甲醇柴油双燃料内燃机的发展

摘要：现阶段，全球高度重视环境保护，运输行业与内燃机行业的绿色化转型发展已经成为重要趋势。作为一种清洁型燃料，甲醇因自身来源广泛、便于存储及低碳排放的优点，渐渐将传统柴油取代，成为了首选。文章主要以甲醇柴油机双燃料内燃机的相关内容展开了研究与分析，为实现技术应用与突破作出了贡献。

关键词：甲醇柴油机；双燃料；内燃机；发展研究

前言：随着市场中甲醇柴油双燃料内燃机技术的问世，将全新的解决方案带给了运输行业与内燃机行业的绿色化转型。文章以技术背景入手，深度分析了其技术优势及未来发展情况。

一、技术发展背景

甲醇作为一种可再生清洁能源，其应用在内燃机中，特别是甲醇柴油机双燃料内燃机被视为内燃机行业绿色化转型的典范。伴随全球能源需求日益增长，环境保护意识不断提升，传统柴油机应用限制因素不断增多。而甲醇作为一种低碳、环保的燃料，其燃烧生成的二氧化碳排放量远低于传统柴油，所以甲醇柴油机双燃料内燃机的研发应用，成为内燃机行业绿色化转型的首选[1]。

甲醇柴油机双燃料内燃机发展，得益于甲醇燃料自身优势，且随着内燃机技术进步。通过优化内燃机燃烧系统、控制系统等关键部件，实现甲醇和柴油混合燃烧，强化了内燃机热效率与动力性能。同时，甲醇柴油机双燃料内燃机排放性能也得到明显改善，符合严格的环保法规要求。随着甲醇生产技术进步及成本的降低，甲醇柴油机双燃料内燃机的应用前景更加广阔。此外，内燃机行业也将继续加大研发力度，促进甲醇柴油机双燃料内燃机技术创新发展，实现产业升级，为实现内燃机行业的绿色化转型与可持续发展作出贡献[2]。

二、发展现状分析

近些年，甲醇柴油双燃料内燃机技术日臻成熟，其中，全球范围内功率最大的甲醇双燃料船用发动机就是由中国船舶集团自主研发而成的，有着64500千瓦的功率，这样以来，传统的柴油动力有效被甲醇所取代，每年之中降低的碳排放量约等同于7.3万量小轿车燃油车排放量。同时，5S50ME-C LGIM 9.6EcoEGR甲醇双燃料主机在国内首制完成交验，这说明中国运输行业已经向绿色领域进军迈出了关键一步[3]。

三、技术优势及挑战

1、优势分析

甲醇柴油双燃料内燃机的优势明显，在内燃机行业与运输行业成为了重要的绿色发展标杆。其一，与传统采油机相比，其排放强度低了85%左右，氮氧化合物与硫氧化物的排放分别降低40%与90%。由此可见，其减排效果十分优越，这同甲醇含氧量高有直接关系，能够充分的完成燃烧，使得有害气体的排放明显减少。同时，甲醇燃料不易泄露，能够与水迅速融合，相较于柴油，其降解速度更快，尤其对于海运而言，有效保障了海洋环境。此种特性下，使得船舶行业中甲醇得到了广泛推广运用，提升了技术安全化程度。此外，甲醇燃料有着广泛的来源范围，不但能通过天然气、煤炭等化石能源合成，也可利用“二氧化碳+绿氢”或者生物发酵方式生产生成，这属于零碳方式，呈现出了可持续性与高灵活性特征。同时，甲醇有着相对较低的生产成本，运输与存储环节都比较容易，由此也具有明显的经济性优势[4]。

2、挑战分析

纵观应用市场，甲醇柴油双燃料内燃机技术面临的挑战也很巨大。其一，与柴油相比，它的能量密度仅为46%，这表明在对同样动力运输装置驱动中，需要扩大一倍以上燃料库体积。如此以来，不但将运输装置的设计难度提升，同时，对运输装置的运输效率及载货能力也会带来影响。其二，甲醇燃料的协同燃烧技术与高压喷射技术应不断优化与调整。相较于柴油燃料，甲醇燃料的燃烧特性更为特别，这样高效协同燃烧这两种燃料属于技术开发中的难点。同时，甲醇会腐蚀到金属材料，因此，对发动机的耐久性与材料选择提出了更为严苛的要求。其三，甲醇燃料基础设施建设环节有待优化提升，主要围绕加注、生产、运输、存储等方面展开，构成配套化的环节，从而才能规模化促进技术的提升与发展。

虽然面临的挑战颇多，但是该技术的优点仍使其有着非常广阔的发展前途。通过完善产业链，创新技术方式，很多技术难题也将得到解决，进而想着更加广泛的领域推广甲醇双燃料内燃机，不断向着全球“双碳”目标方向迈进[5]。

四、甲醇柴油机双燃料内燃机的未来发展

1、创新技术

技术作为核心动力，推动甲醇柴油双燃料内燃机发展。甲醇有着相对较低的能量密度，同柴油相比，其燃烧特性明显，因此，将更高的技术要求抛向了燃料喷射系统和燃烧控制技术。随着技术发展，通过对高压喷射系统的完善，达到协同燃烧甲醇与柴油的目的，切实将甲醇的发动机整体效率与代替率提升。

2、完善产业链

完整的产业链是实现甲醇柴油双燃料内燃机的规模化的重要表现。现阶段，甲醇燃料的制造、存储、运输及加注设备不断走向成熟，对技术推广产生了影响。所以，应建设专门的甲醇燃料生产设施，特别是可再生能源应用，包括太阳能、风能等，达到低碳排放的目的，迎合绿色化发展目标。

结语：

甲醇柴油双燃料内燃机技术的发展为运输与内燃机行业绿色转型提供了技术支撑。基于技术创新，完善燃料喷射系统与燃烧控制技术，甲醇替代率及发动机效率明显提升。产业链完善，涉及甲醇燃料的生产、储存、运输和加注设施建设，为该技术的规模化运用奠定基础。政策支持下，政府需台更多激励措施，促进绿色航运政策的落地实施。国际合作有助于制定统一的技术标准，推动甲醇燃料技术的全球化应用。尽管面临甲醇能量密度低、基础设施不完善等挑战，然而伴随技术进步与产业链成熟，甲醇柴油双燃料内燃机将实现“双碳”目标。所以，该技术广泛应用将为全球航运业和内燃机行业带来优异环保效益和经济效益。

参考文献：

[1]王银山，姚春德，程传辉，段峰.甲醇-柴油汽车的控制与性能研究[J].辽宁工程技术大学学报，2005（05）：123-125.

[2]王继先，蔡曾华.柴油机燃用柴油/甲醇双燃料的试验研究[J].农业工程学报，2001（02）：80-84.

[3]王辉，徐国强，楚宜民，海本涛，景劲松.柴油机燃用甲醇—柴油混合燃料的研究[J].河南农业大学学报，2000（04）：92-95.

[4]姚春德，段峰，李云强，王银山.不同喷醇方式对柴油机实行柴油/醇组合燃烧时性能的影响[J].内燃机学报，2004（05）：24-29.