M15甲醇汽油对发动机排放的影响
甲醇汽油标准及说明
通过脱水处理去除甲醇中的水分，防止水与甲醇 反应生成腐蚀性的甲酸。
甲醇的净化处理
去除甲醇中的杂质和有害物质，确保甲醇汽油的 清洁度和稳定性。
甲醇与汽油的混合比例
混合比例的调整
根据实际使用情况，适当调整甲醇与 汽油的混合比例，以达到最佳的动力 性能和燃油经济性。
混合均匀度
确保甲醇与汽油在混合过程中的均匀 度，以保证甲醇汽油的性能稳定。
02 甲醇汽油标准
国家标准
标准编号
GB/T 23799-2009
发布机构
国家质检总局
主要内容
规定了甲醇汽油的技术要求、试 验方法、检验规则及标志、包装、 运输、贮存等要求。
行业标准
标准编号：SH/T 0753-2005
发布机构：国家发改委
主要内容：规定了车用甲醇汽油的术语、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等 要求。
甲醇汽油的运输应使用专用的 油罐车或密封良好的容器，确 保在运输过程中不发生泄漏。
运输过程中应避免剧烈震动和 振动，防止油罐车或容器损坏。
运输过程中应保持甲醇汽油的 温度在-40℃～30℃之间，确 保其质量稳定。
安全注意事项
甲醇汽油具有易燃、易爆的特性， 因此应远离火源、热源，防止静
电和火花。
在处理甲醇汽油时应佩戴个人防 护用品，如化学防护眼镜、化学
为了提高甲醇汽油的性能和稳定性，可能需 要添加特定的添加剂，这增加了生产成本和 复杂性。
经济因素
01
成本与价格
甲醇汽油的生产成本相对较高， 导致其市场价格也相对较高，这 可能影响消费者的购买意愿。
政府政策
0203Biblioteka 市场接受度政府对甲醇汽油产业的支持和鼓 励政策，如税收优惠、补贴等， 将对其市场发展产生重要影响。
汽车使用车用甲醇汽油的优点和问题
汽车使用车用甲醇汽油的优点和问题甲醇汽油是指把甲醇部分添加在汽油里，用甲醇燃料助溶剂复配的M系列混合燃料。
其中：M15(在汽油里添加15％甲醇)清洁甲醇汽油为车用燃料，分别应用于各种汽油发动机，可以在不改变现行发动机结构的条件下，替代成品汽油使用，并可与成品油混用。
甲醇混合燃料的热效率、动力性、启动性、经济性良好，具有降低排放、节省石油、安全方便等特点。
世界各国根据不同国情，研发了M3、M5、M15、M20、M50、N85、M100等不同掺和比的甲醇汽油。
目前，商用甲醇主要为M85(85％甲醇+15％汽油)和 M100，M100性能优于M85，具有更大的环境优越性。
甲醇别名木醇或木酒精，为无色透明的液体，高挥发性，易燃。
甲醇可以从天然气、石油、煤、木材及其它生物体来制取。
当前最重要的原料是天然气，约占世界总生产能力的80％。
甲醇具有高辛烷值、低发热量、低污染和无排烟等特点。
甲醇燃烧完全，可减少20％～50％HC的排放，设计先进的发动机可减少90％，颗粒物，NOX排放也很低。
此外，其挥发性低，加油和行驶过程中蒸发损失小。
甲醇毒性大，有腐蚀性，其生产过程是从能源的一种状态转换到另一种状态，能源利用率低。
一、汽车使用甲醇燃料的优点1、减少排放甲醇含氧量达50％，燃料燃烧完全，可减少20％～50％HC的排放，因H／C大，其CO排放量明显降低，甲醇燃料是国际公认的清洁燃料。
使用甲醇清洁燃料有利于减少大气污染，保护环境。
2、使用方便甲醇常温下为液体，操作容易，储运使用方便。
与传统的发动机技术有继承性，特别是使用甲醇汽油混合燃料时，发动机结构变化不大。
3、动力性好甲醇辛烷值高(RON为122)，可采用高压缩比提高发动机的热效率和动力性。
加上其蒸发潜热大，可提高发动机的进气量，从而提高发动机的动力性。
4、经济性好甲醇燃料的经济性好，比石油燃料的成本低。
按我国现有甲醇燃料技术水平，1．5吨甲醇可替代1吨成品油，燃料甲醇的效率比使用煤炭提高约5～8倍，比使用成品油的成本降低20％～50％。
甲醇汽油的优缺点对比
甲醇汽油的优缺点对比一、优点：1、通用性好（M15、M25）高清洁汽油方便普及与推广使用，无须改动加油站的机械设备，更无须改动车辆发动机既可直接添加交叉使用。
在以汽油为燃料的汽车上使用，可直接替代93#、97#汽油。
2、替代性好高清洁甲醇汽油将工业甲醇经高科技改性后，可大比例加入汽油中，替代车用能源。
可大量节约石油资源，符合国家政策导向，有利于级解因石油资源枯竭造成的紧张局面。
3、环保性好理论上来讲，高清洁甲醇汽油由于氧含量高、硫、苯、芳烃、烯烃含量低，燃烧充分，能用效减少50%以上的有害气体排放，其中CO、HC和NOx排放降低90%以上，经国家权威机构的多项检测，各项指标均已达欧IV标准，满足环保需求，大大改善生态环境。
4、经济实惠理论上来讲，因燃料甲醇来源广泛，成本低廉，与传统汽油相比有明显的价格优势，消费者使用经济效益显著。
5、抗爆性好甲醇抗爆性好，辛烷值高，马达法为106，研究法为112，甲醇作为高辛烷值组份与汽油混溶后，使汽油辛烷值比同标号汽油提高3-5个单位，辛烷值高可增加机车动力性，高速时明显优于汽油。
6、清洁性车用甲醇汽油中甲醇是一种优良的有机溶剂，可有效消除车辆本身油箱、油路系统中杂质的沉淀和凝结，并能消除火花塞、气门、活塞顶部、排气管、消声器部位形成的积炭。
7、安全性由于甲醇蒸汽点燃爆炸的浓度是汽油的4倍，不易爆炸起火，比汽油更安全。
二、缺点：1、甲醇的毒性大，对安全不利。
2、热值低甲醇的热值是4800kcal/kg，汽油的热值是10061kcal/kg，虽然甲醇分子中含氧提高了燃烧效率，但是甲醇汽油热值仍随掺烧比例的增加而明显下降。
根据资料报道，M10汽油的的消耗会增加5%。
3、热气阻和冷启动困难甲醇的沸点比汽油要低，易于蒸发，在夏天或热带地区应用时易产生气阻。
在低温条件下，甲醇的气化性变差，冷启动性能差，纯甲醇的最低启动温度为5℃，当环境温度低于5℃时，甲醇燃料车就难以启动。
甲醇汽油对发动机性能的影响
一
０
控 系统 Ｆ Ｃ ２ ０ ０ ０ ．通过 该系统 可 以控制发 动机 的 节 气 门开度 、输 出转矩 、转速等 参数 。油耗测量 仪 器 为湖 南 湘仪 动 力 测试 仪 器 有 限公 司生 产 的 Ｆ Ｃ ２ ２ １ ０智能油耗仪
３ 试验 结果及数据分 析
试 ，其功率、扭矩曲线见图 ７ ，油耗率 曲线见 图 ８ 。
然气制备 的 甲醇燃料 ．甲醇燃 料发展 进入 了停滞
阶段 。与 国外相 比。由于我 国 “ 贫油 、少气 、富 煤 ”的能源 资源 结构 ．从能源 安全和 节能方 面考
最低 燃 料 消耗 率
点火 顺 序 怠 速
ｇ ／ ｋ Ｗｈ
不大于 ２ ６ ９
１ － ３ － ４ － ２
ｒ ｐ ｍ
图１ Ｊ Ｉ Ａ ７ ９ Ｑ Ａ 发动 机 台架 照 片
３ ９
Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ Ｏ ｆ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｉ 研 讨 园地
机 械
工
（ ２ ） 强 化后 汽 油和 Ｍ １ ５性 能
发 动机使 用 Ｍ１ ５甲醇 燃料 进 行 ３ ０ ０小 时强 化 试验 ．强化试验 结 束后进行 ９ ３号汽油 和 Ｍ１ ５ 甲醇 燃料性能对 比测试 。其 功率 、扭矩 曲线 见 图 ５ ．油耗率 曲线见 图 ６ 。 从 图 ５和 图 ６中可 以看 出 ：Ｍ１ ５的 功 率和
１ 前 言
表 １ 发 动机 规 格 参数
甲醇作 为一种代 用燃料 ．不仅具有 与汽油近
值 高 、抗 爆 性 好 、资 源 相 对 比较 丰 富 、工 艺成
型 式
机
４ ７ ９ Ｑ Ａ
四 冲程 水 冷 直列 阴 缸 ．双 顶 置 凸 轮 轴 ． 电喷 汽 油 机
甲醇汽油的使用与甲醇汽车发动机控制技术介绍
甲醇燃料的应用与甲醇汽车发动机控制技术介绍甲醇燃料替代石油作为车用燃料在我国具有广阔的发展前景1，甲醇与其它燃料相比有如下无可比拟的优势（1）发展甲醇燃料作为石油替代能源的经济性和战略性意义重大。
我国的资源结构特点是富煤、缺油、少气。
我国的煤炭资源非常丰富，可采储量约有7000亿吨标准煤，按照2020年前全国能源总需求量预测，还可以利用150年以上，而制作甲醇的原料主要是煤，天然气，煤层气，焦炉气等，用煤制甲醇，工艺成熟成本低廉，所以甲醇比汽油的价格低很多，甲醇的市场价在每吨2500元左右，而汽油的价格已经达到了10000元每吨。
所以发展甲醇替代石油项目是利国利民并且能带来巨大经济效益的朝阳产业。
（2）甲醇燃料生产已具有一定规模。
到09年底，我国甲醇生产企业有273一家，产能达到2259万吨，到2010年底我国甲醇的产量超过三千万吨，目前从事清洁汽车相关产品的生产、研究的单位分布全国24个省市自治区，据不完全统计，2009年全国甲醇燃料用于替代汽油已达200余万吨，超过乙醇燃料替代量，并呈稳步增长趋势。
（3）经过多年发展，我国在甲醇燃料生产，储存，安全使用等形成多项使用技术，有效解决了甲醇燃料遇水存，放和排放控制等问题，甲醇燃料产业化不存在大的技术障碍。
（4）热值低。
甲醇沸点65度，热值约为汽油的45%，燃烧时的理论空气量少，约为汽油的43％，因此汽油机使用甲醇燃料可适当地提高供油量，从而使混合气热值大体与汽油的混合气热值相当或略高。
（5）辛烷值较高。
甲醇辛烷值114，甲醇发动机可以提高压缩比至14左右（汽油机一般小于10），可以大幅度提升发动机热效率，有利于提高发动机的动力性能和经济性能。
（6）清洁环保。
甲醇分子含氧50%，可以在发动机里充分燃烧，是国际公认的清洁燃料，可以明显地改善尾气排放。
（7）汽化潜热大。
甲醇发动机理论空气燃料比仅为6.45，相应混合气热值为汽油的3.7倍，有利于提高发动机的冲量和动力性。
M15甲醇汽油发展现状及可行性论述
甲醇汽油发展现状及可行性概述一、甲醇汽油行业发展历程1、国外甲醇汽油的发展甲醇最早被人类作为车用替代燃料使用，是在一次世界大战时，那时使用甲醇，主要因为战时能源紧张，参战国把甲醇掺在汽油中使用。
到了20世纪70年代石油危机时，甲醇就成了工业国家首选的替代燃料。
美国对甲醇燃料和甲醇汽车进行开发和应用，重点开发燃烧M85(含甲醇85％)、M100(含甲醇100％)专用甲醇燃料汽车。
1987年美国福特汽车公司及美洲银行，改装500辆福特车，试用M85甲醇燃油，总行程3380万千米，时间长达3年，取得甲醇汽车改装生产的经验。
1995年美国DOE能源研究中心投入12700辆甲醇车试用M85。
后来，由于美国提炼甲醇的主要原料天然气涨价，同时伴随着石油价格的下跌，美国政府结合美国资源情况对甲醇燃料做出了战略放弃，转而扶持乙醇汽油，美国逐渐停止了甲醇汽油的生产前德意志联邦共和国在上世纪七十年代开始研制甲醇发动机，1979年制定了“用于公路交通运输的醇类燃料”的研究规划，将M15甲醇汽油用于汽车，其间组织过由6家汽车厂生产的一千多辆燃醇汽车投入试运行，并在全国主要大、中城市建立M15汽车加油站，形成全国供应甲醇汽油的网络。
在上世纪七八十年代，德国大众汽车公司还在中国建立了M100甲醇汽车示范车队。
可以说，德国是至今世界上发展甲醇汽车最有成效的国家之一。
2、我国甲醇汽油的发展我国是在上世纪70年代时开始研究，初期取得了一些进展。
80年代中国科学院在山西省进行了台架测试及道路模拟试验。
90年代国家科学技术委员会组织山西省、中国科学院、清华大学等联合开展研究，取得重要成果。
以后又进行过多次试验，反映良好。
目前，山西省进展较快，有多家企业已正式运营甲醇汽油项目。
陕西省2004年7月颁布实施了三个地方标准，2005年7月，将甲醇汽油产业的发展正式提到日程，并在2009年“全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专委会”上公布，陕西省将从2010年10月1日起全省封闭运行推广甲醇汽油。
甲醇的动力性及排放
甲醇汽油对发动机动力经济及排放性能的影响近年来，我国汽车业迅猛发展，环境和能源问题日益突出，寻找可替代的高效清洁石油替代燃料，来缓解石油资源短缺、能源不足的压力，保证我国的能源安全和环境保护已成为我国发展的一项重点任务。
我国的能源状况是“缺油、少气、富煤”。
甲醇燃料的低热值比汽油低，仅为汽油的46% ，因此当在汽油机上燃用甲醇时，应增大循环油量从而使混合气的热值大体与汽油空气混合气相等或略高。
本文通过对不同比例甲醇燃料(M15 和M30) 和93#汽油进行功率工况、加速时间、油耗测试，以确定最佳的燃烧混合比。
装置和研究方法试验研究采用的是相同试验条件下的数据对比方法，以求得出甲醇汽油混合燃料对发动机性能的影响。
在研究发动机的动力性时常用发动机有效功率作为指标。
当测功机进入测功程序，滚筒转速达到测功速度设定点时，随加速踏板开度增加，滚筒对驱动轮产生制动力，当该制动力与驱动力达到平衡时，得出汽车车轮与滚筒切向间的瞬时驱动力值。
功率即为速度与力的乘积。
试验按GB/T18276-2000 测量额定扭矩工况汽车驱动轮输出功率和额定功率工况汽车驱动轮的输出功率值以及多个速度点的功率值。
测试0~80km/h 原地起步连续换档加速时间。
燃油装在外接油箱内，通过设定的时间来测定循环工况下的油耗。
如图1 所示，循环工况为：车速从0 加速至20km/h 后匀速行驶1min ，然后顺序运行车速至40km/h 、60km/h 、80km/h 、70km/h 、50km/h 和30km/h ，以各速度各均速行驶1min 后总的燃油消耗量。
根据国标要求，此次试验分别用简易工况法的稳态加载工况法(ASM) 和双怠速法进行排放检测。
稳态工况法汽车排气检测系统采用稳定的匀速过程，加载保持固定值。
试验结果和分析不同比例的甲醇汽油对整车动力性的影响在实验过程当中，汽车在燃烧M15 甲醇汽油的功率有所提高，功率提高0.8~1.3 ，增幅为3.79%~4.62% 。
甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响
（ Ｍ ２ ０ ） 和３ ０ ％（ Ｍ ３ ０ ） ３ 种 比例 的甲醇汽油混合燃料 。
３ 结 果 与 分析
收稿 习期 ： ２ ０ １ ２—０ ５— ２ ８ 基金项 目： 北京市教育委员会课题 （ 编号 ： ４ ５ ０—８ １ ０ ７ ３ ） 。 作者简介 ： 曾 科（ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 湖北 随州人 ， 硕 士研究生 ， 主要从事 农用发动机代用燃料研究 。Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｋ ｂ ｊ ｆ ｕ ＠ｇ ｒ ｎ ａ ｉ ｌ ． ｃ ｏ ｎ。 ｒ
的动 力 性 。
２ 试 验 设 备 及 方 案
和９ ３号汽油 ， 通过速度 特性 对 比测试发 动机 的功率 、 扭矩 和
尾气排放等数据 ， 通过负荷特 性对 比试验测 试发动机 的比油 耗等数据 ， 从 而对该单缸 四冲程汽油机燃用 甲醇汽油 的动力
性、 经济性和排放特性进 行分析和研究 。试 验使用 的仪器包
曾 科 ，姚 立红 ，刘 凯 ，龙 萍
（ 北京林业大学工学 院， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘要 ： 在一 台农用单缸 四冲程汽油机上研究了汽油与不 同添加 比例 甲醇相混 合的燃料 对汽油机 动力性 、 经济性
和排放性能的影响。结果 表明 ， 在不改变汽油机结构 的情况 下 ， 燃料 中随着 甲醇 比例的增加 ， 汽油机 的动力 性有所下 降， 汽油机 的比油耗 明显 降低 ， 尾气 中 Ｃ Ｏ和 ＨＣ的含量均有一定程度上 的下降 。总体上看 ， Ｍ３ ０的综合性能最优。
３ ． １ 发 动 机 的 动 力性
图１ 和 图 ２是该单缸 四冲程发动机燃用不 同燃料的外特 性曲线 。由图 １ 和 图 ２可知该 发动机使 用 Ｍ３ ０燃 料 比使 用
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第30卷第3期2009年6月内 燃 机 工 程Chinese Internal Combustion Eng ine Eng ineeringVo l.30No.3Jun.2009收稿日期:2008-05-28作者简介:陈伟芳(1973-),男,工程师,主要研究方向为发动机试验,E -mail:chenweifang@s 。
文章编号:1000-0925(2009)03-0027-03300046M15甲醇汽油对发动机排放的影响陈伟芳(上海汽车集团股份有限公司技术中心,上海201804)Effect of M15Methanol Gasoline on Engine EmissionsCHEN We-i fang(Technolog y Center of SAIC M otor Corpo ration Lim ited,Shang hai 201804,China)Abstract:Using the test platform of AFJ gasoline engine and Santana 3000vehicle produced by ShanghaiVolksw agen Factory,the emission characteristics of engine and vehicle were investigated w hen the eng ine was fuelled with M15methanol gasoline.Test results show that the M15methanol gasoline can remarkably reduce regulated e -missions such as H C and CO.Furthermore,different formulas of M15methanol gasoline also have a slightly differ -ence effect on emission.How ever,M15methanol gasoline will increase the aging degree of exhaust catalyst system.摘要:以上海大众汽车厂生产的AFJ 型汽油机和桑塔纳3000型轿车为试验平台,通过发动机台架试验和整车道路耐久试验,研究了使用M15甲醇汽油燃料对发动机和整车排放特性的影响。
试验结果表明:M15甲醇汽油可显著降低H C 、CO 排放量,而且不同配方的M15甲醇汽油对排放的影响也略有差异;M15甲醇汽油会加剧尾气三元催化系统的老化程度。
关键词:内燃机;发动机;汽车;甲醇汽油;排放Key words:IC eng ine;engine;vehicle;methanol gasoline;emission中图分类号:T K 464文献标识码:A0 概述甲醇以天然气、煤炭和多种有机物作为原料制取,因而来源广泛。
近年来,随着植物制取甲醇技术的发展,甲醇成为可再生能源之一。
甲醇在标准状态下是无色澄清液体,有刺激性气味,可溶于水,也可混溶于醇、醚等多种有机溶剂。
作为燃料使用具有辛烷值高、抗爆性好、含氧量高等特点,是良好的汽车替代燃料。
甲醇的理化特性比较接近汽油(表1),可以作为点燃式发动机的替代燃料。
由于甲醇分子中含有50%的氧,从理论上而言使燃烧更充分,具有比汽油更低的有害排放,但是甲醇燃料燃烧后会产生甲醛、乙醛等非常规有害排放物,特别是甲醛排放对人体危害较大,这也是甲醇燃料必须解决的重要问题。
此外,甲醇或甲醇汽油的燃烧产物中含有未燃甲醇和甲酸,对尾气三元催化系统产生一定的影响。
本文研究立足于使用范围最广的M 15甲醇汽油,通过对比发动机台架试验和整车道路耐久试验过程中的常规排放物变化,系统分析M15甲醇汽油对发动机和整车排放的影响。
表1 几种车用燃料的理化特性汽油甲醇M 15甲醇汽油化学组成C 5~C 14CH 3OH )分子量)32)C/(质量)%84.937.577.79H /(质量)%15.112.514.71O/(质量)%050.07.5液态比重(20e )/(kg #L -1)0.74~0.790.795)低热值/(M J #k g -1)42.519.7)沸点/e20~26064.5)蒸发潜热/(kJ #k g -1)3141110435研究法辛烷值70~105106~108106理论空燃比14.86.4513.6内 燃 机 工 程2009年第3期1 试验方法试验用M15甲醇汽油,经上海市石油化工产品质量监督检验站检验,符合山西省地方标准(DB14/T92)2002)的要求。
试验采用上海大众汽车厂生产的AFJ 型四冲程、直列4缸、强制水冷火花点燃式发动机,其主要技术参数见表2。
试验样车是上海大众汽车厂桑塔纳3000型轿车。
发动机台架试验在上海内燃机研究所进行,整车道路耐久试验在上海大众汽车厂进行。
整车道路试验过程中每间隔一定行驶里程进行整车排放检测。
排放测试设备为ECDM -48L -2WD 转鼓试验台和M EXA -7500DEGR 排气分析系统。
表2 AFJ 型1.8L 汽油机主要参数项目参数缸径@行程/mm 86@82压缩比915排量/L 11781标定功率/kW 74(5200r/min)最大扭矩/(N #m)155(3800r/m in)试验发动机带空气滤清器、散热器、汽车排气连接管、消声器、三元催化器尾管。
排气温度、K 仪的测点在排气总管法兰后、三元催化器前。
试验中发动机进气恒温控制在(25?1)e 范围。
发动机试验按照GB/T 18297)20015汽车发动机性能试验方法6进行,整车试验按照上海大众汽车厂的SWP 试验规范进行。
2 试验结果与分析2.1 不同掺烧比例的甲醇汽油对发动机排放的影响图1为4种燃料在发动机外特性上的排放情况。
由图1可看出,在90#汽油中掺混不同比例的甲醇,对排放的影响是明显不同的。
相对汽油而言,几种燃料都能够降低CO 排放,其中M5的效果最好;M 15在降低H C 排放方面效果最好;除M 10的NO x 排放比较高以外,其他2种燃料的N O x 排放基本与汽油相当。
这主要是由于甲醇是短链的含氧燃料,更易于燃烧完全,而且部分甲醇高温裂解生成CO 2和H 2,在一定程度上改善了燃烧室内的燃烧状况,减少了CO 、H C 和NO x 的生成。
在转速高于5000r/min 时,发动机的热负荷增加,排气温度升高,NO x 排放增加。
M 10在该区域产生的NO x 排放明显区别于M5和M 15大幅度升高。
这是因为M 5的空燃比略低于汽油,相对于汽油呈现一定的富氧状态,造成NO x 排放相对汽油增加;M15虽然更加强化了这种趋势,但是由于甲醇含量的增加,燃料的汽化潜热也增加,在一定程度上降低了可燃混合气的温度,改变了燃烧室内的高温、富氧状况,在另一方面抑制了NO x 的生成;而甲醇含量介于两者之间的M 10,强化高温、富氧的趋势明显,造成NO x 排放相对较高。
基于上述情况,采用M15甲醇汽油较佳。
图1 3种甲醇汽油相对汽油的排放对比2.2 不同配方M15甲醇汽油对发动机排放的影响图2为3种不同配方M 15甲醇汽油的相对排放对比。
由图2可见,这3种甲醇汽油都能有效降低H C 、CO 和NO x 排放,从数据趋势综合评估可知,M 15-1#燃料的综合效果较好。
这是由于几种配方中的添加剂种类和数量差异造成的,甲醇汽油中通常为解决分层问题而添加了低碳醇类物质,为抑制甲醇对金属件的腐蚀添加少量的腐蚀抑制剂,这两类物质均对发动机的常规排放产生一定的影响。
通常低碳醇类物质含量越高,产生的H C 就越多,对发动机的润滑损害也越严重。
因此,配制甲醇汽油时,在满足助溶要求的前提下,应尽量减小添加剂的比例。
图2 3种M 15甲醇汽油相对排放对比#28#2009年第3期内 燃 机 工 程2.3 调整喷油量后的M15-1#甲醇汽油机的排放图3为原机、M 15-1#甲醇汽油和调整了喷油脉宽的M 15-1#甲醇汽油的排放对比。
M15-1#甲醇汽油的低热值比汽油低7%,导致发动机动力性下降。
为解决这个问题,试验中调整了喷油脉宽以增加喷油量,改变总热值低的情况,恢复发动机动力性。
在增加喷油脉宽后,相同工况点的H C 和CO 排放均比调整前有所提高。
这是因为原机在外特性上各工况点的空燃比基本控制在0.86~0.93之间,过量的燃油必然导致燃烧不完全,H C 和CO 排放增加。
而使用M15-1#甲醇汽油时,在相同的工况点上空燃比约增加0.03左右,空燃比的变化使可燃混合气中的含氧量增加,而且甲醇燃料本身也含50%的氧,必然使燃烧更完全,使H C 和CO排放下降;而增加喷油脉宽后,发动机的空燃比基本恢复到原机水平,燃料燃烧不完全的趋势增加,H C 和CO 排放水平相对上升。
图3 M 15-1#甲醇汽油与原机排放对比2.4 M15-1#甲醇燃料对整车排放的影响表3为整车道路耐久试验过程中不同行驶里程的整车排放检测数据。
这些数据表明使用M 15-1#甲醇汽油作为燃料的桑塔纳3000型轿车的排放达到国-Ó排放标准,而且在行驶到6万km 时仍能达到该标准。
当行驶到10万km 时,整车排放中的TH C+NO x 已经接近限值,CO 已经超标。
而使用汽油作为燃料的整车完成10万km 道路耐久试验后,常规排放物仅达到限值的70%左右。
该情况说明使用M 15-1#甲醇汽油后,发动机的燃烧状况恶化,三元催化转化器的老化加剧。
为确定具体因素,整车更换新三元催化系统后再进行整车排放检测,结果表明整车排放状况良好。
这说明发动机的燃烧状况正常,导致排放超标的原因是三元催化转化器的老化。
也就是说,使用M 15-1#甲醇汽油,在一定程度上使三元催化转化器的老化速度加快。
原因是在相同工况下燃用M 15-1#甲醇汽油的排气温度比汽油高,尤其在高速段比较明显。
按照SWP 规范进行的整车耐久道路试验,高速工况所占比重较大,发动机热负荷高,排气经常处于高温状态。
因此燃用M 15-1#甲醇汽油,相应的排气温度会更高,使三元催化转化器的老化加剧。
表3 整车道路耐久试验排放g /kmHCCO NO x 国-Ó排放限值012001300115磨合后0111110101086万km 01120118010910万km 011921250115更新催化器0110110101083 结论(1)在不调整除喷油量以外的标定参数的情况下,使用M 15甲醇汽油可有效降低汽车尾气常规排放物中CO 和H C 的排放,NO x 排放水平基本与原机相当。