1.什么是替代燃料
替代燃料指的是可以代替傳統化石燃料來推動生活生產的新型燃料。為解決能源危機問題和實現
“碳達峰”和“碳中和”的目標,各國科研工作者都在積極尋找石油的替代品,替代燃料的開發和利用也因此成為了研究熱點。

2.替代燃料的參數
(1)替代燃料的氧含量、自燃溫度、辛烷值(火花點火發動機)、十六烷值(壓燃式發動機)、與汽油或柴油的互溶性和穩定性(作混合燃料使用時)。
(2)低熱值,化學計量空燃比。
(3)燃料的粘度與潤滑性。
(4)與彈性密封材料的兼容性。
(5)燃料本身即燃料排放物的毒性。
(6)燃料本身的生物降解性。
3.車用替代燃料的主要類型
(1)氫氣:氫氣極易擴散和燃燒,火焰傳播速度也極快,且氫氣在氧氣中完全燃燒后生成水,對環境的影響幾乎為零,并且其制取方式有多種,包括電解水制氫、天然氣重整制氫、生物制氫以及太陽能、風能制氫等,來源廣泛,滿足車用替代燃料可持續再生的要求。報告氫氣在生產、運輸和儲存中都要求有極高的密封性,使用過程會面臨極大的安全性挑戰。
(2)甲醇:甲醇作為一種替代燃料,在燃燒過程中可充分利用其含有氧原子、辛烷值高、高抗爆性、高汽化潛熱以及相對于汽油的高火焰傳播速度等特性,增大壓縮比提高充量系數,縮短燃燒滯燃期,進而提高燃燒熱效率,減少因排氣而造成的能量損失。
而甲醇應用于發動機上的燃燒利用方式有兩種:第一是改裝汽油機,直接將甲醇噴入改裝后的內燃機中燃燒放熱,熱能轉化為機械能對外輸出有用功;第二是通過甲醇分解產生氫氣,然后以氫氣為基礎制作氫燃料電池組產生電能,進而驅動車輛運行。
(3)天然氣:天然氣是一種混合物氣體,主要成分為甲烷,含有少量的乙烷和丙烷以及硫化物惰性氣體等,多存在于油田和天然氣田。
天然氣作為替代燃料應用于內燃機,因氣化溫度低、高辛烷值特性,可與空氣迅速混合均勻。通過提高內燃機的壓縮比可提高燃燒熱效率。天然氣的自燃溫度相比汽油和柴油高,在運輸使用時也更加安全。不過由于天然氣本身可壓縮,在進氣道噴射方式下,其在噴射過程中會發生氣體膨脹而降低發動機的充量系數,導致發動機功率較汽油機有大約15%的下降。而且天然氣中含有微量的硫化物,會導致氣缸壁、氣門以及氣門座的磨損和腐蝕。
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