- 陶小凡
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单从汽车的行驶性能看,那显然是纯汽油会更好,毕竟乙醇的汽化潜热大,理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。影响混合气的形成及燃烧速度,导致汽车动力性,经济性,及冷启动性的下降,不利于汽车的加速性。
这些也是很多车主对乙醇汽油不太感冒的原因。不过,乙醇汽油的推广已经势在必行了,我们作为车主,能做的就是多了解关于乙醇汽油伏方面的知识,以不变应万变。
汽车用乙醇汽油作为一种清洁的发动机燃料油具有以下优点:
1,辛烷值高,抗爆性好。
2,乙醇含氧量高达34.7%。在汽油中含10%的乙醇,含氧量就能达到3.5%。
3,车用乙醇汽油的使用可有效的降低汽车尾气排放,改善能源结构。国内研究表明,E15乙醇汽油(汽油中乙醇含量为15%)比纯车用无铅汽油碳烃排量下降16.2%,一氧化碳排量下降30%。
4,燃料乙醇的生产资源丰富,技术成熟。当在汽油中掺兑少于10%时,对在用汽车发动机无需进行大的改动,即可直接使用乙醇汽油。
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司有普高峰论坛中,提到我国车用乙醇汽油使用对车辆性能的影响以及发展建议
摘要:乙醇是代替石化燃料的可再生能源主流之一,文章主要对发展乙醇汽油燃料的优势及现状进行综合评述,并重点提出乙醇汽油对车辆性能造成的影响和解决办法,从而为我国推广使用车用乙醇汽油工作提供参考。
关键词:乙醇汽油;现状;车辆性能;解决办法
近年来,国民经济及交通运输业飞速发展,对能源的需求也日益增长。而另一方面世界石油资源日趋减少,石油燃料短缺同时,随着我国内燃机保有量的稳定增长,内燃机排放所带来的大气污染也日益严重。因此寻找一种清洁的代用燃料已成为许多相关科技工作者的研究目标。
对于车用发动机而言,在目前众多的代用燃料方案中,乙醇作为一种现实的可再生的清洁燃料备受瞩目。我国目前有9个省在推广掺和10%乙醇的车用乙醇汽油,各地在车辆使用乙醇汽油过程中遇到的一些问题没能釆取统一规范的处理方法,主要原因在于我国虽然形成了一整套较为完善的针对使用汽油作燃料的汽车检査、维护、修理的方法,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乙醇汽油工作形成了障碍。
1. 燃料乙醇工业发展概况
车用乙醇燃料是指把变性燃料乙醇按照汽油或柴油按比例混配而成的车用燃料。乙醇燃料替代汽油或柴油用于汽车发动机,尾气排放量比用汽油和柴油都低,对环境更有利。随着公众环境意识的增强和经济发展对能源供给压力的加大,燃料乙醇产业在全球范围内得到广泛重视与发展。
1979年初,当时的美国总统卡特宣布,使用和推广添加10%乙醇的汽油可以免征联邦税。至今,这种称为gasohol的汽油隔(E1。己在全美普遍使用。1996年,美国国家地质综合考察部的一篇研究报告指出,作为汽油抗爆剂的MTBE(甲基叔丁基醒),对地下水质有污染。由于含10%乙醇的汽油不要求改动汽车发动机,在减少空气污染方面与MIBE有相同的效果、因此各乙醇生产公司对其发展持乐观态度。
巴西汽车燃料的34%是酒精,每年作为燃料消耗掉的乙醇约为3.8亿加仑。乙醇燃料的推广得到了政府的大力支持,现在用甘蔗生产的乙醇为巴西1200万辆小汽车中的1/3提供能源。1999年,巴西政府执行计划把20万辆出租车和80万辆政府用车改用酒精醇燃料。乙醇燃料己经是巴西的一个很成熟的产业,为社会提供了大量的就业机会,巴西也成为世界最大的乙醇消费国之一。
在欧洲--欧共体于1992年通过法律统一了矿物油的价格,并对再生能源的使用施行免税政策。瑞典和法国政府都有发展乙脖燃料的相关政策。法国乙醇燃料的试验在80年代己经开始进行,到2005年,法国5%燃料可能来自再生能源。近来,乙醇的掺合量不断扩大,如用47%乙醇与53%异丁烯混合成ETBE。
我国是世界上第二大石油消费国,1993年,我国开始成为石油净进口国,2001年我国耗原油2亿吨,进口原油6500万吨,进口油占国内耗油的32.5%,已超过国际安全警戒线30%。预计到2025年,进口原油占国内耗油比例将达到80%。我国目前各个大中城市大气污染严重,其中60%的汚染物来自于机动车所排放的尾气。我国政府已经充分认识到了发展乙带燃料的重要性,于2001年颁布了燃料乙醇和《车用乙醇汽油》两个国家标准,并在河南、吉林、黑龙江、安徽等省开展使用车用乙醇汽油试点,燃用在汽油中添加10%无水乙醇的混合燃料,生产乙醇使用的原料主要为玉米。截至2005年4月1日,我国的东三省、河南和安徽:已经实现了封闭推广乙醇汽油,禁止销售普通汽油。山东7个地市、江苏5个地市、河北6个地市成为局部试点城市。
2. 使用乙醇燃料的优势
乙醇作为一种醇类燃料,具有和其它醇类燃料共有的优点:
(1)醇类中含有氧基,碳氢比低,可实现无烟燃烧,污染轻微.燃烧干净,能显著降低CO的排放,在高纬度地区尤其有竞争力。
(2)醇燃料的辛烷值高,可通过提高压缩比来提高热效率。
(3)醇的气化潜热大、蒸气压力低、能降低缸内温度,减少发动机热负荷,降低NO排放量,减少压缩负功,并可提髙充气系数:另外在发生交通事故时,由于乙醇的蒸发远比汽油慢,故发生起火的危险性要比汽油低得多,由此减少因这方面原因所造成的损失,美国环保署曾预测若釆用醇燃料,那么95%的事故火灾都能够得到避免。
(4)醇的冰点比汽油低得多,故无需担心在环境温度较低时,象汽油那样在化油器中容易结冰,影响化油器正常工作。
(5)醇类的着火极限宽、燃烧速度快,在稀混合气燃烧时仍能保持较高的火焰传播速度,这就使在选择运转工况时有较大的自由度,有利于净化排气及降低油耗。
3.需要解决的技术问题
(1)由于乙醇的热值比汽油低得多,因此会导致当发动机供油系不变时,汽油机的功率和扭矩要下降,重量比油耗要增加;排气温度低,催化器预热时间长。
(2)由于乙醇的气化潜热高,会带来如下问题:不利于燃料的蒸发,使混合气形成及冷起动困难;在发动机结构不作变动的情况下,点燃式发动机使用掺醇燃料后,汽车的驱动性能变差,动态响应不好,表现在变速及行驶屮产生迟饨及蹒跚现象特别是在发动机减速时,由于进气管压力很低,会使充气效率降低,残余废气增多,从而可能使发动机失火,HC急剧升高;使压缩终了时缸内温度降低,因而延长了混合气着火前的滞燃期。
(3)由于乙醇的导电力、溶解力和腐蚀力比汽油强,故有可能发生乙醇吸水,与水及发动机润滑油形成乳化液,妨碍润滑油的润滑作用,使活塞头部,与活塞头道环相接触过的缸套上部,气门座处磨损加剧;对一些铝、镁、锌的合金,镀铅锡的钢板及有些黑色金属有腐蚀作用并能把汽油机供油系统及燃油分配系统管路中的沉积物溶解剥落下来,从而导致滤清器阻塞,降低其过滤能力。
(4)由于乙醇带极性而汽油不带极性,故它难以和燃料相溶,尤其难以与不含芳香烃或芳香烃含量少的燃料相溶。醇中含水量及温度对醇和汽油的相溶性有较大影响。
(5)乙醇本身的蒸气压比汽油低,蒸气压过低,不利于车辆的启动和急加速:但低比例乙醇与汽油的混合燃料的蒸气压却比汽油高,蒸气过高,又容易引起气阻。
(6)乙醇及其与汽油的混合物对某些非金属材料有溶胀作用,会使某些密封件胀大、失去弹性、变脆、起裂,从而失去正常功效。尤其是对由聚丙烯类构成的密封件影响特别大。所以2000年后,车用密封件全部改成抗溶胀密封件。
(7)乙醇汽油的蒸发排放比纯汽油高;乙醇排放高,乙醇还会与NO、在大气中发生光化学反应而生成硝酸过氧化钛,它对植物有毒害,也是导致其突变的诱因;着火极限宽,火焰无色无烟,火灾隐患大;乙醇的辛烷值虽高,但灵敏度也大,使得使用乙醇汽油的发动机在负荷增加时,乙醇汽油的抗爆性下降。
以上问题,可以采取的措施有:
(1)充分利用醇类燃料抗爆燃性好的特点,适当提高压缩比,以提高热效率,尽量抵消其热值低所带来的负面影响。
(2)由于醇的稀释效应和致冷作用,缸内压缩终点的温度较低,因此町适当加大点火提前角,以更有利燃烧过程。
(3)当混合燃料中醉量较多时,为使混合气不过稀保证必要的动力性,有必要加大供油量,重新确定空燃比及供油特性,另外还应当优化进气管的设计,使各红燃油的分配尽可能均匀。
(4)选择适当的火花塞及火花间隙,以避免早燃,最大火花塞温度宜低于汽油机的温度。也可以采用一些预防早燃的机油抗磨剂,具备闪融技术的机油抗磨剂是可以有效预防该类问题。闪融抗磨剂主要技术在司有普抗磨剂技术中。
(5)为改善起动性能,可在进气道釆用加热措施或使用起动加浓装置或引入带空气的喷油器,使燃油粒更细化或先用汽油或其它适合起动要求的燃料辅助起动。
(6)为缩短催化器的预热时间,可将催化器向排气口方向移动,国外也有釆取通入二次空气燃烧措施的方案。
(7)尽量釆用EGR,以降低乙醇的蒸发排放,提高燃油经济性。
(8)使用较高比例的乙酵汽油燃料时,还应加大首道活塞环及其它薄弱零件的强度,改善首道活塞环及气阀的磨损,加大燃油箱。
(9)发动机工况变化时,可釆用对进入缸内的燃料和空气进行开环精占,以缩短它的动态响应时间。另外闭环控制中的最佳空燃比切换点应当由NO,和CO的限值共同确定。
(10)若使用混合燃料,则应精心选配助溶剂,就目前来看,异丁酿及异丙醇较好。
(11)含水量增加时,需相应增加助溶剂异丁醇的量,比例常要保持在1:3左右。最简便的方式是采用去水和清洁积碳胶质的燃油添加剂在行驶中清洁。这类添加剂只有国六标准的燃油添加剂才具备,可以甄选下。
(12)为减少零件的磨损,可使金属表面保持一层聚烯炷膜,以减少电解腐蚀或使用含铁素体更少,具有更高布氏硬度的金属材料,也可在润滑油中加入特种添加剂,或保持润滑油箱内较多的润滑油量,并缩短润滑油温度升高的时间,加强润滑油的过滤;要尽量使用不受乙醇腐蚀的非金属材料如聚乙烯、碳氢氟化物、纸及氟硅酸盐等,管了及密封件的材料可使用聚氨基甲酸脂、多硫化合物、氟橡胶、氯丁橡胶等。
目前已经有较好的办法来实现镀膜技术,使用乙醇燃油的添加剂可以很好的早期在机件上镀膜保护好机件。比如车辆早期就可以使用司有普原液的燃油添加剂。
4.结语
综上各国在燃料乙醇方面的发展的经验,结合我国实际情况、取长补短、去粗取精,提出以下几点建议:
(1)结合国情,开展必要的研究开发工作
国外成功生产、销售乙醇汽油,只说明生产、销售乙醇汽油在技术上是可行的,决不意味着我国可以简单从事、安排乙醇汽油的生产和销售、应该结合国情,开展必要的研究开发工作。
(2)改进燃料乙醇生产工艺,搞好综合利用,降低生产成本
乙醇汽油要得到推广使用,十分重要的是不断降低燃料乙爬的生产成本。我国燃料乙醇生产企业应借鉴国外的经验,努力降低生产成本,这样才能更好地在我国推广应用乙隔汽油。
(3)提高技术含量、使质量达到国际标准
要与国际接轨,就需要生产单位进行有效的技术改造,提髙产品质量,各监管部门要做好检测和质量监督,对不合格产品的生产和销售企业依法进行处理,以保证车用乙醇汽油的质量和扩大试点工作的顺利开展。
(4)加强汽车工业研发力度
汽车和摩托车行业应尽快针对燃料结构的变化着手研发,这不但是保证乙醇汽油大范围成功推广的重要因素.也是汽车产业发展的重大机遇。
(5)尽快制定汽车检查、维修方面的标准,供汽车维修行业执行,保障汽车的使用性能。
发展乙醇燃料符合我国国情,对汽车工业界所面临的环保和节能这两大主题都有重大的现实意义。乙醇燃料的优势是明显的,国外已有可供借鉴的成功经验。乙隔燃料的应用也会带来一些挑战,及早组织人力物力进行这一方面的实用研究是非常必要和有意义的。
最后附上一个国家乙醇燃油的配比
乙醇汽油 ethanolgasoline
在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量变性燃料乙醇后用作点燃式内燃机的燃料,加入量(体积分数)为10%,称为 E10。含水量1%。
从这个配比看,我们也会很清晰的计算出来,一箱60L乙醇燃油中,至少按照国家的标准是允许含有0.6L的水分,但是实际使用中,水分的含量是3到4倍,也就是1.8-2.4L 的水。等于4-5中塑罐矿泉水。如果跑的少的车辆使用乙醇燃油这个比例更大。水分会严重腐蚀油泵会使得新进的新鲜燃油迅速变质,车辆永远使用的是变质的燃油。长此以往车辆燃烧不好产生超标的积碳,会导致怠速抖动,加速无力,油耗超高,尾气异味。所以,去水是油路养护必不可少的一个环节,可惜的是现在技术上的限制,能做到去积碳又去水的添加剂只掌握在少数的技术公司手中,按照目前国内的燃油清洁剂的技术统计,司有普原液的添加剂是可以做到,很多大牌的进口添加剂都无法实现该类技术的应用。
- kikcik
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这里说的纯汽油其实就是我们常说的无铅汽油(含有微量的铅),而乙醇汽油,是指在普通的无铅汽油中,加入一定比例的燃料乙醇(俗称酒精),在我们国家,这个比例是10%。你在加油站看到汽油标号后面带E的,即为乙醇汽油,比如E92#、E95#、E98#。
如果从环保的角度上看,那无疑是乙醇汽油更好,因为乙醇汽油中的乙醇是可再生资源,而且作为汽车能源,它的排放会更加清洁;但纯汽油的资源有限,且对大气造成的污染较大,长期来看,不易成为一种战略能源。
要是单从汽车的行驶性能看,那显然是纯汽油会更好,毕竟乙醇的汽化潜热大,理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。影响混合气的形成及燃烧速度,导致汽车动力性,经济性,及冷启动性的下降,不利于汽车的加速性。这些也是很多车主对乙醇汽油不太感冒的原因。
- tt白
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各有优点。
乙醇汽油比普通汽油的优点:
乙醇属于可再生能源,是由高粱、玉米薯类等经过发酵而制得。它不影响汽车的行驶性能,还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是当前世界上可再生能源的发展重点,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向,技术上成熟安全可靠,在我国完全适用,具有较好的经济效益和社会效益。乙醇汽油是一种混合物而不是新型化合物。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可节省石油资源,减少汽车尾气对空气的污染,还可促进农业的生产。
缺点:
热值低
同样体积的乙醇,其能量只有汽油的2/3,当它与汽油进行混合时,实际上降低了燃料的含热量。因此,同样加满一箱油,混合乙醇的汽油只能行驶更少的里程。
蒸发潜力大
乙醇的蒸发潜热是汽油2倍多,蒸发潜热大会使乙醇类燃料低温启动和低温运行性能恶化,如果发动机不加装进气预热系统,燃烧全醇燃料时汽车难以起动,但在汽油中混合低比例的醇,由燃烧室壁供给液体乙醇以蒸发热,蒸发潜热大这一特点可成为提高发动机热效率和冷却发动机的有利因素.
易产生气阻
乙醇的沸点只有78.C%,在发动机正常工作温度下,很容易产生气阻,使燃料供给量降低甚至中断供油,
腐蚀金属
乙醇在燃烧过程中,会产生乙酸,对汽车金属特别铜有腐蚀作用,有试验表明,在汽油中乙醇含量在10%以下时,对金属基本没有腐蚀,但乙醇超过15%时,则必须添加有较的腐蚀抑制剂.
材料适应性差
乙醇是一种优良的溶剂,易对汽车密封橡胶及其它合成非金属材料产生一定的轻微腐蚀,容涨,软化或龟裂作用.
易分层
乙醇易于吸水,车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后,容易发生液相分离,影响使用.
- 天线宝宝说害怕
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乙醇汽油不耐烧伤车且早已被国外(德国)否定。乙醇汽油是用粮食和植物纤维提炼出的乙醇,与普通汽油按照比例混合而成,具有高环保性,属于可再生能源,乙醇的本质是植物,所以在燃烧过后容易产生积碳,尤其是3年以上的旧车,只需一箱油你就可以去清洗积碳了!积碳毕竟是小事,堵了咱就清被!但问题远远没有这么简单!乙醇汽油存在一个重大缺陷,就是保质期,乙醇汽油只有1个月的保质期,超过保质期就有可能出现分层现象,还有一种情况也会出现分层现象,就是遇水,比如你下雨天加乙醇汽油,就有可能会进水!分层后的乙醇汽油就是酒精、水、汽油,发动机进水后会怎样,这就不用我多说了吧!
接下来我再告诉大家一件,一般人我都不告诉他的事,乙醇汽油的另一个不为人知的秘密,乙醇是一种具有溶解性的溶剂,类似于酒精!就算他与普通汽油混合,乙醇也要占80%以上的比例的。那么问题来了,如果你问专家,乙醇汽油有腐蚀性吗?专家会这样告诉你!某某专家:乙醇是一种性能优良的有机溶剂,具有较强的溶解清洗特性。可以清晰发动机,好处多多!如果你问我,我会告诉你:乙醇汽油不只本身具有溶解性,乙醇在燃烧过程中还会产生乙酸,乙酸对汽车金属特别是铜有很强的腐蚀性。经过多次变换添加乙醇汽油与纯汽油的比较,乙醇汽油最大的特点是不劲烧,车没劲!45升的油箱,加满92号的乙醇汽油跑高速580公里后正好进山海关油灯亮起、加纯92号汽油满箱,并且在山海关用车两天,后返回,肯定比原来的路线长,一箱油跑回家,657公里!油灯没亮,又加满92号乙醇汽油比回来时加纯92号汽油少花了28元钱。乙醇92号汽油7.28元。纯92号汽油7.30元!粗略估计一箱纯汽油比一箱乙醇汽油多跑一百公里左右!而且发动机声音的确不一样!这是近期的比较结果!
- 阳光下的日耳曼尼亚
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90号、93号、97号都是汽车的标号 ■燃油标号即辛烷值是一单调上升曲线,与压缩比之间无函数对应关系。燃油标号越高,油的燃烧速度越慢,燃烧爆震越低,发动机需要较高的压缩比;反之,低标号燃油的燃烧速度较快,燃烧爆震大,发动机压缩比较低。 ■低标号汽油燃烧速度快,点火角度要滞后;高标号燃油燃烧速度慢,点火角度要提前。 ■除说明书以外,主机厂会在油箱盖内侧标注推荐使用的燃油标号。 ■主机厂推荐的燃油标号完全可以满足发动机的使用要求。 ■如果在外地加油,可以添加高一级标号的燃油,避免低辛烷值燃油损害发动机。 市场上出售的汽油都是无铅汽油,有90、93、95、97等标号。这些数字所标定的就是汽油的辛烷值,代表汽油的抗爆性,与汽油的清洁程度毫无关联。车主加油时不要受“高标号的汽油更清洁”的误导,根据发动机的压缩比或遵循汽车使用说明书上的建议添加汽油,更科学、更经济,能充分发挥发动机的功率。 汽油抗爆性的评价指标是辛烷值,即汽油的标号。它是实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。异辛烷的抗爆性好,其辛烷值定为100;正庚烷的抗爆性差,在汽油机上容易发生爆震,其辛烷值定为0。如果汽油的标号为90,则表示该标号的汽油与含异辛烷90%、正庚烷10%的标准汽油具有相同的抗爆性。 从经济性上来看,炼油时提取高纯度的异辛烷做汽油用是非常不划算的。一般是提取含有一定纯度的异辛烷的多组分烷烃再加入抗爆添加剂,这样可以明显提高汽油的抗爆性。我们可以形象地称之为“勾兑”。 因为现在的汽车大都采用电喷发动机,其中的三元催化器对汽油的添加剂非常敏感,含铅的抗爆添加剂会使其中毒失效,北京市场已经不再出售含铅汽油了。 汽车发动机在设计阶段,会根据压缩比设定所用燃油的标号。压缩比是发动机的一个非常重要的结构参数,它表示活塞在下止点压缩开始时的气体体积与活塞在上止点压缩终了时的气体体积之比。从动力性和经济性方面来说,压缩比应该越大越好。压缩比高,动力性好、热效率高,车辆加速性、最高车速等会相应提高。但是受汽缸材料性能以及汽油燃烧爆震的制约,汽油机的压缩比又不能太大。发动机的压缩比与汽车的高档、豪华与否没有必然联系。 简单地说,较高的压缩比可以使用交通标号的燃油。燃油标号越高,油的燃烧速度就越慢,燃烧爆震就越低,发动机需要较高的压缩比;反之,低标号燃油的燃烧速度较快,燃烧爆震大,发动机压缩比较低。 燃油的标号还涉及到发动机点火正时的问题。低标号汽油燃烧速度快,点火角度要滞后;高标号燃油燃烧速度慢,点火角度要提前。例如一台发动机按照说明书要求应添加93号汽油,现在加入了90号汽油,需要使用正时灯,调整点火提前角滞后一度到两度。如果不听从主机厂的建议,使用低标号燃油,又不进行点火时间的调整,可能会造成发动机启动困难;加速时,发动机内有清脆的金属碰撞声音;长途行车后,关闭点火开关时发动机抖动或不停止运转。 那么选择汽油是不是标号越高越好呢?也不是。汽油标号选择的主要依据是发动机的压缩比。压缩比、点火提前角等参数已经在发动机电脑中设置好了,车主只要严格按照使用说明的要求选择汽油就绝对没有问题。现代汽车的发动机电脑程序中,对抗爆性较差的汽油设置了进行微调节的适应性程序,而对高标号汽油则没有相应的程序。所以,盲目使用高标号汽油,不仅会在行驶中产生加速无力的现象,而且其高抗爆性的优势无法发挥出来,还会造成金钱的浪费