第1卷第2期汽車工程學(xué)報(bào)Vol I No. 22011年5月Chinese Journal of Automotive EngineeringMay 2011低比例乙醇柴油性能研究劉曉',熊云',許世海',范林君1,賴容,吳煒2(1.后勤工程學(xué)院軍事油料應(yīng)用與管理工程系,重慶401311;2.重慶能源職業(yè)學(xué)院,重慶400042)摘要:以兩種常壓柴油、裂化柴油、加氫柴油和0號(hào)輕柴油為基礎(chǔ)油,分別配制了%、%、6%、8%、10%的乙醇柴油然后分別測(cè)定了乙醇柴油的互溶性和穩(wěn)定性、水對(duì)乙醇柴油體系的影響和助溶劑對(duì)乙醇柴油互溶性能的影響;測(cè)定了乙醇柴油的蒸發(fā)性、低溫性能、著火危險(xiǎn)性、金屬腐蝕性和橡膠溶脹性。同時(shí),測(cè)定了乙醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)性能關(guān)鍵詞:乙醇柴油;燃料性能:發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中圖分類號(hào):TE62624文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOl:10.3969/jisn.2095-1469.201102.005Performance Study of Low Ethanol-content Diesel blendsLiu Xiao, Xiong Yun, Xu Shihai, Fan Linjun, Lai Rong,Wu Wei(l. Department of oil application management, Logistical Engineering College, Chongqing 400016, China2. Chongqing Energy College, Chongqing 400042, China)Abstract: Ethanol diesels with different ethanol concentrations were prepared by using distillate diesel, crackeddiesel and hydrotreated diesel. The solubility characteristics and longtime stability of the ethanol diesels weretested. The paper also evaluated the influence of water on the stability of the ethanol diesels. Some solventswere employed to improve the anti-water capability of ethanol-diesel fuels. The evaporation characteristics, lowtemperature performance, fire fatalness, copper corrosion and rubber consistency of the ethanol diesels weretested. Engine tests were conducted to investigate the engine performance when using the ethanol diesel fuels.Key words: ethanol diesel; fuel performance; engine test從2003年起,我國開始推廣使用乙醇汽油由于乙醇與柴油的相溶性不同,因此需要研近年來,乙醇汽油的使用一直在擴(kuò)大。與柴油相比,究乙醇柴油的穩(wěn)定性,尤其是低溫下相分離的情汽油消費(fèi)是非生產(chǎn)型消費(fèi)居多,柴油消費(fèi)則多為況。通常醇的加入會(huì)增加金屬材料的腐蝕性和橡生產(chǎn)型消費(fèi)。而柴油對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國家的膠材料的溶脹性,現(xiàn)有汽車部件材料的選用主要穩(wěn)定具有更重要的作用,因此,乙醇柴油有可能考慮其在柴油存在下的腐蝕性。因此,需要研究投入實(shí)際應(yīng)用①。為迎接乙醇柴油的大規(guī)模使用,乙醇加入后對(duì)金屬的腐蝕性和對(duì)橡膠的溶脹性國內(nèi)從2002年起開始出現(xiàn)關(guān)于乙醇柴油的研究論乙醇的混入可能會(huì)影響柴油的低溫流動(dòng)性,為此,文,其工作主要集中在乙醇柴油助溶劑和乙醇柴還需3幾進(jìn)行研究。油的排放特性上2YHE中國煤化工CNMHG收稿日期:2010-1201基金項(xiàng)目:重慶市科委基金重點(diǎn)項(xiàng)目(CsTc2008BA0019)第2期劉曉等:低比例乙醇柴油性能113乙醇柴油的混合性能研究表1常二柴油、常三柴油、裂化柴油、加氫柴油的烴類組成1.1試驗(yàn)原料常三常二裂化鏈烷烴w/%56.264.523050.7無水乙醇:市售,分析純?？偔h(huán)烷烴w26.722114常二柴油:取自蘭州煉油廠500萬t常減壓蒸總單環(huán)芳烴w/%8023.0184餾二裝置?？傠p環(huán)芳烴w/%70543567.1常三柴油:取自蘭州煉油廠500萬t常減壓蒸總芳烴w偉%17113.565.6263膠質(zhì)w餾三裝置。00000.000裂化柴油:取自蘭州煉油廠140萬t催化裂化12乙醇-柴油體系的互溶性裝置。以不同柴油為基礎(chǔ)油,分別按照2%、4%、6%、8%加氫柴油:取自蘭州煉油廠120萬t加氫精制10%的體積百分含量,與無水乙醇混合,并觀察其裝置?；ト苄?。將配制好的乙醇柴油在室溫下靜置兩個(gè)0號(hào)商品柴油:市售月,觀察其穩(wěn)定情況。所有乙醇柴油均密封靜置,常二柴油、常三柴油、裂化柴油、加氫柴油以排除水分的影響。乙醇柴油的互溶性和長期穩(wěn)的烴類組成見表1。定性結(jié)果見表2。表2不同基礎(chǔ)柴油與無水乙醇的互溶性和長期穩(wěn)定性常二透明個(gè)分層透明分層透明個(gè)分層洋濁透明不分層分層層分層催化裂化透明不分層透明不分層透明不分層透明不分層透明不分層加氫精制透明不分層透明不分層透明不分層0號(hào)商品柴油透明不分層透明不分層透明不分層透明不分層透明不分層注:Ex中x表示尤水乙醇的體積百分含量(下向)混合體系分層,說明體系沒有達(dá)到完全溶解。由表3可知:(1)水分可明顯影響乙醇柴油體系透明不分層說明體系達(dá)到完全互溶。從表2的穩(wěn)定性;(2)乙醇柴油的最大溶水量與基礎(chǔ)油可以看出:不同基礎(chǔ)柴油和乙醇的互溶性不同,有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中,溶水性最好的基礎(chǔ)油為常二柴油,商品柴油和乙醇的互溶性能良好;乙醇和柴油的換算最大溶水量(按每亳升水23滴計(jì)算)可達(dá)到互溶體系的長期穩(wěn)定性良好。1.Y%,加氡柴油的最大溶水量為小于0.4%,常三1.3水分對(duì)乙醇-柴油體系互溶性的影響柴油、裂化柴油和0號(hào)商品柴油的最大溶水量小取20ml配制好的不同比例乙醇柴油,逐滴滴于0.2%:(3)在本實(shí)驗(yàn)條件下,乙醇柴油的最大入水分,振蕩,直至體系不透明為止,測(cè)得的乙溶水量與乙醇含量無關(guān);(4)水分不影響乙醇柴醇柴油的最大溶水量結(jié)果見表3油的長期穩(wěn)定性。表3不同乙醇柴油的最大容水量(滴)1.4助溶劑對(duì)乙醇柴油互溶性的影響E6 E8 E10以高級(jí)醇的單劑或混合劑為助溶劑,分別考常三柴油察助溶劑對(duì)乙醇一柴油和水-乙醇-柴油體系的裂化柴油影響。加氫柴油中國煤化工1.4.10號(hào)商品柴油CNMH影響注:靜置兩個(gè)月后,不同基礎(chǔ)油不問比例乙醇柴油均維持初始狀態(tài)刈:吊一宋潿、常三柴油和加114汽車工程學(xué)報(bào)表4含量水為0.17%時(shí)的助溶劑的最小用量乙醇含量甲(CHOH/助溶劑用量(CHO)/%水分含量9(HO)偉%4.97清澈透明不分層4.38清澈透明不分層清澈透明不分層清澈透明不分層清澈透明不分層氫柴油的最大乙醇溶量偏小。本文通過添加高級(jí)從水對(duì)車用乙醇柴油的影響及醇類助溶劑對(duì)醇的方法改善乙醇和柴油的互溶性乙醇柴油互溶性和穩(wěn)定性的作用效果來說,由于試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在以單劑狀態(tài)添加的情況下,正乙醇強(qiáng)烈的吸水性,車用乙醇柴油必然會(huì)從周圍丁醇、異丁醇、異辛醇、異戊醇均能顯著提高乙的環(huán)境(油罐、管線的空間等)吸水。研究結(jié)果醇與常二柴油、常三柴油和加氫柴油的相溶性,表明:一旦車用乙醇柴油吸水,便會(huì)影響車用乙但助溶劑的添加量要在5%以上才能明顯增大乙醇醇柴油的互溶性和穩(wěn)定性;而且通過常規(guī)的添加溶量。如果把各種醇類復(fù)配使用,則對(duì)于常二柴油,醇類助溶劑的方法來解決互溶性和穩(wěn)定性下降的由1.12%正丁醇和0.37%異戊醇組成的助溶劑效問題,將會(huì)導(dǎo)致成本大幅度提高,從而限制車用果較好(使乙醇柴油完全互溶不分層,長期密封乙醇柴油的大規(guī)模應(yīng)用。因此,若想大規(guī)模使用存放穩(wěn)定性良好)。此外,各種復(fù)配配方對(duì)常三乙醇柴油,首先要解決乙醇柴油和水的互溶性問柴油和加氫柴油的助溶效果不理想。題。可能的方法有3種:(1)研究高效助溶劑:(21.4.2助溶劑對(duì)乙醇柴油溶水性的影響生產(chǎn)中嚴(yán)格控制產(chǎn)品的水分含量:(3)使用中嚴(yán)以異辛醇為助溶劑,考察當(dāng)水分含量為0.17%格限制水分的混入。時(shí),可使乙醇一柴油體系完全互溶的助溶劑的最小乙醇柴油的蒸發(fā)性用量,結(jié)果見表41.5討論2.1餾程雖然乙醇和柴油的互溶性能較好,且有一定根據(jù)GB/T6536-97分別測(cè)定了以0號(hào)柴油的溶水性,但高級(jí)醇類助溶劑(不管是以單劑使為基礎(chǔ)油配制的乙醇柴油在大氣壓力為97.8kPa用還是復(fù)配使用)對(duì)乙醇柴油的助溶性能和溶水下的餾程,結(jié)果如圖1:性能的提高效果并不好。為達(dá)到較理想的助溶效果和溶水效果,助溶劑的用量通常很大,在實(shí)際使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本大幅度提高。由于現(xiàn)在還沒有車用乙醇柴油的國家標(biāo)準(zhǔn),2500號(hào)柴油因此我們無法判斷將來可能會(huì)應(yīng)用的車用乙醇柴200油的水分含量有多大。考慮到車用乙醇汽油和車用乙醇柴油在儲(chǔ)存和使用中面臨的外界環(huán)境(吸水性)相差不大,參考GB18351-2004《車用乙中國煤化工醇汽油》的相關(guān)內(nèi)容,乙醇燃料中允許的含水量CNMHG的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.20%圖1乙醇柴油的餾程第2期劉曉等:低比例乙醇柴油性能研究115由圖1可以明顯看出:在添加了乙醇后,與0度越低,則實(shí)際使用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和預(yù)熱越容易號(hào)基礎(chǔ)柴油相比較,乙醇柴油出現(xiàn)3種特性:(1)但對(duì)于乙醇柴油而言,由于乙醇會(huì)早于柴油單獨(dú)初餾點(diǎn)明顯降低至乙醇的沸點(diǎn)(78.3℃)附近;蒸發(fā)出來,則可能導(dǎo)致低溫下汽化出來的輕組份(2)體積20%之前的餾出溫度明顯降低;(3)中含有大量乙醇。又由于乙醇本身壓燃性能差于體積30%之后餾出溫度的降低幅度與乙醇的添加柴油,結(jié)果導(dǎo)致使用中可能出現(xiàn)啟動(dòng)困難和預(yù)熱量有關(guān),乙醇添加量越多,餾出溫度下降越多。時(shí)間加長等不良后果根據(jù)圖1數(shù)據(jù)可知,乙醇主要會(huì)影響乙醇柴2.2雷德法飽和蒸氣壓油的初餾點(diǎn)和10%餾出溫度。后續(xù)試驗(yàn)中,只測(cè)按照GBT8017—87測(cè)定了以0號(hào)柴油為基定以各中間柴油產(chǎn)品為基礎(chǔ)油配制的乙醇柴油的礎(chǔ)油的乙醇柴油的雷德法飽和蒸氣壓,試驗(yàn)結(jié)果初餾點(diǎn)和10%餾出溫度,結(jié)果見表5和表6如圖2所示。表5不同基礎(chǔ)柴油乙醇柴油的初餾點(diǎn)/℃EO E2 E4 E6 E8 El0常二柴油1717574757474常三柴油000加氫柴油1827475747675裂化柴油1647774757e田丫靈表6不同基礎(chǔ)柴油乙醇柴油的10%餾出溫度/℃EO E2 E4 E6 EX EIO常柴油226214乙醇體積百分含量中CHOH偉常三柴油23圖2不同比例乙醇柴油的雷德法飽和蒸氣壓加氫柴油23021718715910782裂化柴油214200509877由圖2可知:(1)摻入了乙醇后,乙醇柴油由表5和表6可知:添加了乙醇后,乙醇柴的雷德法飽和蒸氣壓增加;(2)雷德法飽和蒸氣油具備兩種特性:(1)初餾點(diǎn)降低。可能是由于壓增長曲線的拐點(diǎn)出現(xiàn)在乙醇摻加量為8%的時(shí)刻生成了共沸物的原因,乙醇柴油的初餾點(diǎn)會(huì)低于在摻加量為10%時(shí),乙醇柴油的雷德法飽和蒸氣無水乙醇的沸點(diǎn)。(2)10%餾出溫度下降,且隨壓增加加快。著乙醇添加量的增加,乙醇柴油的10%餾出溫度雷德法飽和蒸氣壓主要反映油品中輕組份的蒸下降程度增加。發(fā)性能,在柴油中添加了低沸點(diǎn)的乙醇后,乙醇柴值得注意的是,當(dāng)添加量為10%時(shí),乙醇柴油的飽和蒸氣壓迅速升高。值得注意的是,根據(jù)乙油的10%餾出溫度在乙醇的沸點(diǎn)附近,說明在蒸醇汽油的研究結(jié)果,當(dāng)乙醇的添加量為10%的時(shí)候餾的過程中,乙醇早于柴油單獨(dú)蒸餾出來。在使乙醇汽油的飽和蒸氣壓會(huì)上升5kPa左右。根據(jù)用中,乙醇柴油的這種特性可能會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的本實(shí)驗(yàn)的雷德法飽和蒸氣壓結(jié)果,乙醇對(duì)柴油的蒸正常工作。原因在于:在發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和預(yù)熱過發(fā)性影響與對(duì)汽油蒸發(fā)性的影響比較起來,其結(jié)果程中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低,只有那些輕組份才有是相仰的可能在較低的溫度下汽化,并和空氣形成可燃混中國煤化工氣壓結(jié)果可知合氣。而一種油品的10%餾出溫度是反映油品輕加入CNMH憲發(fā)。從使用的角組份含量的多少的指標(biāo),通常情況下,10%餾出溫度來講,燃料蒸發(fā)性過好的不利影響主要有3個(gè)方116汽車工程學(xué)報(bào)第1卷面:增加儲(chǔ)存中的蒸發(fā)損失行車的時(shí)候?qū)е職庾?略,而主要會(huì)影響柴油的著火危險(xiǎn)性增大燃料的著火危險(xiǎn)性。從柴油的角度來說,由于2.3蒸發(fā)改進(jìn)劑對(duì)乙醇柴油飽和蒸氣壓的影響柴油本身的蒸發(fā)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于汽油,且乙醇對(duì)柴油飽考察了在加入兩種類型的蒸發(fā)改進(jìn)劑后乙醇和蒸氣壓和餾程的影響絕對(duì)值并不大,因此,加入柴油的雷德法飽和蒸氣壓,結(jié)果見表7。其中,改乙醇后,對(duì)柴油蒸發(fā)損失和行車氣阻的影響可以忽進(jìn)劑A與B相比,其分子量更低。表7添加蒸發(fā)改進(jìn)劑后乙醇柴油的雷德法飽和蒸氣壓/kPa乙醇柴油+助溶劑A7.3568.33610.78乙醇柴油+助溶劑B7.3567,8457.8458.82510.787由表7可知:蒸發(fā)改進(jìn)劑可降低乙醇柴油的從表8可知:乙醇對(duì)柴油的凝點(diǎn)有一定影響,飽和蒸氣壓;對(duì)于低比例乙醇柴油(E2),添加乙醇含量越大,凝點(diǎn)越低蒸發(fā)改進(jìn)劑可降低乙醇柴油的飽和蒸氣壓至0號(hào)凝點(diǎn)是柴油的重要使用指標(biāo),直接關(guān)系到車柴油的水平;兩種蒸發(fā)改進(jìn)劑的效果比較,低分輛使用柴油的最低溫度。從表8可知,添加了乙子量改進(jìn)劑的效果好于高分子量改進(jìn)劑。醇后,乙醇柴油的凝點(diǎn)略有降低。乙醇柴油凝點(diǎn)蒸發(fā)改進(jìn)劑是大分子量、低揮發(fā)性的有機(jī)化的降低有利于在更低的環(huán)境溫度下使用乙醇柴油。合物,加入到乙醇柴油中后,與乙醇形成沸點(diǎn)更但考慮到乙醇的加入對(duì)降低凝點(diǎn)起到的作用不是高的共沸物,從而降低乙醇的揮發(fā)性,達(dá)到降低很顯著,所以可以認(rèn)為:乙醇的加入,至少不會(huì)乙醇柴油飽和蒸氣壓的目的。蒸發(fā)改進(jìn)劑的揮發(fā)導(dǎo)致乙醇柴油的低溫性能變差,即乙醇柴油可以性好壞和分子量的大小,會(huì)影響其使用效果。分在低溫下使用。子量過小,則揮發(fā)性大,有可能會(huì)生成更低沸點(diǎn)3.2冷濾點(diǎn)的共沸物,從而導(dǎo)致混合體系的蒸發(fā)性進(jìn)一步變通過SH/T0248-92測(cè)定了不同基礎(chǔ)柴油及大;而分子量過大時(shí),共沸物的穩(wěn)定程度降低,從而使效果變差。所以,根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,棻其乙醇柴油的冷濾點(diǎn),結(jié)果見表9。發(fā)改進(jìn)劑的分子量應(yīng)適當(dāng)。表9乙醇柴油的冷濾點(diǎn)/℃基礎(chǔ)油E0E2E4E6E8E0乙醇柴油的低溫性能常一柴油90-80-10.5-7.0-112-1183.1凝點(diǎn)常三柴油>20017514513.I11.512.1加氣柴油1511211110.58070通過GBT51091測(cè)定了不同基礎(chǔ)柴油及其裂化柴油5.01.0醇柴油的凝點(diǎn),結(jié)果見表8。由表9可知:加入乙醇后,乙醇柴油的冷濾表8乙醇柴油的凝點(diǎn)/℃點(diǎn)降低;并隨添加量的增加,冷濾點(diǎn)下降的程度某礎(chǔ)油E0E2E4E6E8E|0增0號(hào)柴油-10-12-12-12-12常二柴油-0-00-4-6H中國煤化工,乙醇對(duì)于冷濾常三柴油18418.1180178164157點(diǎn)的CNMHG角度出發(fā),與凝08.7裂化柴油點(diǎn)相比較,冷濾點(diǎn)更能代表柴油的最低使用溫度,第2期劉曉等:低比例乙醇柴油性能研究117因此,在GB19147中,就把冷濾點(diǎn)納入到了車用表11蒸發(fā)改進(jìn)劑對(duì)閃點(diǎn)的影響/℃柴油的標(biāo)準(zhǔn)中。而乙醇降低冷濾點(diǎn)的良好效果可以說明:乙醇的加入,可以某種程度上改善車用未加劑<20<20<20<20<20柴油的低溫性能。蒸發(fā)改進(jìn)劑A20202020蒸發(fā)改進(jìn)劑B2321222222乙醇柴油的著火危險(xiǎn)性無機(jī)鹽4.1閃點(diǎn)的閃點(diǎn)。但總的說來,蒸發(fā)改進(jìn)劑對(duì)乙醇柴油的通過GB/T261-1983測(cè)定了不同基礎(chǔ)柴油及點(diǎn)影響不大,加劑后的閃點(diǎn)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到車用其乙醇柴油的閃點(diǎn),結(jié)果見表10。乙醇柴油標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值(不小于45℃)由于乙醇本身具有很強(qiáng)的蒸發(fā)性,要解決乙表10乙醇柴油的閃點(diǎn)/℃醇柴油閃點(diǎn)的問題難度很大。只能在儲(chǔ)運(yùn)的時(shí)候加強(qiáng)管理,按照車用汽油的儲(chǔ)存、保管方式對(duì)待<20<20<20<20常二柴油46<20<20<20<20<20乙醇柴油,防止在儲(chǔ)運(yùn)時(shí)發(fā)生安全事故。常三柴油84<20<20<20<20<20加氫柴油74<20<20<20<20<205乙醇柴油的其它性能裂化柴油52<20<20<20<20<51金屬腐蝕性由表10可知:(1)加入乙醇后,乙醇柴油通過GBT5096-85測(cè)定了乙醇柴油的銅片的閃點(diǎn)迅速降低至乙醇的閃點(diǎn)(12℃)附近;(2)腐蝕,結(jié)果見表12。乙醇添加量的多少,對(duì)閃點(diǎn)變化量的影響并不顯表12乙醇柴油的銅片腐蝕著,只要加入少量乙醇,就可以大幅降低乙醇柴油的閃點(diǎn)造成這種情況的原因在于:閃點(diǎn)反映油品中0號(hào)柴油1a1a常二柴油1a1a1a1a輕組份的性能,縱使乙醇柴油中乙醇的比例很低常三柴油1a1a1a1ab2b(2%),在試驗(yàn)中,這些乙醇就會(huì)迅速蒸發(fā)出來,加氫柴油1a1ala la 1b導(dǎo)致閃火。裂化柴油1a1a1a1a1b1b閃點(diǎn)與燃料的著火危險(xiǎn)性有關(guān)。乙醇柴油的由表12可知:(1)乙醇會(huì)小幅度地增加柴閃點(diǎn)降低說明:在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中,乙醇柴油將更油的腐蝕性;(2)當(dāng)乙醇的含量不高(<8%)時(shí),容易在儲(chǔ)罐和管線的空間中蒸發(fā)出來,從而達(dá)到乙醇柴油的銅片腐蝕能夠符合國家標(biāo)準(zhǔn),滿足乙燃料的爆炸極限,導(dǎo)致閃火、爆炸事故等的發(fā)生。醇柴油的使用要求。4.2蒸發(fā)改進(jìn)劑對(duì)閃點(diǎn)的影響52密封適應(yīng)性指數(shù)測(cè)定用前述兩種蒸發(fā)改進(jìn)劑和1種無機(jī)鹽作為蒸以0號(hào)柴油為基礎(chǔ)油配制了乙醇柴油,通過發(fā)改進(jìn)劑,通過降低乙醇柴油蒸發(fā)性的辦法降低SH/r0305-93測(cè)定了乙醇柴油的橡膠腐蝕性,乙醇柴油的閃點(diǎn)。試驗(yàn)了0號(hào)柴油和以0號(hào)柴油結(jié)果見表13為基礎(chǔ)油的乙醇柴油的閃點(diǎn),結(jié)果見表11。中國煤化工的增加,乙醇柴由表11可知,蒸發(fā)改進(jìn)劑雖然可以降低乙醇油的HCNMHG勢(shì)。柴油的蒸發(fā)性,添加后可以小幅度增加乙醇柴油密封適應(yīng)性指數(shù)與汽車油路中橡膠的相容性118汽車工程學(xué)報(bào)第1表13乙醇柴油的密封適應(yīng)性指數(shù)0#柴油試驗(yàn)前直徑Dlm25.0505.05025075249754975試驗(yàn)后直徑D2/mm2607526.10026.20026.1006.125直徑膨脹百分?jǐn)?shù)SD1/%409241924.4874.5054605體積膨脹百分?jǐn)?shù)Sv1/%8.3518.767有關(guān),密封適應(yīng)性指數(shù)的上升,說明乙醇的加入使油品的密封性能變差,使普通橡膠溶脹、收縮、0號(hào)柴準(zhǔn)硬化、龜裂的可能性變大,并且與乙醇的加入量6E有直接而明顯的關(guān)系。如果使用乙醇柴油作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料,那么就應(yīng)該盡量選擇特種橡膠(如硅橡膠、氟橡膠)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的密封件.隨三乙醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)性能采用維柴WD6550型柴油機(jī)作為試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)100012001400160018002000發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(rmin)機(jī)。按照GB/T18297-2001《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試圖4柴油和乙醇柴油外特性燃料消耗率曲線驗(yàn)方法》中的負(fù)荷特性試驗(yàn)和總功率試驗(yàn)部分試驗(yàn)了商品柴油和乙醇柴油的動(dòng)力性。6.21000r/min負(fù)荷特性6.1外特性圖5給出了1000r/min下發(fā)動(dòng)機(jī)燃用0號(hào)柴圖3和圖4給出了0號(hào)柴油和E2、E4、E6、油和不同比例乙醇柴油的轉(zhuǎn)矩和燃料消耗率。E8、E10乙醇柴油的外特性結(jié)果(各圖中,實(shí)線由圖5可知:(1)在1000r/min下,當(dāng)乙為0號(hào)柴油結(jié)果,虛線為外特性結(jié)果)醇含量較低(2%)的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化不大由圖3和圖4可以看出:隨著乙醇添加量的2)隨著乙醇含量的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降(3)提高,發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率增加、轉(zhuǎn)矩降低、功乙醇含量較低(≤8%)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率率降低。且乙醇柴油動(dòng)力性的變化量與乙醇的添變化不大:;(4)只有當(dāng)乙醇含量較高(10%)時(shí),加量幾乎呈線性關(guān)系。才能發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率變大。0號(hào)漁13008001乙醇榮油轉(zhuǎn)一油門開度關(guān)系圖z100012001400160018002000中國煤化工發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/(r·min)CNMHG圖3柴油和乙醇柴油外特性轉(zhuǎn)矩曲線(a)800r/min下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩第2期劉曉等:低比例乙醇柴油性能研究119乙醇榮油燃油消耗率一油門開度關(guān)系圖由圖6可以看出:(1)在1600r/min下,當(dāng)0號(hào)輕柴油乙醇含量較低(2%)的時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩變化不大:(2)隨著乙醇含量的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩乙醇柴油10%乙醇柴油下降:(3)乙醇含量較低(≤6%)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率變化不大:(4)當(dāng)乙醇含量較高時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率隨乙醇含量的增加而變大。6.42000r/min負(fù)荷特性油門開度A圖7給出了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)其(b)1600rmin時(shí)乙醇柴油的燃油消耗率圖5在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下的乙醇柴油轉(zhuǎn)矩一油門開度關(guān)系圖燃用0號(hào)柴油和不同比例乙醇柴油的轉(zhuǎn)矩和燃料消耗率。6.31600r/min負(fù)荷特性乙醇柴油轉(zhuǎn)矩一油門開度關(guān)系圖圖6給出了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1600r/min時(shí)其燃用0號(hào)柴油和不同比例乙醇柴油的轉(zhuǎn)矩和燃料消*-0號(hào)輕柴油耗率。7001乙醇榮油轉(zhuǎn)矩一漁門開度關(guān)系圖乙6065707580859095100油門開度%(a)2000r/min下乙醇柴油的轉(zhuǎn)矩乙醇榮油燃油消耗率一推門開度關(guān)系圖607080油門開度/(a)1600r/min時(shí)乙醇柴油的轉(zhuǎn)矩300乙醇柴油燃油消耗率一油門開度關(guān)系圖500油門開度A(b)2000r/min下乙醇柴油的燃油消耗率350圖7發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)乙醇柴油轉(zhuǎn)矩一油門開度關(guān)系圖405060708由圖7可知:(1)在2000r/min下,隨著乙油門開度/醇含量的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降;(2)乙醇含(b)1600r/min時(shí)乙醇柴油的燃油消耗率量較中國煤化工耗率變化不大;圖6發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1600r/min時(shí)乙醇柴油轉(zhuǎn)矩-(3)CNMHG的燃油消耗率隨油門開度關(guān)系圖乙醇含量的增加而變大。汽車工程學(xué)報(bào)6.5氧對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響這個(gè)最佳百分比之下,發(fā)動(dòng)機(jī)使用乙醇柴油的燃和基礎(chǔ)柴油相比,乙醇的分子中含氧。氧的料消耗率和使用基礎(chǔ)油相當(dāng),即雖然相同質(zhì)量的存在,會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作造成以下兩種截然相反乙醇中含有不能燃燒的氧,但由于氧的促燃作用,的影響:一方面,氧的存在可導(dǎo)致相同重量的乙使用乙醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和使用柴油相當(dāng):當(dāng)醇柴油中的可燃組分(C、H)含量降低,從而使氧含量大于一定程度后,氧的促燃效果不能抵消發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率下降、燃料消耗率增加:另由于燃料含量減少帶來的負(fù)面影響,結(jié)果使用乙方面,氧的存在可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料的燃燒更醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗增加。充分,從而改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和氧促燃效果還受到發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的影響,在各功率增加、燃料消耗率減少。轉(zhuǎn)速下,隨著負(fù)荷的增加,使用乙醇柴油和柴油從試驗(yàn)結(jié)果中可以看到這兩種相反影響交互的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗差值減少。其原因可能是由于在大作用的結(jié)果負(fù)荷條件下,氧增燃效果相對(duì)提高。6.5.1轉(zhuǎn)矩和功率入結(jié)論油門的開度相同,則單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料體積相同。試驗(yàn)結(jié)果表明,在各轉(zhuǎn)速的(1)本實(shí)驗(yàn)條件下,乙醇和柴油的互溶性能不同負(fù)荷下,總的趨勢(shì)是:油門開度相同時(shí),使較好:水的存在會(huì)影響乙醇-柴油體系的互溶性,用乙醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和功率小于使用柴油的助溶劑的使用可以有限度地提高該體系的互溶性發(fā)動(dòng)機(jī),且隨著乙醇含量的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和(2)乙醇的加入會(huì)增加乙醇柴油的蒸發(fā)性,蒸功率下降量增加。發(fā)改進(jìn)劑的使用可以適當(dāng)降低乙醇柴油的蒸發(fā)性;值得注意的是,在中轉(zhuǎn)速(1600r/min)以下,(3)乙醇加入柴油后能不同程度地降低乙醇當(dāng)乙醇含量很低(踹)的時(shí)候,使用乙醇柴油和使柴油的凝點(diǎn)和冷濾點(diǎn)用柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率相當(dāng)。說明這時(shí)候氧4)乙醇柴油的腐蝕試驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到國家燃的促燃作用抵消了因燃料含量減少帶來的負(fù)面影響。油標(biāo)準(zhǔn)6.5.2油耗(5)乙醇的加入使柴油的密封性能變差;燃油消耗率的情況和轉(zhuǎn)矩、功率有區(qū)別:在(6)乙醇的加入可導(dǎo)致柴油的閃點(diǎn)降低,從更大的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和乙醇含量工況下,縱而增加柴油的著火危險(xiǎn)性然乙醇柴油使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率發(fā)生了明顯變(7)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2000r/min以下時(shí),使用2%化,但發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率變化不大。其原因可乙醇柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、功率和燃料消耗率與使用能是由于雖然轉(zhuǎn)矩下降了,但燃料的消耗質(zhì)量同柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng):隨著乙醇含量的增加,乙醇柴時(shí)也降低了。油燃燒的總趨勢(shì)是使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、功率下降,燃料另外,不管是在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速還是高轉(zhuǎn)速的消耗率增加;各個(gè)轉(zhuǎn)速條件下,存在最佳的乙醇配情況下,總存在一個(gè)乙醇的最佳體積百分比,在比,使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率與使用柴油相當(dāng)。參考文獻(xiàn)( 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(in Chinese)作者介紹劉曉(1974-),男,山東威海人。博士,副教授,主要從事油品應(yīng)用和節(jié)能技術(shù)方面的研究E-mail:doctorliuxiao(@163.com中國煤化工CNMHG