【QC205】乙醇油发动机改进关键技术实验研究【开题报告+任务书】
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qc205
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【QC205】乙醇油发动机改进关键技术实验研究【开题报告+任务书】,qc205,乙醇,发动机,改进,改良,关键技术,实验,试验,研究,钻研,开题,报告,讲演,呈文,任务书
- 内容简介：
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实 验 报 告 课程名称： 乙醇油发动机 能 性对比试验 院系 名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆 学生姓名： 崔洪健 学 号 ： 20070402 指导教师 ： 齐晓杰 黑龙江工程学院教务处制 实验目录 比实验 实验项目 基于油门开度的 乙醇油发动机 动力性 对比试验 实验日期 指导教师 齐晓杰 同组人数 1 实验地点 土木楼 1 楼盘测功机实验室 实验类型 验证性 综合性 设计性 其他 一、实验目的 1 通过比较 试验 找出乙醇掺杂比例对发动机 动力 性 的影响 规律； 2通过实验对 乙醇油发动机 存在问题进行分析； 二、实验仪器设备 东安发动机 湘仪电涡流测功机 动机测控系统 油机 汽油机采用 东安发动机 型 号 4发动机动力表现优异 ， 4， 压缩比为 大功率为 000 r/大扭矩为 m. 4列发动机具有结构紧凑、排量适中、动力性好、安全性高、用途广泛等特点，是经济型轿车的理想动力装置，适合为家用轿车和多功能车配套。由于该产品采用 4 气门多点电子喷射等科技含量较高的新技术，使其不但完全满足我国新的排放法规的要求，而且达到了“欧洲 3和“欧洲 4排放标准。 图 1 东安发动机 4列发动机 表 1 东安发动机 4列发动机 信息 动机自动测控系统 动机自动测控系统如图 设计过程中吸取了奥地利 司 司发动机自动测控系统的成功经验。测控仪采用数字增量电压控制发动机转速转矩且无扰动切换控制；液晶显示测量参数，使测控仪的易操作性、及发动机转速转矩的控制稳定性得到很大的提高。 数据采集系统采用了国际流行的 场总线通讯协议和模块化设计技术；各种不同的传感器输出的信号，集中 到 能模块调理成标准的数字信号，并通过总线网络进行传输，可使多套测控系统组成局域网络，便于集中管理。 图 2 动机自动测控系统 动机自动测控系统是为满足发动机制造业中各种不同类型的柴油机、汽油机、天然气、液化气发动机性能试验和出厂试验而精心设计大型测控系统。它可与国内外各种不同的水力、电涡流、电力测功机配套使用，用于控制和测量发动机的转速、转矩、功率、燃油及燃气消耗量、温度、压力、流量等各种不同类型的参数。 主要特点： （ 1）采用先进的 场总线通讯协议，符合国际标准 （ 2）具有简化的网络特性，并可使多套测控系统联网，系统的功能扩展不需要重新布线，可就近接在原有的模块上非接触，无磨损的数字电位器给定方式。 （ 3）数字分段 节控制转速、负荷，保证控制的稳定性。 （ 4）各种控制特性的无扰动切换。 （ 5）多种控制特性可满足发动机试验的要求。 （ 6）模块化设计使结构简化，具有无可比拟的可靠性和可维护性。 （ 7）数字密码授权，保证了测控仪关键参数不能越权操作。 （ 8）越限三级报警（报警、保护、紧急停车）。 （ 9）功能齐全的软件支持。 （ 10）各 测量参数的数字化标定，取代了传统的电位器标定。 （ 11）用户可随意编制线性化表格，以运用各种非线性输出的传感器。 技术指标： 1转速测量精度：士 lr/ 5r/ F. S 0 4 F. S F. S 大于 实验台架是由多种设备组成的其中主要包括储油箱、油泵、排放仪、汽油机、油耗仪、 、温度传感器等，具体组成连接图如图 验台装置示意图。 图 3 实验台装置示意图 三 容 0%的情况下，从别测量 1600r1800 r000r2200r400r600r2800r的功率。 0%的情况下，从别测量 1600r1800 r000r2200r400r600r2800r的功率。 测功机 油门控制仪 油耗仪 鼓风机 储油箱 排放仪 油泵 温度传感器 汽油机 测试实验台 四 30%油 门开度 功率 (转速 5 15 1600 800 000 200 400 600 800 0%油 门 开度 功率 (转速 5 15 1600 800 000 200 400 600 800 五、 实验分析 30%油门开度 （ a） 30%油门开度 70%油门开度 （ b） 70%油门开度 在油门开度一定时，随着转速的增加，汽油机燃用乙醇汽油和普通汽油动力输出相差就越多，这是由乙醇汽油的低热值引起的。在部分油门开度下，发动机的转矩和功率在整个速度范围内都有所下降，且随着油门开度的增加，下降幅度有所减少。 可能原因分析：由曲线趋势可知， 30%开度运行时，发动机燃用各种乙醇混合燃料后得到的功率曲线变化趋势相同，燃用 5 15的功率和扭矩相差不大。 发动机在下运行时，电喷汽 油机的控制策略为开环控制，乙醇混合燃料喷射持续时间与纯汽油的相同，那么喷入的燃料体积与纯汽油相同，由于乙醇混合燃料的热值低，发动机燃烧同样体积喷油量的乙醇汽油混合燃料后所释放的总热值有所降低，将会导致循环放热量减少造成发动机功率和扭矩有所下降。然而另一方面，乙醇的汽化潜热值约是汽油的 2 9倍，其产生的冷却效应可以有效降低压缩负功。 混合燃料的蒸发汽化，可以使进气温度得以降低，充气效率得以提高，使得平均有效压力 p 有所提高，一定程度上又可以保证发动机的动力不致降低。所以，在不改动发动机的情况下，发动机燃用乙醇汽 油混合燃料时，动力性能与纯汽油基本相当，只是略低于纯汽油。 教师评语 实验内容较完整 实验内容 完整 实验内容基本 完整 实验内容不 完整 结论正确 结论 基本 正确 结论不正确 报告书写 较 认真 报告书写认真 报告书写一般 报告书写不认真 成绩 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字： 2010 年 月 日 注：栏内项目可根据实际情况增减、变动 实验项目 乙醇油发动机 燃油 排放性 对比试验 实验日期 导教师 齐晓杰 同组人数 1 实验地点 土木楼 1 楼盘测功机实验室 实验类型 验证性 综合性 设计性 其他 一、实验目的 1 通过比较 试验 找出乙醇掺杂比例对发动机 排放 性 的影响 规律； 2通过实验对 乙醇油发动机 存在问题进行分析； 二、实验仪器设备 路直采排放分析系统 动机测控系统 东安发动机 油机 汽油机采用 东安发动机 型号 4列发动机如 图 1，该发动机动力表现优异 ， 4， 压缩比为 大功率为 000 r/大扭矩为 m. 4列发动机具有结构紧凑、排量适中、动力性好、安全性高、用途广泛等特点，是经济型轿车的理想动力装置，适合为家用轿车和多功能车配套。由于该产品采用 4 气门多点电子喷射等科技含量较高的新技术，使其不但完全满足我国新的排放法规的要求，而且达到了“欧洲 3和“欧洲 4排放标准。 图 1 东安发动机 4列发动机 表 1 东安发动机 4列发动机 信息 动机自动测控系统 动机自动测控系统如图 设计过程中吸取了奥地利 司 司发动机自动测控系统的成功经验。测控仪采用数字增量电压控制发动机转速转矩且无扰动切换控制；液晶显示测量参数，使测控仪的易操作性、及发动机转速转矩的控制稳定性得到很大的提高。 数据采集系统采用了国际流行的 场总线通讯协议和模块化设计技术；各种不同的传感器输出的信号，集中到 能模块调理成标准的 数字信号，并通过总线网络进行传输，可使多套测控系统组成局域网络，便于集中管理。 图 2 动机自动测控系统 动机自动测控系统是为满足发动机制造业中各种不同类型的柴油机、汽油机、天然气、液化气发动机性能试验和出厂试验而精心设计大型测控系统。它可与国内外各种不同的水力、电涡流、电力测功机配套使用，用于控制和测量发动机的转速、转矩、功率、燃油及燃气消耗量、温度、压力、流量等各种不同类型的参数。 主要特点： （ 1）采用先进的 场总线通讯协议，符合国际标准 。 （ 2）具有简化的网络特性，并可使多套测控系统联网，系统的功能扩展不需要重新布线，可就近接在原有的模块上非接触，无磨损的数字电位器给定方式。 （ 3）数字分段 节控制转速、负荷，保证控制的稳定性。 （ 4）各种控制特性的无扰动切换。 （ 5）多种控制特性可满足发动机试验的要求。 （ 6）模块化设计使结构简化，具有无可比拟的可靠性和可维护性。 （ 7）数字密码授权，保证了测控仪关键参数不能越权操作。 （ 8）越限三级报警（报警、保护、紧急停车）。 （ 9）功能齐全的软件支持。 （ 10）各测量参数的数字化标定，取代了 传统的电位器标定。 （ 11）用户可随意编制线性化表格，以运用各种非线性输出的传感器。 技术指标： 1转速测量精度：士 lr/ 5r/ F. S 0 4 F. S F. S 大于 . 能排放仪 司生产的 60 双路直采气体排放分析系统配置满足欧，具有扩展到欧洲号排放法规要求的排放浓度进行精确测试要求的能力。其组成主要包括样气处理单元、采 样单元和分析单元，可用于测量各种浓度范围的 气体排放。 60 具有催化器前及催化器后测量管路分析单元，可用于催化器转化效率试验，其四条采样管路，可满足发动机台架及整车台架的共用需要。 60 主要技术参数 （ 1） 根据标定气体的实际值，测量误差必须不超过 1% （ 2） 浓度小于 100，测量误差必须不超过 1 三 (1)怠速实验 实验目的 评定发动机不带负荷下的排放特性。 实验方法 发动机空转，在 不同转速下进行测量。实验中测量点的转速分别选取为 1 600r 000r 400r 2800r 发动机运转稳定 1分钟后开始测量。 测量项目 排放值。 （ 2）部分负荷工况实验 实验目的 在规定转速下，评定发动机部分负荷下的排放特性。 实验方法 在适当转速下进行，发动机转速不变，从小负荷 10N 持节气门开度不变，每次多加载 10N 0N m。记录实验数据，转速分别固定在： 2000r 400r 2800r 发动机运转稳定 1分钟后开始测量。 测量项目 排放值。 四 放 600 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 4553 0 4479 063 30 2067 217 1777 40 1081 22 0 0 70 70 65 1094 000 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 263 102 60 1636 1965 1542 1799 70 1856 2018 1795 1963 400 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 963 1216 026 50 1256 1548 324 60 1803 2511 2413 2036 70 2813 3561 2759 2993 80 3402 4790 3276 4367 800 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 92 0 0 0 237 1237 0 1263 1768 1282 1529 60 1635 1909 1379 1802 70 2121 2267 1895 2036 80 2748 3621 2912 2638 90 4381 6648 3459 5793 放 600 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 0 0 C 2000 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 0 0 400 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 0 0 0 C 2800 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 0 0 0 0 . 放 600 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 35 1251 0 744 0 917 17 0 078 633 60 1006 0 21 000 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 018 0 0 064 0 0 0 016 400 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 25 40 460 0 23 0 0 696 0 800 转速排放随转矩变化 （ 转矩 0 5 10 0 0 0 0 0 022 0 56 0 1013 995 0 099 1242 971 五 放 1600r/O 排放对比 2000r/O 排放对比 2400r/O 排放对比 2800r/O 排放对比 在一定转速下，随着负荷的加大 ，五种燃料 这是由于电控发动机在中小负荷工况时是实行闭环控制的，根据安装在排气管上的氧传感器的反馈信号控制过量空气系数基本保持在 1 0左右，此时汽油机用经济混合气工作，基本上可以保证燃料充分燃烧；另一方面，随着掺烧乙醇比例的增大，电控系统使发动机进气量自动减小，以维持过量空气系数保持在 1 此，在中小负荷工况，各种燃料的 势比较平稳。而在大负荷时，电喷汽油机为了输 出较大的功率将会增加喷油量以形成浓混合气，导致过量空气系数小于 1 O，这就使得 三种乙醇混合燃料的排放效果均优于纯汽油时的排放，并且随着掺烧乙醇比重的增加， 是因为乙醇汽油燃料自携氧要比空气中的氧更有助于充分燃烧，或者说原子氧要比分子氧更容易参加化学反应，加之混合燃料中乙醇的 C 化潜热大于汽油，有利于混合气的充分燃烧。乙醇化学结构中的羟基 燃烧速度和火焰传播速度高于汽油，这也是掺烧乙醇后 来上升很快；同 时，随着掺醇率的提高， 是由于电控喷油发动机的空燃比控制策略来决定的，在发动机达到某一转速或者负荷时，就要增大喷油量，以形成功率混合气，而高转速段混合气的形成时间较短。所以，在高转速段 样也是由于乙醇汽油混合燃料富氧特性的作用，使得混合燃料的排放仍然低于纯汽油。 1600r/C 排放对比 2000r/C 排放对比 2400r/C 排放对比 2800r/C 排放对比 醇混合燃料 10 排放效果均优于燃用纯汽油时的排放，并且随着掺烧乙醇比重的增加， 这是因为在闭环控制区域内， 种燃料基本上都可以完全燃烧。然而由于乙醇的含氧量高，当乙醇加入后，混合燃料的含氧量获得提高，也使燃烧得以改善，燃料含氧降低了中小负荷工况下因为混合气过稀引起的 ，也降低了高负荷工况下因为混合气过浓导致的 此可知，即使在不缺氧的闭环区域，乙醇燃料的加入或者燃料含氧量的增加仍可改善燃烧。这也说明燃料自携氧对降低 1600r/放对比 2000r/放对比 2400r/放对比 2800r/放对比 E 15和的排放均高于燃用纯汽油时的排放，并且随着掺烧乙醇比重的增加， 在部分负荷工况下，随着负荷的增加， 是由于发动机在小负荷时，缸内温度比较低，因而 动机在中等负荷时，混合气浓度变化不大，但是缸内温度上升了，所以排放有所增加。而发动机在大负荷时，供给较浓混合气，氧不足，即使此时缸内温度较高， 教师评语 实验内容较完整 实验内容 完整 实验内 容基本 完整 实验内容不 完整 结论正确 结论 基本 正确 结论不正确 报告书写 较 认真 报告书写认真 报告书写一般 报告书写不认真 成绩 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字： 2010 年 月 日 注：栏内项目可根据实际情况增减、变动 实验项目 基于转速的 乙醇油发动机 燃油经济型对比试验 实验日期 导教师 齐晓杰 同组人数 1 实验地点 土木楼 1 楼盘测功机实验室 实验类型 验证性 综合性 设计性 其他 一、实验目的 1 通过比较 试验 找出乙醇掺杂比例对发动机 燃油经济性 的影响 规律； 2通过实验对 乙醇油发动机 存在问题进行分析； 二、实验仪器设备 东安发动机 油机 汽油机采用 东安发动机 型号 4 发动机动力表现优异 ， 4， 压缩比为 大功率为 000 r/大扭矩为 m. 4列发动机具有结构紧凑、排量适中、动力性好、安全性高、用途广泛等特点，是经济型轿车的理想动力装置，适合为家用轿车和多功能车配套。由于该产品采用 4 气门多点电子喷射等科技含量较高的新技术，使其不但完全满足我国新的排放法规的要求，而且达到了“欧洲 3和“欧洲 4排放标准。 图 1 东安发动机 4列发动机 表 1 东安发动机 4列发动机 信息 动机自动测控系统 动机自动测控系统如图 设计过程中吸取了奥地利 司发动机自动测控系统的成功经验。测控仪采用数字增量电压控制发动机转速转矩且无扰动切换控制；液晶显示测量参数，使测控仪的易操作性、及发动机转速转矩的控制稳定性得到很大的提高。 数据采集系统采用了国际流行的 场总线通讯协议和模块化设计技术；各种不同的传感器输出的信号，集中到 能模块调理成标准的数字信号 ，并通过总线网络进行传输，可使多套测控系统组成局域网络，便于集中管理。 图 2 动机自动测控系统是为满足发动机制造业中各种不同类型的柴油机、汽油机、天然气、液化气发动机性能试验和出厂试验而精心设计大型测控系统。它可与国内外各种不同的水力、电涡流、电力测功机配套使用，用于控制和测量发动机的转速、转矩、功率、燃油及燃气消耗量、温度、压力、流量等各种不同类型的参数。 主要特点： （ 1）采用先进的 场总线通讯协议，符合国际标准 （ 2）具有简化的网络特性，并可使多套测控系统联网，系统的功能扩展不需要重新布线，可就近接在原有的模块上非接触，无磨损的数字电位器给定方式。 （ 3）数字分段 节控制转速、负荷，保证控制的稳定性。 （ 4）各种控制特性的无扰动切换。 （ 5）多种控制特性可满足发动机试验的要求。 （ 6）模块化设计使结构简化，具有无可比拟的可靠性和可维护性。 （ 7）数字密码授权，保证了测控仪关键参数不能越权操作。 （ 8）越限三级报警（报警、保护、紧急停车）。 （ 9）功能齐全的软件支持。 （ 10）各测量参数的数字化标定，取代了传统的电 位器标定。 （ 11）用户可随意编制线性化表格，以运用各种非线性输出的传感器。 技术指标： 1转速测量精度：士 lr/ 5r/ F. S 0 4 F. S F. S 大于 . 耗仪 要用于测量各种汽油机，柴油机、电喷发动机的燃油消耗。 油耗测量和显示仪表集于一体，可以独立的完成发动机燃油消耗的测量。能油耗仪采用先进的 场总线技术，具有简化的网络特性，使多台测试仪器联网成为可能。同时保留了标准的 行接口，可方便的与通用微型计算机或其它智能仪表组成更高级的测试系统，或实现远程控制。 在环境较恶劣的现场正常工作，即使在电磁阀完全失灵的情况下，燃油也不会溢出，保证使用的安全，特别适用于大回油量的发动机和电喷发动机。 采用一 体化设计技术，传感器和二次仪表集于一体，是一个独立而完整的油耗测量仪器，并可根据用户要求配置隔室控制仪表；采用先进的 有简化的网络特性，使多台测试仪器联网成为可能；保留了标准的 行接口，可方便的与通用微型计算机或其他智能仪表组成更高级的测试系统，或实现远程控制；兼有平均油耗和瞬时油耗测量的双重功能；平均油耗时间可任意设置，并有掉电保护功能；可以超量程测量；任何油面都可进入测量，而不必每次测量前先充油，减少了电磁阀动作次数，从而延长了电磁阀使用寿命；采用先进的数字标定技术， 使仪器的标定十分方便而简单；设有标定密码，在无授权的情况下不能任意修改，保证参数的准确性；全密封设计，燃油不会溢出，保证使用的安全性。 三 (1)怠速实验 实验方法 发动机空转，在不同转速下进行测量。实验中测量点的转速分别选取为 1 600r 000r 400r 2800r 发动机运转稳定 1分钟后开始测量。 测量项目 不同工况下的燃油消耗率 （ 2）部分负荷工况实验 实验目的 在规定转速下，评定发动机部分负荷下的燃油经济性。 实验方法 在适当转速下进行，发动机转速不变，从小负荷 10N 持节气门开度不变，每次多加载 10N 0N m。记录实验数据，转速分别固定在： 2000r 400r 2800r 发动机运转稳定 1分钟后开始测量。 测量项目 燃油消耗率。 四 1600恒转速 1600转速油耗率 g/h 转矩 0 5 10 0 458 411 476 432 30 26 374 346 40 342 317 351 339 50 311 25 301 60 271 253 286 261 70 254 231 44 2000恒转速 2000转速油耗率 g/h 转矩 0 0 29 20 0 19 379 0 01 349 0 301 279 311 290 60 60 290 0 400恒转速 2400转速油耗率 g/h 转矩 0 0 41 0 21 0 369 51 40 349 304 364 0 86 340 304 60 60 312 0 53 295 0 800恒转速 2800转速油耗率 g/h 转矩 0 0 51 716 20 471 0 94 0 59 0 316 28 0 0 0 51 0 49 1600恒转速 （ a） n=1600r/000恒转速 （ b） n=2000r/2400恒转速 （ c） n=2400r/800恒转速 （ d） n=2800r/随着负荷的逐渐加大，燃油消耗率曲线呈现出降低的趋势；同时，乙醇混合燃料的燃油消耗率基本上均高于纯汽油，并且随掺醇比例的增加而依次增加，这是因为乙醇汽油混合燃料的质量低热值和理论混合气热值均低于纯汽油，所以在同样的运行工况下，为了使发动机输出相同的动力，就需要燃烧更多的混合燃料，并不是燃烧热效率的恶化所致。 图是汽油机在 1600r/2000r/2400r/ 2800r/燃用纯汽油和 三种乙醇汽油的负荷特性曲线图。从图中可以看出，汽油机燃用乙醇时其耗油率平均增加。说因为乙醇汽油中含有乙醇，乙醇的热值低于纯汽油，所以在发动机动力输出相等的情况下需要燃烧更多的燃料，并不是燃烧热效率的恶化所致。从图 还可以看出，在大负荷情况下，乙醇汽油的燃油消耗率和纯汽油很接近。这主要是因为在大负荷时电控汽油机的空燃比是开环控制，提供浓混合气，改燃乙醇汽油后，乙醇的自含氧量会使乙醇汽油的燃烧比无铅汽油更为充分，而在中小负荷条件下，其过量空气系数总在 1附近，使得自含氧的促进燃烧作用不明显 。 教师评语 实验内容较完整 实验内容 完整 实验内容基本 完整 实验内容不 完整 结论正确 结论 基本 正确 结论不正确 报告书写 较 认真 报告书写认真 报告书写一般 报告书写不认真 成绩 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字： 2010 年 月 日 注：栏内项目可根据实际情况增减、变动 毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 乙醇油发动机改进关键技术实验研究 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆 学 生 姓 名 : 崔洪健 导 师 姓 名 : 齐晓杰 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 1 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究 目的 和意义 ； 2. 文献综述（ 课题研究 现状 及分析 ） ； 3. 基本内容 、 拟解决的主要问题 ； 4. 技术路线 或研究方法 ； 5. 进度安排 ； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告” 撰写规范 请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范 要求 。 字数 应在 4000 字 以上 ， 文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 崔洪健 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班 级 车辆 指导教师姓名 齐晓杰 职称 教授 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 乙醇油发动机改进关键技术实验研究 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 能源是人类生存和发展的第一性保证因素之一。从 2000 年开始，中国的能源短缺和结构不合理，引发了国内外的严重关注。中国的能源问题已经成为经济可持续发展的主要瓶颈，也直接影响国家能源战略安全。 石油是一种重要能源和优质化工原料，是关系国计民生的重要战略物资。改革开放以来，我国经济高速发展，对能源的需求越来越大。石油作为能源的重要组成 部分，在我国一次能源消费和生产中所占的比重迅速上升并稳定在一定的水平上，而我国也由往日的石油出口国转变成石油进口大国，已经成为制约我国经济发展的瓶颈。 1973 年中东战争和石油危机发生之后，发动机的各种代用燃料的研究和使用就逐步兴起。另外，由于石油资源的日趋减少及需求的不断增加，各个国家对环境保护要求的提高，迫使人们需要寻找清洁的、可再生的、能替代石油燃料的替代能源。 （ 1） 国外现状 ： 1979 年，在石油危机的背景下，美国为减少对进口原油的依赖，联邦政府制定了“乙醇发展计划”，开 始大力推广车用乙醇汽油。作为重要的能源战略，美国还制定了相关的法律和扶持政策，对车用乙醇汽油的生产和使用给予财政补贴。 据悉，美国清洁空气法曾对新配方汽油（ 氧量提出要求， 推荐为 含氧化合物。现在，美国 15 个州将尾随加州禁用 纳特能源议案号召全国在 4 年内全部禁用 计到 2004 年，美国汽车燃料将需要 23 亿加仑乙醇， 2012 年将达 50 亿加仑。按可再生燃料协会统计，美国乙醇生产量将从 2001 年 加仑增加到 2002 年22 亿加仑， 1999增加了 20%。 6 座 新装置己于 2002 年投产，另有 14 座乙醇生产厂正在建设中。到 2002 年底，乙醇生产能力将由 2001 年 21 亿加仑增加到 加仑。乙醇的魅力在于它是可清洁燃烧的燃料，可从再生物质能源生产，虽然乙醇生产费用较高，但采用改进技术的新工艺和使用较廉价的原料，可望降低生产费用。美国加州将于 2004 年 1 月禁用 时将引入 硫新标准 30州将执行 标准，平均含硫限值 15在为 30含苯 现在为 。加州大多数主要炼油厂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销无 汽油，另有三家炼制商也将跟随其后。美国现约有 200 万辆可灵活用油汽车，可使用汽油也可使用乙醇汽油 E 85（ 85%乙醇和 15%汽油）。美国现有 135 座加油站可加用 E 85 乙醇 汽油，大多在明尼苏达州。现还开发了基于乙醇的无铅航空燃料 5，可用于小型非喷气式飞机 巴西政府于 1975 年推行使用乙醇汽油计划，并在税收，补贴和优惠贷款等方面对燃料乙醇产业发展配套实施了完整的支持政策。巴西以甘蔗、糖蜜、砂糖为主要原料生产乙醇、 2000 年其燃料乙醇总 产量达 793 万吨，约占该国汽油消耗量的 1 3。目前，巴西是世界上最大的燃料乙醇生产和消费国，也是唯一不使用纯汽油作为汽车燃料的国家。 日本洋马公司经多次试验，基本解决了乙醇与柴油混合的分层问题，正着力进行柴油一乙醇混合燃料的发动机使用试验。美国 司己开展了乙醇柴油的研究工作，含 (体积分数 )乙醇 15、其它添加剂 5、柴油 80的乙醇柴油已在柴油车上进行了 386行车试验。 此前，在美国，布什政府今年也表示，将采取措施，推广使用乙醇燃料。 前总统布什 已经签署法令，提出到 2017 年，美国的乙酵燃料使用量 必须增长 5 倍，取代 20的石油燃料。 （ 2） 国内现状： 我国是能源消耗的大国，占世界一次能源需求总量的 10以上。高效清洁能源所占比例很小，这样的结构不仅造成能源的大量浪费，而且对环境造成很大污染，偏离了世界能源结构发展趋势的主流。今后我国应加速优化能源结构，增加清洁能源和新能源的比重。 燃料乙醇作为一种清洁能源，是指向汽油或柴油中加入一定比例的无水乙醇作为燃料使用。乙醇又名酒精，是由碳、氢、氧 3 种元素组成的有机化合物，结构式是 5 对分子质量为 46,是一种无色透明、易挥发、易燃烧 的液体。燃料乙醇具有良好的互溶性，燃烧性能与矿物燃料相似，能够完全燃烧，不会产生对人体有害的物质，可直接用作液体燃料或与其他液体燃料混合使用，减少对不可再生资源的消耗。燃料乙醇的理化性质接近于汽油，易与汽油以一定比例混溶形成混合燃料。 本论文是在给定实验数据的 情况下 ,在 的 问题： （ 1） 、稳定性差 乙醇中的羟基与水容易生成氢键，因此在汽油中掺入乙醇容易发生相分离。这是由于乙醇对水很敏感，微量的水分就可以萃取混合燃料中的乙醇，促使汽油和乙醇分层。 此外，混合燃料的热稳定性很差，温度的剧烈变化也可以引起燃料发生相分离，因此，需要加入助溶剂来提高燃料的稳定性。 （ 2） 、易产生气阻 尽管乙醇燃料在 38时的饱和蒸汽压比汽油低的多，但乙醇燃料的沸点低，在超过其沸点温度的高温下，蒸汽压会迅速增大，因此在夏季高温条件下容易产生气阻现象。 （ 3） 、腐蚀金属 乙醇在燃烧的过程中，会产生乙酸，对汽车燃料系统的许多金属都有腐蚀性，可以腐蚀铜、铁、铝、镁、锌等，且乙醇含量越高，腐蚀性越大。 （ 4） 、橡胶材料溶胀裂纹现象 乙醇汽油对供油系统的橡胶部件有一定的溶胀作用，可导致 橡胶部件产生溶胀、软化、龟裂进而失效，对塑料件也有类似的作用。 （ 5） 、发动机磨损 乙醇的汽化潜热大，与汽油相比不易汽化，容易因汽化不良窜入汽缸。因乙醇本身是一种很好的有机溶剂，更易将附着在汽缸壁上的润滑油油膜清洗下来，导致润滑油被稀释、老化，造成摩擦面过度磨损。同时，乙醇具有易吸水乳化的特点，加上乙醇燃烧的酸性产物，都会促进发动机部件腐蚀磨损。乙醇还可以与润滑油中的抗氧防腐剂发生反应而使其失效，从而增大腐蚀与摩擦。 （ 6） 、发动机低温冷启动困难 乙醇的汽化潜热较高，约为汽油的 3倍。此外，乙醇的标准混合气汽 化温降为 74 8，而汽油仅为 18。因此，在低温冷启动时，乙醇汽化吸收周围大量的热量，进一步降低了缸内温度，汽化进一步恶化，导致形成的可燃混合气浓度达不到着火浓度下限，混合气不能着火燃烧，使得汽车的低温冷启动非常困难。 （ 1）节约能源 （ 2）保护环境 义： （ 1） 、节约石油资源 乙醇它以玉米、薯类、糖蜜和木质纤维素等为原料，经发酵、蒸馏制成。乙醇汽油可以部分甚至完全取代汽油用作汽车燃料。因为乙醇完全是一种可再生能源，按照目前我国石油如此高的对外依存度， 2006年我国的燃料乙醇的产能已达 照规划在“十一五”末可达到 500万吨的产能，如果都用于燃料，可为国家节约石油资源，进而降低对进口石油的依赖。也为国家节约大量的外汇。 （ 2） 、减少汽车污染物的排放，保护环境 汽车燃烧石油燃料排放出的气体中除有水蒸气外，还有 02等，这些气体都不同程度对人类、动物和植物等构成了危害。随着汽车保有量的增加，汽车的排放已经成为大气环境污染的首要来源。使用乙醇汽油作为燃料，可以明显降低汽车废气的排放，有效改善大气环境质量。 目前世界上汽车对乙醇汽油 的使用方法一般有两大类： (1)用汽油发动机的汽车，酒精加入量为 522； (2)专用发动机的汽车，酒精加入量为 85 100。这样汽车就可以降低一氧化碳排放量约 30一 38，挥发性有机化合物 ( 12，氮氧化物排放量约略有上升 (绝对量极少 )，有害物质排放平均降低 l 3以上。可以看出，用酒精作增氧剂，可显著降低汽车尾气中的有害物，起到净化空气的功效。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、论文研究的 基本 内容 （ 1）乙醇汽油及前景应用 （ 2）乙醇汽油的理化特性 (3)乙醇汽油和纯汽油的对 比研究 2、 拟解决的主要问题 （ 1）原料的分析 对现阶段燃料应用广泛度进行了解 ,并比较与汽油之间的动力性、经济性和排放性。 （ 2）数据的分析： 动力性、经济性、排放性性能对比实验。 三、 技术路线（研究方法） 1、文献研究法，通过查阅文献研究乙醇汽油的理化特性及其应用现状，以及乙醇汽油和汽油理化特性的差异 。 2、 数据调研 法： 通过对近几年权威实验室做出的实验 对比分析乙醇汽油和纯汽油的主要差别。 掌握 乙醇汽油的应用性能实验 过程 掌握 纯汽油 的应用性能及实验 过程 分别完成乙醇油和纯汽油的动力性、 燃油经济性 、 排放特性 的实验。整理实验数据 对乙醇油和纯汽油在发动机上的动力性、 燃油经济性 、 排放特性 、 应用性能 进行分析、进行对比 乙醇油发动机改进关键技术进行研究 完成论文 调研和收集资料 设计实验方案 四、 进度安排 1. 选题，领取任务书 ， 撰写开题报告 第 1 2 周 (3 月 2 日 15 日 ) 2. 分析论文研究内容，拟出试验方案 第 3 5 周 (3 月 16 日 5 日 ) 3. 分析调研报告和综述内容，提出并优选论点和方案，并加以论证和确定 第 6 9 周 (4 月 6 日 3 日 ) 4. 分析实验数据，撰写论文大纲 第 10 12 周 (5 月 4 日 24 日 ) 5. 撰写论文 并提交指导老师审核 第 13 14 周 (5 月 25 日 7 日 ) 6. 更改并最终完成 论文 ，准备答辩 第 15 16 周 (6 月 8 日 21 日 ) 7. 毕业答辩 第 17 周 (6 月 22 日 28 日 ) 五、 参考文献 l韩同群汽车发动机原理 M北京：北京大学出版社， 2007 2张志沛汽车发动机原理 M一匕京：人民交通出版社， 2002 3张永光，罗格梅 2J石油商技， 2002 4 4边耀璋汽车新能源技术 M北京：人民交通出版社， 2003： 2495刘铁男中国燃料乙醇产业发展 J中国能源， 2002 3： 6 10 6汤兆平，孙剑萍乙醇燃料的发展及其在发动机中的应用 J拖拉机与农用运输 车， 2008， 2： 12 16 7李艳君高油价时期世界燃料乙醇发展新特点 J中国石油和化工经济分析， 2008 4 8刘铁男燃料乙醇与中国 M北京：经济科学出版社， 2004 12 9边耀 章，刘生全，张春化等汽车新能源应用理论 M长安大学汽车学院研究生教材 10黄付强乙醇汽油灵活比例电控发动机性能研究 D杭州，浙江大学， 2005 11李超民，刘芳美国燃料乙醇产业：支持政策、粮食消费结构变化及其影响 J农业展望， 2008 1 12赵明宇，高连兴，李华我国车用乙醇汽油发展现状与建议 J农机化研究， 2007 5 13倪蓓国外燃料乙醇发展动态 J石油商技， 2008 2 14张敏华，吕惠生我国非粮燃料乙醇生产技术进展 J酿酒科技， 2008
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