1. 醇类燃料的物化特性和使用特性
常用的代用燃料与汽油、柴油的物理化学特性的比较见表 6-3。从 表6-3所列的醇类燃料的性质可以看到: 1) 醇类燃料的低热值比汽油的低，甲醇仅为汽油的46%，乙醇为汽 油的62%; 但甲醇、乙醇燃烧时的理论空气量也少，甲醇为汽油的 43%，乙醇为汽油的60%。应增大循环供油量。 2) 醇类燃料的蒸发潜热比汽油大得多，甲醇为 1101kJ/kg ，乙醇为 862kJ/kg ，甲醇为汽油的 3.7 倍，乙醇为汽油的 2.9 倍，从而使混合 气在燃料蒸发时温降大 ( 甲醇为汽油的 7 倍，乙醇为汽油的 4.16 倍 ) 。 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，滞燃期长，应适当增大点火提前角。 3) 醇类燃料的辛烷值高，甲醇为109，乙醇为110，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。 醇类燃料的十六烷值低，在柴油机上使用时，需要采用助燃措施。
乙醇与汽油的混合油在吸水或掺水后互溶的性能要比甲醇稳定， 但仍需控制它的含水量。图6-2[2]所示为乙醇在汽油和重柴油中的 互溶临界温度及其与含水率的关系，当乙醇含水率愈高，它能溶 于汽油或柴油的临界温度越高 (即愈难溶解于汽油或柴油 )。由于 乙醇的相对密度与汽油比较接近，它溶解于汽油的临界温度(曲线 2) 要比溶解于重柴油的温度 ( 曲线 l) 低 13--15℃。图 6-3[2]所示为乙 醇与重柴油、轻柴油互溶温度与乙醇容积比的关系，以乙醇为主 或以柴油为主时，能互溶的温度较低，而乙醇与轻柴油的互溶温 度要低于重柴油。
德国根据ECE试验规程，在点燃式发动机上燃用M15 , E25 汽油的排放测试结果见表 6-6[3], 燃用 M15, E25 时， CO 、 N0x排放均有所下降，HC则略有提高，HC排放提高的原因 是:与负荷特性、外特性试验不同，ECE循环包括有怠速暖 机工况，负荷率较低，此时混合燃料的HC排放要高于燃用 汽油。
若对汽油机结构参数进行调整 ( 增大点火提前角和循环供油量 ) ，则燃 用M15的功率比燃用纯汽油大，转矩增大3%，能耗降低3.6%;若进一 步提高压缩比，则发动机的动力性能和经济性能还能进一步提高。 排放方面，燃用混合燃料发动机的CO, HC, NO:均有不同程度下降，见 表6-4。
美国根据联邦试验规程，在点燃式发动机上燃用M15燃料时 测得的排放物与燃用汽油的比较见表6-5 , CO, NOx有较大幅 度下降，HC则略有增加(通过氧化催化反应器进行后处理)。
内容
第一节 发展代用燃料汽车(内燃机)的重要性 第二节 内燃机的代用燃料 一、液体代用燃料 (一)醇类燃料 (二) 二甲醚 ( Dimethyl Ether，缩写DME) (三) 煤制油 (又称合成汽油和合成柴油) (四) 生物柴油 二、气体代用燃料 (一)石油气(LPG) (二) 天然气(NG) (三) 氢气 三、电能 (一) 电动汽车（Electrical Vehicle，缩写EV） (二) 混合动力汽车（ Hybrid Electrical Vehicle，缩写HEV） (三) 燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle，缩写FCV）
第一节 发展代用燃料汽车(内燃机)的重要 性
20世纪60年代后，全世界经历了三次重大的石油危机（第一次 1973-1974年，第二次1979-1980年，第三次1990年），与此同 时，全球环境污染严重，它不仅影响到发达国家，也逐渐影响 到发展中国家。能源尤其是石油资源的匮乏、全球环境的恶化 己成为世界两大难题，中国也不例外。中国是一个富煤贫油的 国家，石油资源不足，有关统计资料表明，到2001年底止，我 国石油的探明可开采储量为33亿t，年产量为1. 6亿t左右，储采 比为20/1，而全世界石油的平均储采比也仅为40/1左右，见表61。预计今后十年，我国的石油缺口将会越来越大。表6-2列出 了我国2000 ---2010年石油的供需预测。
2 醇类燃料在汽油中的溶解度和助溶剂
汽油机可以燃用醇与汽油的混合燃料， 醇类燃料在汽油中的互溶度通常与 环境温度有关，如图6-1所示[2]。 图中线外是互溶区，线内是两液的分 层区。当混合燃料以汽油为主或以 甲醇为主时，能互溶的温度较低， 而当两液接近掺半混合时，互溶要 求的温度较高。为使甲醇与汽油的 混合燃料在常温和低温下保持单相 而不分层，必须加中高碳醇 ( 如异 丁醇 )、苯、丙酮等做助溶剂。试验 表 明 : 在 0℃ 溶 解 20% 的 甲 醇 仅
(1)在点燃式发动机上用醇类燃料 1)醇含量较低的混合燃料的试验结果
混合燃料中醇的质量分数不大于20%时属于醇含量较低的混合燃料。 在解放牌汽车发动机CA-l0B上的试验结果表明，混合燃料中醇的质 量分数在20%以下时仍能保证发动机较好的起动性能，在不改变发 动机结构的情况下，燃用掺醇量小于20%的混合燃料可在动力性能 稍有改善的同时，降低能耗5%左右，在进一步提高压缩比后，功率 能提高5%--7%，能耗降低6%--10%。在东风汽车发动机EQ6100上的 试验结果表明，使用M15 混合燃料的动力性能与燃用纯汽油相当或 略高，能耗降低3%左右;
第二节 内燃机的代用燃料
内燃机的代用燃料可以分为液体与气体两种，此外也可用电能来代替 燃料，驱动汽车。 一、液体代用燃料 （一）醇类燃料 醇类燃料主要有甲醇( CH3OH)和乙醇( C2H5OH) 。甲醇可以从天然气、 煤、生物中提取，乙醇主要是含有糖或淀粉的农作物经发酵后制成， 它们都是液体燃料。 20世纪60年代为了控制内燃机的排气污染，一些国家对低污染的醇类 燃料发生兴趣， 1973 年石油危机后，进一步认识到代用燃料的重要 性。 我国从20世纪80年代初开始对甲醇燃料在内燃机中部分代用或全部代 用作了相当广泛的研究，先后组织了M15（甲醇比例）甲醇汽油发动 机的台架试验和车队试验，组织了M85甲醇汽油和M100全甲醇发动 机的开发和试验车队，取得了丰富的经验。当前我国石油资源严重 短缺，醇类燃料的开发应用，有利于发挥我国的资源优势。 E10（乙醇比例）