【正文】 甲醇汽油時，需要對發(fā)動機做適當改動和調(diào)整。 甲醇發(fā)動機性能分析通過在FQ6100Q汽油發(fā)動機上分別燃用90、經(jīng)濟性、。試驗依據(jù)的標準是汽車發(fā)動機性能試驗方法和GB3845 1993汽油車排氣污染物的測量(怠速法)。相對溫度70%一80%。所用主要試驗儀器及設(shè)備詳見表2。這種冷機起動性能主要由甲醇和輕烴的理化性質(zhì)所決定。. 58% . HC為。 速度特性試驗發(fā)動機在100%油門開度下，轉(zhuǎn)速n在100至2800之間的試驗性能動態(tài)對比曲線如圖1所示。發(fā)動機速度特性試驗結(jié)果表明：燃用醇基燃料與燃用90汽油相比，其最大功率下降2. 47% ,最大扭矩下降2. 34% ,最低燃料消耗率上升5. 79%，平均燃料消耗率5. 68%。、燃料消耗率b、燃料消耗量B都略有增加。. 23,395. 21 ,最低消耗率和平均燃油消耗率分別上升4. 95% ,5. 57%。圖2 轉(zhuǎn)速為1800r/min的負荷特性曲線表6 1800r/min負荷特性試驗結(jié)果項目試驗結(jié)果90汽油醇基燃料變化率，%最低消耗率,+平均燃料消耗率，+ 結(jié)論 ： (1) 。( 3) 在100%油門開度下轉(zhuǎn)速在100至2800之間，%、%、%。研究適合醇燃料的最佳噴油規(guī)律，改變油泵凸輪軸設(shè)計，否則就回增加噴射持續(xù)時間，結(jié)束噴射時間太晚，影響燃燒的效率。 第三章 乙醇燃料的理化性質(zhì)及發(fā)動機性能分析由于市售柴油是調(diào)和而成，常用的調(diào)和組分有直餾餾分、催化裂化餾分、加氫精制餾分、加氫裂化餾分等。加氫精制柴油雖然比催化裂化柴油芳香烴含量低，但烷烴中輕烯烴組分含量較高，因此在乙醇含量大于10%范圍內(nèi)相滲性與之很接近，體現(xiàn)了輕烯烴含量與芳香烴含量共同決定相分離結(jié)果的作用。 水含量對乙醇/柴油混合燃料相溶特性的影響混合物中水含量對乙醇/柴油混合燃料相溶特性有一定影響，隨混合物燃料中水含量的增加，相分離溫度增加，即相溶性變差。 水含量對助溶劑添加比例的影響%時，%即可滿足要求。因此，%. 乙醇添加比例對乙醇柴油理化特性影響 ，當乙醇添加比例為10%(E10)時，十六烷值下降約5個單位。助溶劑的加入對閃點的影響小大。 d .粘度試驗表明，加入乙醇0~15%(E0~E15)使混合燃料的粘度下降，但仍能滿足柴油的使用要求。，乙醇柴油的初餾點均在77~79與乙醇沸點78接近，這一初餾溫度一直保持到餾出體積接近乙醇添加體積后才開始明顯上升。 乙醇柴油儲存性能研究 a. 自然儲存試驗 試驗表明，乙醇柴油中的乙醇在開放體系中很容易揮發(fā)損失，因此要求乙醇柴油必須在密閉條件下儲存。結(jié)果表明,0號和20號乙醇柴油在5℃和18℃時穩(wěn)定期均超過90天。若要使發(fā)動機燃用乙醇柴油的功率與燃用柴油相當，必須調(diào)整噴油泵，增加循環(huán)供油量。圖2 不同燃燒負荷特性燃油消耗比較 為排除熱值差異對經(jīng)濟性的影響，用能量消耗率(bsec)來評價柴油機燃用乙醇柴油的經(jīng)濟性。在小負荷，由于乙醇高汽化潛熱和低十六烷值的影響，小同燃料的能量消耗率差別較大，負荷越小，差別越大。 乙醇摻燒比例對發(fā)動機燃燒特性的影響 從示功圖測試中可知，在同一工況、相同體積供油量情況下，隨著乙醇摻燒比例的增加，發(fā)動機缸內(nèi)最高壓力降低。從計算結(jié)果表明:隨著乙醇摻燒比例增加，壓力升高率逐漸增加，工作過程逐漸粗暴。小負荷的放熱率峰值逐漸降低，中、高負荷的最大放熱率逐漸增加。額定功率點:2 300 r/min，在原發(fā)動機90供油提前的基礎(chǔ)上分別推遲提前30和60，進行發(fā)動機外特性供油提前角調(diào)整試驗，試驗結(jié)果如圖3所示。 燃用E10乙醇柴油的發(fā)動機性能試驗進行了燃用E10乙醇柴油的發(fā)動機性能試驗，并與燃用柴油的發(fā)動機性能進行對比。用能量消耗率評價的經(jīng)濟性有所改善，能量消耗率降低了3%左右。從試驗結(jié)果石，與燃用柴油相比，燃用乙醇柴油發(fā)動機13工況排放試驗的CO,PM的比排放量變化小大，HC比排放量有所增加，即柴油機燃用乙醇柴油能夠滿足歐11排放標準限值。從發(fā)動機氣缸孔、活塞及活塞環(huán)、活塞銷及活塞銷孔、發(fā)動機曲軸主軸頸及連桿軸頸、發(fā)動機連桿瓦、發(fā)動機曲軸主軸承孔、發(fā)動機凸輪軸軸頸、發(fā)動機凸輪軸孔、發(fā)動機進排氣門及氣門導管和發(fā)動機供油系統(tǒng)等各主要零部件的精密測量結(jié)果看，發(fā)動機使用乙醇柴油時主要零部件磨損情況與使用柴油的磨損基本相當，即柴油機燃用乙醇柴油對其主要零部件的腐蝕磨損沒有產(chǎn)生較大的影響。燃用乙醇柴油的發(fā)動機機油直讀鐵譜WPC值低于燃用柴油的發(fā)動機，分析鐵譜時兩者的顆粒分布都以門常顆粒為主，磨料尺寸細小。 結(jié)論：1）選取發(fā)動機的兩個特征工況點（最大扭矩點：1400、額定功率點：2300）在原發(fā)動機9供油提前角得到基礎(chǔ)上分別推遲提前3和6。2）燃用乙醇柴油發(fā)動機與燃用柴油發(fā)動機相比113工況排放試驗的、的比排量變化不大，比排放量有所增加。3）從轉(zhuǎn)速為1 400 r/min和2 300 r/min的負荷特性試驗結(jié)果可知，發(fā)動機燃用乙醇柴油與燃用柴油相比，用燃油消耗評價的經(jīng)濟性有所降低，燃油消耗率增加了4%左右。4）發(fā)動機外特性試驗結(jié)果可知：在兩種燃料燃油消耗量一致的情況下，發(fā)動機燃用乙醇柴油時動；動力性有所下降，%。因此，以不同比例的甲醇或乙醇等與石油燃料混合形成的混合燃料可供內(nèi)燃機使用?；旌先剂系牡蜔嶂悼捎孟率焦浪悖菏街? ——混合燃料的低熱值(kJ／kg)： ——混合燃料中，第n種成分的低熱值(kJ／k8)； ——在混合燃料中，第n種成分所占的重量比 (％)。由于醇含氧，混合燃料燃燒時所需的理論空氣量少，在理論空燃比下形成的混合氣的熱值，也大體上與石油燃料的相同。 2．辛烷值在汽油中加入醇等含氧物，可以提高其辛烷值。表41能提高燃料辛烷值的幾種含氧物將含氧物加在汽油中對增加汽油的辛烷值的影響程度是不一樣的。 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。在最初加入少量甲醇時，前端辛烷值(FON)陡峭地增加。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。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(zhì)汽油辛烷值的影響質(zhì)汽油大。如圖210所示。試驗結(jié)果表明，在全負荷低轉(zhuǎn)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。優(yōu)質(zhì)汽油比普通汽油降得更多。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。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。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?？捎孟率接嬎悖菏街校?——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(％)。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。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。但是實際增減的程度，決定于基礎(chǔ)汽油的性質(zhì)及測量方法等。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。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。為了將燃料蒸氣壓等性能與車輛的熱驅(qū)動性能聯(lián)系起來， 國外用彈性揮發(fā)指數(shù)FVL（Flex Volatility Lndex）來評價。圖214表示汽車驅(qū)動性發(fā)面的故障與FVL值之間的關(guān)系。例如在混合燃料中加入叔丁醇(7BA)可使RVP降低。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(qū)動性能。優(yōu)良的驅(qū)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(xiàn)“猶豫”、“蹣珊”；發(fā)動機不會回火、間斷著火甚至停車。燃料的蒸氣壓及揮發(fā)性高，就容易起動，使低溫驅(qū)動性能良好，但高溫時則又容易產(chǎn)生氣阻。 醇基燃料內(nèi)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(nèi)燃機的供油系統(tǒng)如圖46所示。 圖46 多種燃料車用內(nèi)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。 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。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。 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(jié)構(gòu)。噴油泵設(shè)計有專門的潤滑油路(見圖47)，以保證柱塞的潤滑及密封性。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。為了保證上述作用，兩道環(huán)槽應(yīng)相離遠一點。潤滑油從發(fā)動機潤滑油道經(jīng)過濾器進入恒壓器，~。 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(guān)閉潤滑油的進油孔，因此潤滑油不再進入噴油泵。在滑閥下邊聯(lián)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。而柱塞上的刮油槽經(jīng)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。使用潤滑油潤滑噴油泵可能產(chǎn)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)壓器(見圖48)就是起緩沖穩(wěn)壓的作用。穩(wěn)壓器的這個容積變化跳吸收了內(nèi)輸油泵引起的脈沖，又穩(wěn)定了供油系統(tǒng)中的燃油壓力。這種蒸氣量及壓力的變化，也是使油泵容易產(chǎn)生氣蝕的原因之一。溢流閥的開啟壓力為o．12MP a。在醇燃料系中常設(shè)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。代用燃料也將有比較快的速度增長，但在未來的20年內(nèi)，代用燃料汽車數(shù)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(nèi)汽車用 仍將以汽油和柴油為主。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。為了使醇基燃料的內(nèi)燃機能夠達到標準的動力性能，必須對內(nèi)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。我國目前醇基燃料發(fā)動機的研制開發(fā)技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)取得突破。確定重點突破的課題，組織聯(lián)合公關(guān)，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(guān)鍵技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本，縮小與國外先進水平之間的差距。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。參考文獻[1] 邊耀璋．汽車新能源技術(shù)．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(nèi)燃機燃料的性質(zhì)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(shù)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] 吳域琦，馮心理．甲醇—后石油時代的一棵明星．第四屆北京國際清潔汽車技術(shù)研討會暨展覽會論文集．2005年11月． 449～454[9] 李金．有害物質(zhì)及其檢測． 北京． 中國石油出版社．2002年4月[10] 吳域琦，李紅寧．中國甲醇應(yīng)用現(xiàn)狀及前景．化工管理．2004．:26～27[11] 吉林省科技發(fā)展計劃重點項目吉林大學課題組．乙醇柴油助溶添加劑研究及在柴油機上的應(yīng)用技術(shù)研究．見：項目鑒定技術(shù)文件匯編．2005[12] Miyamoto, N., Yamazaki, k． amp。在兩年的學習中，老師給予我很多熱情的鼓勵和悉心的指導。在論文選題、搜集數(shù)據(jù)和理論研究方面，老師傾注了很多心血。