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1、乙醇汽油与无乙醇汽油排放特性分析摘 要目前我国国内汽油燃油种类较多，可根据汽油辛烷值的不同制定不同的油品标号;可根据是否含有铅成分分为：含铅汽油和无铅汽油;可根据是否含有乙醇成分分为：乙醇汽油和无乙醇汽油。本文将对乙醇汽油和无乙醇汽油两类油品进行特性分析，并将二者在燃烧工作中，对轻型汽油车的排放影响结合实际实验数据做对比分析。通过分析，得出汽油中的乙醇成分对轻型汽车排放的影响。关键词： 乙醇汽油 辛烷值 积碳 抗爆性Abstract At present, there are many types of gasoline fuel in China, according to the diff
2、erent octane number of gasoline for different grade of oil;It may contain lead can be divided into components: leaded and unleaded petrol; it may contains ethanol can be divided into two components: ethanol gasoline and ethanol-free gasoline. This article will analyze alcohol-free gasoline and ethan
3、ol fuel oil for two types of properties, and both working in combustion, the light emission gasoline cars in light of the actual impact of experimental data to do comparative analysis. Through analysis, ethanol in gasoline components impact to the automotive emissions。Key words: Ethanol gasoline Oct
4、ane number CarbonizationKnock-resistance-10-目 录摘 要. .IAbstractI第1章 绪论21.1概述：目前乙醇、无乙醇汽油在国内的应用现况 21.2概述：汽油对发动机性能及排放的影响 2第2章 乙醇/无乙醇汽油成分、使用特性对比分析.32.1乙醇汽油特性 .32.1.1使用乙醇汽油的优点4 2.1.2使用乙醇汽油的影响42.2 无乙醇汽油特性.52.2.1使用无乙醇汽油的优点5 2.2.2使用无乙醇汽油的影响5 2.3 乙醇汽油与无乙醇汽油特定对比.6第3章 排放实验验证排放效果对比.63.1汽油中乙醇成分对汽车HC排放数据分析63.2汽油中乙
5、醇成分对汽车CO排放数据分析.73.3汽油中乙醇成分对汽车NOX排放数据分析.8参考文献.9第1章 绪论1.1概 述目前乙醇、无乙醇汽油在国内的应用现况中国是一个贫油国家，目前进口石油依存度高达44，未来几年，将进一步提高到60。对进口石油的过度依赖，必然威协到中国的国家安全。“十五”计划纲要中明确提出，要开发燃料乙醇等石油替代品，采取措施节约石油资源。 2002年起，我国在河南省郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔宾、肇东等5个城市开展试点，试用添加10%乙醇的汽油醇获得成功。2004年中国继续扩大试点，黑龙江、吉林、河南、安徽四省除在全省范围内扩大试点，还调出燃料乙醇销售到辽宁、河北、山东、江苏。
6、到2005年底，上述省、市基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。其他地区仍使用无乙醇汽油。 由于目前我国大部分地区还没有使用乙醇汽油，所以国家环保总局在制定国家轻型汽车排放标准中，要求的排放检测实验用油没有乙醇成分。 1.2概述国产汽油对发动机性能及排放的影响汽车的燃料, 其品质好坏直接影响着发动机性能的提高及大气排污的状况, 同样, 发动机性能指标和排放指标的日趋严格也促进了燃料的升级换代。从我国目前的燃油生产情况看, 相对于汽车工业的发展, 燃料的质量有待于进一步的提高。1.2.1车用汽油对发动机动力性的影响对汽油机而言, 车用燃料对发动机动力性的影响,主要体现在发动机的压缩比上, 汽油机的压
7、缩比越大,在压缩行程终了的混合气压力和温度便越高, 燃烧速度越快, 发动机发出的功率就越大。但压缩比过大, 会产生爆燃和表面点火等不正常燃烧情况, 爆燃使发动机功率明显下降。发动机爆燃的影响因素之一是所使用燃油的质量, 即汽油的抗爆性, 汽油抗爆性的好坏程度, 一般由辛烷值表示, 辛烷值越高则抗爆性越好, 目前使用的汽油标号是根据辛烷值来确定的。选用辛烷值高的汽油才有可能采用较高的压缩比而不至于发生爆震, 因此,选择汽油标号的主要依据是发动机的压缩比。一般压缩比高的汽油机应选用辛烷值高即抗爆性好的汽油。1.2.2车用汽油对发动机可靠性的影响使用劣质燃油会严重影响发动机的寿命, 对于汽爆震对发动
8、机有较大的危害。除导致功率下降, 油耗上升外, 还会引起发动机过热, 气缸内局部压力和温度升高, 并产生强烈的冲击波, 破坏了气缸壁面上形成的气体附面层, 使机油粘度下降, 油膜不易形成。加剧了发动机机件的磨损。此外爆震产生的冲击波, 会加大活塞连杆的机械负荷, 使发动机大小瓦磨损加剧, 据试验,严重爆燃的发动机的磨损量是正常燃烧的27倍。1.2.3车用汽油对发动机排放的影响燃油品质对发动机排放的影响较严重, 究其根本原因是由于汽油与其他正在开发的新型燃料相比, 是一种高污染燃料。其燃烧后产生的CO、 HC、 NOX及SO2、炭烟等对人体极为有害, 尤其是在使用了为降低爆燃而添加铅化物的含铅汽
9、油时, 使废气中增加了含铅化合物, 不仅严重影响人体健康, 而且还会引起催化转化器中的催化剂失效, 使污染加重。第2章乙醇/无乙醇汽油成分、使用特性对比分析21乙醇汽油特性汽油机的待用燃料只要有液化石油气、压缩天然气、甲醇、乙醇等，其中乙醇属于可再生燃料，乙醇与汽油的物理性能较为接近，且具有比汽油辛烷值高、燃烧速率快等优点，从而被认为是最有前途的一种待用燃料。乙醇最早是代替含铅化合物作为提高燃油的辛烷值添加剂使用，以提高汽油的抗爆性。乙醇和汽油具有良好的互溶性，容易实现部分替代，研究表明，车用发动机用乙醇汽油混合燃料时，可以提高汽油机的压缩比，从而提高发动机的动力性及经济性，并可减少排放污染。
10、2.1.1使用乙醇汽油的优点 提高燃油品质车用乙醇汽油中的乙醇，既是一种能源，又是一种性能优良的汽油品质改良剂。首先，乙醇做为“绿色”增氧剂，乙醇按10%的比例混配入汽油中，可使氧含量达到3.5%，助燃效果好，使汽油中不能燃烧的部分充分燃烧，提高了汽油的燃烧热值。另外由于乙醇中的辛烷值（RON）指数可达111个单位，乙醇按10%的比例混配入汽油中，可使辛烷值提高23单位，提高了油品的抗爆性能。 降低尾气有害排放汽车有害尾气的排放，特别是在人口密度较大、车流量较大的区域和城市，已成为一种严重的环境污染源。车用乙醇汽油的使用由于燃烧充分，可使汽车有害尾气排放总量降低达33%左右。根据中国汽车研究中
11、心于2001年所做的车用乙醇汽油8万公里行车试验检测数据表明：尾气排放中CO排放明显降低，最大降低率已达55%，算术平均降低率30.8%、HC化合物算术平均降低率为13.4%。 燃烧充分、减少积碳车用乙醇汽油由于燃烧彻底，解决了普通汽油燃烧不完全所形成的碳粒积聚现象，能有效的预防和消除发动机燃烧室、气门、火花塞、排气管、消声器等部位积碳的产生，避免了因积碳形成而引起的故障，保证了发动机在设计的工作点上工作，延长了发动机的使用寿命。 燃油系统自洁车用乙醇汽油中加入的乙醇是一种性能优良的有机溶剂。具有良好的清洁作用，能有效地消除汽车油箱及油路系统中燃油杂质的沉淀和凝结（特别是胶质胶化现象），具有良
12、好的油路疏通作用。2.1.2使用乙醇汽油的影响 杂质沉积造成油路不畅车用乙醇汽油中的乙醇是一种性能优良的有机溶剂，具有较强的溶解清洗特性。有经验的驾驶员及维修人员常用乙醇来清洗化油器。用这种方法科清洗出来的化油器干净、彻底。同样道理，车用乙醇汽油也可以清洗油路、保持油路畅通。但是车辆在首次使用乙醇汽油时，特别是在使用12箱油后，在乙醇汽油的清洗作用下，会将油箱、油路中沉淀、积存的各类杂质（时间越长、杂质积累越多。特别是铁制油箱），如：铁锈、污垢、胶质颗粒等软化溶解下来，混入油中。这些杂质可能会造成油路不畅。 起步发动和加速不良起步发动和加速不良现象的出现，一般都与油路不畅有关，致使供油不足，混
13、合气偏稀。解决的方法是：检查清理油路，调整点火时间。 造成燃油中水分过多车用乙醇汽油由于混配有一定量的变性燃料乙醇，乙醇是亲水性液体，易与水互溶，不同于汽油，汽油可以和水分离，水份沉积在油箱底部。导致乙醇汽油与油箱底部可能存在的沉淀积水互溶，使油中水分超标，影响发动机的正常工作。 对部分橡胶有腐蚀作用绝大多数橡胶件均能适应乙醇汽油。只有少数几种不适应，但腐蚀作用缓慢。早期生产的机械式汽油泵中的橡胶膜片适应性较差，使用乙醇汽油后个别出现溶胀裂纹现象。2.2无乙醇汽油特性2.2.1使用无乙醇汽油的优点 油耗低由于汽油的热值比较高，所以相对等量的其他燃料，使用纯汽油的燃料的油耗要低。 加速性能好由于
14、汽油不易与水相溶，且其热能高，所以使其在使用过程中能提供汽车较好的提速性能。2.2.2使用无乙醇汽油的影响 排放污染较为严重汽油属于石油制品，因其燃点较高，燃烧的过程中不易燃烧充分，导致产生大量CO、HC、NOX、SO2等有害气体，对人体非常有害。 成本高汽油属于不可再生资源，不能循环利用，且其从石油中提取的成本也非常高。2.3 乙醇汽油与无乙醇汽油特定对比项目污染物供油不畅成本油耗积碳充分燃烧乙醇汽油较少易低高不易易无乙醇汽油较多不易 高低易不易第3章 排放实验验证排放效果对比为了更明确说明不同成分的燃油对汽车排放的影响，结合排放数据作以下分析。3.1汽油中乙醇成分对汽车HC排放数据分析如图
15、1-1所示排放实验数据统计图，可以看出汽油中乙醇成分对汽车HC排放污染物的影响。 图 1-1根据上图可发现，乙醇汽油相对无乙醇汽油，实验车辆排放污染物HC数值平均降幅：0.044g/km，降低率为：37%。由此可见，汽油中的乙醇成分确实可以减少汽车尾气中的HC排放污染。3.2汽油中乙醇成分对汽车CO排放数据分析如图1-2所示排放实验数据统计图，可以看出汽油中乙醇成分对汽车CO排放污染物的影响。 图 1-2根据上图可发现，乙醇汽油相对无乙醇汽油，实验车辆排放污染物CO数值平均降幅：0.062g/km，降低率为：12.5%。由此可见，汽油中的乙醇成分确实可以减少汽车尾气中的CO排放污染。3.3汽油
16、中乙醇成分对汽车NOX排放数据分析如图1-3所示排放实验数据统计图，可以看出汽油中乙醇成分对汽车NOX排放污染物的影响。 图 1-3根据上图可发现，乙醇汽油相对无乙醇汽油，实验车辆排放污染物NOX数值平均增幅：0.0038g/km，增高率为：31.1%。由此可见，汽油中的乙醇成分增加了汽车尾气中的NOX排放污染。参考文献：1. 江 冰 车用汽油对发动机性能及排放的影响.山西交通科技学报. 1999年第4期 总第126期2.刘圣华 乙醇汽油发动机排放性能研究 西安交通大学学报 2006年7月 9. 车用乙醇汽油是指在不含MTBE含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入一定比例（我国目前暂定为1
17、0%）的变性燃料乙醇，由车用乙醇汽油定点调配中心按国标GB183512001的质量要求，通过特定工艺混配而成的新一代清洁环保型车用燃料。辛烷值衡量汽油在气缸内抗爆震(knocking)燃烧能力的一种数字指标，其值高表示抗爆性好。汽油在气缸中正常燃烧时火焰传播速度为1020m/s，在爆震燃烧时可达15002000m/s。后者会使气缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动，从而使输出功率下降，机件受损。与辛烷有同一分子方程式的异辛烷，其震爆现象最少，我们便把其辛烷值定为100。常以标准异辛烷值规定为100，正庚烷的辛烷值规定为零，这两种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到各种不同的抗震性等级的混
18、合液，在发动机工作相同条件下，与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷值。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。 把汽油中不同种类碳氢化合物的百分比，与其辛烷值相乘，加起来便是该种汽油的辛烷值。不同化学结构的烃类，具有不同的抗爆震能力。异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性较好，辛烷值给定为100。正庚烷的抗爆性差，给定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。依测定条件不同，主要有以下几种辛烷值：
