旧汽车“节能”的小改小革也是条“减排”的宽广之路(续4-1) (五)醇(酒精)——汽油混合燃油或能降低汽车尾气PM2.5排放的浓度。 曾有这样一个故事,“一名醉汉驾车出行,途中汽车熄火,才想起出门时忘加油,情急之下竟把随身带的”白兰地“都倒进了油箱,汽车居然被重新发动起来开回了家。”这个故事大概是虚构的,但却反映出人们早期想以醇代油的愿望。其实早在半个多世纪前,大庆油田尚未开发,我国各地以甲醇(工业酒精)代汽油已相当普遍。醇(酒精)类和汽油虽都是液态易燃物,但性能却有差异,在按汽油性能设计制造的发动机中,完全以醇代油并不能十分兼容,因为:
(五)醇(酒精)——汽油混合燃油或能降低汽车尾气PM2.5排放的浓度。
曾有这样一个故事,“一名醉汉驾车出行,途中汽车熄火,才想起出门时忘加油,情急之下竟把随身带的”白兰地“都倒进了油箱,汽车居然被重新发动起来开回了家。”这个故事大概是虚构的,但却反映出人们早期想以醇代油的愿望。其实早在半个多世纪前,大庆油田尚未开发,我国各地以甲醇(工业酒精)代汽油已相当普遍。醇(酒精)类和汽油虽都是液态易燃物,但性能却有差异,在按汽油性能设计制造的发动机中,完全以醇代油并不能十分兼容,因为:
1) 醇类和汽油相比,其燃点比汽油略高,在发动机低速状态下还没有太大感觉,但当转速升高,它的着火时间比汽油明显滞后,使发动机功率下降。
2) 醇(酒精)类物质在汽缸中的燃烧产物与汽油也不尽相同,除了和汽油一样,也产生大量碳氧化物,氮氧化物及一些碳氢化物外,也还另外产生一些水蒸汽分子。它们在奥拓循环后期降温中,会有冷凝现象,其中大部分随尾气排出,而小部分会粘附在汽缸表面的油膜上,对润滑十分不利,加大了汽缸、活塞及活塞环等的磨损。
针对上述情况,过去人们采取的措施,主要着重在设法使发动机的输出功率不降或少降,也就是加大点火提前角,以及提高压缩比等方法,并取得一定成效,但并不完善,因此当汽油供应充裕后,以醇代油就被淡出。而在南美巴西,对以醇代油仍不断有所研究。据介绍,上世纪八十年代初,巴西国内已有含甲醇(工业酒精)15% 的醇——汽油混合燃油作为商品在市场上销售,它不需对发动机做任何调整和改动,也不需再向汽油加铅来阻止爆震,可完全替代纯汽油在汽车上使用,称得上是一个环保的汽车燃油。
当前汽车尾气排放的PM2.5,已是公认造成城市空气污染的主要污染源,而每当下雨后空气又比较清新也使人感受到水汽分子是可以集聚PM2.5颗粒以降低它在空气中的浓度,减少对人的危害。这也同时使我们联想到,汽车使用醇——汽油混合燃油燃烧后会产生水汽分子,也是能集聚尾气中的PM2.5而降低其排放浓度。
我们现在并不知道巴西含醇15%的醇——汽油混合燃油是怎样合成的,但从柴油加水乳化的方法中得到一些启示。上世纪八十年代初,浙江水产学院曾用高速搅拌的方法,把水加入柴油进行乳化,目的是为沿海捕鱼船队的柴油机省油省钱着想。这种方法在柴油乳化后立即使用是可以的,但若航程较远,在油箱中放置时间较长,其中部分水分子容易析出,使柴油机运转不稳。不过醇——汽油混合燃油与乳化柴油的性能并不相同。乳化柴油中的水分子在笛塞尔循环中并不参与燃烧。它是吸收了柴油燃烧的高温热能迅速形成高温高压的水蒸气,以类似在蒸汽机中的状况参与运转,因此对乳化的要求较高。要求乳化十分均匀,也要求喷入汽缸时雾化要很细。而醇——汽油混合燃油是通过化油器吸入汽缸,醇和汽油都将按奥拓循环工作。只要互不干扰就能正常运转,因此醇与汽油的混合要比柴油的乳化的要求低很多,方法也相应简单,使用也更方便。
醇类及醇——汽油混合燃油,是石油紧缺时期作为汽油代用品使用,人们对它有哪些不足,不太关注。如今为降低汽车尾气PM2.5排放再去使用,就应该充分考虑并寻求改善的方法。目前已知,主要是混合燃油中,醇燃烧生成的水汽分子会对汽缸、活塞、活塞环等相关部件的润滑产生危害,使其磨损增加。但另一方面,这些水汽分子又正是我们为降低尾气中PM2.5浓度必须从它得到的,这是一个取舍两难的矛盾。不过我们也不妨用对比的方法作些优选来选取对我们适用的醇——汽油混合燃油。也就是用不同含醇比例(如15%,10%或5%等)的混合燃油与纯汽油作对比试验,定期检测相关部件的损耗及PM2.5的排放状况。这种对比试验非常简单,技术上并没有困难,但要按时定期拆检不免使人感到有些费时费力。比较可行的做法是:
依靠城市公交及出租车的行业优势,选择几种不同类型在正常使用的车辆,结合其维修保养计划,对发动机拆检这些行业一般都有自己的技术队伍和维修保养设备,拆检并不需另行花费,而对探索降低汽车PM2.5排放的工作,却能起到很大的助推作用。对汽油和醇类等易燃液体的混合,则应严格按安全规范操作。
除此之外,酒精行业也是一个十分重要的参与者。目前我国酒精业技术上还不太先进,产能却已过剩,醇——汽油混合燃油的使用,将助推现有酒精生产企业向提高质量,转型发展的方向前进。它将是件一举两得的改进措施。
而另一方面,单纯从醇-汽油混合燃油作为降低汽车尾气PM2.5的角度去设想,当我们把它用在行将淘汰并尚在行驶使用的黄标车上,如果黄标车的尾气排放明显好转,或甚至近于达标,那将充分证实醇-汽油混合燃油是可以用来降低汽车尾气PM2.5的排放,这是一项既简便易行又立竿见影的实验措施,谨供驾驶黄标车并关注大气环保人们的参考,不妨一试。