PDF《甲醇Ο汽油混合燃料对汽油机性能和排放的影响》

第40 卷第1期2006 年1月西安交通大学学报JOURNAL OF XI′ AN J IAO TON G UNIV ERSIT Y Vol.

40 №

1 Jan.

2006 甲醇Ο 汽油混合燃料对汽油机性能和排放的影响 刘圣华 , 李晖,吕胜春 , Eddy R. Cuty Clemente , 祁东辉 (西安交通大学能源与动力工程学院 ,

710049 , 西安) 摘要 : 通过汽油机燃用甲醇Ο 汽油混合燃料 (其中甲醇的体积分数为

10 % ,汽油的体积分数为

90 % ,简称 M10 燃料) 和汽油的对比试验 ,研究了 M10 燃料对汽油机性能和排放的影响 ,并用气相 色谱仪测量了尾气中的甲醇和甲醛排放. 试验研究表明 :汽油机燃用 M10 燃料对汽油机动力性影 响不大 ,但汽油机有效热效率和燃油经济性提高 ,排温有所降低 ;

CO 和HC 排放减少 ,NOx 排放与 燃用汽油时相当 ;

甲醇和甲醛排放增加. 排气经三效催化转化器后 ,CO 、 HC 和NOx 排放可以被控 制在与常规汽油机排放相当的水平 ,甲醇和甲醛排放可以被控制在接近零排放的水平. 关键词 : 汽油机 ;

甲醇 ;

排放 ;

催化器 中图分类号 : T K464 文献标识码 : A 文章编号 : 0253Ο 987X(2006) 01Ο 0001Ο

04 Effects of Methanol2G asoline Blend on G asoline Engine Performance and Emissions Liu Shenghua , Li Hui , LüShengchun , Eddy R. Cuty Clemente , Qi Donghui (School of Energy and Power Engineering , Xi′ an Jiaotong University , Xi′ an

710049 , China) Abstract : M10 methanol2gasoline fuel blend contains

10 % methanol and

90 % gasoline in volume. A

368 PFI gasoline engine was used to investigate its performance and emission characteristics when fueled with M10. The unburned CH3 O H and CH2 O were measured by GC 2010. Compared with gasoline operation , M10 engine gives the same power with a higher thermal efficiency. Un2 der all operating conditions , HC and CO emissions of M10 engine are lower. However , the level of NOx emission is comparable to that of gasoline operation. M10 engine emits more methanol and formaldehyde. After three2way catalytic converter , the regulated emissions of CO , HC , and NOx are of the same order of magnitude as those of gasoline engine , and CH3 O H and CH2 O can be converted to near zero level. Keywords : gasoline engine ;

methanol ;

emission ;

catalytic converter 自2000 年以来 ,我国每年石油净进口量均突破

7 000万t,超过总需求的

30 % ,处于能源不安全的状 态. 为了实现我国国民经济长期可持续发展 ,石油替 代就显得极为重要[1 ] . 我国能源的基本国情是富煤 贫油 ,发展煤基石油替代燃料是实现能源多样化战 略转移、 保障汽车工业快速发展的重要举措. 同时 , 汽车及发动机燃用煤基合成替代燃料 ,可以改善尾 气有害排放 ,满足日益严格的排放法规. 表1所示是 甲醇、 汽油和柴油燃料理化性质的比较 ,由此可见 , 甲醇比较适合作为汽油机的替代燃料. 甲醇是一种含氧燃料 ,着火界限宽 ,燃烧速度 快 ,有利于提高汽油机的某些性能指标. 体积分数为

15 %以下的小比例甲醇掺混燃烧 ,不仅不会影响汽 油机的动力性 ,还可以改善汽油机的经济性 ,并降低 排放[2 ,3 ] . 由于甲醇Ο 汽油混合燃料(其中甲醇的体积 分数为

10 % ,汽油的体积分数为

90 % ,简称 M10 燃料) 在不用添加剂的情况下互溶性很好 ,因此可以不 对原汽油机作任何改动. 虽然 M10 燃料对改变我国 收稿日期 : 2005Ο 05Ο 11. 作者简介 : 刘圣华(1964~) ,男 ,教授 ,博士生导师. 基金项目 : 国家重点基础研究发展规划资 助项目(2001CB209206) . 表1甲醇与汽油、 柴油燃料理化性质的对比 性能指标 甲醇 汽油 柴油 液态密度/ g ・ L -