甲醇在柴油机上的应用研究

摘 要 甲醇被公认的清洁燃料，由于其清洁、高效、经济且来源广泛，近年来受到国家的大力推广及应用。本文阐述了目前甲醇替代柴油的各种优势以及其在我国的应用现状。指出了今后柴油机燃用甲醇燃料的趋势。

关键词 甲醇 柴油机

中图分类号：TK441.89 文献标识码：A

0前言

能源是人类生存和发展的最重要因素之一，我国的能源构成是煤炭占75%，石油仅为20%左右。随着国家的发展，我国石油后备资源不足的问题已经充分显现。因此国家已经采取措施节约石油消耗，大力推广替代能源，调整能源结构。

与其他替代能源在资源、产能、产量、运输性等方面相比，甲醇是合适的替代燃料之一。我国有着丰富的煤炭资源，并且以煤制甲醇技术较为成熟，生产成本低，并且环境效益好，推广使用可大大降低汽车燃料成本。

1甲醇替代柴油的优势

1.1经济性

甲醇可以利用煤炭、天然气、煤层气等制取，作为汽车燃料可以部分代替柴油。我国煤含量非常丰富，在生产利用甲醇方面具有一定优势。按低热值来看，理论上2.1吨甲醇相应于1吨柴油，按目前柴油价格6元/L，甲醇2000元/吨，每消耗1吨甲醇可比柴油降低成本1348元。甲醇作为发动机替代燃料在经济方面具有独特的优势。

1.2 排放

甲醇的沸点比柴油低，混合气形成较快且比较均匀，有利于完全燃烧。甲醇自身含氧量占50%，其着火极限较柴油着火极限宽，所以其燃烧速度高，有利于降低排烟。研究表明甲醇燃烧时碳粒浓度非常小，可以说是无烟的。除此之外，由于甲醇汽化潜热较大，在形成混合气时，会降低进气温度，从而提高充气系数，在一定程度上可以改善发动机的燃烧，提高热效率。通过分析可以看出柴油的密度略高于甲醇，柴油的汽化潜热约为甲醇的四分之一，甲醇的高汽化潜热值使得甲醇气化吸收大量的燃烧室热量，降低混合气进气温度，也可以抑制NOx和碳烟的形成，较之柴油，甲醇燃料能够明显改善发动机的尾气排放。

1.3市场前景

随着我国甲醇示范规划的成熟及推广工作的进行，未来甲醇的消费量将显著增加。为了加快我国的甲醇发展步伐，促进我国替代能源计划的实施，国家有关部门多次组织汽车、化工等科研单位专家对我国目前甲醇研发中存在的问题和今后进一步改进方案进行了广泛的论证和探讨。

从能源及燃料的整体结构上来看，无论将甲醇作为过渡性混合燃料，还是成为将来燃料电池的重要原料，均具有好的发展前景，为适应我国缺油少气富煤的国情改善能源结构起到积极的作用。因此，甲醇燃料势必会得到巨大的发展。

2我国甲醇在汽车上的应用现状

目前我国已在山西、浙江和陕西开展了甲醇汽车试点，运行情况良好。除了官方认可的应用试点之外，全国已有22个省在进行甲醇燃料的应用，这为甲醇汽车的推广铺平了道路。除此之外，车企也在积极开展甲醇车的研发，目前陕汽、重汽都已开始了柴油/甲醇混合燃料重卡的开发和试运行。

陕汽柴油/甲醇混合燃料重卡已经在天津检测中心检测成功，该车已获产品公告。陕汽在日前开幕的第十六届中国西部国际装备制造业博览会上展示甲醇柴油双燃料混合动力重卡。此车型继承了陕汽牵引车优异的产品特点，在保留原车发动机控制系统的基础上，在保留原车发动机控制系统的基础上，增加甲醇及柴油控制系统，使其能在纯柴油和甲醇柴油双燃料两种模式下运行。保持与纯柴油车相同的动力性和排放品质，提高了燃烧效率，降低了热负荷，平均百公里节能费用15%以上，可保证不同燃料类型的灵活切换，经济环保。

在甲醇/柴油双燃料重卡的研发上，中国重汽技术中心与天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室进行了多年的合作，目前重汽双燃料发动机已满足国Ⅳ排放标准，整车也进行了将近3万公里的可靠性试验，车辆正处于申请公告的阶段。

3小结

甲醇是柴油机非常有前途的代用燃料， 提高甲醇的替代率是符合国家能源政策以及实现交通能源可持续发展的重要途径， 经济和社会意义极大。国内在开发甲醇燃料发动机方面作了很多研究工作， 但真正能实际应用的产品还比较少。

随着在压燃式发动机上燃用甲醇燃料技术的突破，在新一轮的石油替代燃料发展中，在以减少柴油消耗、调整燃料结构为目标的发展战略中，甲醇必将发挥重要作用。

参考文献

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