日本采用3600mL四缸四缸DI柴油發(fā)動機進行

17、的燃燒試驗表柴油發(fā)動機進行的燃燒試驗表明，煙度排放為零，明，煙度排放為零，NOx極少。極少。 奧地利奧地利AVL公司應公司應AMOCO公司要求，在一臺公司要求，在一臺NAVISTAR7.3L V-8柴油機上進行了用二甲醚替代柴油的柴油機上進行了用二甲醚替代柴油的可行性研究，首先是煙度為零，其次是可行性研究，首先是煙度為零，其次是NOx排放大約降低排放大約降低30，在較高的排氣再循環(huán)率下，在較高的排氣再循環(huán)率下 。 二甲醚能使壓燃式發(fā)動機在不采取任何后處理措施情況二甲醚能使壓燃式發(fā)動機在不采取任何后處理措施情況下，達到歐洲下，達到歐洲排放標準。排放標準。 在高速直噴發(fā)動機上進行改燃二甲醚燃料的研

18、在高速直噴發(fā)動機上進行改燃二甲醚燃料的研究表明，發(fā)動機燃燒柔和，排放好，同時還具有究表明，發(fā)動機燃燒柔和，排放好，同時還具有直噴柴油機的高熱效率。直噴柴油機的高熱效率。 針對二甲醚飽和蒸氣壓高，在較低啟噴壓力下針對二甲醚飽和蒸氣壓高，在較低啟噴壓力下就能獲得優(yōu)異發(fā)動機性能的特點，國外開發(fā)了適就能獲得優(yōu)異發(fā)動機性能的特點，國外開發(fā)了適用于二甲醚的共軌噴射系統(tǒng)。用于二甲醚的共軌噴射系統(tǒng)。 西安交通大學的試驗，使用二甲醚可使發(fā)動機西安交通大學的試驗，使用二甲醚可使發(fā)動機功率提高功率提高1015，熱效率提高，熱效率提高23，噪，噪音降低音降低1015，可達到歐洲，可達到歐洲級排放標準。級排放標準。 上

19、海柴油機股份有限公司和大連柴油廠也進行上海柴油機股份有限公司和大連柴油廠也進行了二甲醚作為柴油機燃料的相關研究，如二甲醚了二甲醚作為柴油機燃料的相關研究，如二甲醚燃料發(fā)動機噴射特性、燃燒機理與排放特性、二燃料發(fā)動機噴射特性、燃燒機理與排放特性、二甲醚燃料特性以及燃油系統(tǒng)精密偶件減磨耐磨及甲醚燃料特性以及燃油系統(tǒng)精密偶件減磨耐磨及可靠性的研究等可靠性的研究等 。 2、二甲醚在汽車的應用方式、二甲醚在汽車的應用方式 有純液態(tài)二甲醚和以二甲醚作為點火促進物質有純液態(tài)二甲醚和以二甲醚作為點火促進物質兩種方式。兩種方式。 1）純液態(tài)二甲醚缸內直噴壓燃式）純液態(tài)二甲醚缸內直噴壓燃式 利用燃油噴射裝置直接向

20、氣缸內噴射液態(tài)二甲利用燃油噴射裝置直接向氣缸內噴射液態(tài)二甲醚，靠發(fā)動機的活塞壓燃著火的方式是二甲醚在醚，靠發(fā)動機的活塞壓燃著火的方式是二甲醚在發(fā)動機上最常見的應用方式。發(fā)動機上最常見的應用方式。 （2）二甲醚作為點火促進物質在柴油機上）二甲醚作為點火促進物質在柴油機上的應用的應用 1）混合噴射）混合噴射 2）二甲醚預混、柴油（或甲醇）噴射式）二甲醚預混、柴油（或甲醇）噴射式 1）混合噴射：）混合噴射： 將二甲醚加壓以液態(tài)與柴油（或甲醇）混合，將二甲醚加壓以液態(tài)與柴油（或甲醇）混合，一同經由噴油器噴入氣缸。此法也保留了柴油機一同經由噴油器噴入氣缸。此法也保留了柴油機壓燃和負荷質調的特征。但效果不

21、如純燒二甲醚，壓燃和負荷質調的特征。但效果不如純燒二甲醚，而且仍然需要加壓設備，裝置也未簡化；而且仍然需要加壓設備，裝置也未簡化； 2）二甲醚預混、柴油（或甲醇）噴射式：）二甲醚預混、柴油（或甲醇）噴射式： 二甲醚以預混方式進入氣缸、柴油（或甲醇）二甲醚以預混方式進入氣缸、柴油（或甲醇）仍利用原噴油裝置噴入氣缸。該方式不再需要確仍利用原噴油裝置噴入氣缸。該方式不再需要確保二甲醚為液態(tài)的加壓設備，不可能獲得大的摻保二甲醚為液態(tài)的加壓設備，不可能獲得大的摻燒比，整個發(fā)動機的性能與純燒相比也存在差距。燒比，整個發(fā)動機的性能與純燒相比也存在差距。 （3）二甲醚混合燃料在點燃式發(fā)動機上應用）二甲醚混合燃

22、料在點燃式發(fā)動機上應用 1）常壓氣態(tài)：）常壓氣態(tài)： 高壓儲存，有單一復合燃料式和復合燃料高壓儲存，有單一復合燃料式和復合燃料/汽油汽油兩用燃料式之分，單一復合燃料式是用二甲醚、兩用燃料式之分，單一復合燃料式是用二甲醚、液化石油氣等制成復合燃料，其在汽車上的儲存液化石油氣等制成復合燃料，其在汽車上的儲存和工作方式與液化石油氣汽車相同，可以采用與和工作方式與液化石油氣汽車相同，可以采用與液化石油氣汽車通用的燃料供給系統(tǒng)；復合燃料液化石油氣汽車通用的燃料供給系統(tǒng)；復合燃料/汽油兩用燃料式在汽車上的儲存和工作方式與液汽油兩用燃料式在汽車上的儲存和工作方式與液化石油氣化石油氣/汽油兩用燃料汽車相同；汽油

23、兩用燃料汽車相同； 2）常壓液態(tài)式：）常壓液態(tài)式： 用二甲醚、烴類和抑制自燃的物質混合制用二甲醚、烴類和抑制自燃的物質混合制成液態(tài)復合燃料，其在汽車上的儲存和工成液態(tài)復合燃料，其在汽車上的儲存和工作方式與汽油車相同，可以采用與汽油車作方式與汽油車相同，可以采用與汽油車通用的燃料供給系統(tǒng)。這種混合燃料需要通用的燃料供給系統(tǒng)。這種混合燃料需要解決燃料物性因蒸發(fā)而迅速變化的問題。解決燃料物性因蒸發(fā)而迅速變化的問題。3、二甲醚汽車的應用情況、二甲醚汽車的應用情況（1）二甲醚輕型貨車）二甲醚輕型貨車用原來儲存用原來儲存LPG的油箱儲存的油箱儲存DME，其中壓力為，其中壓力為0.6MPa。將。將原來汽油機

24、用的油箱中的輸油原來汽油機用的油箱中的輸油泵改動后，串聯(lián)三個輸油泵對泵改動后，串聯(lián)三個輸油泵對DME進行多級加壓，將壓力提進行多級加壓，將壓力提高到高到2.5MPa后供給發(fā)動機的高后供給發(fā)動機的高壓噴油泵，以適應其溫度達到壓噴油泵，以適應其溫度達到6070的高溫狀態(tài)。從噴油的高溫狀態(tài)。從噴油泵、噴油嘴處泄漏出的泵、噴油嘴處泄漏出的DME蒸蒸氣被引回到進氣管中，而回流氣被引回到進氣管中，而回流的液態(tài)的液態(tài)DME則返回到則返回到DME油箱油箱中。在中。在DME中加入中加入250g/g的的黏度增加劑。黏度增加劑。 進行道路試驗，平均進行道路試驗，平均車速為車速為30km/h，燃油，燃油經濟性為經濟性

25、為5.2km/L，與，與標準的輕型柴油機貨標準的輕型柴油機貨車一樣。車一樣。NOX比用柴比用柴油時低油時低40，CO下降下降99，HC下降下降82。將將4105柴油機改用柴油機改用DME的比能耗、排放的比能耗、排放及噪音等對比及噪音等對比 （2）二甲醚公共汽車）二甲醚公共汽車 一部分安裝在底盤上，一部分安裝在底盤上，另一部分屬于發(fā)動機，另一部分屬于發(fā)動機，主要增加了主要增加了2個低壓輸個低壓輸油泵、油泵、3個燃油冷卻器個燃油冷卻器及高壓供油泵等元件，及高壓供油泵等元件，能為公共汽車提供可能為公共汽車提供可靠的供油系，現(xiàn)正在靠的供油系，現(xiàn)正在進一步研究使該供油進一步研究使該供油系簡化。系簡化。4

26、、二甲醚汽車燃料供給系統(tǒng)的改進、二甲醚汽車燃料供給系統(tǒng)的改進1）氣阻現(xiàn)象的產生和克服方案）氣阻現(xiàn)象的產生和克服方案主要采用兩段的低壓部分解決主要采用兩段的低壓部分解決氣阻問題，第一段主要有壓縮氣阻問題，第一段主要有壓縮氮氣瓶氮氣瓶8、二甲醚燃料貯存罐、二甲醚燃料貯存罐7和燃油流量計和燃油流量計6等組成。第二段等組成。第二段主要有包括低壓輸送泵主要有包括低壓輸送泵4、蓄能、蓄能器器3等組成。在第一段，利用高等組成。在第一段，利用高壓氮氣使系統(tǒng)內壓力高于環(huán)境壓氮氣使系統(tǒng)內壓力高于環(huán)境溫度下二甲醚飽和蒸氣壓力，溫度下二甲醚飽和蒸氣壓力，以確保二甲醚在轉子流量計中以確保二甲醚在轉子流量計中為液態(tài)，不因

27、有氣態(tài)存在而影為液態(tài)，不因有氣態(tài)存在而影響測量精度響測量精度 （2）噴油泵的改進設計）噴油泵的改進設計 增大每循環(huán)供油量主要有增大柱塞直徑和柱塞的有效行程兩種方法。增大每循環(huán)供油量主要有增大柱塞直徑和柱塞的有效行程兩種方法。 （3）噴油嘴的改進設計）噴油嘴的改進設計 加大總的噴孔流通面積，以與增大了的噴油量相匹配；加大總的噴孔流通面積，以與增大了的噴油量相匹配；改變噴孔數(shù)目，以尋求最優(yōu)的噴孔數(shù)目。改變噴孔數(shù)目，以尋求最優(yōu)的噴孔數(shù)目。 （4）空氣供給系統(tǒng)的優(yōu)化設計）空氣供給系統(tǒng)的優(yōu)化設計 進氣渦流是影響直噴式柴油機燃燒過程的重要參數(shù)之一。進氣渦流是影響直噴式柴油機燃燒過程的重要參數(shù)之一。主要研究

28、進氣渦流的強度對發(fā)動機燃用二甲醚時性能的影主要研究進氣渦流的強度對發(fā)動機燃用二甲醚時性能的影響，優(yōu)化二甲醚發(fā)動機的最佳進氣渦流強度，通過對發(fā)動響，優(yōu)化二甲醚發(fā)動機的最佳進氣渦流強度，通過對發(fā)動機進行改造，使之具有隨工況變化的可變進氣渦流強度的機進行改造，使之具有隨工況變化的可變進氣渦流強度的功能。功能。 三、我國二甲醚發(fā)展面臨的問題三、我國二甲醚發(fā)展面臨的問題 1成本成本 2技術技術 需要高效、低價的煤制氣工藝及設備；需要能滿足大型二甲醚生需要高效、低價的煤制氣工藝及設備；需要能滿足大型二甲醚生產用的反應器；解決以煤為原料制成二甲醚生產過程中二氧化碳的利產用的反應器；解決以煤為原料制成二甲醚生

29、產過程中二氧化碳的利用；相關催化劑的開發(fā)與生產；成熟、經濟的二甲醚分離和提純技術用；相關催化劑的開發(fā)與生產；成熟、經濟的二甲醚分離和提純技術等。等。 3政策政策 目前我國二甲醚建設項目的投資多是企業(yè)自籌、地方目前我國二甲醚建設項目的投資多是企業(yè)自籌、地方和國家配套貸款、國外企業(yè)投資和政府貸款。需要國家在和國家配套貸款、國外企業(yè)投資和政府貸款。需要國家在投資、稅收等方面制訂傾斜政策，二甲醚作為新能源才有投資、稅收等方面制訂傾斜政策，二甲醚作為新能源才有可能發(fā)展起來?？赡馨l(fā)展起來。第三節(jié)第三節(jié) 氫氣汽車氫氣汽車 一、概述一、概述 優(yōu)點：優(yōu)點： 熱值高、能源轉化率高（熱值高、能源轉化率高（40以上）

30、，續(xù)駛里程可與以上），續(xù)駛里程可與汽油車相當。汽油車相當。 潔凈無污染，噪聲低，氫作為代用燃料，其燃燒產物既潔凈無污染，噪聲低，氫作為代用燃料，其燃燒產物既沒有沒有HC、CO和炭煙等污染物，也沒有造成溫室效應的和炭煙等污染物，也沒有造成溫室效應的CO2，惟一的有害排放物是，惟一的有害排放物是NOx，因此氫是理想的清潔燃，因此氫是理想的清潔燃料，對于汽油發(fā)動機只需稍加改造，就可燃燒氫氣。所以料，對于汽油發(fā)動機只需稍加改造，就可燃燒氫氣。所以有人認為未來的燃料是氫氣，氫氣燃料汽車是將來最有希有人認為未來的燃料是氫氣，氫氣燃料汽車是將來最有希望的交通工具。望的交通工具。 1氫氣的來源氫氣的來源 2氫

31、的制備氫的制備 3氫氣的理化性質氫氣的理化性質 4氫氣的攜帶方式及氫氣汽車類型氫氣的攜帶方式及氫氣汽車類型 1氫氣的來源氫氣的來源 氫氣的來源主要是從水中通過裂解制取，或者氫氣的來源主要是從水中通過裂解制取，或者來源于各種工業(yè)副產品。來源于各種工業(yè)副產品。 它既可以借助化工技術從煤、天然氣等化石能它既可以借助化工技術從煤、天然氣等化石能源制取，也可利用電能、風能、太陽能、水能、源制取，也可利用電能、風能、太陽能、水能、地熱能、核能等能源均能轉化為氫氣。地熱能、核能等能源均能轉化為氫氣。 據(jù)統(tǒng)計，我國在合成氨工業(yè)中氫的年回收量可據(jù)統(tǒng)計，我國在合成氨工業(yè)中氫的年回收量可達達14108m3；在氯堿工

32、業(yè)中有；在氯堿工業(yè)中有87106m3的氫的氫可供回收利用。此外，在冶金工業(yè)、發(fā)酵制酒廠可供回收利用。此外，在冶金工業(yè)、發(fā)酵制酒廠及丁醇溶劑廠等生產過程中都有大量氫可回收。及丁醇溶劑廠等生產過程中都有大量氫可回收。上述各類工業(yè)副產氫的可回收總量，可達上述各類工業(yè)副產氫的可回收總量，可達15億億m3以上。以上。 2氫的制備氫的制備 兩類：兩類： 一是從礦物燃料及水制氫，需要耗較多的能，一是從礦物燃料及水制氫，需要耗較多的能，從而要利用可再生能如太陽能、水能、風能及核從而要利用可再生能如太陽能、水能、風能及核能等制氫；能等制氫； 另一類就是利用微生物及納米技術，利用多種另一類就是利用微生物及納米技術

33、，利用多種生物質及微生物制氫，這也可以認為是傳統(tǒng)與現(xiàn)生物質及微生物制氫，這也可以認為是傳統(tǒng)與現(xiàn)代制氫的兩大類方法。代制氫的兩大類方法。 （1）礦物燃料制氫）礦物燃料制氫 1）天然氣制氫：）天然氣制氫： 當 前 主 要 制 氫 法 是 將 水 蒸 氣 與 天 然 氣 在當 前 主 要 制 氫 法 是 將 水 蒸 氣 與 天 然 氣 在650700及鎳基催化劑作用下，生產出及鎳基催化劑作用下，生產出H2及及CO2的混合氣，總反應式如下：的混合氣，總反應式如下： 2）由煤制氫：）由煤制氫： 煤的種類很多，其組成也不一樣，可用煤的種類很多，其組成也不一樣，可用CH0.8表示其平均成分。在高溫下由煤制氫

34、的反應式如表示其平均成分。在高溫下由煤制氫的反應式如下：下： 3）由渣油制氫：）由渣油制氫： 用用CH1.8表示渣油的組分，總反應式：表示渣油的組分，總反應式： （2）水制氫）水制氫 1）電解水制氫：）電解水制氫： 當向安裝正、負電極的電解槽通低壓電流時，當向安裝正、負電極的電解槽通低壓電流時，則在正極產生氧，而在負極產生氫。則在正極產生氧，而在負極產生氫。 2）熱化學法及混合法：）熱化學法及混合法： 熱化學法就是在高溫熱化學法就是在高溫(2500以上以上)下，把水直下，把水直接裂解為氫和氧。接裂解為氫和氧。 3）光解法制氫）光解法制氫 ： 這是在研究中的新方法。光解法制氫是在光催這是在研究中

35、的新方法。光解法制氫是在光催化劑的作用下，利用光能將水分解氫和氧，其反化劑的作用下，利用光能將水分解氫和氧，其反應可以下列總式表示：應可以下列總式表示： 3氫氣的理化性質氫氣的理化性質 （1）氫氣在常溫、常壓下是無色、無味、無毒的氣體，）氫氣在常溫、常壓下是無色、無味、無毒的氣體，其分子式是其分子式是H2。氫氣的組成決定了其理化性能。氫氣的組成決定了其理化性能。 （2）最輕最輕：氫氣的分子量等于：氫氣的分子量等于2，其密度僅為空，其密度僅為空氣的氣的1/14.5。 （3）沸點最低沸點最低：氫的沸點為：氫的沸點為-252.8，屬超低溫。，屬超低溫。 （4）理論混合比最大理論混合比最大：氫的理論混

36、合比為：氫的理論混合比為34.48 （5）質量低熱值最大：氫的質量低熱值為）質量低熱值最大：氫的質量低熱值為119.9MJ/kg （6）分子變更系數(shù)最小分子變更系數(shù)最?。簹涫巧狭腥剂现?，燃：氫是上列燃料中，燃燒后的分子數(shù)比燃燒前少的惟一燃料，故分子變燒后的分子數(shù)比燃燒前少的惟一燃料，故分子變更系數(shù)最小，等于更系數(shù)最小，等于0.8521 （7）不含碳的燃料不含碳的燃料，廢氣中的主要成分是燃燒，廢氣中的主要成分是燃燒后的生成物后的生成物H2O、空氣中的、空氣中的N2，燃燒后空氣中剩，燃燒后空氣中剩余的余的O2以及在高溫下生成的以及在高溫下生成的NOx沒有汽油及柴油沒有汽油及柴油車所排出的車所排出的

37、CO、HC以及微粒、鉛、硫等有害物以及微粒、鉛、硫等有害物質，不會誘發(fā)光化學煙霧，也沒有導致地球溫室質，不會誘發(fā)光化學煙霧，也沒有導致地球溫室效應的效應的CO2 。 （8）容積系數(shù)最小容積系數(shù)最?。簹湎鄬τ谄偷娜莘e系數(shù)：氫相對于汽油的容積系數(shù)為為3210 。 （9）自燃點高自燃點高：氫的自燃點為：氫的自燃點為400，比汽油、，比汽油、柴油和二甲醚的高。柴油和二甲醚的高。 （10）火焰?zhèn)鞑ニ俣然鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葹闉?.85m/s，比汽油的，比汽油的0.83m/s高很多高很多；氫是氣態(tài)燃料，混合氣形成質；氫是氣態(tài)燃料，混合氣形成質量好、分配均勻，加之火焰?zhèn)鞑ニ俣雀撸试S量好、分配均勻，加之火焰?zhèn)鞑ニ俣?/p>

38、高，允許采采用較稀的混合氣用較稀的混合氣；氫的自燃溫度比汽油高，辛烷；氫的自燃溫度比汽油高，辛烷值高，允許有較高的壓縮比。這些因素都使得燃值高，允許有較高的壓縮比。這些因素都使得燃氫時，氫時，熱效率較高，燃料消耗率較低熱效率較高，燃料消耗率較低。 （11）容積系數(shù)太小，加上沸點低，決定了氫比）容積系數(shù)太小，加上沸點低，決定了氫比其他燃料的其他燃料的儲帶難度都要大。儲帶難度都要大。 4氫氣的攜帶方式及氫氣汽車類型氫氣的攜帶方式及氫氣汽車類型 （1）壓縮氫汽車）壓縮氫汽車 （2）液化氫汽車）液化氫汽車 （3）吸附氫汽車）吸附氫汽車 （1）壓縮氫汽車）壓縮氫汽車 氫氣以氫氣以2025MPa的壓力儲存于高壓容器中。的壓力儲存于高壓容器中。工作時經降壓、計量和混合后進入氣缸，也可以工作時經降壓、計量和混合后進入氣缸，也可以直接噴入氣缸。直接噴入氣缸。 （2）液化氫汽車）液化氫汽車 液化氫汽車是