1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 各国国情综述

1.1.1 国内情况综述

目前，我国的能源结构主要由煤炭、石油、天然气与可再生能源组成。根据国家统计局数据显示，2016年上述能源在国内消费生产总量的占比分别为：64%、18.1%、5.9%与12%^[1]。同过去数据相比，煤炭与石油的占比略有下降，天然气与可再生能源的占比上升。

从长远的角度来看，不可再生能源终究是会消耗殆尽的，因此开发可再生能源是保证持续发展的关键。2014年，国务院办公厅印发的《能源发展战略行动计划（2014～2020 年）》明确规定，在未来的发展中，要优化能源结构，逐渐摆脱石油进口的依赖，大力发展可再生能源^[2]。我国政府正在大力推进可再生能源的发展，从对相关产业的扶持到购买相关商品的优惠政策，也建立了多个新能源的项目，其中包括了生物质制醇的项目。

在交通运输领域，如何降低石油的消耗是日后发展的突破口。我国当前处在石油燃料无法替代、新能源技术尚未成熟的阶段，因此降低石油的消耗需要使用替代燃料，例如醇类燃料、天然气等。

1.1.2 美国情况综述

美国的能源结构相对中国而言较为丰富，从上个世纪的石油危机开始，美国就对于能源相当敏感。除了和固定战略伙伴保持原油进口的关系外，为了解决石油能源不足的问题，美国政府也在尽可能的推进醇类燃料的应用^[3]。

1.1.3 巴西情况综述

巴西的石油储备并不充足，因此早在上个世纪，巴西就已经立法强制要求在汽油中添加一定比例的乙醇^[4]。目前巴西的醇类燃料相关技术已经非常成熟，政府对其的补贴也非常优惠。除了已有的掺烧以外，巴西现有的发动机还有纯乙醇发动机。

1.2 甲醇与乙醇理化特性

为了分析醇类燃料在发动机上的应用，首先要从醇类燃料的理化特性入手。甲醇与乙醇和汽油与柴油理化性质比较如表1.2-1。可以看出，甲醇与乙醇的熔沸点比汽油与柴油低；甲醇与乙醇的热值比汽油与柴油的热值低；甲醇与乙醇的十六烷值比汽油高，但低于柴油；甲醇与乙醇的辛烷值比汽油与柴油高。

由上述数据可以简单分析得出，醇类燃料和汽油与柴油相比，挥发性好，抗爆性强，但是不易着火。

表1.2-1 甲醇、乙醇、汽油与柴油理化性质

1.3 研究现状

醇类燃料一般有两种使用方式，按一定比例混合燃烧与单燃料燃烧。根据使用方式的不同，醇类燃料发动机可分为以下几类。

1.3.1醇类/非醇混合燃料发动机

低浓度醇类/非醇混合燃料一般是醇与汽油（或柴油、二甲醚^[5]）混合后直接使用，而且发动机的结构也不需要调整^[6]。点燃式发动机采用进气道喷射，压燃式发动机采用缸内直喷。低浓度乙醇还有催化燃烧的方式^[7]。

高浓度醇类/非醇混合燃料在使用时需要对发动机的燃油系统进行更改^[6]。除了上述燃油喷射方式外，高浓度醇类/汽油混合燃料还有增压器前喷射、增压器后喷射方式^[8]。

1.3.2 多浓度醇类燃料发动机

这类发动机有双喷射系统^[9]，一个用来喷射汽油或柴油，另一个喷射醇类燃料，可以做到根据不同工况调整醇类燃料和汽油/柴油的比例^[10]。

1.3.3 含水乙醇燃料发动机

含水乙醇在含水比例较低的情况下可以和混合燃料点燃式发动机一样不改变原机结构使用，在压燃式发动机上需采用进气道喷醇的方式^[11]。

含水乙醇的另一种使用方式则是将醇类燃料重整或裂解，将重整气或裂解气通入气缸内燃烧^[12]。

1.3.4 醇类燃料发动机

醇类燃料在压燃式发动机上可以采用均质压燃技术^[13]，SCS燃烧系统^[14]，缸内直喷周向分层燃烧系统^[15]，也可以用少量柴油、二甲醚、助燃剂^[5]作为引燃油。而点燃式发动机上和汽油燃料使用方法类似。

1.4 研究目的

地球上的化石能源是有限的，然而为了保障交通运输的发展，发动机的燃料需要将视线从不可再生能源转移到可再生资源。醇类燃料发动机技术及应用现状分析是对发动机可再生能源之一的讨论与分析，探究醇类燃料作为发动机的能源是否可行，能否为改变能源结构与可持续发展提供一条新路径。

1.5 研究意义

本次对醇类燃料发动机技术及应用现状分析是关于醇类燃料发动机技术的综合，涵盖了醇类燃料发动机的各种种类并有一定的分析。同时还对于国内外能源问题进行了总结与分析，基于目前能源的背景来讨论醇类燃料发动机的可行性并提出发展建议，对于醇类燃料研究有一定的参考价值。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

查阅多方资料，分析对比醇类燃料（甲醇、乙醇）与汽油、柴油的理化特性，从燃料的特点考虑醇类燃料对发动机的影响，分析醇类燃料的优势与不足。收集各个国家能源相关的资料，包括能源储备与使用情况、国家对相关产业的政策与法规。

在对国内外资料进行理解与分析后，对现有的醇类燃油应用的技术与现状归纳总结。对醇类燃料发动机的种类、燃料供给与控制系统、工作原理、性能、关键技术及市场份额进行深入研究。

在完成上述任务后，应对醇类燃料发动机的原理与性能有一定的认识，从而提出我国醇类燃料发动机的应用技术发展方向，并对如何加快我国醇类燃料在发动机上的推广应用进程提出建议。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] bp p.l.c..bp-statistical-review-of-world-energy-2016-full-report[j/ol].uk：bp p.l.c.，2016[2017-3-14].bp.com/statisticalreview.

[2] j. w. g. turner， r. j. pearson， b. holland，et al. alcohol-based fuels in high performance engines.[j] sae international，2007.

[3] j. w. g. turner，r. j. pearson，b. holland，et al. alcohol-based fuels in high performance engines.[j] sae international，2007.