刘同舟

(林口县交通运输综合行政执法大队，黑龙江 林口 157600)

1 引 言

汽车工业使经济得到了快速的增长，但对能源、环境和安全的负面影响影响也逐渐被大家关切，特别是对石油需求造成很大压力。世界各国都非常注重找到稳定的、排放清洁的汽车替代燃料。在各国科学家研究过程中发现甲醇燃料是相对分子质量较小的单质，燃烧产物中基本没有碳烟，NOX的排放浓度也很低，是一种低污染性燃料，可以由一氧化碳和氢气合成，因此它可以较方便地由天然气、油页岩及煤制取，这些原料不仅储量较大，而且大都可以再生，这就保证甲了醇燃料的稳定生产。同时，作为液体燃料，其储运、分配、携带、使用都与传统的汽、柴油相差无几，因而受到国际重视。

2 国内应用甲醇燃料概况

我国对甲醇代用燃料的研究已进行了多年，低比例甲醇燃料在部分特定地区短期运行的结果来看，此种燃料可代替汽油，无需添加助溶剂和腐蚀抑制剂，已经初步具备了推广使用条件。对于中比例甲醇燃料的使用，不需要对内燃机进行升级改造，只是需要对点火系统进行调整，密封材料和供油系统也要采取一定的措施，防止腐蚀，此类办法还需进行一定时间的验证，暂时不具备广泛使用条件。对于高比例甲醇燃料来说，内燃机及喷油点火系统必须进行特殊的改造，还需要大量的试车实验工作。1989年1月到1990年7月，中国科学院生态环境研究中心将德国大众提供的甲醇发动机安装到桑塔纳轿车上，并使用M15和Ml00甲醇代用燃料进行了台架和道路试车试验研究分析。

3 甲醇作为发动机燃料须考虑的因素

(1)化学成分及燃烧产物醇类燃料含氧及C、H比较多，化学当量比汽油和柴油低，充分燃烧时产生的水较多，产生CO2较少。在起动、暖机期间及缸内温度不高时，容易在缸壁上形成冷凝物，促便酸性物质的生成及磨损的增加。醇类燃料燃烧后，混合气的分子变更系数增大。

(2)沸点及凝点相对于汽油来说，醇类燃料的沸点低，这有助于燃料—空气混合气的形成，但因其中缺乏高挥发性组分，对起动不利。醇类燃料的凝点很低，在环境温度较低时无需担心结冰。

(3)热值甲醇的热值是优质汽油的47%，在理论空燃比下单位质量的醇类燃料—空气混合气的热值与石油燃料混合气的热值基本一样，相应调整供油系统，增加供油量，不影响发动机的输出功率。

(4)汽化潜热醇的分子间有强氢键，汽化潜热大，混合气形成后温度降敢较大。当过量空气系数为1时，在绝热条件下，汽油的温降约20 ℃，而纯甲醇的温降为122 ℃。高汽化潜热产生的冷却效应妨碍了在运行温度下的完全汽化，使甲醇的雾化、汽化困难，难以形成良好、均匀的混合气。压缩终了缸内温度降低，使压燃着火延迟期变长，还会影响起动性能。但高的汽化潜热可降低压缩负功，提高充气效率。

(5)辛烷值醇类燃料的辛烷值高，是点燃式内燃机好的代用燃料，也可作为提高汽油辛烷值的优良添加剂。

(6)十六烷值醇类燃料的十六烷值很低，在压燃式内燃机中使用醇类燃料很困难。

(7)着火极限醇类燃料的着火上下限都比石油燃料宽，能在稀混合气区工作，有利于排气净化和降低油耗，也利于空燃比控制。

(8)着火延迟期由于十六烷值低，着火性差，着火延迟期长。

(9)火焰传播速度醇类燃料的火焰传播速度比汽油高，这对醇类燃料的使用十分有利。

4 甲醇燃料在发动机上的使用

近年来，我国在河南等省试行使用车用醇类汽油，并颁布了GB 18350-2001《变性燃料甲醇》国家标准。甲醇与汽油的混合燃料称为甲醇汽油。按照醇在燃料中所占的体积分数，甲醇汽油习惯上称为MX(X为甲醇的体积分数)，如M5(指甲醇5%)、M10(含甲醇10%)、M85(含甲醇85%)等。

醇类燃料在应用中的主要问题：

(1)对金属腐蚀性甲醇对汽车燃料系统的许多金属都有腐蚀性，它们可以腐蚀铜、铁、铝、铅、锌、镁及它们的许多合金。混合燃料中即使含有3%的醇也使燃料腐蚀性大大增强，醇含量越高，腐蚀性越大。防止醇燃料腐蚀发动机金属的基本途径有两个：一是改变内燃机材料，使用抗腐蚀的合金制造内燃机；二是在燃料中添加防腐蚀剂。相比之下，前者成本高，且只适用于新发动机的制造；而后者则更简便，而且成本低，效果好。实践证明，在燃料中加入少量防腐剂就能有效防止金属腐蚀。

(2)对其它材料的影响醇类燃料还对橡胶和塑料部件有腐蚀作用，发动机燃料系中的许多零部件都是橡胶、塑料等材料制成的。在醇类燃料中会溶胀、变粘或皴裂；燃油泵隔膜和燃油软管是橡胶制品，在醇燃料中会发生溶胀、变硬、变脆或软化等现象，纤维垫片会逐渐软化而导致漏油。

当使用混合燃料，或用汽油作为改善燃醇类燃料冷起动性能的添加剂时，对橡胶和塑料部件的腐蚀性更强。这是由于混合燃料中的醇能增强燃料在橡胶和塑料表面的润湿作用，从而有利于汽油组分向其内部渗透的缘故。

应该注意的是，不同橡胶或塑料在汽油、混合燃料和纯的甲醇中的溶胀作用有明显的差异，因此在使用醇燃料或混合燃料时，应选择合适的橡胶或塑料材料作为燃料系部件。

(3)发动机磨损醇燃料发动机在使用中，气缸和活塞环的磨损加工重。这被认为是由于甲醇能够将这些部位的润滑油膜清理掉。另外，醇燃烧时会生成有机酸(甲酸)，能直接腐蚀金属，造成腐蚀磨损。甲酸融入润滑油中还会使其发生变质，使各接触不见间的润滑恶化从而导致磨损加剧或损坏。

5 为促进甲醇燃料汽车的发展，提出几点建议

(1)借鉴国外技术经验，为了更好地利用甲醇燃料，各国根据实际情况采取相应措施解决甲醇燃料汽车发展中遇到的各种问题。其中，福特公司将电镀件及耐腐蚀橡胶应用在燃料供给系统和密封件上，这样就避免了甲醇对发动机部件的腐蚀。

(2)对于管理水平高，实力强的企业应给予支持，使他们在现有生产条件下不断进行技术革新，研制出甲醇燃料发动机所需要的特殊零部件并解决储运甲醇技术，提高整体技术水平，降低成本，为甲醇燃料发动机的推广奠定基础。

(3)建议政府支持甲醇燃料汽车应用试验的基础上，制定相应配套的政策法规，尤其是对产品价格和甲醇汽车生产、销售方面，要给予必要的优惠政策，进一步促进我国甲醇燃料的综合发展。