（载运工具运用工程专业论文）使用乙醇汽油及交叉使用纯汽油、乙醇汽油车辆故障规律研究.pdf

摘要 燃料乙醇与汽油相比具有辛烷值高、可燃界限宽、排放中有害物质浓度低，在汽油 中以低比例掺烧时，对发动机结构不必作改动等优点，因此燃料乙醇作为可再生能源， 在当今石油资源供应紧张的情况下，是一种较为理想的汽车燃料，在世界上得到较大规 模的使用，我国目前有1 0 个省在推广掺烧1 0 乙醇的车用乙醇汽油。在我国虽然形成 了一整套较为完善的针对使用汽柴油作燃料的汽车的检查、维护、修理的方法，但对使 用乙醇汽油作燃料的车辆检查、维护、修理等保障技术却没有开展研究，这对我国顺利 推广使用车用乙醇汽油工作形成了障碍。另外，汽车是一种运动的物体，在目前公路网 络逐步完善的今天，其活动范围少则数百里，多则数千里，不可避免地经常地出现车辆 对纯汽油和乙醇汽油燃料的混用状态，长期混用对车辆使用性能将产生不利的影响。 本文详细介绍了我国推广使用乙醇汽油地区目前状况，并重点分析了当前我国车用 乙醇汽油在使用过程中存在的问题。通过试验获得使用乙醇汽油的车辆动力性、经济性 及排放指标的变化数据，提出车辆使用乙醇汽油在不同时期对其性能的影响程度。在江 苏和安徽等乙醇汽油使用地区，经过在一类、二类维修企业对使用乙醇汽油、交叉使用 纯汽油及乙醇汽油车辆维修的调查统计和档案查阅获得的大量数据的分析处理，及相关 技术资料的分析、研究，得出了车辆使用乙醇汽油、交叉使用纯汽油及乙醇汽油的故障 规律，为行业管理和车辆的检查、维护提供理论和技术依据，有效促进我国推广使用车 用乙醇汽油工作顺利进行。 关键词：汽车、乙醇汽油、车辆性能、故障规律 a b s t r a c t c o m p a r e dt of u e le t h a n o la n dg a s o l i n ew i t hh i 曲o c t a n en u m b e r , f l a m m a b l el i m i t so f w i d ee m i s s i o n so fh a r m f u ls u b s t a n c e si nl o wc o n c e n t r a t i o n si ng a s o l i n eb l e n d e dw i t hal o w r a t i ow h e nt h ee n g i n ei sn on e e dt oc h a n g et h es t m c n l r eo ft h ea d v a n t a g e so ff u e le t h a n o la sa r e n e w a b l ee n e r g y , i n t o d a y st i g h ts u p p l yo fo i lr e s o u r c e s ，i ti sa ni d e a lf u e lf o rv e h i c l e s ，i n t h ew o r l dh a sb e e nl a r g e - s c a l eu s e c h i n ac u r r e n t l yh a s10p r o v i n c e si nt h ep r o m o t i o no f e t h a n o lb l e n d e dw i t h10 e t h a n o lg a s o l i n ev e h i c l e ，a l t h o u g ht h ef o r m a t i o no fas e to fm o r e c o m p r e h e n s i v eu s eo fg a s o l i n e f u e l e dv e h i c l ei n s p e c t i o n , m a i n t e n a n c e ，r e p a i r , b u tt h eu s eo f e t h a n o la sf u e l g a s o l i n e v e h i c l ei n s p e c t i o n , m a i n t e n a n c e ，r e p a i ra n do t h e rs e c u r i t y t e c h n o l o g i e sa r en o tc a r r i e do u tr e s e a r c ho nc h i n a ss u c c e s s f u lv e h i c l et op r o m o t et h eu s eo f e t h a n o lg a s o l i n et of o r ma no b s t a c l et ow o r k i na d d i t i o n ，t h ec a ri sam o v e m e n to fo b j e c t si n t h ec u r r e n tg r a d u a l l yi m p r o v et h er o a dn e t w o r ko ft o d a y , t h es c o p eo fi t sa c t i v i t i e sa tl e a s t s e v e r a lh u n d r e dy e a r s ，a sm a n ya st h o u s a n d so fm i l e s ，t h e r ea r eb o u n d t oo c c u rf r e q u e n t l yo n p u r eg a s o l i n ev e h i c l eg a s o l i n ea n de t h a n o lm i xf u e ls t a t ea n dl o n g t e r mp e r f o r m a n c eo fa m i x o fv e h i c l e sw i l lh a v ean e g a t i v ei m p a c t t h i sd i s s e r t a t i o np r o v i d e sd e t a i l so nt h ec u r r e n ts i t u a t i o no ft h er e g i o nw h e r ee t h a n o l g a s o l i n ei sp r o m o t e dt ob eu s e di nc h i n aa n d t h ea n a l y s i so ft h ec u r r e n tp r o b l e mt h a te t h a n o l g a s o l i n ei su s e di nc h i n e s ev e h i c l e s a t t a i nd a t aa b o u tp o w e r , e c o n o m ya n dc h a n g e si n e m i s s i o n st h r o u g hp e r f o r m a n c et e s to fe t h a n o lg a s o l i n ev e h i c l e s ，a n dt h e np u tf o r w a r dt h e d e g r e eo fi n f l u e n c ei nu s eo fe t h a n o lg a s o l i n eo nv e h i c l e si nd i f f e r e n tp e r i o d s a c c o r d i n gt o t h ed i s t r i c t ss u c ha sj i a n g s ua n da n h u i w h e r et h eg a s o l i n ei sw i d e l yu s e d ，t h ed a t aa n a l y s i s f r o mt h ef i r s t c l a s s ，s e c o n d c l a s sm a i n t e n a n c ec o m p a n i e s ，a n dt h er e s e a r c ho nt h ec o n c e r n e d t e c h n i c a ld o c u m e n t s ，t h er e g u l a rp a t t e r no fg a s o l i n ev e h i c l e s ，c r o s s - u s eo fp u r eg a s o l i n ea n d e t h a n o lg a s o l i n ea r es h o w n ，a n dp r o v i d eat h e o r e t i c a la n dt e c h n i c a lb a s i sf o ri n d u s t r y m a n a g e m e n ta n dv e h i c l ei n s p e c t i o n ，m a i n t e n a n c e ，a n de f f e c t i v ep r o m o t i o no fo u rc o u n t r yt o p r o m o t et h eu s eo fe t h a n o lg a s o l i n ev e h i c l et op r o c e e ds m o o t h l y k e yw o r d s ：c a r s ；e t h a n o lg a s o l i n e ；v e h i c l ep e r f o r m a n c e ；f a u l tr e g u l a rp a t t e r n 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 做作者躲态幺闰 论文知识产权权属声明 年伽日 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 笊急阀 壶隆易 7 年钿阳 砷年占月乙日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 1 1 1 课题来源 交通部公路科学研究院汽车运输技术研究中心于2 0 0 6 年9 月开展交通部西部交通建 设科技项目基于使用纯汽油与乙醇汽油燃料的车辆性能保障技术研究( 项目编号： 2 0 0 63 1 8 2 2 35 9 ) 的研究，主要研究任务分为“使用乙醇汽油对车辆性能影响”、“使用乙 醇汽油及交叉使用纯汽油、乙醇汽油的车辆故障规律”、“乙醇汽油车辆专用润滑油性能” 及“使用乙醇汽油的车辆维修技术标准4 个方面。本论文结合该项目的子课题二“使用乙 醇汽油及交叉使用纯汽油、乙醇汽油的车辆故障规律研究”来完成。本文作者全程参与 该项目的研究工作。 1 1 2 目的和意义 自2 0 0 1 年我国开始实施车用乙醇汽油的试点及推广工作后，目前在我国使用乙醇 汽油已经扩大到1 0 余个省市的范围，已实现在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽和广 西6 省全境范围内推广使用车用乙醇汽油的目标。河北、山东、江苏、湖北4 省按照国 家总体部署和要求，也在本省部分地区开展试点工作。在我国，推广使用车用乙醇汽油 已作为我国缓解石油资源短缺、改善大气环境、稳定粮食生产、促进农业生产与消费的 良性循环及保持我国经济社会全面协调持续发展的一项战略性举措。燃料乙醇与汽油相 比具有辛烷值高、可燃界限宽、排放中有害物质浓度低，在汽油中以低比例掺烧时，对 发动机结构不必作改动等优点，因此燃料乙醇作为可再生能源，在当今石油资源供应紧 张的情况下，是一种较为理想的汽车燃料，在世界上得到较大规模的使用【。 然而，燃料乙醇毕竟不同于汽油，其蒸发潜热大，发动机低温起动和低温运行性能 恶化；热值只有汽油的6 4 ，在同等的热效率下，乙醇的燃料经济性低；沸点低而容易 产生气阻；具有较强的化学活性，是一种性能优良的有机溶剂，具有较强的溶解清洗特 性，能腐蚀锌、铝等金属，对润滑( 油) 膜也具有较大的破坏作用，与汽油的混合燃料 对橡胶、塑料溶胀作用比单独的醇或汽油都强；乙醇是亲水性液体，易与水互溶，容易 使油中水分超标，影响发动机的正常工作等。据许多媒体报道及网上反映，使用乙醇汽 油后对车辆产生一些不良的影响，也使驾驶员及车主顾虑重重。 我国目前正在推广掺烧1 0 乙醇的车用乙醇汽油，各地在车辆使用乙醇汽油前，为 了保持发动机正常工作能力，防止由于乙醇汽油将燃料供给系统的不洁物质溶解出而堵 第一章绪论 塞燃料供给系统、亲合油箱中沉积的水而使燃料中水分超标等问题，提出了对发动机燃 料供给系统进行检查、清洗等要求。为避免因乙醇燃料对橡胶、塑料溶胀作用造成燃油 泄漏，对汽车行驶安全产生不良影响，采取对老旧车型不耐醇的塑料、橡胶件等部件予 以更换的措施。多年来，经过国家和专业技术人员的不断努力，我国形成了一整套较为 完善的针对使用汽油作燃料的汽车的检查、维护、修理的方法，但是对于长期使用乙醇 汽油作燃料车辆的检查、维护、修理等保障技术没有开展深入的研究，这对我国顺利推 广使用车用乙醇汽油工作形成了障碍【2 1 。 通过对使用乙醇汽油、交叉使用纯汽油和乙醇汽油车辆的故障进行了研究，提出使 用乙醇汽油、交叉使用纯汽油及乙醇汽油的车辆故障规律，探析故障原因，明确检查、 维护在保证车辆使用乙醇汽油时正常运行的重要地位和作用，为行业管理和车辆的检 查、维护提供理论和技术依据，形成我国推广使用车用乙醇汽油工作的技术保障，为顺 利实施推广使用车用乙醇汽油战略性举措，保证我国经济社会全面协调持续发展具有重 要的意义。 1 2 国内外使用乙醇汽油车辆技术研究现状 1 2 1 国外情况 早在上世纪七、八十年代，国外就把醇类作为一种有希望替代矿物燃油的代用燃料 进行了大量的研究，尤其是在解决材料兼容性、能量不足、遇水分层、冷启动和醇类的 大比例掺烧等方面取得了许多重大的突破。同时，有关机构还对车辆使用乙醇汽油后性 能的变化情况进行了较为系统的研究【3 】。 从1 9 7 6 年开始，巴西政府就强制实行无水乙醇与汽油混合( e 2 0 ) ，混合比例为乙 醇占1 0 - - - 2 2 ，并要求对常规汽油发动机进行小幅调整。到1 9 9 3 年，巴西政府通过法 律形式在全国强制规定混合比例为无水乙醇占2 2 ( e 2 2 ) ，但是允许乙醇的百分比可 在先前设定的范围内变动。2 0 0 3 年，这一比例又被调整为乙醇占2 0 - 2 5 。2 0 0 7 年7 月l 号，实行的强制混合比例为无水乙醇占2 5 ，汽油占7 5 即混合比e 2 5 。截止到2 0 0 6 年底，全巴西共有3 3 0 0 0 所加油站至少配备有l 台乙醇泵( 图1 1 ) 。巴西汽车制造业开 发生产了可灵活使用燃料的汽车( 图1 2 ) ，不限制汽油与无水乙醇( e 1 0 0 ) 的混合比例 ( e 2 肚e 2 5 ) ，具体变化见表1 1 。2 0 0 3 年这种汽车一进入市场即大获成功，到2 0 0 8 年8 月，售出新“灵活”型汽车和商用轻型汽车达到6 2 0 0 0 0 0 辆，占巴西道路行驶车辆的2 3 。 “灵活”型汽车的成功开发和强制使用e 2 5 混合燃料使乙醇燃料的消费截止到2 0 0 8 年2 2 k 安大学碗t 学位论丘 月已经达到汽车能源消费市场5 0 的份额 图1 1 乙醇汽油加油站圉1 2 巴西生产的6 款多种燃料汽车 表1 1 巴西乙醇汽油混台比变化表 年代 乙醇混合比年代乙醇混合比年代乙醇混合比 2 0 0 2 1 9 9 22 0 0 4 美国的燃料乙醇的产量仅次于巴西主要用玉米生产乙醇。目前，在汽油中掺加1 0 乙醇的g a s o h o l ( 汽油醇) 在全美已经普遍使用。美国能源部( t h eu sd e p a r t m e n to f e n e r g y , d o e ) 的燃料应用计划部，自1 9 7 0 年开始进行乙醇燃料的研究与开发，开发目 的之一是研发传统机动车中建立燃料乙醇使用特性技术( 4 】，早期的项目研究是关于乙醇 的低比例混合，此后，项目扩展到中比例混合和纯乙醇燃料应用技术，当前美国的国家 可再生能源实验室( t h e n a t i o n a l r e n e w a b l e e n e r g y l a b o r a t o r y n r e l ) 的研究开发计划， 集中在发动机的设计和纯乙醇燃料的排放控制，根据资料”】，乙醇燃料应用技术的内容 范围如图l3 所示。 第一章绪论 图1 9 乙醇燃料应用技术范围 由图1 3 可知，乙醇燃料的应用技术主要分为四个方面：乙醇燃料准备，包括燃 料的生产、处理、混配调合、燃料特性测定等；乙醇燃料的储存及运输问题；发动 机使用特性；乙醇燃料使用的排放及后处理问题。 除此之外，在美国密苏里玉米商品会和能源部的支持下，西北密苏里州立大学进行 了商用的乙醇汽油混合燃料对小型发动机的影响应用性研究项目。这项研究试图找出在 为汽油设计的发动机中使用1 0 的乙醇汽油混合物所带来的任何问题，并提供解决问题 的方法。并对燃油经济性，最大功率，内部机件磨损，废气排放和发动机燃烧效率进行 了研刭6 1 。 1 2 2 国内情况 我国对乙醇燃料应用技术的研究起步于上世纪8 0 年代。“六五”期间就完成了乙 醇汽油掺烧技术研究国家科技攻关课题：1 9 8 5 年，云南省科委和云南交通科学技术研 究所进行了e 6 0 乙醇汽油的发动机台架试验；1 9 8 6 - - 1 9 9 0 年，福建省交通科学技术研究 所开展了e 2 0 乙醇汽油的应用研究；交通部公路科学研究所先后进行了e 2 0 、e 4 0 、e 6 0 及1 0 0 e , 醇汽油应用研究 7 1 ；2 0 0 0 年国家有关部委组织进行了乙醇汽油对发动机和车 辆性能影响研究，乙醇汽油的制取技术及储运与使用管理等研究，在推广前，中国石化 集团曾用1 2 辆车，在交通部汽车试验场做了8 万公里行车试验，结论是乙醇汽油和普 通汽油相比，性能、油耗相差无几【引。 我国在对使用乙醇汽油车辆故障规律研究方面目前还处在逐步开展的阶段，对使用 4 长安大学硕j ：学位论文 汽柴油车辆的故障规律方面，多年来已经做了较为系统的分析与研究。从对车辆的故障 次数与行驶里程的关系、汽车故障信息数据库的建立、以及对车辆零部件的可靠性分析 及整车可靠性分析方面都已经取得了一定的成果，并制定了多项与车辆检查、维护、修 理相关的国家或行业技术标准。但是，我国在2 0 0 4 年大范围推广使用乙醇汽油以来， 对该类车辆故障规律的研究并没有相应的进展。随着我国对乙醇汽油的大力推广，越来 越多的地区正面临着乙醇汽油的普及使用，对该类使用乙醇汽油车辆的故障规律研究变 得更加迫切。所以，有必要对使用乙醇汽油后车辆的故障规律进行进一步研究，以探讨 解决乙醇汽油推广使用过程中遇到的相关问题。 1 3 燃料乙醇与汽油特性比较 乙醇俗称酒精，它以玉米、小麦、薯类、糖蜜植物等为原料，经发酵、蒸馏而制成。 分子组成是c h 3 c h 2 0 h ，无限溶于水，与烃类燃料相溶性差。燃料的主要理化性质对比 列于表1 2 中，与燃烧有关的性质对比列于表1 3 中。本项目组将试验地区的乙醇汽油 样品采样，委托质量监督机构进行了试验用纯汽油和乙醇汽油的理化性能测试，具体测 试结果见表1 4 。 表1 2 燃料的主要理化性质对比【9 】 性质汽油乙醇 c 5 c 1 2 的 化学式 c 2 h s o h 烃化合物类 相对分子量 9 5 1 2 04 6 含碳量， 8 5 - 8 85 2 2 含氢量， 1 2 1 51 3 0 含氧量， 口加13 4 8 c h 原子量比5 6 7 4 4 o 密度( 2 0 c ) ( k g l ) o 7 口旬7 80 7 9 0 比热容( 2 0 c ) ( k j k g ) 2 32 7 2 凝点 5 71 1 4 动力粘度( 2 0 ) m p a s 0 4 21 2 运动粘度( 2 0 c ) ( m m 2 s ) 0 6 5 o 8 51 5 2 电导率( 2 0 ) ( s m ) 1 3 5 x 1 0 7 5 第一章绪论 表1 3 燃料的燃烧特性对比【1 0 】 性质 汽油 乙醇 低热值( m j k g ) 4 3 52 6 7 7 高热值( m j k g ) 4 6 6 2 9 8 汽化潜热( k j k g ) 3 1 09 0 4 辛烷值r o n 8 9 ，9 8 1 1 1 m o n 8 l 8 49 4 十六烷值0 l o8 着火极限( 空气中容积比) 1 4 7 6 4 3 1 9 自燃温度2 2 0 2 6 04 2 0 闪点一4 5 1 5 理论空燃h ：( k g 空气k g 燃料) 1 4 2 1 5 1 9 o 理论空燃比下的混合气热值( m j k g ) 2 9 92 9 7 理论混合气燃烧时理论分子变化系数 1 - 0 71 1 4 冬季o 6 o 90 1 8 蒸气压( r e i d ) 1 0 s p a 夏季o 4 5 o 7 0 沸点3 0 2 0 07 8 5 表1 4 试验用燃料理化性能数据 样品名称 检验项目 e 1 0 乙醇汽e 1 0 乙醇汽e 1 0 乙醇汽 9 3 # 京标( v )g b l 8 3 5 1 - 2 0 0 4 油( 涿州)油( 淮安)油( 黑龙江)车用汽油 标准值 硫含量( 质量 分数) 肱 0 0 30 0 40 0 40 0 0 2 5 不大于0 0 8 乙醇含量( 体 1 0 28 89 6 未见l o 0 士2 o 积分数) 肱 芳烃含量( 体 2 9 12 0 31 7 52 4 1 不大于4 0 积分数) 烯烃含量( 体 积分数) 觞 1 9 52 9 62 9 3 1 5 6 不大于3 5 其他含氧化 合物( 质量分未检出未检出未检出未检出 不大于0 1 数) 注：本表中检测数据由大津质检院提供 乙醇与汽油的性质差异主要表现在： ( 1 ) 汽油分子结构中不含氧，而乙醇中含氧有利于促进燃料的燃烧完全： ( 2 ) 汽油与乙醇比重近似，混合燃料的分离倾向小； ( 3 ) 乙醇的理论空燃比比汽油小； ( 4 ) 乙醇的燃烧热值只有汽油的6 4 ，在同等热效率下，乙醇的燃料经济性低。 因此，使用乙醇汽油的消耗量要比普通汽油要多： 6 长安大学硕士学位论文 ( 5 ) 乙醇辛烷值比汽油高，抗爆性强，可采用高压缩比，提高发动机功率，降低 燃油消耗量，抵消因热值低耗油量大的不足。但是乙醇燃料的抗爆性敏感度大，中、高 速时的抗爆性不如低速时好； ( 6 ) 乙醇汽化时吸收的热量比汽油大得多，会降低发动机进气温度，增加发动机 冷起动的困难性； ( 7 ) 乙醇的比热容比汽油大，同时随着混合燃料含水量的增加，比热容增大。会 降低发动机压缩行程终了的温度，增加冷起动的难度； ( 8 ) 乙醇的最小点火能量大于汽油，因此，乙醇要比汽油较难以点燃，这也会增 加使用含醇汽油发动机起动的难度； ( 9 ) 乙醇和汽油的凝固点都较低，均可在低温环境下正常使用； ( 1 0 ) 乙醇沸点低于汽油，对汽化有利。但是由于沸点低、蒸气压高，因此供油系 统容易产生气刚1 1 】。 通过对比可以看出乙醇与汽油有类似的地方，也有不同的地方，虽然目前使用的乙 醇汽油中只含1 0 ( 体积分数) 的乙醇，与汽油之间存在的性能差别较小，但这些性能 差别使其作为发动机燃料时将会产生不同的性能特征和操作要求，在车辆使用过程中将 会有所反映并最终形成使用乙醇汽油车辆的故障特点。 1 4 使用乙醇汽油对车辆性能影响 美国能源部能源技术中心通过对商用车进行实车道路受控试验来比较乙醇汽油与 纯汽油的使用性能。参加测试的汽车1 1 0 辆，一半使用纯汽油，另一半使用乙醇汽油。 在适当的测试点更换燃料，从而得到测试车辆使用乙醇汽油和纯汽油的相关数据。由技 术人员在车辆运行过程中观察并记录有关资料，由驾驶员评价驾驶性能并记录车辆发生 故障的种类和现象，提供维修记录、燃油经济性和燃油系统故障等信息【1 2 】。能源技术中 心还采用底盘测功机按照美国环保署规定的试验程序，测试试验车辆来获得排放和燃油 经济性数据。通过对实验结果的比较表明，燃用乙醇汽油的部分车辆排放量有所降低， 但有些车辆增加。考虑到个别车辆的具体情况以及数据不足的原因，认为存在差异是由 于使用不同的测试燃料。质量相同的车辆采用不同燃料( 汽油和乙醇汽油) 时的燃油经 济性没有明显变化，但使用乙醇汽油车辆驾驶性能有些恶化。总之，从车辆的表现和存 在的问题来看，道路运行和实验室对比测试的乙醇汽油和纯汽油车辆的表现都没有太大 的差异【13 1 。 7 第一章绪论 另外，由美国西南研究协会的j o l l i ld t o s h ，h n r l af s t u l s a s ，j a n e tp b u c k i n g h a n l 和 j o h na r u s s e l 以及j o l l l lpc u e l l a r , j r 于1 9 8 5 年1 2 月为美国能源部运输系统节约再生能 源办公室撰写的车辆使用乙醇汽油可靠性测试项目研究中写到：“在5 年半的项目 研究过程中，西南研究学会( s w 黜) 对使用含量为1 0 的乙醇汽油的车辆在不同的地 理环境下进行可靠性测试。这一测试项目由一系列试验组成，共有5 5 2 辆车进行累计 6 6 4 3 9 3 6 英里的行车试验，其中有2 1 8 辆使用普通无铅汽油的车辆进行2 9 2 1 0 1 1 英里的 行车试验，有3 3 4 辆使用乙醇汽油的车辆进行3 7 2 2 9 5 英里的行车试验 。试验结果表明， 使用乙醇汽油的车辆与使用无铅汽油的车辆相比，燃油经济性有所下降。可靠性问题在 燃用乙醇汽油的车辆中则较为普遍【1 4 1 。表1 5 、表1 6 为该项目两组试验车辆信息。 表1 5车辆使用乙醇汽油可靠性测试项目研究项目一组试验车辆 车辆使用地区车型纯汽油车辆数乙醇汽油车辆数 c c c 1 9 7 8 款f o r dp i n t o s 66 刑1 9 7 9 款c h e v r o l e tl u vt r u c k s l2 c c c 1 9 8 0 款f o r tp i n t o s 15 n j 1 9 8 0 款c h e v r o l e tc h e v e t t e s 42 c c c 1 9 8 1 款d o d g e o m n i s 1 1 表1 6车辆使用乙醇汽油可靠性测试项目研究项目二组试验车辆 车辆使用地区车型纯汽油车辆数乙醇汽油车辆数 a 1 9 7 4 款p l y m o u t hv a l i a n t s l 2 c c c19 7 5 款p l y m o u t hv a l i a n t s55 眦 1 9 7 6 款f o r dm a v e r i c k s 23 n j 1 9 7 6 款d o d g ed a r t s l1 1 n j1 9 7 7 款a m ch o m e t s1l n j 和c c c 1 9 7 7 款d o d g ea s p e n s 45 朋19 7 7 款p l y m o u t hv o l a r e sl1 n j1 9 7 8 款a m cc o n c o r d s 37 c c c19 7 8 款f o r df a i r m o n t s55 翮 1 9 7 9 款a m cc o n c o r dw a g o n s 24 n j 1 9 7 9 款a m cc o n c o r d 52 刑1 9 8 0 款f o r df a i r m o n ts e d a n s 2 l 注：第一组的试验车辆使用地区( c c c - - - c o n t r ac o s t ac o u n t r y , c a t v a t e r m e s s e e v a l l e y a u t h o r i t y n j _ s t a t eo f n e wj e r s e y ) ，且发动机排量小于2 0 0 c i d ( 立方英 寸排气量) 。第二组试验车辆发动机排量介于2 0 0 c i d 与3 0 0 c i d 之间。 此外，该项目还采用发放调查表的方式来获取故障数据 1 5 】，试验车辆驾驶员填写故 障记录表结果，见表1 7 ，故障调查表数据处理结果汇总见表1 8 。 长安大学硕士学位论文 表1 7车辆使用乙醇汽油可靠性测试项目研究项目故障记录表 驾驶员姓名：电话：填写日期：车辆牌照号： 开始里程表读数：结束里程表读数：是否需要维护： 是r - i否口 是否从新添加燃料? 是否为项目组提供的燃料?如果是，清给出燃料类型及添加原因： 行车过程中是否遇到如下问题，如果遇到请认真填写： 轻微影响影响严重 1 ) 起动故障 口口 2 ) 起动失速 口口 3 ) 行驶过程中失速 口口 4 ) 怠速游车 口o 5 ) 迟滞 口o 6 ) 功率损失 口o 7 ) 震性 o口 8 ) 自燃 口o 无论影响是否严重，只要问题发生，请描述( 1 ) 车型( 2 ) 发生故障时间( 3 ) 每次故障发生时的温 度情况： 苴柿辅诛： 表1 8 试验车辆故障率汇总( t v a , n j ，c c c 地区综合分析) 故障发生概率 故障表现 纯汽油乙醇汽油显著性水平 起动故障 0 0 1 6 50 0 4 4 3 0 0 0 1 起动失速 0 0 1 5 10 0 3 7 3 0 0 0 1 行驶过程中失速 o 0 0 3 90 0 2 0 9 o 0 0 1 怠速游车 0 0 6 50 0 1 5 6 0 0 0 1 迟滞 0 0 1 0 60 0 4 0 6 o 0 0 1 功率损失 0 0 0 9 90 0 2 5 4 0 0 0 1 震性 0 0 0 6 50 0 0 9 l o 0 2 5 自燃 o 0 0 4 7 o 0 0 1 7 0 0 0 1 注：故障发生概率= 发生该故障记录表数总记录表数，其中填写乙醇汽油车辆故障记录表1 2 8 4 6 份， 填写纯汽油车辆故障记录表11 7 4 3 份。 各个试验地点车辆的可靠性问题记录见表1 9 ，大约1 7 的使用乙醇汽油车辆经历 一种或多种可靠性问题，大约9 的纯汽油车辆经历一种或多种可靠性问题【1 6 1 。 9 第一章绪论 表1 9 每组试验车辆可靠性问题数量统计 燃起动 起动行驶过程怠速迟功率震 自 试验车辆来源 料故障失速中失速游车滞损失性燃 乙醇 汽油 3 1 73 1 75 3 05 3 35 3 1 4 2 4o o 0 o m e r a d c o m 纯汽 没有纯汽油对比试验车辆 油 乙醇 汽油 。沁。沁o i q0 0o o0 oq o0 0 f t b e l v o i r , v a 纯汽 油 。沁o i oq 怆q 怆o oo 0q 吣o | q 乙醇 汽油 9 6 36 2 99 4 78 5 3 7 3 67 4 0o 0q 怆 f t l e w i s ，w a 纯汽 5 5 43 1 81 31 32 22 1 60 oq 怆 油 乙醇 汽油 o oq qq | q0 o0 f oo o妯q0 ，o f t m c c o y , w i 纯汽 1 8q ，o1 1 01 1o i 01 1 1o oo o 油 乙醇 q 沁o oo oo o0 0 q | q0 o 汽油 r r a d , t x 纯汽 o q o o0 0o o q 沁 o f 0q 0o 0 油 乙醇 9 8 0 9 4 61 4 7 71 3 8 61 2 6 71 1 6 4o 吣 0 o 汽油 总计 纯汽 6 | 6 23 1 8 2 1 32 7 42 23 趁7o 硒 o 幻 油 从试验结果可以看出，车辆使用乙醇汽油后，可靠性基本令人满意，虽然乙醇汽油 车辆的燃油消耗量较纯汽油略高，但乙醇汽油的使用可以节约石化燃料的使用。该项目 经过对5 5 0 辆车使用纯汽油和乙醇汽油的7 0 0 万英里不间断行车测试，得出如下结论【1 7 】： ( 1 ) 通过对类似车辆使用纯汽油和乙醇汽油性能对比发现，使用乙醇汽油的车辆 较使用纯汽油的车辆的燃油经济性有所下降。虽然这种燃油经济性的差异很可能是两种 燃料的热值不同造成的，但是试验表明部分车辆使用这两种燃料的经济性差异具有较低 的显著性水平，具有统计意义。此外，车辆适用地区差异对燃油经济性也存在影响，显 著性水平p n4 7 n w 口5 6 2 4 2 0 信1 6 垦1 2 留8 4 0 4 05 06 07 08 09 01 0 0 标称车速( k m h ) 图3 8 ( b ) h 1 5 2 4 2 样车不同行驶里程下加速时 间随车速变化关系曲线 毒 i 材( 8 0 0 r r a i n ) i 3 9 7 2 8 53 5 3 图3 9 ( a ) h 1 5 2 4 2c o 捧放随行驶里程变化图图3 9 ( b ) h 1 5 2 4 2h c 排放随行驶里程变化图 表3 6 样车苏h z l 2 0 3 实验环境因素测试结果 测试项目 实验次数 大气压力 环境温度燃油比重行驶里程风力燃油 ( k p a )( ) ( k g l ) ( i )( m s )牌号 1 1 0 0 1 03 1 00 7 l l6 6 7 6 31 5 e 9 3 0 21 0 0 6 03 3 00 7 2 57 5 8 8 01 5e 9 3 4 31 0 1 2 02 5 30 7 3 l9 7 8 2 84e 9 3 ” 长安大学硕士学位论文 表3 7 样车苏h z l 2 0 3 基本性能随行驶里程变化结果 实验次数 实验项目 123 等 变标称车速校正油耗校正油耗校正油耗 经 速 速 ( k m h )( u 1 0 0 k m )( l 1 0 0 k m )( l 1 0 0 k m ) 济行 器 4 04 3 9 64 6 3 14 5 7 0 置6 05 1 6 45 3 9 05 3 1 1 性驶 v8 06 1 6 16 3 2 66 3 4 3 挡 1 0 07 3 4 07 7 7 97 4 6 4 标称车速时间距离时间距离时间距离 ( k r n h )( s )( m )( s )( m )( s )( m ) 4 0 k m h 变 4 0ooo0oo 速 5 03 9 l4 9 9 33 9 94 9 4 33 7 24 6 7 8 动 1 0 0 k m h器 6 07 8 41 0 9 2 87 91 0 8 77 4 4 1 0 4 0 3 力 全油门置 性7 01 1 7 61 8 0 2 51 1 8 21 7 9 31 1 21 7 2 3 3 加速 8 01 5 5 92 6 0 3 51 5 72 5 9 6 81 4 8 22 4 8 0 5 行驶挡 9 0 1 9 4 93 5 2 7 81 9 5 8 3 5 0 8 81 8 5 83 3 7 2 5 1 0 02 3 5 64 6 0 7 52 3 7 14 5 9 - 3 32 2 5 94 4 3 4 8 5 0 0 4 0 0 5 3 0 0 盛2 0 0 酷 1 0 0 0 ，、8 目 l 8 7 d 6 攥 震5 露 4 4 06 08 0l o o 标称车速( k m h ) 图3 1 0h z l 2 0 3 样车不同行驶里程下燃油消耗量随车速变化关系曲线 2 8 2 4 - , 2 0 0 1 6 墨1 詈 4 0 4 05 0 6 0 7 08 09 0l o o4 05 06 0 7 08 09 0 1 0 0 标称车速( k m h )标称车速( k m h ) 图3 1 1 ( a ) h z l 2 0 3 样车不同行驶里程下加速距 离随车速变化关系曲线 图3 1 1 ( b ) i - i z l2 0 3 样车不同行驶里程下加速时 间随车速变化关系曲线 第三章车辆使用乙醇汽油性能变化研究 i i ； 3 0 。 一且一 ，o o 。 三 j 霭台速( 吣o r ，基h ， 2 76口 j 临堍甚逮( 2 5 0 0 r 抽i n 船爿 艿 图3 1 2 ( a ) h z l 2 0 3c o 排放随行驶里程变化图图3 1 2 ( b ) h z l 2 0 3h c 排放随行驶里程变化图 表3 8 样车苏h z l 3 1 3 实验环境因素测试结果 测试项目 实验次数大气压力环境温度燃油比重行驶里程风力燃油 ( k p a )( ) c k 乡l ) ( 1 c r n )( r i f f s )牌号 11 0 0 4 03 6 30 7 1 15 5 9 0 71 5e 9 3 4 2 1 0 0 7 0 2 9 80 7 1 76 5 1 4 42e 9 3 。 31 0 1 6 02 2 10 7 3 58 6 0 2 0 1 5e 9 0 4 表3 9 样车苏h z l 3 1 3 基本性能随行驶里程变化结果 实验次数 实验项目 12 3 等 变 标称车速 校正油耗 校正油耗校正油耗 经速 速 ( 鼬)( l 1 0 0 k m )( 【1 0 0 l c i n )( 【1 0 0 h n ) 济行 器 4 0 4 3 94 5 5 54 6 2 8 置6 05 1 75 1 9 55 5 0 5 性驶 v 8 06 0 9 46 2 0 56 5 5 3 挡1 0 07 3 9 77 4 5 37 8 7 4 标称车速时间距离时间距离时间距离 ( k m h )( s )( m )( s )( m )( s )( m ) 4 0 k n l h变 4 00oooo0 动 速 5 04 15 1 23 8 94 8 3 8 6 4 8 5 5 力 1 0 0 k n f f h 器 6 08 0 91 1 2 2 37 6 51 0 4 8 87 7 31 0 8 1 5 全油门 置 性7 01 2 11 8 4 8 31 1 6 31 7 6 2 81 1 5 51 7 7 5 5 加速 8 01 6 1 12 6 8 5 81 5 4 42 5 5 3 31 5 4 82 5 9 7 5 行驶挡 9 0 2 0 1 73 6 4 8 1 9 3 63 4 7 5 81 9 3 63 5 1 9 5 1 0 0 2 4 5 2 4 7 9 7 5 2 3 4 4 5 3 9 8 2 3 6 24 6 4 9 8 长安大学硕上学位论文 6 0 0 5 0 0 分o o 鄙0 0 鲤2 0 0 1 0 0 0 名8 l o 2 7 e 6 囊5 2 8 2 4 2 0 0 1 6 吕1 8 2 4 o 4 05 06 07 08 09 01 0 04 05 06 07 08 09 01 0 0 标称车速( k m h )标称车速( k m h ) 图3 1 4 ( a ) h z l 3 1 3 样车不同行驶里程下加速距 离随车速变化关系曲线 墨 i 旦酋鳢丝竺芝丘鱼旦2垒型芝堡型 图3 1 4 ( b ) h z l 3 1 3 样车不同行驶里程下加速时 间随车速变化关系曲线 3 # - 甫2 6 卵口膳 图3 1 5 ( a ) h z l 3 1 3c o 捧放随行驶里程变化图 图3 1 5 ( b ) h z l 3 1 3h c 排放随行驶里程变化图 3 4 实验结果分析 3 4 1 经济性随行驶里程变化分析 由以上四辆样车的等速油耗曲线可以看出，随行驶里程的增加，车辆的油耗总体呈 现上升趋势，除去外界不确定因素的影响，燃用乙醇汽油后车辆的燃油消耗量随行驶里 程的增加有所增加，但仍在合理范围内，可以认为这种变化与车辆本身技术状况衰退有 关，与乙醇汽油的使用并没有绝对的关系。 3 4 2 动力性随行驶里程变化分析 由以上四辆样车的加速性能曲线可以看出，随行驶里程的增加，车辆的加速时间和 2 7 第三章车辆使用乙醇汽油性能变化研究 加速距离变化不大，除去车辆本身底盘性能差异及外界不确定因素的影响，燃用乙醇汽 油后车辆的加速性能随行驶里程的增加几乎维持不变，可以认为这种变化与车辆本身技 术状况衰退有关，与乙醇汽油的使用并没有绝对的关系。 3 4 3 排放性能随行驶里程变化分析 由以上四辆样车的排放数据柱状图可以看出，随行驶里程的增加，车辆的c o 和 h c 排放性能总体呈现不规律趋势，该项检测受测试环境及车辆本身排气净化系统的使 用及维护影响较大，无法确定是否与乙醇汽油的使用有关。 3 5 本章小结 通过实车行驶里程试验可以得出，燃用乙醇汽油的车辆，其经济性随行驶里程的增 加有所下降，但仍在合理范围内，其动力性变化不大，除去车辆本