本科學(xué)生畢業(yè)論文 乙醇油發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn) 學(xué)院名稱： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 車 輛 工 程 學(xué)生姓名： 崔洪健 指導(dǎo)教師： 齊曉杰 職 稱： 教 授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 I 摘 要 目前世界 石油資源的短 缺和環(huán)境污染的加劇 ， 為緩解汽車對(duì)石油的依賴，改善全球大氣環(huán)境污染，適應(yīng)國際能源開發(fā)的需要， 世界各國都在尋找新的汽車代用燃料。而乙醇憑借其可再生性和燃燒清潔性，已成為國內(nèi)外汽車代用燃料的研究重點(diǎn)之一。乙醇燃料是一種新型車用替代燃料，與汽油相比具有可再生性、熱效率高和排放低等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于我國的能源、環(huán)保、等問題具有重要意義。 本文分析了國際原油價(jià)格發(fā)展歷史，并且在目前高油價(jià)的形勢下分析了乙醇汽油的發(fā)展與前景。通過對(duì)美國、巴西兩國乙醇燃料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀的分析對(duì)比，得出了兩國發(fā)展乙醇燃料各自不同的特點(diǎn)，以及他們共同 的發(fā)展趨勢。在分析的基礎(chǔ)上對(duì)我國乙醇汽油發(fā)展提出了建議和意見。概述了國內(nèi)外乙醇汽油的發(fā)展現(xiàn)狀，和發(fā)展乙醇汽油的目的和意義。找出乙醇汽油現(xiàn)階段存在的問題。 本文對(duì)四種燃料 15的臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能分別進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)， 研究表明 , 本論文對(duì)燃用四種低比例乙醇汽油混合燃料后發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性做了一定的研究與分析，發(fā)現(xiàn)乙醇汽油燃用混合燃料的動(dòng)力性有所降低，但與原機(jī)相差不大：以質(zhì)量計(jì)的燃油消耗率明顯增加，燃油經(jīng)濟(jì)性有所降低。燃用乙醇汽油混合燃料后，尾氣排放中的 同時(shí)也會(huì)引起個(gè)別工況下 本文最后參考國內(nèi)外相關(guān)資料進(jìn)行了分析，并提出了解決建議。 關(guān)鍵詞： 乙醇；排放性；經(jīng)濟(jì)性；動(dòng)力性；實(shí)驗(yàn)分析；改進(jìn)研究 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 he s to on to to in by of of at a of is a of of in of of of of on of An of of at of of In of 0, 15 of of in of to do of O C be to Ox a of 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ey 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 I 目 錄 摘 要 . I . 章 緒 論 . 1 述 . 1 料乙醇研究發(fā)展現(xiàn)狀 . 2 外發(fā)展概況 . 2 內(nèi)發(fā)展概況 . 4 論文研究的目的與內(nèi)容 . 5 文研究目的 . 5 文研究內(nèi)容 . 5 廣乙醇汽油的意義 . 6 第章 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù) . 8 料乙醇的理化特性 . 8 油的理化特性 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 料乙醇與汽油理化特性的比較 . 10 醇汽油的優(yōu)點(diǎn) . 11 醇汽油的缺點(diǎn) . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù) . 13 醇油燃燒分析 . 13 章小結(jié) . 14 第章 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介 . 15 關(guān)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備 . 16 驗(yàn)用 汽油機(jī) . 16 試系統(tǒng) . 17 動(dòng)機(jī)自動(dòng)測控系統(tǒng) . 17 耗儀 . 19 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 能排放儀 . 19 驗(yàn)臺(tái)組成框架簡介 . 20 醇汽油的摻比方案 . 15 驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) . 15 車動(dòng)力性能及燃油經(jīng)濟(jì)性 . 20 用乙醇汽油性 能理論分析 . 21 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究分析 . 22 4. 1 汽油機(jī)動(dòng)力性 . 22 4. 2 汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性 . 23 4.醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能 . 25 章小結(jié) . 32 第五章 改進(jìn)技術(shù)研究 . 33 高汽油機(jī)動(dòng)力性的改進(jìn)措施 . 33 醇汽油動(dòng)力差的原因 . 33 發(fā)動(dòng)機(jī)本身進(jìn)行改進(jìn) . 33 燃料本身進(jìn)行改進(jìn) . 34 . 35 醇汽油經(jīng)濟(jì)性差的原因 . 35 汽油機(jī)本身改進(jìn) . 35 燃料本身改進(jìn) . 35 低汽油機(jī)排放性的改進(jìn) . 35 醇汽油排放性好的原因 . 35 汽油機(jī)本身改進(jìn) . 36 燃料本身改進(jìn) . 36 醇汽油車冬季滴水問題改進(jìn)研究 . 36 章小結(jié) . 37 結(jié) 論 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 致 謝 . 41 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 1 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 第章 緒 論 述 能源是人類生存和發(fā)展的第一性保證因素之一。從 2000 年開始，中國的能源短缺和結(jié)構(gòu)不合理，引發(fā)了國內(nèi)外的嚴(yán)重關(guān)注。中國的能源問題已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，也直接影響國家能源戰(zhàn)略安全。 地球上能源種類很多，總體上可分為可再生能源和不可再生能源?？稍偕茉窗ㄌ柲?、風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能及由可再生資源衍生出來的生物燃料等；不可再生能源包括石油、天然氣、煤炭、核能等。目前消耗量 最大的是石油、煤炭和天然氣這些不可再生能源，由于其儲(chǔ)量有限并且已經(jīng)逐漸枯竭，造成世界各國普遍存在能源問題。 我國是能源消耗的大國，占世界一次能源（以石油、天然氣、核電和煤炭等優(yōu)質(zhì)能源為主）需求總量的 10%以上。而能源以煤炭消費(fèi)（約占 75%）為主，石油約占 17%。能源結(jié)構(gòu)中低效、高污染能源占相當(dāng)比重，高效清潔能源所占比例很小，這樣的結(jié)構(gòu)不僅造成能源的大量浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境造成很大污染，偏離了世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的主流。今后我國應(yīng)加速優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源和新能源的比重。 從上世紀(jì) 60 年代開始，美國、日本和歐 盟等國家和地區(qū)相繼制定了汽車排放限制標(biāo)準(zhǔn)，以控制汽車排放給人類生存環(huán)境帶來的日益嚴(yán)重的危害。排放限制標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，迫使汽車制造業(yè)和相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)甚至政府部門都傾注了大量的人力和財(cái)力來研究降低排氣中各種有害物質(zhì)的對(duì)策和控制技術(shù)。然而，單純依靠改善內(nèi)燃機(jī)燃燒和排放系統(tǒng)來改善汽車排放以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的措施也受到許多限制。因此，除了設(shè)計(jì)更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)以節(jié)省燃料資源外，必須尋找其它的能源以部分或者完全替代我們當(dāng)前正在使用的燃料。 乙醇是一種常用的燃料和燃料添加劑，可以充當(dāng)汽車燃料的替代品，在近代也越來越受到重視。純乙醇或 添加到汽油中，不僅可以提供驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力，還能改善汽車污染物的排放，并且它具有制造方便、價(jià)格低廉和辛烷值較高等優(yōu)點(diǎn)，這些都是促使各國科學(xué)家和學(xué)者們積極研究的原動(dòng)力。最好是把研究重點(diǎn)放在乙醇汽油的混合燃料上，而避免對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改裝，節(jié)約生產(chǎn)成本。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 2 未來，中國政府還將繼續(xù)適度發(fā)展燃料乙醇行業(yè)。“十一五”期間，中國燃料乙醇的潛在市場規(guī)模將急劇擴(kuò)大。以中國四家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來國內(nèi)對(duì)燃料乙醇的需求，燃料乙醇裝置產(chǎn)能擴(kuò)張不可避免。因此計(jì)劃到“十一五”末，國內(nèi)乙醇汽油消費(fèi)量占全國汽油消費(fèi)量的比例將 上升到 50以上，這意味著屆時(shí)中國燃料乙醇的產(chǎn)能和產(chǎn)量將會(huì)有一個(gè)質(zhì)的飛躍。 料乙醇研究發(fā)展現(xiàn)狀 乙醇的生產(chǎn)方法，有以生物質(zhì)為原料的發(fā)酵法和以石化產(chǎn)品為原料的化學(xué)合成法。20世紀(jì) 50年代以前，乙醇主要依靠生物發(fā)酵法生產(chǎn)，所用原料可以是淀粉質(zhì)、糖蜜、纖維原料等。普通乙醇生產(chǎn)在我國古代就已開始，是迄今為止生產(chǎn)最成熟、經(jīng)驗(yàn)最豐富、歷史最悠久的可再生能源。 50年代以后，隨著世界石油化工的迅速發(fā)展，乙烯經(jīng)加溫加壓水合就能生成乙醇，這種方法在石化工業(yè)發(fā)達(dá)的國家發(fā)展很快?；瘜W(xué)合成法的生產(chǎn)過程雖然簡單，但受原料來源的 限制，隨著 1976年第一次世界范圍內(nèi)“石油危機(jī)”的發(fā)生，使合成乙醇的發(fā)展受挫。世界上除美國有少量合成乙醇生產(chǎn)外，其他國家都沒有大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。 燃料乙醇作為一種工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的能源，和以往小規(guī)模、食用型的乙醇生產(chǎn)并不完全相同。燃料乙醇產(chǎn)生于 20世紀(jì)初葉，后因石油的大規(guī)模、低成本開發(fā)以及其經(jīng)濟(jì)性較差而被淘汰。如今，為了減輕對(duì)石油的依賴，人們都在尋找可再生能源。由于乙醇進(jìn)人燃料市場有重大的發(fā)展?jié)搫荩鹆耸澜缧缘闹匾?，因此發(fā)酵法生產(chǎn)燃料乙醇的發(fā)展動(dòng)力大大加強(qiáng)。同時(shí)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，造成糧食相對(duì)過剩，這一切都 使燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的重新崛起、迅速發(fā)展成為必然。 外發(fā)展概況 燃料乙醇被認(rèn)為是替代和節(jié)約汽油的最佳燃料之一，能和汽油以一定比例混配成一種車用燃料。這項(xiàng)技術(shù)在國外已十分成熟，具有價(jià)廉、清潔、安全、環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn)。燃料乙醇的發(fā)展與國際原油供應(yīng)情況息息相關(guān)。 在燃料乙醇的生產(chǎn)、推廣和使用方面，美國和巴西走在了世界的前列，兩國產(chǎn)量的總和占全球總量的 66%。我國 2002年乙醇產(chǎn)量為 213萬噸，僅次于美國及巴西。燃料乙醇的成本隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、生產(chǎn)技術(shù)和綜合利用能力的提高而不斷下降。目前使用車用乙醇汽油的 國家主要是美國和巴西，歐盟自 20世紀(jì) 90年代初也開始生產(chǎn)、使用車用乙醇汽油。 1979年，在石油危機(jī)的背景下，美國為減少對(duì)進(jìn)口原油的依賴，聯(lián)邦政府制定了“乙醇發(fā)展計(jì)劃”，開始大力推廣車用乙醇汽油。作為重要的能源戰(zhàn)略，美國還制定了相關(guān)的法律和扶持政策，對(duì)車用乙醇汽油的生產(chǎn)和使用給予財(cái)政補(bǔ)貼。 據(jù)悉，美國黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 3 清潔空氣法曾對(duì)新配方汽油（ 氧量提出要求， 推薦為 含氧化合物?，F(xiàn)在，美國 15 個(gè)州將尾隨加州禁用 納特能源議案號(hào)召全國在 4 年內(nèi)全部禁用 計(jì)到 2004 年，美國汽車燃料將需要 23 億加侖乙醇， 2012 年將達(dá) 50億加侖。按可再生燃料協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，美國乙醇生產(chǎn)量將從 2001年 002年 22 億加侖， 1999增加了 20%。 6 座新裝置己于 2002 年投產(chǎn)，另有 14 座乙醇生產(chǎn)廠正在建設(shè)中。到 2002年底，乙醇生產(chǎn)能力將由 2001年 21億加侖增加到 醇的魅力在于它是可清潔燃燒的燃料，可從再生物質(zhì)能源生產(chǎn)，雖然乙醇生產(chǎn)費(fèi)用較高，但采用改進(jìn)技術(shù)的新工藝和使用較廉價(jià)的原料，可望降低生產(chǎn)費(fèi)用。美國加州將于 2004年 1月禁用 時(shí)將引入 0州將執(zhí)行 標(biāo)準(zhǔn)，平均含硫限值 15在為 30含苯 現(xiàn)在為 。加州大多數(shù)主要煉油廠正在快速向汽油不加 化，菲利浦斯石油公司已于 2002 年7月首次在加州加油站推銷無 有三家煉制商也將跟隨其后。美國現(xiàn)約有 200萬輛可靈活用油汽車，可使用汽油也可使用乙醇汽油 E 85（ 85%乙醇和 15%汽油）。美國現(xiàn)有 135座加油站可加用 E 85乙醇汽油，大多在明尼蘇達(dá)州。現(xiàn)還開發(fā)了基于乙醇的無鉛航空燃料 5，可用于小型非噴氣式飛機(jī) 按照最近美國國會(huì) 提議的立法，要求大力發(fā)展乙醇工業(yè)，今后 15 年乙醇的使用將翻三番。為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，美國能源部大力支持纖維素乙醇中試及產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)項(xiàng)目，目的是利用木材、稻草、玉米稈等纖維素廢料生產(chǎn)燃料乙醇。美國政府實(shí)施燃料乙醇政策以來，給國家經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、貿(mào)易、人民生活等多方面帶來了極大的益處，促進(jìn)了美國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，改善了環(huán)境，減少了原油進(jìn)口，為社會(huì)提供了大量的就業(yè)機(jī)會(huì)。 巴西是石油資源貧乏的國家之一。早在上世紀(jì) 20年代巴西就開始在汽車中應(yīng)用乙醇汽油混合燃料。 1975年巴西政府開始大力實(shí)施乙醇全國計(jì)劃這一新能源政策，因 地制宜推動(dòng)以甘蔗為主要原料的乙醇燃料的發(fā)展，目標(biāo)是減少石油進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)能源的多元化。 1977年巴西政府制定法規(guī)，正式以 20乙醇與汽油混配，推向國內(nèi)燃料市場，用于普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。經(jīng)過 30多年的努力，現(xiàn)在巴西已經(jīng)成為世界上屈指可數(shù)的乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)大國。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前巴西全國使用乙醇汽油的汽車約有 1 600萬輛，而完全用含水酒精作動(dòng)力燃料的乙醇汽車也達(dá)到了 200多萬輛。如今巴西已經(jīng)形成完整的燃料乙醇供應(yīng)系統(tǒng)，乙醇和汽油都通過管道輸送，與鐵路、公路相連接，供應(yīng) 3 1 979個(gè)加油站進(jìn)行零售。燃料乙醇計(jì)劃的實(shí) 施，給巴西帶來了三大收益，一是形成了獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)能源運(yùn)行系統(tǒng)，保證了國家能源安全；二是刺激了農(nóng)業(yè)和乙醇相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，為巴西經(jīng)濟(jì)注入了新的活力；三是大大減少了溫室氣體等有害氣體的排放黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 量，使大氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境得到顯著改善。 巴西政府大力發(fā)展燃料乙醇行動(dòng)計(jì)劃始于 1975年，原因有三：第一從國家能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展考慮，當(dāng)時(shí)巴西 80%的燃料依賴進(jìn)口，國家的能源安全不能保證；第二是為了促進(jìn)國內(nèi)農(nóng)業(yè)、種植業(yè)的發(fā)展和保護(hù)農(nóng)民利益，巴西是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，擁有全世界最大的甘蔗種植區(qū)；第三是為本國發(fā)展綠色可再生能源創(chuàng)出新路和保護(hù)環(huán) 境。 目前，巴西年產(chǎn)乙醇 1200萬噸左右，高居世界首位，是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費(fèi)國。巴西每年消耗燃料乙醇的數(shù)量已占到每年消耗車用汽油的 33%，約 40%的小汽車完全以乙醇做燃料，其余則以 22%的燃料乙醇和 78%的車用汽油的混合物作為燃料。每年有 470 萬噸無水乙醇、 480 萬噸含水乙醇用于車中，在全巴西 個(gè)加油站有燃料乙醇銷售。 日本洋馬公司經(jīng)多次試驗(yàn)，基本解決了乙醇與柴油混合的分層問題，正著力進(jìn)行柴油一乙醇混合燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)使用試驗(yàn)。美國 司己開展了乙醇柴油的研究工作，含 (體積分?jǐn)?shù) )乙醇 15 、其它添加劑 5、柴油 80的乙醇柴油已在柴油車上進(jìn)行了 386行車試驗(yàn)。 內(nèi)發(fā)展概況 我國是能源消耗的大國，占世界一次能源需求總量的 10以上。高效清潔能源所占比例很小，這樣的結(jié)構(gòu)不僅造成能源的大量浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境造成很大污染，偏離了世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的主流。今后我國應(yīng)加速優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源和新能源的比重。 我國燃料乙醇的使用始于抗戰(zhàn)時(shí)期，當(dāng)時(shí)汽油緊缺，就用發(fā)酵乙醇部分或全部替代。后由于汽油價(jià)格的優(yōu)勢，燃料乙醇退出能源領(lǐng)域。國內(nèi)再次開展燃料乙醇的研究及應(yīng)用工作始于 20世紀(jì) 80年代 至今。 近年來，隨著科技的發(fā)展，農(nóng)副產(chǎn)品連年豐收，如果能將糧食適當(dāng)轉(zhuǎn)化為工業(yè)燃料，對(duì)緩解農(nóng)民賣糧難和調(diào)節(jié)國家糧食儲(chǔ)備有利，同時(shí)也是對(duì)傳統(tǒng)能源的補(bǔ)充，起到改善能源結(jié)構(gòu)的作用。目前我國每年汽油消費(fèi)已超過 3500 萬噸、柴油 6200 萬噸，若有 20%的汽油、柴油是含有 15%乙醇的汽油、柴油，每年將消費(fèi) 290萬噸乙醇，可轉(zhuǎn)化900 萬噸糧食。若全部汽油、柴油是含有 15%乙醇的汽油、柴油，每年將消費(fèi) 1455 萬噸乙醇，可轉(zhuǎn)化 4500 萬噸糧食，同時(shí)還產(chǎn)出約 1500萬噸 酒糟蛋白飼料的商品名，即含有可溶固形物的干酒糟） 飼料。所以發(fā)展燃料乙醇對(duì)農(nóng)業(yè)、酒精行業(yè)、副產(chǎn)品加工業(yè)以及國家能源安全等方面具有深遠(yuǎn)的意義。目前，我國已經(jīng)開始了燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的建設(shè)。正在全國范圍內(nèi)逐步推廣使用車用乙醇汽油，使其在兩三年內(nèi)占到市場份額的 25% 30%。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 5 中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速，燃料乙醇在中國具有廣闊前景。隨著國內(nèi)石油需求的進(jìn)一步提高，以乙醇等替代能源為代表的能源供應(yīng)多元化戰(zhàn)略已成為中國能源政策的一個(gè)方向。中國已成為世界上繼巴西、美國之后第三大生物燃料乙醇生產(chǎn)國和應(yīng)用國。 2006年，中國燃料乙醇的生產(chǎn)達(dá)到 144萬噸，按照 1： 計(jì)算，大概消耗玉米 475萬噸。截止 2006年，黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽 5省及湖北、河北、山東、江蘇部分地區(qū)已基本實(shí)現(xiàn)車用乙醇汽油替代普通無鉛汽油。 目前乙醇柴油的研究主要集中在燃料機(jī)外混合后進(jìn)入汽缸燃燒的方式。這樣可以在原機(jī)不作改動(dòng)或是很少改動(dòng)的情況下使用乙醇柴油混合燃料，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和環(huán)保的要求。主要工作表現(xiàn)在尋找能使乙醇和柴油互溶的助溶添加劑，和柴油機(jī)上的適用性試驗(yàn)。目前，已經(jīng)開發(fā)了數(shù)十種助溶添加劑，有些還申請(qǐng)了專利。但這些助溶添加劑普遍較為昂貴，每噸價(jià)格為 1萬元。許多科研機(jī)構(gòu)都參與 到這個(gè)課題的研究，其中清華大學(xué)、吉林大學(xué)、上海交通大學(xué)等的研究較有特色。他們就乙醇柴油混合燃料的燃燒為課題，對(duì)柴油機(jī)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)、排放、燃燒等性能進(jìn)行了研究，并取得了一定的進(jìn)展。 未來，中國政府還將繼續(xù)適度發(fā)展燃料乙醇行業(yè)?！笆晃濉逼陂g，中國燃料乙醇的潛在市場規(guī)模將急劇擴(kuò)大。以中國四家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來國內(nèi)對(duì)燃料乙醇的需求，燃料乙醇裝置產(chǎn)能擴(kuò)張不可避免。因此計(jì)劃到“十一五”末，國內(nèi)乙醇汽油消費(fèi)量占全國汽油消費(fèi)量的比例將上升到 50以上，這意味著屆時(shí)中國燃料乙醇的產(chǎn)能和產(chǎn)量將會(huì)有一 個(gè)質(zhì)的飛躍。 論文研究的目的與內(nèi)容 文研究目的 針對(duì)國際原油供應(yīng)趨緊和價(jià)位偏高的狀況，發(fā)展可再生生物車用燃料潛力很大，以及我國油品消費(fèi)需求快速增長的市場前景廣闊。乙醇汽油作為新型清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點(diǎn)，在我國完全適用；符合我國能源替代戰(zhàn)略和可再生能源發(fā)展方向，改善了油品的性能和質(zhì)量，技術(shù)上成熟安全可靠。 文研究內(nèi)容 本論文從乙醇汽油應(yīng)用在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用上入手，從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放特性三方面來闡述燃料乙醇在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的優(yōu)勢，比較不同摻雜比例的乙醇汽 油的特性，分析現(xiàn)階段燃料乙醇發(fā)展形勢并且探討性說明燃料乙醇的非常規(guī)性排放特性對(duì)燃料乙醇有更深入了解燃料乙醇的特性。 (1)對(duì)乙醇汽油 (15)的理化特性及應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行分析，并指出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)繪制出不同工況下各種燃料的排放曲線，對(duì)比分析燃用混合燃料后的排放特性。 (3)評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用混合燃料后的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。 廣乙醇汽油的意義 目前，要從技術(shù)上完全解決汽車的污染問題還不成熟，但盡量減少汽車尾氣的排放，并盡量減少排放后的危害，研究針對(duì)我國現(xiàn)實(shí)條件下的 汽車排放污染物的產(chǎn)生機(jī)理和排放控制技術(shù)，有著廣泛和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，分析排放危害和治理措施也具有廣泛的代表性和較高的實(shí)用價(jià)值。乙醇汽油能夠在一定程度上改善大氣環(huán)境、保障能源安全、推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展和節(jié)約國家外匯，是未來具有廣闊前景的代用燃料。可見，針對(duì)乙醇汽油的排放特性和動(dòng)力性能開展研究是有必要的。 （ 1）節(jié)約石油資源 乙醇它以玉米、薯類、糖蜜和木質(zhì)纖維素等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制成。乙醇汽油可以部分甚至完全取代汽油用作汽車燃料。因?yàn)橐掖纪耆且环N可再生能源，按照目前我國石油如此高的對(duì)外依存度， 2006年我 國的燃料乙醇的產(chǎn)能已達(dá) 100萬噸，按照規(guī)劃在“十一五”末可達(dá)到 500萬噸的產(chǎn)能，如果都用于燃料，可為國家節(jié)約石油資源，進(jìn)而降低對(duì)進(jìn)口石油的依賴。也為國家節(jié)約大量的外匯。 （ 2）減少汽車污染物的排放，保護(hù)環(huán)境 汽車燃燒石油燃料排放出的氣體中除有水蒸氣外，還有 02等，這些氣體都不同程度對(duì)人類、動(dòng)物和植物等構(gòu)成了危害。隨著汽車保有量的增加，汽車的排放已經(jīng)成為大氣環(huán)境污染的首要來源。使用乙醇汽油作為燃料，可以明顯降低汽車廢氣的排放，有效改善大氣環(huán)境質(zhì)量。 目前世界上汽車對(duì)乙醇汽油的使用 方法一般有兩大類：用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，酒精加入量為 5專用發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車，酒精加入量為 這樣汽車就可以降低一氧化碳排放量約 30揮發(fā)性有機(jī)化合物 ( 12，氮氧化物排放量約略有上升 (絕對(duì)量極少 )，有害物質(zhì)排放平均降低 l 3以上?？梢钥闯觯镁凭髟鲅鮿?，可顯著降低汽車尾氣中的有害物，起到凈化空氣的功效。 （ 3）振興地方經(jīng)濟(jì)，增加稅收 推廣使用車用乙醇汽油可以有效解決糧食轉(zhuǎn)化問題，穩(wěn)定糧食價(jià)格和農(nóng)民收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)的良好循環(huán)。近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)連年豐收，但是糧食深 加工轉(zhuǎn)化問題未能得到很好的解決，尚未形成“增產(chǎn) ,消費(fèi) ,刺激再生產(chǎn)”的良性循環(huán)。糧食庫存量逐年上升，形成了我國糧食存量的相對(duì)過剩。部分存糧已出現(xiàn)陳化。發(fā)展車黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 7 用乙醇汽油，可有效解決糧食作物的轉(zhuǎn)化，形成一個(gè)長期、穩(wěn)定、有效、可控的糧食消費(fèi)市場，也使國家擁有一個(gè)可靠的糧食轉(zhuǎn)化和調(diào)控手段。徹底解決了我國糧食的生產(chǎn)、消費(fèi)和儲(chǔ)備這一政府最棘手的問題。更重要的是可以為我國培育一新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)點(diǎn)?？梢詭?dòng)糧食生產(chǎn)、糧食綜合加工、飼料、養(yǎng)殖、肉類加工、有機(jī)綠肥、土壤改良等一系列產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)?；l(fā)展。把我國的“農(nóng)”字文章 做的有聲有色，結(jié)出豐碩成果。 章小結(jié) 本章分別對(duì)乙醇汽油的國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，有闡述了發(fā)展我國乙醇汽油事業(yè)的目的和意義，說明了乙醇汽油的發(fā)展對(duì)我國有著重大的戰(zhàn)略意義。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 8 第章 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù) 料乙醇與汽油的理化特性 21 世紀(jì)人類面臨可持續(xù)發(fā)展的問題，對(duì)能源的需求就要多元化。所以各種代用燃料的研究很有必要。中國國家計(jì)委產(chǎn)業(yè)發(fā)展司司長談到“今后能源的多元化是一個(gè)趨勢，不是誰代替誰，而是各自根據(jù)它的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的替及程度，各有各的角色，共同承擔(dān)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和老百姓生活需要的能源供給。 ” 目前， 氣、 類（主要是甲醇和乙醇）等代用燃料，它們的生產(chǎn)成本、理化性能、對(duì)內(nèi)燃機(jī)排放的改善情況各有不同。因在選擇代用燃料時(shí)要綜合考慮國家資源情況、工業(yè)發(fā)展水平、生產(chǎn)代用燃料的技術(shù)及效益，熱機(jī)的適應(yīng)性及發(fā)展趨勢、環(huán)境保護(hù)等。 表 醇與汽油特性對(duì)比 燃料 汽油 乙醇 分子量 114 46 含氧量 0 34 8 物理狀態(tài) 液 液 液態(tài)密度 g 點(diǎn) 30 220 78 3 自燃點(diǎn) 260 370 420 十六烷值 27 8 最低點(diǎn)火能量 可燃體積比 19 理論空燃比 (質(zhì)量比 ) 論空燃比 (體積比 ) 熱 固點(diǎn) 114 動(dòng)力粘度 20.C 動(dòng)粘度 20 乙醇是由烷基 (羥基 (成的化合物，這就決定了它本身就是一種很好的含氧代用燃料。羥基 (于極性鍵，而石油中的烴分子都是非極性分子，因此黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 9 乙醇與普通的石油 燃料有一定的差別，表 2 1列出了乙醇與汽油的主要物理化學(xué)特性。與石油燃料相比乙醇有如下特點(diǎn)：是含氧燃料，其燃料的“自攜氧性”可達(dá)到 34 8；但是乙醇的低熱值、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、粘度和十六烷值都要比汽油低，而辛烷值、自燃溫度和汽化潛熱相比汽油要高的多，其密度高于汽油，沸點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于汽油，著火界限也較汽油寬廣。 燃料乙醇作為一種清潔能源，是指向汽油或柴油中加入一定比例的無水乙醇作為燃料使用。乙醇又名酒精，是由碳、氫、氧 3種元素組成的有機(jī)化合物，結(jié)構(gòu)式是 5 對(duì)分子質(zhì)量為 46，是一種無色透明、易揮發(fā)、易 燃燒的液體。燃料乙醇具有良好的互溶性，燃燒性能與礦物燃料相似，能夠完全燃燒，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)，可直接用作液體燃料或與其他液體燃料混合使用，減少對(duì)不可再生資源的消耗。 乙醇的辛烷值較高，閃點(diǎn)較低，著火溫度較高，十六烷值較低，因而乙醇和汽油的性質(zhì)較接近，和柴油的性質(zhì)相差較大，故乙醇在柴油機(jī)上的應(yīng)用較汽油機(jī)難度大；由于乙醇燃料“含氧”的特點(diǎn)，燃燒時(shí)理論上所需空氣接近汽油的一半，對(duì)于改善擴(kuò)散燃燒時(shí)由于油氣混合不均勻而生成碳煙和微粒具有積極的作用。 燃料乙醇可作為基礎(chǔ)增氧劑，改善燃燒，降低有害物質(zhì)的生成，能有 效降低汽車尾氣的排放。從乙醇的結(jié)構(gòu)式可以看出，乙醇含有 2 個(gè)碳原子，含有 1 個(gè)氧原子，在燃燒時(shí)，有自供氧作用，與不含氧原子而碳原子又多得多的石化燃料相比，燃燒充分，排放物中有害物質(zhì)較少，能減少機(jī)動(dòng)車對(duì)空氣的污染，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。根據(jù)美國和加拿大等國的檢測，在汽車中使用添加乙醇的汽油，所排放的臭氧會(huì)大大減少，減少了臭氧所造成的危害，對(duì)大氣的污染會(huì)明顯減輕，汽車尾氣的成分變化如表 乙醇燃料顯極性，具有較強(qiáng)的親水性，能無限溶于水：而柴油屬于石油系燃料，具有較強(qiáng)的僧水性，且石油系燃料憎永性順序?yàn)椋褐?肪族烴 烯徑 芳香烴。因?yàn)椴裼椭泻休^多的脂肪烴，具有較少的芳香烴，當(dāng)柴油和乙醇混合時(shí)，表現(xiàn)出較差的相溶性，很容易分層，不易形成穩(wěn)定的乳化液，因而解決柴油與乙醇的相溶性問題是柴油摻混乙醇的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù) 目前，汽油和柴油燃料是廣泛使用的內(nèi)燃機(jī)燃料。石油燃料燃燒后排出的廢氣成為大氣的主要污染源。這些物質(zhì)不僅污染大氣，還會(huì)導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧和臭氧層破壞等環(huán)境問題。為此，各國制定了大氣清潔法等法規(guī)，對(duì)汽油、柴油規(guī)格不斷提出新的要求，降低汽油、柴油的芳烴及柴油的硫含量等。實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)燃料的清潔化發(fā)展，主要途徑：改善現(xiàn) 用燃料性能，使其成為清潔燃料；開發(fā)清潔的汽油與柴油代用燃料。 汽油質(zhì)量的發(fā)展大致可分為：含鉛汽油低鉛汽油無鉛汽油新配方汽油（也黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 10 稱“清潔燃料” ）世界燃料規(guī)范等幾個(gè)階段。我國汽油規(guī)格的改進(jìn)經(jīng)過了兩個(gè)階段：汽油牌號(hào)升級(jí)及汽油無鉛化。從 2000年 7月 1日全國實(shí)現(xiàn)汽油無鉛化。 目前美國市場銷售的汽油有：常規(guī)汽油、含氧化物汽油、新配方汽油、乙醇汽油。其中含氧化物汽油是一種加入了富氧化合物，如加人 醇的常規(guī)燃料，氧化物能促進(jìn)清潔燃燒，減少 放。新配方汽油（ 調(diào)整了成品發(fā)動(dòng)機(jī)汽油配方、組成和 性質(zhì)，以滿足美國環(huán)保局（ 據(jù)清潔空氣法 211款制定的新配方汽油法規(guī)。含氧汽油和新配方汽油屬于清潔汽油。 汽油為復(fù)雜烴類（碳原子數(shù)約 4 12）的混合物。無色至淡黃色的易流動(dòng)液體。沸點(diǎn)范圍約初餾點(diǎn) 30至 205，空氣中含量為 74 123g/遇火爆炸。主要組分是四碳至十二碳烴類 ,易燃。汽油的熱值約為 44000kJ/料的熱值是指 1料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量 ,由石油分餾或重質(zhì)餾分裂化制得。原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、催化重整等過程都產(chǎn)生汽油組分，但從原油蒸餾裝置直接生產(chǎn)的直餾汽油 ，不單獨(dú)作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，而是將其精制、調(diào)配，有時(shí)還加入添加劑（如抗爆劑四乙基鉛）以制得商品汽油。 用量最大的輕質(zhì)石油產(chǎn)品之一，是引擎的一種重要燃料。根據(jù)制造過程可分為直餾汽油、熱裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、疊合汽油、加氫裂化汽油、裂解汽油和烷基化汽油、合成汽油等。根據(jù)用途可分為航空汽油、車用汽油、溶劑汽油等三大類。主要用作汽油機(jī)的燃料。廣泛用于汽車、摩托車、快艇、直升飛機(jī)、農(nóng)林業(yè)用飛機(jī)等。溶劑汽油則用于橡膠、油漆、油脂、香料等工業(yè)。汽油還可以溶解油污等水無法溶解的物質(zhì)