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德国放弃乙醇汽油

2018年10月21日 热度:256 ℃

德国环境部长西格马·加布里尔4日说,官方决定放弃一项生物燃料项目,理由是这种生物燃料不适用于数以百万计的车辆,无法推广。

法新社报道,德国此前推行的“E10项目”计划往汽油中加入10%乙醇,以期达到减少二氧化碳排放的目的。但研究发现,由于这种混合生物燃料对汽车发动机的腐蚀性高于传统燃油,15年以上的老车尤其易受其腐蚀,德国300多万辆汽车目前无法使用这种生物燃料。

一、油耗

1、车用乙醇汽油对电喷汽油机性能影响的实验研究表明:电控汽油机改燃乙醇汽油后,与普通汽油相比,乙醇汽油的燃油消耗率增加5%~10%,而且汽油机的经济区范围变窄

2、乙醇汽油车辆性能试验研究表明:

(1)整车试验。E10乙醇汽油体积低热值的降低引起油耗的增大,E10乙醇汽油较汽油热值低3.4%,试验得到百公里油耗的增加量为3.5%,两数据的接近也验证了这一点。

(2)动力性。E10乙醇汽油动力性有所下降,尤其是在五挡40~120 km/h加速时间比使用汽油增加了12.57%,变化较大。

(3)启动阶段分析。乙醇的气化潜热明显要比汽油大得多,约是汽油的2.7倍,乙醇气化时吸收的热量比汽油大得多,这会引起发动机进气温度降低。

其次,乙醇的比热容比汽油的大,因此乙醇的加人使内燃机压缩终点温度降低,影响发动机的冷启动。另外,乙醇的最小点火能量大于汽油,则乙醇比汽油更难于点燃,这就增加了乙醇汽油发动机冷启动的难度。

由以上分析得出,由于乙醇物化性质的影响,在启动阶段发动机运行不稳定,出现排放恶化现象。

二、对发动机的影响

1、乙醇汽油对轿车性能影响的分析及使用注意事项。

(1)乙醇汽油燃料更易对发动机造成腐蚀。乙醇燃烧生成的物质酸性较强,窜人润滑油中,会引起油品碱值的下降及金属的腐蚀,造成发动机活塞环和汽缸壁的腐蚀和磨损。

(2)乙醇汽油燃料更易对发动机造成磨损。溶剂的特点和汽化潜热大,易汽化不良窜人气缸,使得乙醇汽油更易将附着在汽缸壁上的润滑油清洗下来,导致润滑油膜稀释或严重老化,造成磨损。而且内燃机油中常用的抗氧抗磨剂ZDDP容易与醇发生反应,丧失其抗氧抗磨特性。

(3)乙醇汽油燃料更易对合成橡胶等造成腐蚀、溶涨、软化。乙醇对本身耐汽油的少数非金属橡胶、塑料材料腐蚀较重。

2、车用乙醇汽油对发动机进气系统沉积物的影响。

通过12000km道路行车试验及M111发动机台架试验,对比研究乙醇汽油与普通无铅汽油对发动机进气系统沉积物的影响;同时,在M111发动机实验台架上,还对加入清净剂后的乙醇汽油与普通无铅汽油进行了进气阀沉积物与总燃烧室沉积物的实验研究。结果显示:乙醇汽油进气系统沉积物较为严重,应加入有效的汽油清净剂

自2002年以来,我国已相继有9个省市用含有10%乙醇的车用乙醇汽油代替普通汽油。通常人们认为乙醇汽油具有更好的清洁性,例如可以使尾气排放中的碳氢化合物平均减少30%以上,能有效清除火花塞、燃烧室进气门等部位沉积物的形成,有利于保持发动机正常工作状态。但是通过课题组对车用乙醇汽油( E10 )的研究发现,乙醇汽油( E10 )对发动机进气系统沉积物的生成明显大于普通无铅汽油。这意味着,与普通无铅汽油相比,目前我国多个省市正在广泛使用的车用乙醇汽油会在汽车发动机中形成更多的积炭,更容易导致汽车排放恶化

乙醇汽油( E10 )比普通无铅基础汽油进气阀积炭显著增多的原因分析如下:

(1) 乙醇的汽化潜热远远高于汽油的汽化潜热(乙醇为904kJ /kg,汽油为310kJ /kg),当燃料经喷嘴喷射到进气阀背面时,造成进气阀背面温度降低,使燃料不能充分地雾化,燃料中大分子的物质易形成结焦,从而在进气阀背面易形成积炭。

(2) 乙醇的黏度比汽油大3倍左右(乙醇为1.20mPa.s,汽油为0.28~0.59mPa.s),导致乙醇汽油( E10 )的黏度增加,使发动机易产生黏着磨损,从而使发动机易产生沉积与腐蚀。

(3) 由于燃料中的胶质是一种不稳定组分,即使在常温下也可被空气氧化缩合为沥青质。在隔绝空气情况下,升温至260~300℃时,胶质亦可转变为沥青质;当升温至300℃以上,沥青质则可分解生成焦炭状物。乙醇汽油( E10 )由于其胶质高出基础无铅汽油20%,这也是导致乙醇汽油( E10 )比普通无铅基础汽油进气阀积炭增多的原因之一。

(4) 乙醇汽油( E10 )为含氧燃料( E10 氧含量经计算约为3.5% ),其中的氧会与氢合成OH基,再与苯环生成酚类。酚类易于吸收空气中的氧而成为醌形结构。这种物质能与烃类物质氧化后生成的醛、酮等含氧化合物发生缩合反应,生成不溶性的树脂状的深色物质,最终成为沉积物之一。

结论:

(1) 通过道路行车试验发现燃用93# E10车用乙醇汽油比燃用93#无铅车用汽油更容易在进气阀上形成沉积物

(2) 通过M111台架试验发现燃用乙醇汽油燃料,进气阀与燃烧室内的积炭分别高于普通无铅基础汽油。

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