乙醇汽油排放分析

1、-I-乙醇汽油與無(wú)乙醇汽油排放特性分析乙醇汽油與無(wú)乙醇汽油排放特性分析摘摘要要目前我國(guó)國(guó)內(nèi)汽油燃油種類較多，可根據(jù)汽油辛烷值的不同制定不同的油品標(biāo)號(hào);可根據(jù)是否含有鉛成分分為：含鉛汽油和無(wú)鉛汽油;可根據(jù)是否含有乙醇成分分為：乙醇汽油和無(wú)乙醇汽油。本文將對(duì)乙醇汽油和無(wú)乙醇汽油兩類油品進(jìn)行特性分析，并將二者在燃燒工作中，對(duì)輕型汽油車的排放影響結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做對(duì)比分析。通過(guò)分析，得出汽油中的乙醇成分對(duì)輕型汽車排放的影響。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：乙醇汽油 辛烷值 積碳抗爆性AbstractAt present, there are many types of gasoline fuel in China, a

2、ccording to thedifferent octane number of gasoline for different grade of oil;It may contain leadcan be divided into components: leaded and unleaded petrol; it may containsethanol can be divided into two components: ethanol gasoline and ethanol-freegasoline. This article will analyze alcohol-free ga

3、soline and ethanol fuel oil fortwo types of properties, and both working in combustion, the light emissiongasoline cars in light of the actual impact of experimental data to do comparativeanalysis. Through analysis, ethanol in gasoline components impact to theautomotive emissions。Key words:Ethanol g

4、asolineOctane numberCarbonizationKnock-resistance-1-目目錄錄摘摘要要. .IAbstractAbstractI I第第 1 1 章章緒論緒論21.1 概述：目前乙醇、無(wú)乙醇汽油在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)況 21.2 概述：汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響 2第第 2 2 章章乙醇乙醇/ /無(wú)乙醇汽油成分、使用特性對(duì)比分析無(wú)乙醇汽油成分、使用特性對(duì)比分析.32.1 乙醇汽油特性 .32.1.1 使用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)42.1.2 使用乙醇汽油的影響42.2 無(wú)乙醇汽油特性.52.2.1 使用無(wú)乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)52.2.2 使用無(wú)乙醇汽油的影響52.3 乙醇汽油與無(wú)乙

5、醇汽油特定對(duì)比.6第第 3 3 章章排放實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證排放效果對(duì)比排放實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證排放效果對(duì)比.63.1 汽油中乙醇成分對(duì)汽車 HC 排放數(shù)據(jù)分析63.2 汽油中乙醇成分對(duì)汽車 CO 排放數(shù)據(jù)分析.73.3 汽油中乙醇成分對(duì)汽車 NOX 排放數(shù)據(jù)分析.8參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).9.9-2-第 1 章緒論1.1 概述目前乙醇、無(wú)乙醇汽油在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)況目前乙醇、無(wú)乙醇汽油在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)況中國(guó)是一個(gè)貧油國(guó)家，目前進(jìn)口石油依存度高達(dá) 44，未來(lái)幾年，將進(jìn)一步提高到 60。 對(duì)進(jìn)口石油的過(guò)度依賴， 必然威協(xié)到中國(guó)的國(guó)家安全。 “十五”計(jì)劃綱要中明確提出，要開(kāi)發(fā)燃料乙醇等石油替代品，采取措施節(jié)約石油資源。2002 年起

6、，我國(guó)在河南省鄭州、洛陽(yáng)、南陽(yáng)和黑龍江哈爾賓、肇東等 5個(gè)城市開(kāi)展試點(diǎn)，試用添加 10%乙醇的汽油醇獲得成功。2004 年中國(guó)繼續(xù)擴(kuò)大試點(diǎn)，黑龍江、吉林、河南、安徽四省除在全省范圍內(nèi)擴(kuò)大試點(diǎn)，還調(diào)出燃料乙醇銷售到遼寧、河北、山東、江蘇。到 2005 年底，上述省、市基本實(shí)現(xiàn)車用乙醇汽油替代其他汽油。其他地區(qū)仍使用無(wú)乙醇汽油。由于目前我國(guó)大部分地區(qū)還沒(méi)有使用乙醇汽油， 所以國(guó)家環(huán)保總局在制定國(guó)家輕型汽車排放標(biāo)準(zhǔn)中，要求的排放檢測(cè)實(shí)驗(yàn)用油沒(méi)有乙醇成分。1.2 概述國(guó)產(chǎn)汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響國(guó)產(chǎn)汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響汽車的燃料, 其品質(zhì)好壞直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高及大氣排污的狀況, 同

7、樣, 發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)和排放指標(biāo)的日趨嚴(yán)格也促進(jìn)了燃料的升級(jí)換代。從我國(guó)目前的燃油生產(chǎn)情況看, 相對(duì)于汽車工業(yè)的發(fā)展, 燃料的質(zhì)量有待于進(jìn)一步的提高。1.2.1 車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的影響車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的影響對(duì)汽油機(jī)而言, 車用燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的影響,主要體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比上, 汽油機(jī)的壓縮比越大,在壓縮行程終了的混合氣壓力和溫度便越高,燃燒速度越快, 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率就越大。但壓縮比過(guò)大, 會(huì)產(chǎn)生爆燃和表面點(diǎn)火等不正常燃燒情況, 爆燃使發(fā)動(dòng)機(jī)功率明顯下降。發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃的影響因素之一是所使用燃油的質(zhì)量, 即汽油的抗爆性, 汽油抗爆性的好壞程度, 一般由辛烷值表示, 辛烷值越高則抗爆性

8、越好, 目前使用的汽油標(biāo)號(hào)是根據(jù)辛烷值來(lái)確定的。選用辛烷值高的汽油才有可能采用-3-較高的壓縮比而不至于發(fā)生爆震, 因此,選擇汽油標(biāo)號(hào)的主要依據(jù)是發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。一般壓縮比高的汽油機(jī)應(yīng)選用辛烷值高即抗爆性好的汽油。1.2.2 車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的影響車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的影響使用劣質(zhì)燃油會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命, 對(duì)于汽爆震對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有較大的危害。 除導(dǎo)致功率下降, 油耗上升外, 還會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱, 氣缸內(nèi)局部壓力和溫度升高, 并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波, 破壞了氣缸壁面上形成的氣體附面層,使機(jī)油粘度下降, 油膜不易形成。加劇了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)件的磨損。此外爆震產(chǎn)生的沖擊波, 會(huì)加大活塞連桿的機(jī)械負(fù)荷,

9、使發(fā)動(dòng)機(jī)大小瓦磨損加劇, 據(jù)試驗(yàn),嚴(yán)重爆燃的發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損量是正常燃燒的 27 倍。1.2.3 車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響燃油品質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響較嚴(yán)重, 究其根本原因是由于汽油與其他正在開(kāi)發(fā)的新型燃料相比, 是一種高污染燃料。其燃燒后產(chǎn)生的 CO、 HC、NOX及 SO2、炭煙等對(duì)人體極為有害, 尤其是在使用了為降低爆燃而添加鉛化物的含鉛汽油時(shí), 使廢氣中增加了含鉛化合物, 不僅嚴(yán)重影響人體健康,而且還會(huì)引起催化轉(zhuǎn)化器中的催化劑失效, 使污染加重。第 2 章乙醇/無(wú)乙醇汽油成分、使用特性對(duì)比分析21 乙醇汽油特性乙醇汽油特性汽油機(jī)的待用燃料只要有液化石油氣、壓縮天然

10、氣、甲醇、乙醇等，其中乙醇屬于可再生燃料，乙醇與汽油的物理性能較為接近，且具有比汽油辛烷值高、燃燒速率快等優(yōu)點(diǎn)，從而被認(rèn)為是最有前途的一種待用燃料。乙醇最早是代替含鉛化合物作為提高燃油的辛烷值添加劑使用，以提高汽油的抗爆性。乙醇和汽油具有良好的互溶性，容易實(shí)現(xiàn)部分替代，研究表明，車用發(fā)動(dòng)機(jī)用乙醇汽油混合燃料時(shí)，可以提高汽油機(jī)的壓縮比，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性，并可減少排放污染。2.1.12.1.1 使用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)使用乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn) 提高燃油品質(zhì)提高燃油品質(zhì)車用乙醇汽油中的乙醇，既是一種能源，又是一種性能優(yōu)良的汽油品質(zhì)改良劑。首先，乙醇做為“綠色”增氧劑，乙醇按 10%的比例混配入汽油

11、中，可使氧含量達(dá)到 3.5%，助燃效果好，使汽油中不能燃燒的部分充分燃燒，提-4-高了汽油的燃燒熱值。另外由于乙醇中的辛烷值（RON）指數(shù)可達(dá) 111 個(gè)單位，乙醇按 10%的比例混配入汽油中，可使辛烷值提高 23 單位，提高了油品的抗爆性能。 降低尾氣有害排放降低尾氣有害排放汽車有害尾氣的排放，特別是在人口密度較大、車流量較大的區(qū)域和城市，已成為一種嚴(yán)重的環(huán)境污染源。車用乙醇汽油的使用由于燃燒充分，可使汽車有害尾氣排放總量降低達(dá) 33%左右。根據(jù)中國(guó)汽車研究中心于 2001年所做的車用乙醇汽油 8 萬(wàn)公里行車試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)表明：尾氣排放中 CO 排放明顯降低，最大降低率已達(dá) 55%，算術(shù)平均降

12、低率 30.8%、HC 化合物算術(shù)平均降低率為 13.4%。 燃燒充分、減少積碳燃燒充分、減少積碳車用乙醇汽油由于燃燒徹底，解決了普通汽油燃燒不完全所形成的碳粒積聚現(xiàn)象，能有效的預(yù)防和消除發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、氣門、火花塞、排氣管、消聲器等部位積碳的產(chǎn)生，避免了因積碳形成而引起的故障，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)的工作點(diǎn)上工作，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。 燃油系統(tǒng)自潔燃油系統(tǒng)自潔車用乙醇汽油中加入的乙醇是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑。具有良好的清潔作用，能有效地消除汽車油箱及油路系統(tǒng)中燃油雜質(zhì)的沉淀和凝結(jié)（特別是膠質(zhì)膠化現(xiàn)象） ，具有良好的油路疏通作用。2.1.22.1.2 使用乙醇汽油的影響使用乙醇汽油的影響 雜質(zhì)沉

13、積造成油路不暢雜質(zhì)沉積造成油路不暢車用乙醇汽油中的乙醇是一種性能優(yōu)良的有機(jī)溶劑，具有較強(qiáng)的溶解清洗特性。有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員及維修人員常用乙醇來(lái)清洗化油器。用這種方法科清洗出來(lái)的化油器干凈、徹底。同樣道理，車用乙醇汽油也可以清洗油路、保持油路暢通。 但是車輛在首次使用乙醇汽油時(shí)， 特別是在使用 12 箱油后，在乙醇汽油的清洗作用下，會(huì)將油箱、油路中沉淀、積存的各類雜質(zhì)（時(shí)間越長(zhǎng)、雜質(zhì)積累越多。特別是鐵制油箱） ，如：鐵銹、污垢、膠質(zhì)顆粒等軟化溶解下來(lái)，混入油中。這些雜質(zhì)可能會(huì)造成油路不暢。 起步發(fā)動(dòng)和加速不良起步發(fā)動(dòng)和加速不良-5-起步發(fā)動(dòng)和加速不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般都與油路不暢有關(guān)，致使供油不足，混

14、合氣偏稀。解決的方法是：檢查清理油路，調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間。 造成燃油中水分過(guò)多造成燃油中水分過(guò)多車用乙醇汽油由于混配有一定量的變性燃料乙醇，乙醇是親水性液體，易與水互溶，不同于汽油，汽油可以和水分離，水份沉積在油箱底部。導(dǎo)致乙醇汽油與油箱底部可能存在的沉淀積水互溶，使油中水分超標(biāo)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。 對(duì)部分橡膠有腐蝕作用對(duì)部分橡膠有腐蝕作用絕大多數(shù)橡膠件均能適應(yīng)乙醇汽油。只有少數(shù)幾種不適應(yīng)，但腐蝕作用緩慢。早期生產(chǎn)的機(jī)械式汽油泵中的橡膠膜片適應(yīng)性較差，使用乙醇汽油后個(gè)別出現(xiàn)溶脹裂紋現(xiàn)象。2.2 無(wú)乙醇汽油特性2.2.12.2.1 使用無(wú)乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn)使用無(wú)乙醇汽油的優(yōu)點(diǎn) 油耗低油耗低由于汽油的熱

15、值比較高，所以相對(duì)等量的其他燃料，使用純汽油的燃料的油耗要低。 加速性能好加速性能好由于汽油不易與水相溶，且其熱能高，所以使其在使用過(guò)程中能提供汽車較好的提速性能。2.2.22.2.2 使用無(wú)乙醇汽油的影響使用無(wú)乙醇汽油的影響 排放污染較為嚴(yán)重排放污染較為嚴(yán)重汽油屬于石油制品，因其燃點(diǎn)較高，燃燒的過(guò)程中不易燃燒充分，導(dǎo)致產(chǎn)生大量 CO、HC、NOX、SO2等有害氣體，對(duì)人體非常有害。 成本高成本高汽油屬于不可再生資源，不能循環(huán)利用，且其從石油中提取的成本也非常高。-6-2.3 乙醇汽油與無(wú)乙醇汽油特定對(duì)比乙醇汽油與無(wú)乙醇汽油特定對(duì)比項(xiàng)目污染物供油不暢成本油耗積碳充分燃燒乙醇汽油較少易低高不易易

16、無(wú)乙醇汽油較多不易高低易不易第 3 章排放實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證排放效果對(duì)比為了更明確說(shuō)明不同成分的燃油對(duì)汽車排放的影響，結(jié)合排放數(shù)據(jù)作以下分析。3.1 汽油中乙醇成分對(duì)汽車汽油中乙醇成分對(duì)汽車 HC 排放數(shù)據(jù)分析排放數(shù)據(jù)分析如圖 1-1 所示排放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖， 可以看出汽油中乙醇成分對(duì)汽車 HC排放污染物的影響。-7-圖 1-1根據(jù)上圖可發(fā)現(xiàn)，乙醇汽油相對(duì)無(wú)乙醇汽油，實(shí)驗(yàn)車輛排放污染物 HC數(shù)值平均降幅：0.044g/km，降低率為：37%。由此可見(jiàn)，汽油中的乙醇成分確實(shí)可以減少汽車尾氣中的 HC 排放污染。3.2 汽油中乙醇成分對(duì)汽車汽油中乙醇成分對(duì)汽車 CO 排放數(shù)據(jù)分析排放數(shù)據(jù)分析如圖 1-2 所

17、示排放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖， 可以看出汽油中乙醇成分對(duì)汽車 CO排放污染物的影響。圖 1-2-8-根據(jù)上圖可發(fā)現(xiàn)，乙醇汽油相對(duì)無(wú)乙醇汽油，實(shí)驗(yàn)車輛排放污染物 CO數(shù)值平均降幅：0.062g/km，降低率為：12.5%。由此可見(jiàn)，汽油中的乙醇成分確實(shí)可以減少汽車尾氣中的 CO 排放污染。3.3 汽油中乙醇成分對(duì)汽車汽油中乙醇成分對(duì)汽車 NOX排放數(shù)據(jù)分析排放數(shù)據(jù)分析如圖 1-3 所示排放實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖， 可以看出汽油中乙醇成分對(duì)汽車 NOX排放污染物的影響。圖 1-3根據(jù)上圖可發(fā)現(xiàn)，乙醇汽油相對(duì)無(wú)乙醇汽油，實(shí)驗(yàn)車輛排放污染物 NOX數(shù)值平均增幅：0.0038g/km，增高率為：31.1%。由此可見(jiàn)，汽

18、油中的乙醇成分增加了汽車尾氣中的 NOX排放污染。-9-參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1. 江 冰車用汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及排放的影響.山西交通科技學(xué)報(bào). 1999 年第 4 期 總第 126 期2.劉圣華 乙醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能研究 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2006年7月9.-10-車用乙醇汽油車用乙醇汽油是指在不含 MTBE 含氧添加劑的專用汽油組分油中，按體積比加入一定比例（我國(guó)目前暫定為 10%）的變性燃料乙醇，由車用乙醇汽油定點(diǎn)調(diào)配中心按國(guó)標(biāo) GB183512001 的質(zhì)量要求，通過(guò)特定工藝混配而成的新一代清潔環(huán)保型車用燃料。辛烷值辛烷值衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震(knocking)燃燒能力的一種數(shù)字指標(biāo)， 其值高表示抗爆性好。汽油在氣缸中正常燃燒時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?1020m/s，在爆震燃燒時(shí)可達(dá) 15002000m/s。后者會(huì)使氣缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機(jī)器強(qiáng)烈震動(dòng)，從而使輸出功率下降，機(jī)件受損。與辛烷有同一分子方程式的異辛烷，其震爆現(xiàn)象最少， 我們便把其辛烷值定為 100。 常以標(biāo)準(zhǔn)異辛烷值規(guī)定為 100，正庚烷的辛烷值規(guī)定為零，這兩種標(biāo)準(zhǔn)燃料以不同的體積比混合起來(lái)，可得到各種不同的抗震性等級(jí)的混合液，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作相同條件下，