乙醇汽油发动机研究现状分析

科｝技｛论｛坛　斛　雀蠢　乙醇汽油发动机研究现状分析　朱荣福孙远涛王慧文葛蕴珊　（黑龙江工程学院，汽车与交通工程学院，黑龙江哈尔滨１５００５０）　摘耍：乙醇是一种常用的燃料和燃料添加剂，可以充当汽车燃料的替代品，在近代也越来越受到重视。首先分讨论乙醇的理化特性及国内外应用概　况，然后分析了乙醇汽油的国内外研究现状。　关键词：乙醇汽油；发动机；研究现状；分析　乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加　家质量Ｉ监督检验检疫总局颁布了ＧＢ１８３５１—２００１　汽油相差不大，但醇、醛类排放经过三效催化转化　工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成　《车用乙醇汽油》及ＧＢ１８３５０—２００１《车用变性燃料　器后基本可以实现零排放，表明发动机上现用的　的新型替代能源。按照我国的国家标准，乙醇汽油　乙醇》国家标准。经国务院批准。车用乙醇汽油于　Ｐｔ／Ｒｈ系三效催化转化器基本能够满足汽油机燃　是用９０％的普通汽油与１０％的燃料乙醇调和而　２００２年在河南郑州、南阳、洛阳和黑龙江哈尔滨　用乙醇汽油混合燃料时对非常规排放控制的要　成。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧　及肇东５座城市开始试点使用。　求。　化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。　３乙醇汽油研究现状分析　参考文献　１乙醇汽油理化特性　３　ｌ国外研究现状分析　ｆｌ１金福祥，张武高，周校平等．乙醇燃料的研究发　乙醇是一种无色透明、易挥发、易燃液体，热　２ｏｏ５年Ｈａｋａｎ　Ｂａｙｒａｋｔａ＿，＇［４］发展了Ｂｌｉｚａｒｄ　ＮＣ　展与应用ｆＪ１．柴油扭．，２００２，５。　值较低，气化潜热较高，抗爆性能好，含氧量高的　和Ｋｅｃｋ　ＪＣ两人的湍流燃烧模型，建立了乙醇汽　ｆ２１Ｙ－春杰，王玮。汤大钢等．车用乙醇汽油和无铅　液体，在少量水分存在的情况下容易产生相分离。　油混合燃料的湍流火焰传播模型，该模型能够正　汽油对电喷汽车排放性能的影响ｌ　Ｊ１．环境科学，　乙醇的密度和汽化潜热均比汽油高。密度高　确地计算燃用乙醇汽油混合燃料的燃烧过程，同　２００４，４．　是因为乙醇分子中含氧；而汽化潜热高是由于乙　时发现添加乙醇体积分数为２５％的混合燃料可以　［３１高国珍，王育辉，陈光敏．醇类燃料理化性质对　醇分子间通过氧键缔合起来，并以缔合分子的形　加快火焰传播，提高燃烧速率，产生比汽油要高的　汽油机性能及排放的影响【ｊ】．江西能源，２００４，３．　式出现，当乙醇汽化时需要更多的热量破坏氢键。　气缸压力和温度，这可以使平均指示功率、输出功　［４］Ｈａｋａｎ　Ｂａｙｒａｋｔａｒ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　所以当内燃机燃用乙醇时，其进气系统或供油系　率和热效率等得以提高；但是较高的燃烧温度可　ｌｆａｍｅ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎ　ａｎＳＩ　ｅｎｇｉｎｅ　ｒｕｎｎｉｇｎ　统和燃烧室壁面的热量被乙醇所吸收，有利于提　能会导致氮氧化合物排放的增加，并且提高缸内　ｏｎ　ｇａｓｏｌｉｎｅ－ｅｔｈａｎｏｌ　ｂｌｅｎｄｓ．Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ，２００７　高发动机热效率　ｉ。　压力和温度在一定程度上会损坏发动机的活塞和　（３２）：７５８—７７１．　乙醇和汽油具有良好的互溶性，发动机可以　进、排气门等部件。　【５１Ｍ。Ａ．Ｃｅｖｉｚ，Ｆ。Ｙｔｉｋｓｅ１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｔｈａｎｏｌ－ｕｎｌｅａｄｅｄ　灵活使用普通汽油和乙醇部分代用的乙醇汽油，　Ｍ．Ａ．Ｃｅｖｉｚ　研究了燃用ＥＯ、Ｅ５、Ｅｌ０、Ｅｌ５和　ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｂｌｅｎｄｓ　ｏｎ　ｃｙｃｈｃｖａｒｉｂａｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　所以乙醇汽油在传统汽油发动机中能够正常使　Ｅ２０后５Ｏ个循环的燃烧循环变动，结果表明：混　ｉｎ　ａｌｌ　ＳＩ　ｅｎ￣ｎｅ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５　用。另外，乙醇可以从生物质中提取，足可再生资　合燃料有利于降低循环变动，从而改善发动机的　（２５）：９１７－９２５．　源。　燃烧和排放特性，提高发动机的动力性、经济性并　【６】Ｈｔｉｓｅｙｉｎ　Ｓｅｒｄａｒ　Ｙ￣ｃｅｓｕ，Ｔｏｌｇａ　Ｔｏｐｇｆｉｌ，Ｃａｎ　乙醇燃料含氧，低热值比汽油燃料低，而乙　改善排放性能。　Ｃｉｎａｒ，Ｍｅｌｉｈ　Ｏｋｕｒ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｅｔｈａｎｏｌ－ｇａｓｏｌｉｎｅ　ｂｌｅｎｄｓ　醇燃料的理论空燃比也比汽油燃料的低。在理论　Ｈ．Ｓ　Ｙｉｉｃｅｓｕ等人　燃用Ｅ０、Ｅｌ０、Ｅ２０、Ｅ４０和　ｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｉｎ—　空燃比下，单位质量的乙醇燃料空气混合气的热　Ｅ６０进行实验，发现Ｅ４０和Ｅ６０对减少尾气排放　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｒａｔｉｏｓ．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｅｎｇｉ—　值与汽油燃料混合气的热值基本一致。可通过每　产生了重大的作用，在低转速下ＣＯ的排放减少　ｎｅｅｒｉｎｇ，２００６（２６）：２２７２－２２７８．　循环增加乙醇燃料的喷射量来弥补发动机动力性　量最大，两种混合燃料平均分别减少了１１％和　『７１何邦全，王建昕，郝吉明等．乙醇一汽油燃料电喷　的不足。　１０。８％；与ＣＯ相比，ＨＣ的减少更加明显，在高转　汽油机的排放及催化性能【Ｊ１．内燃机学报，２００２，６．　２乙醇汽油国内外应用概况　速下，燃用Ｅ６０使得ＨＣ排放平均减少了１６．４５％。　【８】高祥，宋崇林，成存玉等．乙醇，汽油混合燃料对　在国外，车用乙醇汽油的生产和使用技术已　３．２国内研究现状分析　电喷汽油机排放特性的影响ｌＪ１．农业机械学报，　经十分成熟。美国和巴西是目前世界上最大的车　何帮全等人　在一台电喷汽油机上燃用ＥＯ、　２００５，８．　用乙醇汽油生产和消费国。美国推广使用车用乙　Ｅｌ０和Ｅ３０后发现：在怠速工况Ｆ，燃用混合燃料　作者简介：朱荣福（１９８１，７一），汉族，籍贯：牡丹　醇汽油已经有３Ｏ年的历史。经历了二十世纪七十　可显著降低ＣＯ、ＮＯｘ和总碳氢化合物（ＴＨＣ）的排　江，毕业院校：北京理工大学，学位：工学硕士，职称：　年代的石油危机后，美国政府决定大力推广燃料　放，Ｅ３０的效果最明显；并且随乙醇含量的增加，　讲师，主要研究方向：汽车节能与环保。　乙醇的生产和车用乙醇汽油的使用，美国制定了　排气中的乙醛和乙醇的浓度逐渐增大。　项目来源：黑龙江省教育厅科学技术研究项　联邦政府的“乙醇发展计划”，开始大力推广使用　在动力性和燃油经济性方面，研究表明：发动　目，车用乙醇汽油对电喷发动机性能影响的实验　含ｌＯ％（体积比）乙醇的混合燃料。目前，美国已经　机燃用混合燃料后，不影响功率、扭矩等的使用性　研究，项目编号：１１５３１３１２。　有多个州在推广　使用车用乙醇汽油。推广乙醇汽　能，无须对发动机进行改装；掺烧乙醇后，有利于　油实行区域封闭销售，例如芝加哥地区就全部使　改善发动机的燃烧状况，降低能耗率　。　用车用乙醇汽油。政府采取补贴生产企业的方式　在排放物的催化转化方面，何帮全等人同时　推动车用乙醇汽油的推广。巴西是石油资源贫乏　发现，Ｐｔ／Ｒｈ催化剂列排气中的乙醇转化效率较　的国家之～，政府禁止消费不含乙醇的汽油。巴两　低，而对乙醛表现出较高的转化效率。董素荣等人　是世界上唯一不使用纯汽油作汽车燃料的国家　还发现，普通三效催化器对排气中苯的平均净化　３１。　效率约为８７％，同时只在低速（１６００ｒ／ｍｉｎ）ｌ￣催化器　２０００年９月至２００１年６月。中国石油化工　前检测到甲醛，催化器后没有检测到甲醛，说明催　科学研究院开展了燃料乙醇作为汽油调合组分的　化剂埘甲醛的催化净化效果较好。　可行性试验研究，分别进行了车用乙醇汽油调合　综上所述，使用上述比例的乙醇汽油混合燃　特性及配方的实验室研究和工业试生产；　用乙　料一般均可以改善常规排放（如ＣＯ和ＨＣ），虽然　醇汽油分层特性、储存性及材料相容性史验室研　可能会使ＮＯｘ和非常规排放（如乙醛和乙醇）增　究；金属橱蚀抑制剂的研制开发；　用乙醇汽油行　加，ｆＨ　燃用汽油而排放的芳烃对环境的危害相　年试验研究；车用乙醇汽油阁家标准的制定等主　比起来，前者是远远不及后者的；从催化转化特性　要研究工作。根据项Ｆ＝１研究结果，２００１干Ｆ　４月，同　看，燃厢混合燃料叫的催化转化特性效果与燃用　一２９—