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汽车代用燃料的发展方向及应用前景导师:答辩人:专业:汽车代用燃料的发展方向及应用前景导师:答辩人:专业:论文框架研究背景课题方向论文要点结论2134一、研究背景随着国民经济的持续高速发展，我国原油供求矛盾日益突出，这将成为制约我国国民经济发展的长期压力。现代汽车发动机向高压缩比高转速和大功率方向发展，于是人们想办法采用稀混合气燃烧技术来提高发动机的经济性能有效控制排放污染，采用电子点火方式，提高点火电压和点火能量，即使这样也不能彻底解决我国燃油危机。因此，发展替代燃料对于我国减少对进口原油的依赖具有十分重要的战略意义。二、课题方向气体代用燃料其它动力型燃料现代柴油醇类代用燃料我国汽车新能源，即汽车代用燃料的发展方向及应用前景的研究。汽车主要代用燃料组成（口述作为汽车代用燃料，所应具有的性能。）天然气石油气、液化石油气氢气液化气以及二甲醚等气体代用燃料三、论文要点——气体代用燃料天燃气车型通用Sequel氢动力车型优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。优点：排放性能好，可调正汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界公认为当前最理想的替代燃料汽车。缺点：LPG气站建设投资巨大，并且气源1/3要靠海运进口，使用价格日益提升。醇类代用燃料乙醇甲醇生物乙醇燃料车型沃尔沃C30优点：醇燃料原料极其丰富，生产工艺成熟。缺点：由于乙醇汽油一旦遇水就会分层，无法采用成本很低的管道输送，乙醇汽油储运周期只有4—5天，这影响使用乙醇汽油的方便性。乙醇汽车的燃料应用方式：一、掺烧，指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中，乙醇和容积比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，则用E10，E15来表示，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段；三、变性燃料乙醇，指乙醇脱水后，再添加变性剂而生成的乙醇，这也是属于试验应用阶步；四、灵活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料，还可以用氢气，并随时可以切换。如福特，丰田汽车均在试验灵活燃料汽车。三、论文要点——醇类代用燃料现代柴油合成柴油生物柴油三、论文要点——现代柴油1、合成柴油分为:天然气合成油（GTL）、煤合成油（CTL）、生物质合成油（BTL）。在所有代用燃料中，合成油是最为理想的柴油替代品。合成油直接作为柴油机燃料或掺入柴油中能降低柴油机尾气中硫化物等有害气体的排放，能延长柴油机后处理装置的寿命并提高转化效率。2、生物柴油是以油料作物和动植物脂肪为原料生产的柴油替代晶，主要成分是脂肪酸脂类（脂肪酸甲脂或乙脂），也称为第一代生物柴油。原料可以是大豆、油菜籽等油料作物，油棕和黄连木等油料林木果实，工程微藻等油料水生植物，以及动物油脂、废餐饮油等，具有良好的来源多样性和再生性，是可再生能源。法国雷诺公司推出的MEGANE生物柴油车。戴·克公司燃料部门的一位高级经理LorenBeard说：“柴油将使美国变得更好，生物柴油则使柴油变得更好。”他说，“对交通拥堵的现代城市而言，柴油车最主要的污染物是尾气中的可吸入颗粒，而现代清洁的生物柴油发动机能将颗粒物的排放减少80%以上。”他指出，即使是B20柴油（20%生物柴油与普通柴油的混合燃料），也可以使颗粒物的排放减少15%以上。燃烧电池型混合动力型太阳能电动型核动力型等其它动力燃料三、论文要点——其它动力燃料燃料电池奔腾B70优点：主要指氢燃料电池，被认为是人类未来的希望，能够真正解决能源短缺问题，真正实现了零排放。缺点：整车成本、基础建设以及产品关键部件——燃料电池的使用寿命太短。优点：不需要特别的燃料，续航里程长，技术最为成熟，解决单车成本问题后容易普及。缺点：长距离高速行驶基本不能省油。GS450h搭载3.5升V6顶置双凸轮轴24气门发动机，该发动机应用了双VVT-i、“D-4S”燃油系统等先进技术。其中，创新的“D-4S”大幅提升了汽车的动力性和燃油经济性。雷克萨斯混合动力车GS450h优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。缺点：蓄电池的重量、体积、容量、充电速度、稳定性、成本6个方面极难兼顾。e6是比亚迪自主研发的一款纯电动车，它的续驶里程超过300Km，为同类车型之冠。e6项目的动力电池和启动电池均采用比亚迪自主生产的铁电池,它百公里能耗为20度电左右，只相当于燃油车1/3至1/4的消费价格；在安全上，车上搭载的铁电池经过高温、高压、撞击等试验测试，安全性能非常好，动力方面，它的加速时间在10秒以内，最高车速可达160Km/h以上，动力性能强劲。比亚迪e6Nuvu采用全玻璃车顶级设计，并置入多组小型太阳能发电面板。原厂刻意将太阳能面板设计成树枝状造型，而太阳能面板产生的电力，则由车舱内独特的树干导管传递至蓄电池。此外Nuvu也大量使用自然、有机或回收材质，作为车舱的主要组成材料。尽管外型精巧,但Nuvu的车室仍维持宽敞。设计独特的底盘系统，使Nuvu拥有1980mm的，但1700mm的车宽，以及1500mm的车身度。先前日产已宣示将在2010年在美、日市场推出这种电动车，并于2012年推广至全球各地。优点：有阳光的地方就能补充电能，行驶时不产生任何污染物。缺点：常见的汽车外形不能满足接收太阳光的光电板面积需求。另外，普通电池组所提供的动力及续航能力很难达到需求(一般低于50km/h)，而采用高科技研发的电池组又面临造价高的难题。日产电动汽车NUVU1957年，美国福特公司就生产了第一辆核动力汽车！在两个后轮之间的核反应堆以铀元素的核裂变为能源，能够把水变成高压蒸汽，再推动涡轮叶片驱动汽车。然后蒸气在冷却之后返回核反应堆里面再次加热。凯迪拉克钍燃料概念车（CadillacWTF）钍是一种放射性的金属元素，它地球上的储量几乎同铅一样丰富。钍在核反应中可以转化为原子燃料铀-233，所储藏的能量，比铀、煤、石油及其它燃料总和还要多。凭借着这一特性，驱动这辆车所需要的钍燃料极少，也因此它的发动机几乎在100年之内不需要保养。当然这是个理想化的数字。但它确实开启了汽车新能源开发的另一扇大门。四、结论（1）原油供求矛盾将成为制约我国国民经济发展的长期压力。发展替代燃料对于我国减少对进口原油的依赖具有十分重要的战略意义。（2）现代汽车发动机向高压缩比高转速和大功率方向发展，要想实现必须对汽车燃料进行探寻。（3）天然气、石油气、氢气、液化石油气、液化气以及二甲醚等气体作为代用燃料时，对汽车发动机的改造较大，但气体发动机与同排量的柴油机相比，动力性相当，环保优势明显，更容易达到国IV、国V排放。且当前生产技术趋于成熟，生产工艺设备与柴油机可通用。在油气价差保持的前提下，燃料经济性显著。所以其可以作为未来汽车代用燃料。（4）乙醇的资源丰富，生产技术成熟，便于运输，当乙醇掺混比例小于10%时，无须对汽车无需作大的改动。所以其可作为未来汽车代用新能源。甲醇弊大于利，不宜作为汽车长期的代用燃料。（5）虽然现代柴油技术处于起步阶段，供给能力很低，但随着燃料制造技术的不断提高与完善，其产能与供给能力将会逐步提高，在不久的将来会较大规模地推广应用。