1.二甲醚燃料的物化性质和使用特性
3)二甲醚粘度很低，作为燃料使用时需加润滑添加剂，以免供油系统的针 阀、柱塞偶件等磨损和卡死。 4)二甲醚的蒸气压随温度增加而急剧升高，在20℃的常温下，其蒸气压为0. 4～0.5MPa(图6-5)。
图6-5
2.二甲醚/柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用
图6-7 二甲醚/柴油混合燃料
第六章 内燃机的替代燃料
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
替代燃料概述 含氧燃料 合成油 气体替代燃料 替代燃料的生命周期分析
第一节 替代燃料概述
能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，目 前，能源尤其是石油资源的匮乏、全球环境的恶 化已成为当今世界和我国的两大难题。为缓解我 国石油资源匮乏和需求之间的矛盾及有利于我国 长期可持续稳定的发展和环境保护，需要发展内 燃机替代清洁燃料以部分取代石油基燃料即汽油 和柴油。
3.二甲醚燃料在压燃式发动机上的应用
图6-6 发动机燃用不同比例二甲醚/
三、生物柴油
1.生物柴油的理化性质和使用特性 2.生物柴油在发动机上的应用
1.生物柴油的理化性质和使用特性
1)热值比柴油低；但密度比柴油高，容积热值与柴油接近，因此发动机的供 油系统几乎不需要改动。 2)粘度比柴油高，影响喷雾特性和冷起动性能，但随着温度升高，植物油粘 度下降较快。 3)十六烷值比柴油低，闪点和着火温度均比柴油高，着火性能比柴油差，在 柴油机上使用时，一般要加大喷油提前角。 4)一般含氧，对燃烧有利。 5)可以任意比例和柴油混合。 6)含有少量水分、灰分、残炭和杂质，再加上本身的重馏分多，相对分子质 量很高，挥发性差，因此在燃烧室周围零件上易产生积炭引起运动零件磨损。 7)主要成分是不饱和脂肪酸，它的氧化安定性差，容易变质。
二、二甲醚
1.二甲醚燃料的物化性质和使用特性 2.二甲醚/柴油混合燃料在压燃式发动机上的应用 3.二甲醚燃料在压燃式发动机上的应用
1.二甲醚燃料的物化性质和使用特性
1)二甲醚的十六烷值比轻柴油高，自燃温度比轻柴油低，因此它特别适合作 为轻柴油的替代燃料使用，它滞燃期短，有利于减少NOx排放和降低燃烧噪 声。 2)二甲醚分子结构中没有C—C键，只有C—H和C—O键，此外它含氧34.8% (质量分数)，因此在任何工况下均可实现无烟燃烧。 3)二甲醚蒸发热约为柴油的1.6倍,它有利于降低气缸内的最高燃烧温度，使N Ox排放下降。 4)二甲醚的沸点低，喷入气缸后能立即汽化，因此二甲醚对喷油系统的喷射 压力要求不高。
(1)甲醇燃料的物化性质和使用特性
7)甲醇的着火极限比汽油、柴油浓，使用更安全。 特性 1)甲醇对呼吸系统、皮肤、眼睛等有毒，要对相关人员进行安全教育和岗前 培训，对甲醇汽油加色，杜绝口吸或饮用。 2)有些塑料件和橡胶件与甲醇不能兼容，会发生溶胀，导致采用上述材料的 密封件失效；甲醇对一些非铁金属有腐蚀性。 3)甲醇沸点较低(65℃)，容易在供油系统中发生高温气阻。 4)甲醇的吸水性强，在运输和贮存时除防火外，还要防湿，否则将影响甲醇 的纯度，甲醇汽油混合燃料吸水后易产生分层。 5)甲醇燃烧后会产生醛类等非常规排放物。
2.生物柴油在发动机上的应用
图6-8
第三节 合 成 油
1.合成油的物化性质和使用特性 2.合成油在发动机上的应用
特性 1)二甲醚的低热值为柴油的64.7%，密度又比柴油小，因此为使发动机燃用二 甲醚后与燃用柴油机有相同的功率输出，必须增大循环供油量。 2)二甲醚是一种很强的溶剂,虽然对金属没有腐蚀性,但是与天然橡胶不能兼容， 其燃油供给系统的橡胶部件、橡胶油封和垫片会因溶胀等原因损坏,需要采用 新型耐二甲醚的橡胶(氟醚橡胶等)或高分子材料(如聚四氟乙烯)等。
(2)甲醇燃料在发动机上的试验结果
1)在汽油机上燃用醇类燃料。 2)在柴油机上燃用甲醇燃料的试验结果。
图6-4
3.乙醇
1)乙醇燃料的低热值为汽油的62%左右。 2)乙醇燃料的汽化热为汽油的2.9倍，从而使混合气在汽化时温降大，这有 利于提高发动机的充量系数和动力性，但不利于燃料在低温下的蒸发，会 造成发动机冷起动困难(尤其是在冬季)和暖机时间长。 3)乙醇燃料的辛烷值高,在火花点火发动机上使用时,可以提高压缩比,有利 于提高发动机的动力性能和经济性能。 4)乙醇燃料的汽化热大,进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适当增大点 火提前角。 5)乙醇的粘度比汽油高得多，当管道中流动阻力较大时，会导致火花点火 发动机高速、高负荷时功率上不去。
图6-3 乙醇与重柴油、轻柴油互溶 1—重柴油 2—轻柴油
2.甲醇燃料
(1)甲醇燃料的物化性质和使用特性 表6-1表示了甲醇及其他替代燃料与汽 油、柴油物化性质的比较。 (2)甲醇燃料在发动机上的试验结果
(1)甲醇燃料的物化性质和使用特性
1)甲醇燃料的低热值仅为汽油的46%左右，因此当在汽油机上燃用甲醇或 甲醇汽油混合燃料时，应增加循环油量，从而使混合气的热值大体与汽油 空气混合气相等或略高，使发动机在燃用甲醇燃料时动力性能不降低甚至 可以提高，同时也有合适的空燃比。 2)甲醇燃料的汽化热为汽油的7倍(按相同热值的混合气计)，从而使混合气 在汽化时的温降较大。 3)甲醇燃料的辛烷值高,在汽油机上使用时可以提高压缩比,有利于提高发动 机的动力性能和经济性能。 4)由于甲醇燃料的汽化热大,因此进入气缸的混合气温度低,滞燃期长,应适 当增大点火提前角。 5)甲醇含氧量达50%，利于燃料完全燃烧，降低CO和HC排放。 6)在定容燃烧弹中测出的甲醇的层流火焰传播速度为32.7cm/s，汽油为25.2 cm/s，在相同条件下，甲醇的燃烧速度高于汽油，燃烧持续期缩短，有利 于提高热效率。
一、醇类燃料 二、二甲醚 三、生物柴油
第二节 含 氧 燃 料

一、醇类燃料
1.醇类燃料在汽油中的溶解度 2.甲醇燃料 3.乙醇
1.醇类燃料在汽油中的溶解度
图6-1 甲醇在汽油中的互溶度
1.醇类燃料在汽油中的溶解度
图6-2 乙醇在汽油和重柴油中的 1—重柴油 2—汽油
1.醇类燃料在汽油中的溶解度