汽油混兌性能的研究及其對燃料能的影響畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 性能和冷起動性能較差，動力性能也不及純汽油。可用作車用汽油代用品。許多國家作了大量使用試驗，有的也在使用。但因較貴，以及上述諸缺點，尚未使用。甲醇汽油是由10%25%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，不含任何汽油，但可達到9097國標汽油的性能和指標。此配方國內獨特、環保、成成本低，節省資源節省外匯造福人類，市場競爭力強，具有極好的發展前景。 產品主要特點⑴環保、清潔性突出產品生產過程采用清潔化工藝中無“三廢”。本品不含鉛等燃燒后排出的氣體清潔無害，有利于改善城市環境⑵使用方便，無需改動裝置汽車如果使用石油液化氣燃料需增加特制裝置，增加了汽車成本。而甲醇汽油可與石油產品裝置同時使用，不僅節省汽油費用，而且還可節約改制裝置費用，單獨使用或混合使用均可，真可謂“一舉三得”。 ⑶成本低、原料易購、來源廣泛與乙醇汽油相比，成本低、原料易購、來源廣泛。①乙醇（俗稱酒精），它主要來源于糧食，材料來源單一，一旦遭災、減產，原料來源就成為問題，而甲醇是化肥和制藥、煤炭等行業生產的副產品，也可利用化工原料合成，價格低兼，來源極為廣泛。②乙醇市場售價4000多元/噸，而甲醇一般不超過2000元/噸，乙醇比甲醇貴一倍之多。同時，乙醇汽油是將10%的乙醇兌入汽油中，由于乙醇本身較貴，汽油售價比甲醇化工原料還貴，綜合成本每噸乙醇汽油比甲醇汽油貴800元以上。⑷生產不受季節和規模限制甲醇汽油一年四季均可生產，與生產汽油、潤滑油等產品相比。無需加溫、加壓、無水狀態中生產。生產規模可根據本單位或個人的經濟狀況、市場等因素決定，可大可小。產品可廣泛適應于各種燃用汽油的機動車輛。如：轎車、客運車、叉車、吊車、助力車、農用車、摩托車、裝載機等。 對不同比例甲醇（M15和M30）和93汽油的研究試驗研究采用的是相同試驗條件下的數據對比方法，以求得出甲醇汽油混合燃料對發動機性能的影響。在研究發動機的動力性時常用發動機有效功率作為指標。當測功機進入測功程序，滾筒轉速達到測功速度設定點時，隨加速踏板開度增加，滾筒對驅動輪產生制動力。當該制動力與驅動力達到平衡時，得出汽車車輪與滾筒切向間的瞬時驅動力值。功率即為速度與力的乘積，試驗按GB/T182762000測量額定扭矩工況汽車驅動輪輸出功率和額定功率工況汽車驅動輪的輸出功率值以及多個速度點的功率值。測試0~80km/h原地起步連續換擋加速時間。燃油裝在外接油箱內，通過設定的時間來測定循環工況下的油耗。循環工況為：車速從0加速至20km/h后勻速行駛1min,然后順序運行車速至40km/h、60km/h、80km/h、70km/h、50km/h和30km/h,以各速度各均速行駛1min后總的燃油消耗量。根據國際要求，此次試驗分別用筒易工況法的穩態加載工況法（ASM）和雙怠速法進行排放檢測。穩態工況法汽車排氣檢測系統采用穩定的勻速過程，加載保持固定值。試驗結果和分析不同比例的甲醇汽油對整車動力性的影響在試驗過程當中，汽車在燃燒M15甲醇汽油的功率有所提高，~.，%~%。當汽車車速在40km/h以上時，功率隨著轉速的增加而明顯提高，在電噴汽油機工作的過程中，ECU根據各傳感器傳輸的空氣流量、發動機轉速等工作參數，按照預先編好的運算程序進行計算，和內存中的最佳工況參數進行比較判斷，給噴油器一個噴油脈沖信號。燃用M30甲醇汽油的輸出功率與93汽油相比，在50km/h時，功率下降最大，%。在定速度55km/h下，定量測得汽油的功率工況，燃用M15甲醇汽油與93汽油相比，而在M30甲醇汽油與93汽油相比。，它在進氣過程和壓縮過程中要從空氣和汽缸吸取大量的熱量才能氣化工作。但由于甲醇自身含氧，完全燃燒所需的空氣比汽油少得多，甲醇的理論混合氣質量低熱值可達汽油的94%。由于甲醇是含氧燃料，所以甲醇燃燒速度快而且燃燒完全，熱效率高，有利于動力性的提高。甲醇的沸點比汽油低，有助于燃料空氣混合氣的形成和缸內混合氣的流動，改善燃燒過程。試驗結果證明，燃用不同比例甲醇時，M15甲醇汽油的動力性明顯優于93汽油，而M30甲醇汽油動力性沒有提高，反而降低了。汽車在燃用不同比例甲醇汽油時，從0~80km/h時的加速時間，由此可得動力性：M15＞93＞M30。由此可對上面燃用不同比例甲醇汽油對整車性能影響的驗證說明。不同比例的甲醇汽油對整車經濟性的影響由于醇的熱值只有汽油熱值46%，為了科學地比較甲醇汽油的經濟性，將混合燃料的燃燒量轉化為當量燃油消耗量，分別描述M1M30兩種不同比例甲醇汽油的燃油經濟性。甲醇是單碳的含氧燃料，其分子結構中含有烴基，在烴基中由于氧原子間極性的存在，使得它具有較強的化學活性。烴基的這一特性使得甲醇汽油燃燒更充分，燃燒速度快，后燃燒程度小，從而有利于燃燒效率和熱效率提高，總體當量油耗比下降，另一方面，甲醇的氣化潛熱大，導致發動機在低負荷工作時汽缸內的溫度、壓力較低，會在一定程度上惡化燃燒。兩種比例甲醇汽油的當量燃油消耗量隨著車速的增加呈緩慢上升的趨勢。與93汽油相比較，（100km）,M15低摻混比甲醇汽油在中低轉速時，汽油機在閉環反饋控制下進行，發動機發出相同功率時，理論空燃比下的循環混合氣質量相差不大，而且摻燒的甲醇比例少，因此甲醇汽油的當量燃油消耗量降低幅度不大；在高轉速時，由于氣門開度相對較大，甲醇的燃燒就比較充分，燃油消耗量明顯減少。對于M30甲醇汽油燃燒消耗量高于93汽油，~(100km)，%~%。，低于汽油的低熱值，因此甲醇汽油的燃油消耗高于汽油的燃油消耗。由計算可知，低于汽油的低熱值，因此甲醇的低成本和可持續利用以及甲醇汽油的低排放性所帶來的社會經濟效益，使用甲醇還是經濟合理的。通過試驗對比研究，燃用M15和M30的電噴發動機與燃用純汽油的電噴發動機相比，其動力性和經濟性有如下結論：燃用M15時的動力性優于純汽油，尤其在中高車速時，表現尤為明顯，而燃用M30時的輸出功率比汽油稍差，其加速性能好于汽油，但相差不大。由于甲醇具有高辛烷值，低空燃比等特點，在不同摻燒比的甲醇汽油對比試驗中，M15的油耗率最低，經濟性得到改善。 甲醇汽油混合燃料的應用性能⑴、動力性及經濟性%，按說其動力性應比汽油低，但是摻燒小比例的甲醇影響不超過5%，完全可以忽略。另外，甲醇含氧，有利于完全燃燒，效率較高；甲醇的氣化潛熱較高，進氣溫度較低，有利于增加進氣量和提高動力性；甲醇的分子變更系數較大，也有利于提高動力性。當然，由于摻燒比例小，有利于提高動力性因素的影響同樣微乎其微。少量的甲醇可以明顯改變基礎汽油的辛烷值，尤其是在中、低辛烷值范圍效果比較明顯，如對70號汽油，摻燒5%甲醇，辛烷值可以增加5個單位。辛烷值增加，則許用壓縮比提高。實驗表明，燃用甲醇與90號汽油相比，發動機和整車的燃料經濟性略微降低，可以忽略不計。這是由于甲醇含氧燃燒完全度較高；甲醇辛烷值高，點火提前角可以調整到熱力學最佳位置。⑵、排放特性燃用甲醇與90號汽油相比，由于含碳比例減小和燃燒較為完全，怠速排放CO和HC有所下降。由于熱值低，燃燒溫度較低，故NOx排放下降。但是醇類燃料不可避免地會帶來甲醛排放的一定增加。甲醇分子量32，含氧量50%，它所要求的空燃比低，（），這就便空燃混合氣的熱值與汽油機很接近（2656/2786），其空燃混合氣熱值比柴油還高（3061/2911），由于醇類燃料空燃混合氣熱值較高，分別與汽柴油相近，這就很大程度彌補了其燃料本身熱值低的弱點，提高了能效。這也是降低替代比的重要原因。甲醇的辛烷值高達110左右，抗爆性好，能提高其動力性，降低排放和能耗。含氧燃料空燃比低，帶人空氣中的惰性氣體氮大大降低，這也是提高能效的一個重要因素。醇類燃料分子量小，燃燒速度快，這會影響燃燒的充分程度，因此醇類氫燃料燃燒更充分，替代比與按燃料本身熱值的比例計算值相比要降低很多，這表明了其在發動機中燃料能量轉化為動能的能效提高了，這就是重要的節能。①HC排放對比分析HC的生成比較復雜，主要途經有：縫隙效應。在燃燒室中縫隙效應存在于燃燒室主體相通的狹小縫隙，在壓縮和燃燒過程中，缸內壓力升高