甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响曾科
甲醇汽油使用性能及应用前景

甲醇汽油使用性能及应用前景摘要随着机动车数量的不断增加,机动车排气对环境的污染越来越严重。
另一方面从上个世纪七十年代起,出现世界性的能源紧缺,明显地预感到石油燃料供给危机,石油终将枯竭。
内燃机替代燃料研究的主要目的在于:应付石油危机,提高燃料供给的安全性,为石油资源枯竭后燃料品种的平稳过渡作准备,提高现有能源的应用效率,开拓能源应用新领域,减少污染,保护生态环境等,人们在研究中发现,醇类是除石油、天然气以外,内燃机最可代用的燃料。
本文简单介绍了甲醇汽油的理化性能及其作为燃料的特点,并说明了甲醇-汽油混合燃料的种类及其特点,分析了目前推广甲醇汽油面临的问题及应用现状,在此基础上,展望了其应用前景。
关键词:甲醇汽油;燃料;能源The Using Properties and Application Prospectof Methanol GasolineAbstractWith the rising number of vehicles, vehicle exhaust steam pollution to the environment is more and more serious. On the other hand, from the 1970s onwards, worldwide energy shortage appeared, oil supply of fuel crisis obviously presentiment, so oil will dry up. Internal combustion engine alternative fuels study aims to that dealing with oil crisis, improving the security of supply of fuel for oil resource exhaustion, smoothing transition of the fuel varieties to prepare the application of existing energy, improving the efficiency, pioneering a new field, reducing energy applications such as pollution and protect the ecological environment. People in the study found that alcohol is beyond petroleum, natural gas, except the alternative fuel of internal combustion engine.The physical and chemical properties of methanol and gasoline as fuel characteristics are briefly described in this paper as well as methanol- gasoline blended fuel types and characteristics. The current problems facing the promotion of methanol fuel and application are analyzed. On this basis, the prospects of its application are put forward.Key words: methanol gasoline; fuel; energy sources目录引言 ..............................................................................错误!未定义书签。
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
甲醇汽油在车用发动机上的使用特性研究

甲醇汽油在车用发动机上的使用特性研究甲醇汽油是一种新型的再生能源汽油,其在车用发动机上的使用特性研究具有重要的实践和理论意义。
本文将从甲醇汽油的物性特点、燃烧特性、动力性能以及环境影响等方面对其在车用发动机上的使用特性进行研究和分析。
首先,甲醇汽油的物性特点对其在车用发动机上的使用具有重要的影响。
相对于传统汽油,甲醇汽油的热值和能量密度较低,因此在燃烧过程中会产生更多的热量。
同时,甲醇具有较高的辛烷值,使得其具有较好的抗爆性能。
此外,甲醇汽油具有较低的油气比和挥发度,能够有效降低尾气排放的污染物含量,改善环境质量。
其次,甲醇汽油的燃烧特性是影响其在车用发动机上使用的另一个重要方面。
燃烧特性直接关系到发动机的输出功率和燃油经济性。
研究表明,甲醇汽油具有较好的自燃性能,且燃烧速度较快,因此可以提高发动机的燃烧效率,并提高发动机的动力性能。
此外,甲醇汽油的燃烧过程中会生成大量的水蒸气,这对于改善燃烧室的温度和压力分布,降低氮氧化物和颗粒物等有害物质的生成具有积极作用。
再次,甲醇汽油的动力性能是衡量其在车用发动机上使用效果的重要指标。
动力性能主要体现在发动机的输出功率和扭矩上。
研究发现,甲醇汽油具有较高的辛烷值和增压效应,能够提高发动机的压缩比和热效率,从而提高发动机的输出功率和扭矩。
此外,甲醇汽油的良好自燃性能也能够提高发动机的起动性能和稳定性。
最后,甲醇汽油的使用对环境的影响也是需要关注的重要问题。
甲醇汽油的使用可以有效降低尾气排放中的一氧化碳、氮氧化物和非甲烷总烃等有害物质的排放量,减少对大气环境的污染。
此外,甲醇汽油的使用还可以降低温室气体的排放量,有助于缓解全球气候变化问题。
总结起来,甲醇汽油在车用发动机上的使用特性受到其物性特点、燃烧特性、动力性能和环境影响等多个方面的综合影响。
通过深入研究和分析,可以为甲醇汽油在车用发动机上的进一步应用提供科学依据和技术支持,以实现汽车行业的可持续发展。
燃用甲醇汽油混合燃料对发动机性能的影响

燃用甲醇汽油混合燃料对发动机性能的影响闫海;刘婷;朱兵强【摘要】文章简要介绍了甲醇代用燃料的发展现状与应用前景,以及存在的问题.通过对发动机的冷启动、进气预热、燃油供给系的改造、点火特性和压缩比进行了研究,得出了燃用甲醇汽油混合燃料对发动机性能提升的方法.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】4页(P140-143)【关键词】甲醇;发动机;点火特性;压缩比【作者】闫海;刘婷;朱兵强【作者单位】陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710043;陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710043;陕西重型汽车有限公司,陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U467.2CLC NO.:U467.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-140-04 甲醇是一种易燃易挥发的无色透明液体,具有与现实使用的液体燃料极为相近的燃烧性能,辛烷值高,抗爆性能好,其生产原料非常广泛,产品的运输、储存、分装加注和使用,与目前市场上所供应的内燃机用汽油和柴油燃料特点极为相似。
同时,甲醇还可作为燃料电池的重要原料[1]。
在目前的开发应用中,甲醇燃料分为直接使用和间接使用两大类。
直接使用又分为全额甲醇和部分掺混两种形式;间接使用可通过化学转化方法和电化学转化方法达到能量转化的目的。
化学转化主要是将甲醇转化为甲基叔丁基醚和二甲醚等。
电化学转化过程又可分为两种方式,一种是直接燃料电池,另一种是间接燃料电池。
直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳,氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。
间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢,然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。
1.1 进气预热的措施及进气歧管的改造1.1.1 加强进气预热的措施当液体蒸发时,不仅分子的内能增加,而且由于体积的膨胀需对外界作功,因此,必须消耗热能。
甲醇混合燃料对内燃机性能与排放影响分析

甲醇混合燃料对内燃机性能与排放影响分析1. 引言内燃机是当今世界上最常用的动力装置之一,但也是造成大气污染和温室效应的主要原因之一。
为了减少对环境的不利影响,研究人员正在寻找替代传统燃料的可持续能源。
甲醇混合燃料在此背景下备受关注。
本文旨在分析甲醇混合燃料对内燃机性能和排放的影响。
2. 甲醇作为内燃机燃料的优势甲醇是一种可再生能源,可以通过生物质发酵或合成气化制备。
与传统燃料相比,甲醇具有较低的碳和硫含量,低挥发性,高氧含量和较高的辛烷值,这使其成为探索内燃机燃料替代品的理想选择。
3. 甲醇混合燃料对内燃机性能的影响3.1 燃烧特性甲醇的高氧含量和较高的辛烷值使其燃烧速度较快,燃烧温度较低。
与传统燃料相比,甲醇可以降低内燃机的压力峰值和峰值温度,从而降低机械和热应力,延长发动机寿命。
此外,燃烧过程中产生的NOx和SOx等有害物质也会相应减少。
3.2 燃料经济性甲醇的低挥发性使其混合燃料更加稳定,能够提高发动机的燃烧效率。
研究发现,适度的甲醇混合可以改善内燃机的燃料经济性,降低燃料消耗。
3.3 驱动性能甲醇的高辛烷值使其对内燃机的驱动性能有所提升。
研究表明,适度添加甲醇可以提高发动机的动力输出和扭矩特性,使发动机的运行更加平稳。
4. 甲醇混合燃料对排放的影响4.1 CO2排放与传统石油燃料相比,甲醇的燃烧过程中CO2的排放量较低。
这是因为甲醇的碳含量更高,氧含量更多,燃烧过程中产生的二氧化碳相对较少。
4.2 HC排放适度的甲醇混合可以显著降低内燃机排放的碳氢化合物(HC)。
这是由于甲醇的低挥发性使得混合燃料在燃烧过程中更充分,减少了未燃烧的碳氢化合物的排放。
4.3 NOx排放NOx是内燃机排放中的主要有害物质之一。
研究发现,甲醇混合燃料可以降低NOx排放。
这是因为甲醇燃烧过程中的低燃烧温度和高氧含量减少了氮氧化物的生成。
4.4 PM排放颗粒物(PM)是内燃机排放中的重要组成部分,对空气质量和健康造成不良影响。
低比例甲醇汽油对发动机性能影响的试验研究_童勇

加而大幅度减 少; 随转 速增 加, THC 排 放物 浓 度减 小, 3 200 r/ min 下甲醇汽油的 THC 排放比 2 800 r/ min 低。
富氧燃烧是造成这 种现象的主要原 因。甲醇是 含氧燃 料, 其含碳量比汽 油低, 燃烧 具有自 供氧 效应, 加上 燃烧 最高 温度 较低, 又集中在定容区内燃烧, 后燃现象 较微, 所以排 气中 THC 含量减少。甲醇比例越 大, THC 排放越 少。3 200 r/ min 下 甲醇 汽油的 THC 排放较 2 800 r/ min 低, 主 要原因是 3 200 r/ min 转速 下, 燃烧温度较高, 促进 了 HC 的进一步氧化。
最大值 变化率 最大值 变化率
276. 1 /
290. 7 /
277. 6 0. 5
278. 2 - 4. 3
285. 4 1. 2
285. 3 - 1. 8
由表 3、图 3、图 4 可知, 在 2 800 r/ min 负荷特性对比试验结 果中, 大多数负荷点下, 燃料消 耗率按大 小排序为 93# < M15< M20, 即 在 2 800 r/ min 时, 甲醇 汽油 的燃 料消 耗 率比 93# 汽 油 大; 而在 3 200 r/ min 负荷 特性 对比试 验结 果中, 大多 数负 荷点 下, 燃 料消 耗率 按 大小 顺序 为 M15< M20< 93# , 即在 3 200 r/ min 时, 甲醇汽油 的燃 料消耗 率比 93# 汽 油小。最 低 燃料 消耗 率也有这一趋势, 即 2 800 r/ min 负荷 特性 试验中, 甲 醇汽 油的 最 低燃料消耗率比 93# 汽油略高 1% 左右, 3 200 r/ min 负荷特性 试验中, 甲醇汽油的最低燃料消耗率比 93# 汽油略低 3% 左右。
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
小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧与排放模拟的研究

小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧与排放模拟的研究【摘要】本研究旨在探讨小型农用柴油机使用甲醇生物柴油时的燃烧和排放特性。
通过燃烧模拟和混合比例实验,对比分析了甲醇生物柴油和传统柴油的燃烧性能,以及排放物的生成情况。
研究发现,使用甲醇生物柴油可以显著改善柴油机的燃烧效率,并减少有害排放物的产生。
在实际应用中,这些研究结果有望推动小型农用柴油机的绿色化改造,降低环境污染,提高机械设备的使用效率和可持续性。
未来研究可以进一步优化甲醇生物柴油的配方比例,探索更多绿色能源替代方案,为农业生产提供更加环保和高效的能源选择。
这项研究对小型农用柴油机的燃烧与排放模拟研究具有重要的实际应用价值。
【关键词】小型农用柴油机、甲醇、生物柴油、燃烧模拟、混合比例、燃烧性能、排放物、研究结果、讨论、结论、未来研究方向、实际应用价值1. 引言1.1 背景介绍目前对小型农用柴油机采用甲醇生物柴油燃烧及排放的研究仍较少,尤其是针对混合比例的实验和燃烧性能对比分析的研究较为匮乏。
有必要开展关于小型农用柴油机采用甲醇生物柴油燃烧及排放的模拟研究,以探究其在实际应用中的效果和环境影响。
1.2 研究目的本研究旨在探究小型农用柴油机在使用甲醇生物柴油时的燃烧特性和排放性能,通过模拟实验和对比分析,深入了解甲醇生物柴油在小型农用柴油机中的应用效果。
具体目的包括:1. 研究小型农用柴油机使用甲醇生物柴油时的燃烧过程,探讨燃烧特性的变化情况;2. 测量不同甲醇生物柴油混合比例下的排放物含量,分析排放物的差异;3. 对比分析小型农用柴油机在使用传统柴油和甲醇生物柴油时的燃烧性能和排放物情况,验证甲醇生物柴油的环保优势;4. 通过研究结果讨论,为小型农用柴油机的燃料选择提供参考依据,促进农业机械化生产的可持续发展。
通过本研究,将为小型农用柴油机的燃料选择和环境保护提供实用的科学依据和数据支持。
1.3 研究意义研究小型农用柴油机甲醇生物柴油燃烧特性及混合比例对燃烧性能的影响,可以为优化燃料配比提供科学依据,提高燃烧效率,减少能耗和污染物排放。
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江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 1 期
曾 科,姚立红,刘 凯,等. 甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响[J]. 江苏农业科学,2013,41( 1) : 364 - 367.
甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响
曾 科,姚立红,刘 凯,龙 萍
( 北京林业大学工学院,北京 100083)
多数研究都是采用车用大型发动机来进行,且常常局限于单 一混合比例的甲醇汽油。本研究通过对在农业上使用较为普 遍的单缸四冲程汽油机进行台架试验,着重分析了发动机在 不同负荷条件下,甲醇汽油比例的变化对发动机性能的影响, 为甲醇汽油的推广使用提供了依据。
1 甲醇和汽油燃料的特点
甲醇和汽油的燃料特性参数见表 1。甲醇是结构最为简 单的饱 和 一 元 醇,含 氧 量 达 到 了 50% 。甲 醇 的 分 子 式 为 CH3 OH,分子间含有一个羟基,属于极性化合物,在物理性质 上与汽油相比有一定的差异,二者难以互溶。因此在制备混 合燃料时,需要添加适当的助溶剂。本试验所采用的助溶剂 能保证两种燃料完全互溶,且形成的混合燃料物理性质稳定, 不出现分层[3]。
甲醇是一种可再生的发动机替代燃料。我国煤炭存储量 较大,甲醇可由煤清洁转化而来,因此甲醇作为替代燃料在我 国发展空 间 巨 大[2]。近 年 来,国 内 外 对 甲 醇 汽 油 混 合 燃 料 ( 以下简称甲醇汽油) 在发动机上的使用性能、燃烧特性、燃 油经济性以及排放特性等多方面进行了深入的分析,但绝大
农用发动机代用燃料研究。E - mail: zkbjfu@ gmail. com。 通信作者: 姚立红,博士,副教授,硕士生导师,主要从事森林工程装
备及其自动化教学与研究。E - mail: yaolihong@ bjfu. edu. cn。
和 93 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 括 CAC16G 型交流电力测功机、FC2210 型智能油耗仪以及 AVL Digas 4000 Light 型尾气分析仪。
关键词: 甲醇汽油; 有效热效率; 农用发动机; 比油耗; 尾气; 动力性能 中图分类号: S218. 5 文献标志码: A 文章编号: 1002 - 1302( 2013) 01 - 0364 - 03
小型农用发动机多指单缸四冲程汽油机,此类发动机主 要应用在农林行业的小型机械上。此类发动机具有生产量 大、分布广泛以及操作方便的优点,但缺点也十分明显,即油 耗量大、尾气污染严重。随着能源短缺问题的加剧和排放法 规的日益严格,农用发动机的发展受到一定程度的制约。寻 找合适的替代燃料、改善尾气净化系统和采用新型的燃烧模 式是降低汽油机油耗量和污染物排放量的主要技术措施[1]。 小型农用发动机结构简单,应该重点考虑寻找合适替代燃料 的方法来解决油耗高、排放差的问题。
试验材料为纯甲醇和 93 号汽油。其中纯甲醇浓度 ≥ 99. 5% 。为了研究不同比例甲醇汽油燃料对小型汽油机性能 的影 响,分 别 配 置 了 甲 醇 体 积 分 数 为 10% ( M10 ) 、20% ( M20) 和 30% ( M30) 3 种比例的甲醇汽油混合燃料。
3 结果与分析
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
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 CO 和 HC 的含量均有一定程度上的下降。总体上看,M30 的综合性能最优。
2 试验设备及方案
试验在一台农用单缸四冲程汽油机上进行,其主要参数 见表 2。试验时未对发动机结构和参数做任何调整。试验分 别在单缸四冲程发动机上燃用不同比例的甲醇汽油混合燃料
收稿日期: 2012 - 05 - 28 基金项目: 北京市教育委员会课题( 编号: 450 - 81073) 。 作者简介: 曾 科( 1986—) ,男,湖北随州人,硕士研究生,主要从事
性曲线。由图 1 和图 2 可知该发动机使用 M30 燃料比使用 93 号汽油,功率和扭矩均有一定程度的下降,其中降幅最大 值分别为 0 . 37 kW和1 N / m,分别下降约9. 4 % 和9 . 9 % 。随
曾 科等: 甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响
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表 2 农用发动机的参数
名称
密度( 20 ℃ ) ( kg / L)
汽油 0. 70 ~ 0. 78
甲醇 0. 796
沸点 ( ℃)
30 ~ 190 64. 7
汽化潜热 ( kJ / kg)
310 1 109
表 1 甲醇和汽油燃料特性参数
辛烷值
89 ~ 98 114
十六烷值
自燃温度 ( ℃)
质量低热值 ( MJ / kg)
技术参数 型号 形式
排量( mL) 连续额定输出功率[kW / ( r / min) ]
最大输出功率( kW) 最大扭矩[N /三菱 GT600P 风冷单缸四冲程 OHV
181 3. 3 /3 600
4. 4 11. 6 /2 800
8. 9 ∶ 1
着混合燃料中甲醇含量的减少,功率和扭矩的降幅逐渐变小, 即发动机在使用 M10 和 M20 燃料的功率和扭矩降幅较小,其 中燃用 M10 时功率和扭矩最大下降幅度在 5 个百分点左右。 发动机使用 3 种甲醇汽油混合燃料后,在额定转速以上运行 时功率和扭矩下降较大,但是随着发动机转速的降低,功率和 扭矩的下降幅度逐渐变小,与使用 93 号汽油相差不大。
理论空燃比 理论混合气热值 燃料含氧量
( 质量)
( MJ / kg)
( %)
0 ~ 10 220 ~ 260 44. 52
14. 7
2. 99
0 ~ 0. 1
3
470
19. 92
6. 4
3. 07
50
甲醇的质量低热值很低,仅为汽油的 44. 7% ,但二者在 理论混合气热值上相差不大,且甲醇燃烧所需空气量仅为汽 油的 43. 5% ,汽化潜热值为汽油的 3. 6 倍,因此在不改变原 发动机结构的情况下,使用甲醇汽油燃料可以保证原发动机 的动力性。