探索甲醇技术 开启新燃料时代

随着社会的发展，汽车产业迎来了春天，汽车代步已经是越来越多人的选择，随之而来的就是石油燃料消耗的剧增，这也是我国石油进口量不断增长的原因之一。另外，环境的污染问题一直是城市的痛点，而机动车已成为城市大气污染的重要排放源。

一方面是人们生活质量的提高，一方面是环境污染带来的危害，是不是社会的发展就一定要以牺牲环境为代价？其实不然。我们的科学家正在寻找一条低碳的发展之路。姚春德教授就是这样一位科研人员。

甲醇汽车 低碳的汽车发展之路

目前，国外的甲醇汽车技术日渐趋于成熟，而甲醇也被视为最有前景的内燃机替代燃料。甲醇的热值低，含氧，燃烧速度快，有利于提高发动机的热效率。

世界上的很多国家都在研发甲醇汽车，甲醇燃料的地位日益提升。甲醇属可再生资源，且生产原料丰富，包括煤炭、天然气、生物质以及二氧化碳。众所周知，中国的煤炭储量远超石油，但其中40%以上是高硫高灰煤，无法实现直接应用。但高硫高灰煤、焦炉气与煤层气产生的甲醇，则可实现深度利用，目前我国甲醇产能有一定量的过剩。在这种背景下，如果能够适度的开发甲醇燃料，势必会缓解石油能源不足的问题。

事实上，我国甲醇汽车研发始于20世纪80年代。从这一点来看，石油能源紧张问题由来已久。正是认识到了这一点，姚春德教授毅然决然的投入到了甲醇技术的研究领域。坚持不懈的研究终于让他在这一领域取得了突破性进展。 

曙光来临 开启柴油甲醇组合燃烧

姚春德教授多年沉浸在甲醇研究领域，在国家自然科学基金和863计划项目的支持下，他开始从事柴油/甲醇组合燃烧新技术的研究。

柴油是轻质石油产品，其特点是热效率高，燃油经济性高，但排放的高氮氧化物和颗粒物成为污染的主要来源之一。因此，减少柴油消耗、寻找更有利于环境的清洁能源就成为中国乃至世界的主要诉求之一。甲醇的低碳含氧、燃烧清洁等特点让其成为理想的替代燃料。但燃料的替代需要解决很多问题，比如，难压燃、蒸发性差、与柴油不互溶等。这些问题不解决，甲醇就无法成为替代燃料。姚春德教授经过仔细研究，提出了柴油/甲醇组合燃烧技术，为甲醇汽车的进一步应用提供了技术保障。

姚春德教授带领团队开发了出整套甲醇喷射系统的关键部件，建立起完整的自主开发体系。根据汽车不同阶段的消耗，采用最优的消耗方式。即在启动、暖车及小负荷工作时，汽车的发动机以纯柴油模式工作，这样的做法避免了醛类物质的产生；但当汽车处于中高负荷时，系统会发出指令，在进气道喷入部分甲醇燃料，利用甲醇高汽化潜热特性，在形成均质预混合气过程中大量吸热，降低进气温度，进而降低燃烧温度，减少氮氧化物排放；利用甲醇燃料含氧特性，加快燃烧，减少颗粒物生成。这项技术研发和应用，降低了氮氧化物和碳烟颗粒物的排放量，达到了国家的排放标准要求。

十余年的探索和付出，终于看见了曙光。柴油/甲醇组合燃烧技术成功的解决了甲醇在柴油机应用上面临的问题。特别是柴油与甲醇分开供应系统的构建，解决了甲醇难压燃的技术难题，推动了我国甲醇汽车产业的发展。

姚春德教授在出版的专著《柴油/甲醇二元燃料燃烧理论与实践》中，进一步完善了内燃机的燃烧理论研究。

深入研究 建立耦合标定体系

科研工作永远没有边界，姚春德教授带领他的团队深入研究，建立甲醇喷射精准控制及其与柴油燃料全工况耦合标定体系。实现发动机动力性提高10%，燃料经济性改善20%，甲醇对柴油替代率超过30%。该技术在机械工业科技大会上荣获2016年度中国机械工业科学技术奖一等奖。

姚春德教授发明的甲醇瞬间高均匀空间分布的喷射装置克服了甲醇蒸发性差的缺陷，阐明了甲醇雾化机理。发明了高喷射压力、多孔数小孔径、组合贯穿距的喷醇器，可使甲醇在进气管空间内瞬间形成均匀分布的液雾，提升了柴油/甲醇双燃料发动机的动力性和加速性响应。该技术被授权发明专利“组合贯穿距的喷醇方法及装置”荣获2015年度中国专利优秀奖。

甲醇对汽车各部件以及管路的腐蚀性问题，一直是甲醇燃料替代的难点所在，姚春德教授针对这一问题，发明了直流无刷耐醇泵、干簧管式甲醇液位计、滤清器和限压阀以及耐醇胶管等高可靠、长寿命的涉醇专用部件。

姚春德教授在甲醇领域成绩斐然，尤其是柴油甲醇组合燃烧技术的发明，极大的推动了我国甲醇汽车研发的步伐。姚春德教授没有满足目前的成就，他将会在这一领域继续奋战，不断开拓甲醇的应用领域，实现资源的深度利用，为我国甲醇产业的发展提供更广泛的技术支持。