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[摘 要]人类社会的发展消耗了大量的能源,在节能环保与石油危机的双重压力下,乙醇燃料开始引起了研究人员的关注。在世界范围内推广乙醇燃料,可以改善能源结构,减少经济发展对石油资源的依赖,减少污染物的排放量,符合节能环保的客观要求。本文就乙醇燃料在发动机中的应用展开分析。
[关键词]乙醇燃料 发动机 应用
中图分类号:R625 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)13-0388-01
随着资源大量的运用,石油危机成为人类使用能源过程中遇到的一大难题,世界环保力度不断加强,乙醇是车辆燃油有效的替代品,全面的投入乙醇燃料的使用,可以有效的改善我国能源的构成,不再依赖石油进口可节省资金,车辆在行驶时可以减少有害物质的排放,本文对乙醇燃料展开研究,说明其对发动机性能的影响。
一、乙醇燃料的生产
车辆使用的乙醇实际上是由乙醇和汽油等混合勾兑而成的,乙醇的生成方法有两种,分别为合成法和生物法,由于原油资源大量的减少,合成法逐渐退出历史的舞台,现今的乙醇生产只使用生物法。首先,收集大量的农业废弃物,使用玉米秸秆等物品作为原料,通过一系列的发酵程序生产乙醇。
研究资料表明,乙醇汽油中水分的比例一旦大于百分之零点三,则会导致汽油和乙醇发生分离,发动机即使通电发动也会立即熄火,使用脱水工艺是必须的步骤,随着乙醇燃料生产技术的不断发展,淀粉脱水技术由此诞生,这种全新的技术消耗的能量很低。
乙醇柴油的生产相对比较麻烦,主要是因乙醇和柴油的融合性不达标,目前,国外先进的技术公司已经研制出混合技术,对柴油的原机不做任何改动,低比例的乙醇混合需要机械的支持,如果要获得更高比例的乙醇燃料,使用助溶剂法能够起到意想不到的效果,当今世界上比较流行的乙醇柴油助溶剂由美国的一家大型科研公司生产,我国对助溶剂的研究在二零零六年取得了突破,如果乙醇燃料中乙醇的含量超出百分之十,只要添加少量的助溶剂就可以使乙醇与柴油相互融合。
二、乙醇的性能
乙醇是一种可再生能源,具有无色、易燃的特點。乙醇富含的氧气量很高,经过燃烧产生的物质含有水分以及少量的二氧化碳,应用乙醇燃料时,发动机消耗的能量会跟随乙醇容量的添加而增加,在燃料值不变的情况下,发动机的性能有所降低。由于乙醇的沸点较其他的物质低,燃料遇到空气之后很容易燃烧,由于它具有单一性,挥发起来对发动机不利,乙醇的汽化不完全会直接影响到混合气体的形成,随之影响发动机的动能。
三、乙醇的应用
乙醇溶液当中的乙醇含量在百分之九十五以上,然后经过进一步的脱水产生不可食用的乙醇溶液,结合变性剂生成混合型的燃料。汽车的发动机一共分为两大系统,具体为燃料供给系统和点火系统,经过压缩比例进行微缩调整可增加乙醇的含氧量,发动机能够使乙醇燃料充分的燃烧,实现低能排放。
在汽油中添加乙醇势必影响到汽油的使用性能,因此乙醇燃料的比例调配至关重要,乙醇容量为百分之十到百分之十五最佳,此时不需要对发动机做任何的更改,即便功率有所降低也不会影响使用性能。
四、乙醇对发动机产生的影响
(一)燃料方面的影响
经过混合的汽油和乙醇会发生气体性膨胀,如果乙醇的含量不断的增加,分离的温度也会升高,就柴油而言,当乙醇的容量高达百分之五十时,分离的温度达到极限,这种现象被称为双强效应。
在完全加入混合溶液以后,燃料内部的蒸汽上升,导致压力不断上调,如果压力过高会造成气道阻塞,供油泵不能正常使用,一旦停止供油,发动机便无法进入启动状态。
(二)零部件的变化
当前,乙醇汽油的生产技术已经相当成熟,经过多年的实验,普通的汽车不需要做出结构上的调整,只要添加百分之十的乙醇就可投入使用,一旦总容量超过百分之十五,必须对发动机进行结构调整,乙醇在燃烧和储存的过程中很容易释放有机酸,发动机的零部件经过长时间使用,会产生磨损甚至腐蚀,因此要定期对汽油箱和燃油系统清理,防腐处理可以有效保护塑料材质的零部件,发动机的软管更换为橡胶材料更为妥当。
(三)动力性能的影响
乙醇在汽油机上的应用技术已经相当成熟,巴西和美国多年的实践经验证明,普通汽油车无需任何改动就可以使用添加10%乙醇的汽油。超过15%乙醇的汽油,则必须对汽车发动机进行调整。乙醇燃料的热值相对较低,产生的动能自然达不到汽油的标准,由于燃料当中的含氧量充足,可以将所有的燃料充分燃烧,发动机的功率因此上升,通过实验研究表明,发动机的性能基本没有改变。
(四)尾气排放的影响
乙醇燃料在使用的过程中仍然会产生一定的有毒物质,但是可以降低有毒物质的排放量,使用的乙醇含量越高,发动机耗油量越高,从经济性能方面考虑,乙醇燃料的使用效果还未达到理想状态。实际上,乙醇的物理特性和柴油有更多的相同之处,只是二者的互溶性比较差,需要进一步的研究。乙醇容量比例低的燃料能够减少一氧化碳的产生,当燃烧度达到最高的时候,一氧化碳的含量可降低至百分之四十。
五、结论
我国是石油进口的大国,每年使用的石油量含有超过百分之五十的进口石油,应用可再生能源代替部分的燃料,可以提高我国能源的保存量,虽然乙醇燃料在生产上还存在诸多问题,但是只要技术人员加大研究力度,乙醇燃料不仅可以改善能源的结构,还可以维护我国社会的稳定发展。
参考文献
[1] 杨俊召.乙醇燃料——石油替代燃料[J].化学工程与装备.2010(01).
[2] 张弛,王建臣,覃清钦,杜鹏.乙醇燃料微型燃气轮机设计[J].北京航空航天大学学报.2009(09).
[3] 张纪鹏,姜慧,霍炜,赵红.农作物乙醇燃料的综合效益分析[J].农业工程学报.2008(02).
[4] 石社轩,王中雅.乙醇燃料对内燃机经济性的影响[J].装备制造技术.2008(08).
[关键词]乙醇燃料 发动机 应用
中图分类号:R625 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)13-0388-01
随着资源大量的运用,石油危机成为人类使用能源过程中遇到的一大难题,世界环保力度不断加强,乙醇是车辆燃油有效的替代品,全面的投入乙醇燃料的使用,可以有效的改善我国能源的构成,不再依赖石油进口可节省资金,车辆在行驶时可以减少有害物质的排放,本文对乙醇燃料展开研究,说明其对发动机性能的影响。
一、乙醇燃料的生产
车辆使用的乙醇实际上是由乙醇和汽油等混合勾兑而成的,乙醇的生成方法有两种,分别为合成法和生物法,由于原油资源大量的减少,合成法逐渐退出历史的舞台,现今的乙醇生产只使用生物法。首先,收集大量的农业废弃物,使用玉米秸秆等物品作为原料,通过一系列的发酵程序生产乙醇。
研究资料表明,乙醇汽油中水分的比例一旦大于百分之零点三,则会导致汽油和乙醇发生分离,发动机即使通电发动也会立即熄火,使用脱水工艺是必须的步骤,随着乙醇燃料生产技术的不断发展,淀粉脱水技术由此诞生,这种全新的技术消耗的能量很低。
乙醇柴油的生产相对比较麻烦,主要是因乙醇和柴油的融合性不达标,目前,国外先进的技术公司已经研制出混合技术,对柴油的原机不做任何改动,低比例的乙醇混合需要机械的支持,如果要获得更高比例的乙醇燃料,使用助溶剂法能够起到意想不到的效果,当今世界上比较流行的乙醇柴油助溶剂由美国的一家大型科研公司生产,我国对助溶剂的研究在二零零六年取得了突破,如果乙醇燃料中乙醇的含量超出百分之十,只要添加少量的助溶剂就可以使乙醇与柴油相互融合。
二、乙醇的性能
乙醇是一种可再生能源,具有无色、易燃的特點。乙醇富含的氧气量很高,经过燃烧产生的物质含有水分以及少量的二氧化碳,应用乙醇燃料时,发动机消耗的能量会跟随乙醇容量的添加而增加,在燃料值不变的情况下,发动机的性能有所降低。由于乙醇的沸点较其他的物质低,燃料遇到空气之后很容易燃烧,由于它具有单一性,挥发起来对发动机不利,乙醇的汽化不完全会直接影响到混合气体的形成,随之影响发动机的动能。
三、乙醇的应用
乙醇溶液当中的乙醇含量在百分之九十五以上,然后经过进一步的脱水产生不可食用的乙醇溶液,结合变性剂生成混合型的燃料。汽车的发动机一共分为两大系统,具体为燃料供给系统和点火系统,经过压缩比例进行微缩调整可增加乙醇的含氧量,发动机能够使乙醇燃料充分的燃烧,实现低能排放。
在汽油中添加乙醇势必影响到汽油的使用性能,因此乙醇燃料的比例调配至关重要,乙醇容量为百分之十到百分之十五最佳,此时不需要对发动机做任何的更改,即便功率有所降低也不会影响使用性能。
四、乙醇对发动机产生的影响
(一)燃料方面的影响
经过混合的汽油和乙醇会发生气体性膨胀,如果乙醇的含量不断的增加,分离的温度也会升高,就柴油而言,当乙醇的容量高达百分之五十时,分离的温度达到极限,这种现象被称为双强效应。
在完全加入混合溶液以后,燃料内部的蒸汽上升,导致压力不断上调,如果压力过高会造成气道阻塞,供油泵不能正常使用,一旦停止供油,发动机便无法进入启动状态。
(二)零部件的变化
当前,乙醇汽油的生产技术已经相当成熟,经过多年的实验,普通的汽车不需要做出结构上的调整,只要添加百分之十的乙醇就可投入使用,一旦总容量超过百分之十五,必须对发动机进行结构调整,乙醇在燃烧和储存的过程中很容易释放有机酸,发动机的零部件经过长时间使用,会产生磨损甚至腐蚀,因此要定期对汽油箱和燃油系统清理,防腐处理可以有效保护塑料材质的零部件,发动机的软管更换为橡胶材料更为妥当。
(三)动力性能的影响
乙醇在汽油机上的应用技术已经相当成熟,巴西和美国多年的实践经验证明,普通汽油车无需任何改动就可以使用添加10%乙醇的汽油。超过15%乙醇的汽油,则必须对汽车发动机进行调整。乙醇燃料的热值相对较低,产生的动能自然达不到汽油的标准,由于燃料当中的含氧量充足,可以将所有的燃料充分燃烧,发动机的功率因此上升,通过实验研究表明,发动机的性能基本没有改变。
(四)尾气排放的影响
乙醇燃料在使用的过程中仍然会产生一定的有毒物质,但是可以降低有毒物质的排放量,使用的乙醇含量越高,发动机耗油量越高,从经济性能方面考虑,乙醇燃料的使用效果还未达到理想状态。实际上,乙醇的物理特性和柴油有更多的相同之处,只是二者的互溶性比较差,需要进一步的研究。乙醇容量比例低的燃料能够减少一氧化碳的产生,当燃烧度达到最高的时候,一氧化碳的含量可降低至百分之四十。
五、结论
我国是石油进口的大国,每年使用的石油量含有超过百分之五十的进口石油,应用可再生能源代替部分的燃料,可以提高我国能源的保存量,虽然乙醇燃料在生产上还存在诸多问题,但是只要技术人员加大研究力度,乙醇燃料不仅可以改善能源的结构,还可以维护我国社会的稳定发展。
参考文献
[1] 杨俊召.乙醇燃料——石油替代燃料[J].化学工程与装备.2010(01).
[2] 张弛,王建臣,覃清钦,杜鹏.乙醇燃料微型燃气轮机设计[J].北京航空航天大学学报.2009(09).
[3] 张纪鹏,姜慧,霍炜,赵红.农作物乙醇燃料的综合效益分析[J].农业工程学报.2008(02).
[4] 石社轩,王中雅.乙醇燃料对内燃机经济性的影响[J].装备制造技术.2008(08).