E10含水乙醇汽油的稳定性及其对发动机燃烧特性影响研究

论文摘要

在汽车的高速发展与能源、环境的矛盾日益突出之际,汽车发动机燃用代用燃料成为各国政府解决能源、环境问题的重要措施。相对于无水乙醇汽油,含水乙醇汽油具有明显的价格优势,其对燃料的储存和运输的密封性要求也可以降低。对含水乙醇汽油微乳化技术进行探讨研究,并对其在电喷发动机的燃烧和使用性能进行试验研究以获取对E10含水乙醇汽油应用技术更全面的科学认识。本课题对乙醇汽油混合燃料的理化性质及其对汽油机性能存在的影响关系进行了分析总结,对含水乙醇汽油的相分离机理和影响其稳定性的环境因素进行了分析研究,在此基础上根据其分层机理应用微乳化技术研制含水乙醇汽油乳化剂,并对微乳化燃油的稳定性进行考核。研究结果表明：应用HLB理论研制的SPY乳化剂对含水乙醇汽油具有较高的乳化效能,能够在较大温度范围内解决含水乙醇汽油的相分离问题。电喷发动机燃用93#汽油与燃用E10w含水乙醇汽油的试验表明：汽油机燃用微乳化含水乙醇燃料时功率和扭矩均有所下降,变化范围分别为-2.08%～-0.34%和-2.12%--0.34%；有效燃油消耗率消耗率be相对较高,其变化范围为-0.35%-4.07%；能量消耗率低于汽油,其变化范围为-4.55%～-0.32%。电喷发动机燃用93#汽油与燃用E10w含水乙醇汽油的燃烧试验表明：燃用E10w时,最高燃烧压力下降,压力升高率峰值下降,随着转速和扭矩的增加,最高燃烧压力和压力升高率峰值所对应的曲轴转角推迟幅度均呈现减小趋势；滞燃期变长,后燃期缩短,最高瞬时燃烧放热率升高,在低负荷时升高幅度较大,随着负荷的增加其升高幅度减小。电喷发动机燃用93#汽油与燃用E10w含水乙醇汽油的排放试验表明：燃用E10w时,C0、HC在低负荷时有小幅度降低,中高负时荷明显降低,CO降低9%-17%,HC降低4%-9%；NOx在小负荷时降低12%左右,大负荷时持平稍高；在怠速工况下,C0、HC排放小幅度下降,N0x下降最明显,下降幅度达到65%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车产业快速发展与能源、环境的矛盾
• 1.2 燃料乙醇的提出
• 1.3 国内外乙醇/汽油技术的研究现状
• 1.3.1 国外乙醇汽油燃料的研究动态
• 1.3.2 国内乙醇汽油燃料的研究动态
• 1.4 含水乙醇燃料的应用效益
• 1.4.1 直接应用经济效益分析
• 1.4.2 生态环境和社会效益分析
• 1.5 本课题研究意义及研究内容
• 1.5.1 课题研究意义
• 1.5.2 课题的研究内容
• 第二章 乙醇理化性质及混合燃料的使用性能研究
• 2.1 乙醇和各种燃料的理化性质
• 2.2 乙醇相对汽油的物理特性分析
• 2.3 乙醇汽油混合燃料运用中主要问题和解决方案
• 2.5 本章小节
• 第三章 E10含水乙醇汽油乳化技术和稳定性研究
• 3.1 实验方案及实验设备
• 3.1.1 试验试验仪器、试剂
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 影响含水乙醇汽油稳定性的环境因素研究
• 3.2.1 油品与温度的影响
• 3.2.2 乙醇含水量的影响
• 3.2.3 乙醇掺比的影响
• 3.3 含水乙醇汽油乳化剂技术研究
• 3.3.1 表面活性剂和乳化理论
• 3.3.2 乳化剂的选取
• 3.3.3 乳化方式的选择和优化
• 3.3.4 乳化剂的复配和优化
• 3.3.5 乳化剂乳化效能和乳化燃料稳定性考核
• 3.4 乳化E10含水乙醇汽油的价格成本计算
• 3.4.1 生产设备投资
• 3.4.2 储存周期
• 3.4.3 生产成本
• 3.4.4 体积
• 3.4.5 燃料的成本和销售价格计算
• 3.4.6 不同含水量乙醇的实际商业成本对比
• 3.5 本章小节
• 第四章 含水乙醇汽油发动机的动力性和经济性研究
• 4.1 试验仪器及试验方法
• 4.1.1 试验仪器
• 4.1.2 试验方法和环境
• 4.2 试验相关参数简介
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 动力性能试验结果分析
• 4.3.2 经济性试验结果分析
• 4.5 本章小节
• 第五章 发动机燃用含水乙醇汽油的燃烧和排放特性分析
• 5.1 燃烧特性分析
• 5.1.1 不同燃料的示功图对比
• 5.1.2 压力升高率对比
• 5.1.3 燃烧放热率对比
• 5.2 电喷汽油机燃用E10w含水乙醇汽油的排放特性
• 5.2.1 CO的排放特性
• 5.2.2 HC排放特性
• 5.2.3 NOx的排放特性
• 5.2.4 对汽油机怠速排放特性的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 学习期间参与的项目和发表的论文