甲醇作为内燃机燃料的研究

陈驰　古文秀　胡磊

摘要：甲醇是一种替代的，可再生的，环境和经济上有吸引力的燃料;它被认为是传统化石燃料最有利的燃料之一。本文通过描述甲醇从煤，天然气，焦炉煤气，氢气，生物质等物质中的生产，介绍7甲醇作为可再生资源的潜力。最后总结了甲醇燃料的不足并提出7建议。

关键词：甲醇 内燃机 燃料

1甲醇生产

近一个世纪以来，甲醇合成经历了持续的改进。如今，甲醇作为替代燃料可以通过多种方式生产，例如，它可以由天然气生物生产，或者可以从焦炉煤气生产，通过超临界甲醇连续生产生物柴油中闪蒸等。

其中，有许多合成技术，例如，低压合成，直通设计和先进的重整技术的出现。如今，甲醇几乎全部由合成气生产，合成气是一种主要由一氧化碳（CO）和氢组成的原料，用于大规模生产氢气和工业中的各种有机产品。

2IC发动机上使用的甲醇燃料

甲醇是一种醇，是一种无色，中性，极性和易燃液体。它可与水，醇，酯和大多数其他有机溶剂混溶。它仅微溶于脂肪和油。与汽油相比，甲醇具有更高的辛烷值和更高的汽化热值，使其成为具有更大功率输出的高压缩比发动机的合适候选者。这是因为较高的辛烷值可以显着提高压缩比，较高的热蒸发值可以降低进入的燃料—空气充量，提高容积效率并提高功率输出。此外，酒精的自燃温度高于汽油，这使得它们的运输和储存更安全。

甲醇本身就是一种极好的燃料，可以与汽油（85%甲醇和15%汽油）或纯甲醇（100%甲醇）混合，但它的体积能量密度是汽油或柴油的一半。甲醇是一种运输燃料，与氢气，汽油相比具有许多显着优势，并且由于较大的汽化热量而具有比汽油更好的燃料转化效率，并且具有更好的耐爆性，使其成为小型涡轮增压的最佳选择，高功率密度，直接注入化学计量引擎。使用纯甲醇（MIOO）作为燃料的发动机从工程应用的角度来看，甲醇是一种理想的替代，可再生，环保和经济上有吸引力的燃料。 20世纪90年代，西南研究院提出了高压缩比SI甲醇发动机方案，为高功率，高效甲醇发动机的发展提供了新思路。

张等人使用甲醇 汽油混合物作为燃料的发动机，甲醇燃料可与发动机中的汽油混合，可与汽油（85%甲醇和15%汽油）或其他百分比混合。开发了一种详细的氧化机制，用于预测甲醇 汽油SI发动机的甲醛释放量，CH，CH2 （S）和CH2 （T）自由基物种的影响和NO在机理中有研究。结果表明，采用喷射搅拌反应器实验数据验证了甲醇 汽油机理，提出的机理与实验数据吻合，魏等人研究了甲醇，乙醛和甲醇的排放特性，以及它们在三缸SI发动机上使用汽油和M85（汽油 甲醇15：85）时的三元催化转换器的转换效率。结果表明，醛类排放成为临界点的峰值，HCHO的临界温度高于CH3CHO。

Bayraktar研究了使用甲醇 柴油 十二烷醇混合物作为燃料发动机。甲醇燃料可与IC发动机中的柴油 十二烷醇混合。甲醇可以在IC发动机中单独或与常规柴油燃料混合使用。可以通过不同方法消除柴油发动机中使用甲醇的问题。

在IC发动机中使用柴油 甲醇混合物是最简单的方法。在这种情况下遇到的最重要的问题是相分离。通过向混合物中添加一些溶剂可以防止这个问题。通过向每种柴油 甲醇混合物中加入1%十二烷醇来防止相分离问题。结果表明，在不同的混合物中，从发动机性能的观点来看，包含10%甲醇的混合物最适合用于IC发动机。

3总结

本文回顾了甲醇燃料作为内燃机的替代燃料的影响。总结了可以在内燃机上使用的几种应用方法，例如甲醇/汽油，甲醇/柴油混合物。甲醇应用仍然是甲醇发动机设计和开发的一个重要课题，需要进一步改进：（1）从工程应用的角度来看，甲醇是一种理想的替代，可再生，环保和经济上有吸引力的燃料。新甲醇储存和运输技术的发展在甲醇应用中起到了重要作用，特别是在汽车发动机的推广和应用中; （2）开发高压缩比甲醇发动机取代大功率，高效率的汽车发动机（如柴油机）具有重大的现实意义; （3）甲醇发动机燃烧与排放机理的研究是甲醇发动机发展的核心科学工程技术;（4）新型燃烧模式的发展，如均质充量压缩点火（HCCI），预混合充量压缩点火（PCCI）和反应性控制压缩点火（RCCI）对甲醇发动机的发展起着重要作用。因此，未来的研究应着眼于这些领域，这不仅有助于解释甲醇的燃烧和排放机制，而且对甲醇发动机的开发和应用有重要贡献，以满足市场需求。

参考文献

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