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毕业设计(论文)-醇基燃料类发动机的性能分析.doc

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毕业设计(论文)-醇基燃料类发动机的性能分析.doc

合肥工业大本科毕业论文摘要汽车工业在推动经济增长的同时,对能源、环境和安全的影响也日益受到社会的关注,尤其是现在社会能源短缺,油价上涨。寻找供应稳定、排放清洁的汽车替代燃料是世界各国都非常关心的问题。醇类燃料作为液体燃料,其储运、分配、携带、使用都与传统的汽、柴油相差无几,而且其原料资源多,燃烧排放污染物低于石油类燃料,因而受到国际重视。在本论文中,探讨、总结了世界发达国家醇类燃料汽车的产业和技术发展情况,详细的叙述了甲醇和乙醇的理化性能以及混合燃料的理化性质。甲醇(乙醇)燃料汽车发动机的性能的具体的分析和比较,使用醇类燃料能效、环境、动力性能等方面的问题。还对醇基燃料发动机的改进的具体的部件进行了理论分析等。从中得出了醇基燃料发动机在排放、冷启动、最大功率、最大扭矩等方面的优缺点。关键词汽车、甲醇、乙醇、动力性能、理化性质。合肥工业大本科毕业论文ABSTRACTAUTOMOBILEINDUSTRYINTHEPROMOTIONOFECONOMICGROWTH,ENERGY,ENVIRONMENTALANDSAFETYIMPACTSHAVEALSOBEENGROWINGCONCERNINTHECOMMUNITY,PARTICULARLYNOWTHATSOCIALENERGYSHORTAGES,RISINGOILPRICESFINDASTEADYSUPPLYOFCLEANEMISSIONSALTERNATIVEFUELVEHICLECOUNTRIESINTHEWORLDAREVERYCONCERNEDABOUTALCOHOLFUELASALIQUIDFUEL,ITSSTORAGE,TRANSPORTATION,DISTRIBUTION,TRANSPORTATION,USEBOTHTRADITIONALGASOLINEANDDIESELISALMOSTTHESAME,BUTITSRAWMATERIALSRESOURCES,THEEMISSIONOFPOLLUTANTSBELOWTHECOMBUSTIONOFPETROLEUMFUELS,CAUSINGINTERNATIONALATTENTIONINTHISPAPER,THESTUDY,ASUMMARYOFTHEWORLDSDEVELOPEDCOUNTRIESALCOHOLFUELCARINDUSTRYANDTECHNOLOGYDEVELOPMENT,DETAILEDDESCRIPTIONOFMETHANOLANDETHANOL,ANDTHEPHYSICALANDCHEMICALPROPERTIESOFTHEMIXEDFUELPROPERTIESMETHANOLETHANOLFUELVEHICLEENGINEPERFORMANCEOFSPECIFICANALYSISANDCOMPARISON,THEUSEOFALCOHOLFUELEFFICIENCY,THEENVIRONMENT,DYNAMICPERFORMANCE,ANDOTHERISSUESALSOONTHEALCOHOLBASEDFUELENGINESTOIMPROVETHESPECIFICCOMPONENTSOFTHETHEORETICALANALYSISDRAWTHEALCOHOLBASEDFUELINTHEENGINEEMISSIONS,COLDSTART,THEMAXIMUMPOWER,MAXIMUMTORQUEANDSOONTHEMERITSKEYWORDSAUTOMOBILE、METHANOL、ETHANOL、POWERPERFORMANCE、PHYSICALANDCHEMICALPROPERTIES合肥工业大本科毕业论文目录引言1第一章内外醇类燃料汽车产业发展状况211国外醇类燃料汽车产业发展状况2111醇类燃料汽车在美国的发展3112醇类燃料汽车在日本的发展4113类燃料汽车在加拿大的发展512我国醇类燃料汽车的发展5121我国甲醇燃料汽车的发展状况5122我国乙醇燃料汽车的发展状况6第二章甲醇汽油燃料的理化性质及发动机的性能分析821甲醇、汽油和甲醇汽油的理化性质对比822甲醇汽油使用中的主要问题及解决方法11221甲醇汽油的相溶性11222甲醇汽油对非金属的溶胀性12223甲醇汽油的毒性1323甲醇的热值14231质量低热值14232理论混合气热值1424甲醇发动机性能分析16241起动性能试验16242怠速排放性能测试17243速度特性试验17244负荷特性试验1825结论20第三章乙醇燃料的理化性质及发动机性能分析2131乙醇/柴油混合燃料相溶特性21311水含量对乙醇/柴油混合燃料相溶特性的影响21312助溶剂开发与性能评价21合肥工业大本科毕业论文313水含量对助溶剂添加比例的影响21314乙醇添加比例对乙醇柴油理化特性影响21315乙醇柴油储存性能研究2232乙醇掺烧比例对发动机性能影响2232乙醇掺烧比例对发动机燃烧特性的影响2533供油提前角调整对燃用E10乙醇柴油机性能的影响2534燃用乙醇柴油的发动机可靠性2735总结28第四章醇基燃料的综合性质和内燃机的特点2941混合燃料的综合性质2942醇基燃料内燃机的特殊部件及原理35421供油系统及供油量35422喷油泵零件的润滑36423稳定油路中燃油的压力及防止气阻的措施。38第五章总结39参考文献40谢辞42内蒙古工业大本科毕业论文第1页共42页引言中国的汽车工业起步较晚,从1953年第一汽车制造厂制造出第一辆解放牌卡车,经过50年的发展,2003年中国的汽车年产量己经达到444万辆。同时,汽车的保有量也在迅速提高,特别是私人汽车保有量得到迅速提高。截至到2003年底,全国汽车保有量达2421万辆,其中私人汽车保有量1243万辆。中国汽车产量己跃居世界第四位,约占世界汽车总产量的6~7。开始成为世界汽车业的重要组成部分。汽车工业的发展有力地推动了国民经济的发展。但是,汽车工业的高速发展也给环境、能源、交通安全、城市基础建设等造成了很大压力,尤其是能源。自从上世纪七十年代两次波及西方所有发达国家的能源危机后,世界各国都把能源问题作为本国发展战略的头等大事,围绕能源问题发生的国际争端从来没间断过。在全球能源结构中,石油是最重要的一次能源,而石油消费增长主要来自于交通运输部门。中国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气,进入二十世纪九十年代以来,能源这种结构性问题日益突出。中国能源工业的关键问题是如何充分利用中国的资源特点,实施能保障国家能源安全的政策,既要站在全球化的经济体系中,谋求可靠和安全的进口石油来源,又不能忽视日益增加的对石油和天然气的依赖,从长远上,发展石油替代能源是资源接替的需要,而在近期10~20年内,石油替代产品将成为必要的燃料补充。内蒙古工业大本科毕业论文第2页共42页第一章国内外醇类燃料汽车产业发展状况11国外醇类燃料汽车产业发展状况甲醇汽油开发及应用在国外开始于20世纪70年代的第二次石油危机,从替代能源的角度考虑,德国、美国、日本等国先后投人人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。在7080年代期间,美国加州、德国等地均组织了甲醇汽车示范车队包括德国大众汽车公司在中国建立的M100甲醇汽车示范车队。美国对甲醇燃料和甲醇汽车都进行开发和应用,重点开发燃烧M85,M100专用甲醇燃料汽车。美国开发了M100汽车,但是由于甲醇加油站限制,行驶里程受限制,用户不便,故美国福特公司开发了可使用汽油或醇与汽油以任意比例混合的燃料的灵活燃料汽车FFV,这种车由燃料传感器识别成分,通过电脑提供发动机最佳运行参数。这样就不会受到加油站限制。目前,FFV汽车在美国已经能大规模商业生产,这些由FORD汽车公司特制的使用高比例甲醇的灵活燃料汽车主要集中在加州地区。统计数据表明,1998年后美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料都在减少,目前,美国加州甲醇汽油加油站也仅剩下1座,其中原因是多方面的甲醇作为汽车燃料的缺陷,特别是甲醇有毒,使得甲醇在比较重视健康安全和生活质量的美国不受欢迎;1997年开始的亚洲金融危机波及全球,使得世界上油价低迷,甲醇价格难以同石油价格竟争,1998年美国福特汽车公司停止生产FFV甲醇汽车美国农业作物丰富,美国政府非常重视保护农民利益,使得毒性小和安全性比较好的乙醇燃料得以迅速推广;此外,CNG,LNG、电力等代用燃料在美国市场发展空间比较大,也使甲醇代用燃料在美国受到冷落。美国、欧洲及日本汽车制造商坚持反对在汽油中掺烧甲醇,在美国车用无铅汽油标准ASTM4814中,要求汽油中甲醇含量最大不超过03VO1,MTBE的加入量最大可为15VOL。乙醇最大L0VOL;ETBE或TAME最大17VO1O1998年12月世界汽车制造商组织联合发布的“世界燃料规范”中,要求“不允许使用甲醇”。在欧洲85/536/EEC法规中,车用汽油中甲醇的添加量3VO1同时必须包括腐蚀抑制添加剂。国外反对在汽油中加人甲醇,主要原因是甲醇腐蚀性比较大,目前的技术还内蒙古工业大本科毕业论文第3页共42页不能很好解决甲醇汽油金属腐蚀性问题,汽车的耐久性16万KM得不到保障。此外,由于甲醇有毒,使用不慎容易对人体造成伤害或致人死亡。111醇类燃料汽车在美国的发展甲醇作为替代燃料在美国己经发展多年。甲醇可以从天然气、煤和生物质等原料制出,而美国富产这些资源,因此它对美国能源安全有着重要意义。甲醇兼具辛烷值高、性能好和燃烧清洁的特点。这些优势使得它成为了理想的车用替代燃料。美国人HENRYFORD在1908年就生产出了世界第一辆使用纯乙醇燃料的汽车。1930年乙醇/汽油混合燃料在美国内布拉斯加州地IX_首次面市。1978年含10乙醇的混合汽油在内布拉斯加州大规模使用。1979年,美国国会为减少对进口原油的依赖,从寻找替代燃料的角度出发,制定了联邦政府“乙醇发展计划使用E10,开始大力推广含10乙醇的混合燃料,美国的乙醇汽车在此计划推动下有了较快速的发展,乙醇产量从1979年的1000万加仑迅速增加到1990年的87亿加仑。1990年以前,美国推广乙醇汽车出于两个口的首先乙醇是有效的替代燃料,其次,在美国车用汽油无错化过程中,乙醇起到了替代MTBE的抗爆功能。在甲醇车的推广中,汽车租赁公司起到了市场纽带的作用。AVIS等汽车租赁公司曾与其他两家公司在塞克莱门多“城市空气质量管理IX_项口”的协助下分别购买了100辆福特的TAURUSFFV,他们将这些车出租给车队,韦实证明,这一做法非常成功,1994年,HERTZ公司宣布将要继续购买400辆TAURUSFFV,集中用于该公司在洛杉矶地区各机场的出租车队。为了给车队供应甲醇燃料,HERTZ在洛杉矶的四个机场安装了加油箱和售油机。1990年美国的清洁空气法案修正案,对汽油除了要求控制蒸汽压、苯含量外,还要求含氧汽油添加27M的氧新配方汽油添加20M的氧。EPA批准使用的含氧化合物有MTBE,TAME,ETBE、乙醚、乙醇等不包括甲醇。此后,乙醇作为主要含氧化合物之一被广泛用于美国含氧汽油和新配方汽油生产。美国己有多个州在使用新配方汽油。1993年,美国加州开始实施灵活燃油汽车FFV计划,其燃料规格为轻型车使用E85,重型卡车和公交车使用E100。基于MTBE对于加州环境和居民健康的不良影响,1999年美国加州决定在不违背联邦清洁空气法的前提下,于2003年

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