【正文】 88MON84 根據國內外對M10辛烷值測定的結果，M10的RON值比純汽油增加4—5個單位，MON增加2—4個單位，新車的道路辛烷值大約增加1．5—3個單位。 圖28表明在無鉛汽油(圖中實線)及含鉛(／I)汽油(虛線)中，加入甲醇后辛烷值變化的情況。研究法辛烷值RON增加得較多，而馬達法辛烷值MON增加得較少，燃料的敏感度增加。在最初加入少量甲醇時，前端辛烷值(FON)陡峭地增加。當摻加量超過 15％時，增加得就較緩慢。從圖中還可看到加鉛汽油，即原來辛烷值較高的汽油加入甲醇后，馬達法辛烷值MON增加得較少，燃料的靈敏度增加。圖2—9為在單缸爆震試驗機上，測定普通汽油及優(yōu)質汽油摻入甲醇后辛烷值增加的情況。從圖中曲線可以看出，在加入同樣多甲醉的情況下，普通汽油辛烷值增加的幅度比優(yōu) 圖28 在汽油中加入甲醇對辛烷值的改善圖41 甲醇含量對普通汽油及優(yōu)質汽油辛烷值的影響質汽油大。在甲醇中加入水，能夠使混合燃料的辛烷值增加得更多些。如圖210所示。在單缸試驗機上，測得的辛烷值還不能完全反映發(fā)動機在車輛道路行駛時的抗爆震性能，還要測定道路辛烷值。試驗結果表明，在全負荷低轉速及加速時，摻了甲醉的汽油M 5及M15的道路辛烷值也提高了。但是在全負荷高轉速時的道路辛烷位卻明顯地降低了，如圖2—11所示。優(yōu)質汽油比普通汽油降得更多。 圖210 甲醇含水后對燃料道路辛烷值的影響圖42 甲醇對混合燃料道路辛烷值的影響圖43 燃料的蒸餾特性應該指出，乙醇同樣具有提高混合燃料辛烷值的性能，在汽油中摻入醇對辛烷值的具體影響，隨基礎汽油不同而不同，但是能提高辛烷值卻是肯定的。而且在辛烷值較低的汽油中摻入醉，對提高燃料的抗敲缸性能更有利。加入甲醇后，可以不再向汽油中加入四乙基鉛，或者減少四乙基鉛的添加量，仍能使混合燃料得到較高的抗敲缸性能。3．燃料的蒸餾特性 燃料被加熱時，在不同的溫度下，蒸發(fā)分量也不一樣。蒸餾物的容積數量與溫度之間的關系構成燃料蒸餾特性。在汽油中加入甲醇后，混合燃料的餾出特性與純汽油有所不同，見圖2—12，這主要是由于甲醇與低沸點的碳氯化合物部分形成共沸混合物的原因。4．混合燃料的汽化潛熱混合燃料的汽化潛熱愿。可用下式計算：式中： ——混合燃料中甲酵的重量比(％)，——甲醇的汽化潛熱(MJ／kg)； ——混合燃料中汽油的重量比(％)?！偷钠瘽摕?MJ／k B)；——在室溫觀察下，汽油和無水甲醇混合時，混合燃料溫度下降值所對應的熱量。例如對于甲醇量為5％及10％的甲醉——汽油混合燃料的溫度分別下降2及3，所以燃料混合時的熱量是負值，實際上增加了混合燃料的汽化潛熱。5．混合燃料的蒸氣壓及揮發(fā)性在汽油中加入少量的甲醇后，分子間吸引傾向力減弱。甲醉及汽油容易自液面逸出，將使雷特蒸氣壓明顯增加，混合燃料的蒸氣壓高于其中組分的蒸氣壓，偏離了拉烏耳特(Ra ult)定律。當混合燃料中甲醇含量為15％左右時，蒸氣壓最大，而當混合燃料中甲醇量進一步增加時，則蒸氣壓又降低，如圖2—13所示。但是實際增減的程度，決定于基礎汽油的性質及測量方法等。混合燃料的揮發(fā)性也與純汽油不同，低甲醇含量使揮發(fā)性增加。一般汽車燃油泵及化油器的工作溫度為70，因此衡量70時燃油的蒸發(fā)量圖44 甲醇含量對燃料蒸氣壓的影響是重要的。從圖2—12表示汽油摻入甲醇后的蒸榴特性分析，與汽油相比溫度等于或低于70時，混合燃料的蒸發(fā)量增加較多，而在高溫時則影響較小。使用混合燃料容易發(fā)生氣阻的原因之一就在于蒸氣壓及蒸餾特性的變化。例如M10的蒸氣壓增加17．6kPa，而在蒸餾特性上，10％蒸餾點的溫度下降ll，比汽油發(fā)生氣阻的溫度將要低7~ 10。為了將燃料蒸氣壓等性能與車輛的熱驅動性能聯系起來， 國外用彈性揮發(fā)指數FVL（Flex Volatility Lndex）來評價。 燃料FVL值的高低影響汽車的驅動性能、氣阻及揮發(fā)性排放等。圖214表示汽車驅動性發(fā)面的故障與FVL值之間的關系。 圖45 驅動方面的故障與FVL的關系為了得到合適的燃料性質，可以調整基礎汽油中輕餾分如丁烷的分量，或者加入添加劑。例如在混合燃料中加入叔丁醇(7BA)可使RVP降低。如圖2—15所示。汽油機使用蒸氣壓及揮發(fā)性不合適的燃料將影響車輛的驅動性能。汽車的驅動性能是指發(fā)動機要能適應各種行駛方式變化的需要。優(yōu)良的驅動性能是汽車起動快，并能迅速加速到最高車速，車輛行駛不會出現“猶豫”、“蹣珊”；發(fā)動機不會回火、間斷著火甚至停車。驅動性能又分冷驅動性能及熱驅動性能，前者指冷起動及預熱暖機性能，后者指載荷、加速、熱狀態(tài)起動及是否會發(fā)生氣阻等性能。燃料的蒸氣壓及揮發(fā)性高，就容易起動，使低溫驅動性能良好，但高溫時則又容易產生氣阻。因此需要采取折衷辦法，控制摻合燃料的蒸氣壓及揮發(fā)性。 醇基燃料內燃機的特殊部件及原理 供油系統(tǒng)及供油量 多種燃料車用內燃機的供油系統(tǒng)如圖46所示。與常規(guī)系統(tǒng)不同的地方是增加了穩(wěn)壓器、溢流閥、噴油泵上的滑油恒壓器及動油泵等。 圖46 多種燃料車用內燃機的供油系統(tǒng) 由于醉燃料的熱值比柴油的熱值低得多，因此在同等功率情況下，噴油泵噴射醉燃料的雖大得多。這樣就要加大往塞及噴油器噴孔的直徑，研究適合醇燃料的最佳的噴射規(guī)律，改變油泵凸輪設計，否則就會增加噴射持續(xù)期，結束噴射的時間太晚，影響燃燒效率。 噴油泵零件的潤滑 柴油的粘度較商，一般柴油機上噴油泵的柱塞體、油泵凸輪等的潤滑是由柴油保證的。而醇燃料的粘度低，幾乎毫無潤滑性。粘度低的醇容易從柱塞與套筒之間的間隙中，漏入噴油泵的潤滑油中，稀釋了潤滑油，噴油泵的拄塞體、油泵凸輪及輸油泵的一些零件將會達早磨損。漏油過多也會影響油泵的供油量。 解決柱塞偶件的潤滑問題，可以改善醇燃料的潤滑性及噴油泵的結構。前者是在醉燃料中加入1~5%的蓖麻油，而后者是改進噴油泵的設計，用潤滑油進行潤滑。噴油泵設計有專門的潤滑油路(見圖47)，以保證柱塞的潤滑及密封性。在柱塞套上加工有兩道環(huán)形油槽(為了看得清楚，在圖上用實線畫在拄塞上)。上邊環(huán)形油槽與噴油泵的低壓油腔連通，位從高壓腔滲漏過來的燃油不會流入泵的潤滑油中。下邊的環(huán)形油槽與潤滑油道連通，將滑油引入，起阻止燃油下竄及潤滑的作用。為了保證上述作用，兩道環(huán)槽應相離遠一點。噴油泵上設有恒壓器(見圖47)。潤滑油從發(fā)動機潤滑油道經過濾器進入恒壓器，~。 a時，但壓器彈簧使滑閥向上，讓潤滑油通過并進入噴油泵及輸油泵。 a，則潤滑油作用在滑閥的底部，推動滑閥向下，壓縮恒壓閥的彈簧，從而關閉潤滑油的進油孔，因此潤滑油不再進入噴油泵。 由恒壓器出口的潤滑油，一路經供油斜道進入各柱塞體潤滑；另一路則進入輸油泵。在滑閥下邊聯接恒壓器與高壓油泵挺桿空的油道，是用來排泄在恒壓器與滑閥之間滲漏出的潤滑油。通過供油斜道進入各柱塞體的潤滑油，進入柱塞套上下邊的一道環(huán)形油槽內。而柱塞上的刮油槽經過柱塞套上的環(huán)形油槽時，帶出潤滑油并使?jié)櫥弯侀_，保證各偶件間的必要潤滑。而柱塞套上邊的一道環(huán)形油槽，儲存壓力達o．1MP a以上的醇燃料，阻止?jié)櫥蜕细Z。使用潤滑油潤滑噴油泵可能產生的問題是潤滑油進入燃油中，潤滑油中有些添加劑不能溶解于醉燃料中，零件上的潤滑油膜被破壞，不能起潤滑作用。 穩(wěn)定油路中燃油的壓力及防止氣阻的措施由于柱塞泵產生的供油壓力是波動的，這種脈沖式的壓力被反射至噴油泵的柱塞和柱塞套之間，破壞密封油區(qū)，使醇燃料滲漏至噴油泵殼體下部的潤滑油中。穩(wěn)壓器(見圖48)就是起緩沖穩(wěn)壓的作用。當燃油壓力升高時，蓋和膜片之間集聚的空氣被膜片所壓縮，當壓力降低時，空氣則膨脹。穩(wěn)壓器的這個容積變化跳吸收了內輸油泵引起的脈沖，又穩(wěn)定了供油系統(tǒng)中的燃油壓力。在醇燃料系中，當溫度較高時，容易產生氣阻。這種蒸氣量及壓力的變化，也是使油泵容易產生氣蝕的原因之一。為了防止氣阻產生可采用較大排量的輸油泵，~(見圖48)。溢流閥的開啟壓力為o．12MP a。這樣使燃油在噴油泵內循環(huán)，使燃油和泵受到冷卻并易排除管路中的空氣。在醇燃料系中常設置有電動油泵及手油泵，在發(fā)生氣阻時，可以利用它們使燃油管路中充滿燃油，并排除空氣。第五章 總結 雖然世界各國都更具自身的實際情況發(fā)展代用燃料汽車。代用燃料也將有比較快的速度增長，但在未來的20年內，代用燃料汽車數量（醇基汽車自是一小部分）所占汽車比例不會超過30%，可是未來相當長的時期內汽車用 仍將以汽油和柴油為主。 醇基燃料的應用存在一定的問題，比如甲醇汽油的相溶性，對非金屬的溶漲性和毒性。乙醇柴油的相溶性、水含量的影響、助溶劑的添加等問題都必須得到科學合理的解決。就目前的情況來說還是不夠完善，有待更好的發(fā)展。為了使醇基燃料的內燃機能夠達到標準的動力性能，必須對內燃機進行改進，具體的措施是：在醇基燃料汽車的供油系統(tǒng)增加了穩(wěn)壓器、溢流閥、噴油器上的滑油橫壓器和動油泵等。著就從技術上解決了醇基燃料汽車在等供油量的情況寫功率下降的情況，為醇基燃料汽車的發(fā)展和應用提供的技術保障。我國目前醇基燃料發(fā)動機的研制開發(fā)技術水平較發(fā)達國家尚有很大的差距，零敲碎打各自為戰(zhàn)的方式也無法使我國醇基燃料發(fā)動機的關鍵技術取得突破。為此必須在歸口統(tǒng)一領導下，選定具有相當技術基礎的單位。確定重點突破的課題，組織聯合公關，重點解決好醇基燃料發(fā)動機具有特殊要求的零部件的研制和醇基燃料的儲運等關鍵技術水平，降低生產成本，縮小與國外先進水平之間的差距。為醇基燃料發(fā)動機占領和擴大市場奠定基礎。在二十一世紀人類對環(huán)境問題的重視和能源的緊缺，人類急切的尋找解決的辦法，其中醇基燃料汽車是最好的辦法之一。我相信在未來的半個世紀內醇基燃料汽車將有突飛猛進的發(fā)展。參考文獻[1] 邊耀璋．汽車新能源技術．北京:人民交通出版社．2003，第一版[2] 原滿江．車用動力使用甲醇燃料的可行性分析．車用發(fā)動機．2002,8．(SerialNo. 140 ) : 38 ～40[3] 王翔，郭擁軍，張建軍．甲醇、汽油及甲醇汽油作內燃機燃料的性質比較．化化工時刊．2005, 3, : 46～49[4] 彭小紅．醇類燃料燃燒與排放特性的研究．長安大學碩士研究生論文．2003年5月[5] 朱清江，劉曉丹．車用甲醇燃料可行性分析．西安能源．2005，12．24～27[6] 朱清江，司利增．車用甲醇燃料性能研究．第四屆北京國際清潔汽車技術研討會暨展覽會論文集．2005年11月．354～357[7] 高海洋，穆豐瑞，金耀德．汽油機摻燒代用燃料時的動力性研究．河北工業(yè)大學學報．2000（8）．66～69[8] 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