乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)實驗研究

乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)實驗研究,乙醇,發(fā)動機,改進,改良,關(guān)鍵技術(shù),實驗,試驗,研究,鉆研 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 崔洪健 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛B07-1班 指導(dǎo)教師姓名 齊曉杰 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)實驗研究 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 能源是人類生存和發(fā)展的第一性保證因素之一。從2000年開始，中國的能源短缺和結(jié)構(gòu)不合理，引發(fā)了國內(nèi)外的嚴重關(guān)注。中國的能源問題已經(jīng)成為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，也直接影響國家能源戰(zhàn)略安全。 石油是一種重要能源和優(yōu)質(zhì)化工原料，是關(guān)系國計民生的重要戰(zhàn)略物資。改革開放以來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，對能源的需求越來越大。石油作為能源的重要組成部分，在我國一次能源消費和生產(chǎn)中所占的比重迅速上升并穩(wěn)定在一定的水平上，而我國也由往日的石油出口國轉(zhuǎn)變成石油進口大國，已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。 1973年中東戰(zhàn)爭和石油危機發(fā)生之后，發(fā)動機的各種代用燃料的研究和使用就逐步興起。另外，由于石油資源的日趨減少及需求的不斷增加，各個國家對環(huán)境保護要求的提高，迫使人們需要尋找清潔的、可再生的、能替代石油燃料的替代能源。 1.發(fā)展現(xiàn)狀 （1）．國外現(xiàn)狀： 1979年，在石油危機的背景下，美國為減少對進口原油的依賴，聯(lián)邦政府制定了“乙醇發(fā)展計劃”，開始大力推廣車用乙醇汽油。作為重要的能源戰(zhàn)略，美國還制定了相關(guān)的法律和扶持政策，對車用乙醇汽油的生產(chǎn)和使用給予財政補貼。據(jù)悉，美國清潔空氣法曾對新配方汽油（RFG）含氧量提出要求，MTBE被推薦為RFG的含氧化合物?，F(xiàn)在，美國15個州將尾隨加州禁用MTBE，塞納特能源議案號召全國在4年內(nèi)全部禁用MTBE。預(yù)計到2004年，美國汽車燃料將需要23億加侖乙醇，2012年將達50億加侖。按可再生燃料協(xié)會統(tǒng)計，美國乙醇生產(chǎn)量將從2001年17.7億加侖增加到2002年22億加侖，1999-2001年增加了20%。6座新裝置己于2002年投產(chǎn)，另有14座乙醇生產(chǎn)廠正在建設(shè)中。到2002年底，乙醇生產(chǎn)能力將由2001年21億加侖增加到28.6億加侖。乙醇的魅力在于它是可清潔燃燒的燃料，可從再生物質(zhì)能源生產(chǎn)，雖然乙醇生產(chǎn)費用較高，但采用改進技術(shù)的新工藝和使用較廉價的原料，可望降低生產(chǎn)費用。美國加州將于2004年1月禁用MTBE，屆時將引入RFG含硫新標準30PPm，加州將執(zhí)行RFG 3標準，平均含硫限值15PPm（現(xiàn)在為30PPm）、含苯0.7%（現(xiàn)在為0.8%）。加州大多數(shù)主要煉油廠正在快速向汽油不加MTBE轉(zhuǎn)化，菲利浦斯石油公司已于2002年7月首次在加州加油站推銷無MTBE的汽油，另有三家煉制商也將跟隨其后。美國現(xiàn)約有200萬輛可靈活用油汽車，可使用汽油也可使用乙醇汽油E 85（85%乙醇和15%汽油）。美國現(xiàn)有135座加油站可加用E 85乙醇汽油，大多在明尼蘇達州?，F(xiàn)還開發(fā)了基于乙醇的無鉛航空燃料AGZ 85，可用于小型非噴氣式飛機 巴西政府于1975年推行使用乙醇汽油計劃，并在稅收，補貼和優(yōu)惠貸款等方面對燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展配套實施了完整的支持政策。巴西以甘蔗、糖蜜、砂糖為主要原料生產(chǎn)乙醇、2000年其燃料乙醇總產(chǎn)量達793萬噸，約占該國汽油消耗量的1／3。目前，巴西是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費國，也是唯一不使用純汽油作為汽車燃料的國家。 日本洋馬公司經(jīng)多次試驗，基本解決了乙醇與柴油混合的分層問題，正著力進行柴油一乙醇混合燃料的發(fā)動機使用試驗。美國ADM公司己開展了乙醇柴油的研究工作，含(體積分數(shù))乙醇15％、其它添加劑5％、柴油80％的乙醇柴油已在柴油車上進行了386km的行車試驗。 此前，在美國，布什政府今年也表示，將采取措施，推廣使用乙醇燃料。前總統(tǒng)布什已經(jīng)簽署法令，提出到2017年，美國的乙酵燃料使用量必須增長5倍，取代20％的石油燃料。 （2）．國內(nèi)現(xiàn)狀： 我國是能源消耗的大國，占世界一次能源需求總量的10％以上。高效清潔能源所占比例很小，這樣的結(jié)構(gòu)不僅造成能源的大量浪費，而且對環(huán)境造成很大污染，偏離了世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的主流。今后我國應(yīng)加速優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源和新能源的比重。 燃料乙醇作為一種清潔能源，是指向汽油或柴油中加入一定比例的無水乙醇作為燃料使用。乙醇又名酒精，是由碳、氫、氧3種元素組成的有機化合物，結(jié)構(gòu)式是C2 H5 OH，相對分子質(zhì)量為46,是一種無色透明、易揮發(fā)、易燃燒的液體。燃料乙醇具有良好的互溶性，燃燒性能與礦物燃料相似，能夠完全燃燒，不會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，可直接用作液體燃料或與其他液體燃料混合使用，減少對不可再生資源的消耗。燃料乙醇的理化性質(zhì)接近于汽油，易與汽油以一定比例混溶形成混合燃料。 本論文是在給定實驗數(shù)據(jù)的情況下,研究汽油機燃用乙醇汽油對發(fā)動機經(jīng)濟性和動力性的影響2.乙醇油應(yīng)用存在的問題： （1）、穩(wěn)定性差 乙醇中的羥基與水容易生成氫鍵，因此在汽油中摻入乙醇容易發(fā)生相分離。這是由于乙醇對水很敏感，微量的水分就可以萃取混合燃料中的乙醇，促使汽油和乙醇分層。此外，混合燃料的熱穩(wěn)定性很差，溫度的劇烈變化也可以引起燃料發(fā)生相分離，因此，需要加入助溶劑來提高燃料的穩(wěn)定性。 （2）、易產(chǎn)生氣阻 盡管乙醇燃料在38℃時的飽和蒸汽壓比汽油低的多，但乙醇燃料的沸點低，在超過其沸點溫度的高溫下，蒸汽壓會迅速增大，因此在夏季高溫條件下容易產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象。 （3）、腐蝕金屬 乙醇在燃燒的過程中，會產(chǎn)生乙酸，對汽車燃料系統(tǒng)的許多金屬都有腐蝕性，可以腐蝕銅、鐵、鋁、鎂、鋅等，且乙醇含量越高，腐蝕性越大。 （4）、橡膠材料溶脹裂紋現(xiàn)象 乙醇汽油對供油系統(tǒng)的橡膠部件有一定的溶脹作用，可導(dǎo)致橡膠部件產(chǎn)生溶脹、軟化、龜裂進而失效，對塑料件也有類似的作用。 （5）、發(fā)動機磨損 乙醇的汽化潛熱大，與汽油相比不易汽化，容易因汽化不良竄入汽缸。因乙醇本身是一種很好的有機溶劑，更易將附著在汽缸壁上的潤滑油油膜清洗下來，導(dǎo)致潤滑油被稀釋、老化，造成摩擦面過度磨損。同時，乙醇具有易吸水乳化的特點，加上乙醇燃燒的酸性產(chǎn)物，都會促進發(fā)動機部件腐蝕磨損。乙醇還可以與潤滑油中的抗氧防腐劑發(fā)生反應(yīng)而使其失效，從而增大腐蝕與摩擦。 （6）、發(fā)動機低溫冷啟動困難 乙醇的汽化潛熱較高，約為汽油的3倍。此外，乙醇的標準混合氣汽化溫降為74．8℃，而汽油僅為18℃。因此，在低溫冷啟動時，乙醇汽化吸收周圍大量的熱量，進一步降低了缸內(nèi)溫度，汽化進一步惡化，導(dǎo)致形成的可燃混合氣濃度達不到著火濃度下限，混合氣不能著火燃燒，使得汽車的低溫冷啟動非常困難。 3.乙醇油應(yīng)用的目地： （1）節(jié)約能源 （2）保護環(huán)境 4.乙醇油應(yīng)用意義： （1）、節(jié)約石油資源 乙醇它以玉米、薯類、糖蜜和木質(zhì)纖維素等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制成。乙醇汽油可以部分甚至完全取代汽油用作汽車燃料。因為乙醇完全是一種可再生能源，按照目前我國石油如此高的對外依存度，2006年我國的燃料乙醇的產(chǎn)能已達loo萬噸，按照規(guī)劃在“十一五”末可達到500萬噸的產(chǎn)能，如果都用于燃料，可為國家節(jié)約石油資源，進而降低對進口石油的依賴。也為國家節(jié)約大量的外匯。 （2）、減少汽車污染物的排放，保護環(huán)境 汽車燃燒石油燃料排放出的氣體中除有水蒸氣外，還有Co、HC、NOx、S02和C02等，這些氣體都不同程度對人類、動物和植物等構(gòu)成了危害。隨著汽車保有量的增加，汽車的排放已經(jīng)成為大氣環(huán)境污染的首要來源。使用乙醇汽油作為燃料，可以明顯降低汽車廢氣的排放，有效改善大氣環(huán)境質(zhì)量。 目前世界上汽車對乙醇汽油的使用方法一般有兩大類：(1)用汽油發(fā)動機的汽車，酒精加入量為5—22％；(2)專用發(fā)動機的汽車，酒精加入量為85．100％。這樣汽車就可以降低一氧化碳排放量約30一38％，揮發(fā)性有機化合物(VOC)約12％，氮氧化物排放量約略有上升(絕對量極少)，有害物質(zhì)排放平均降低l／3以上?？梢钥闯觯镁凭髟鲅鮿?，可顯著降低汽車尾氣中的有害物，起到凈化空氣的功效。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、論文研究的基本內(nèi)容 （1）乙醇汽油及前景應(yīng)用 （2）乙醇汽油的理化特性 (3)乙醇汽油和純汽油的對比研究 2、擬解決的主要問題 （1）原料的分析 對現(xiàn)階段燃料應(yīng)用廣泛度進行了解,并比較與汽油之間的動力性、經(jīng)濟性和排放性。 （2）數(shù)據(jù)的分析： 動力性、經(jīng)濟性、排放性性能對比實驗。 三、技術(shù)路線（研究方法） 1、文獻研究法，通過查閱文獻研究乙醇汽油的理化特性及其應(yīng)用現(xiàn)狀，以及乙醇汽油和汽油理化特性的差異。 2、數(shù)據(jù)調(diào)研法：通過對近幾年權(quán)威實驗室做出的實驗對比分析乙醇汽油和純汽油的主要差別。 調(diào)研和收集資料 設(shè)計實驗方案 掌握純汽油的應(yīng)用性能及實驗過程 掌握乙醇汽油的應(yīng)用性能實驗過程 分別完成乙醇油和純汽油的動力性、燃油經(jīng)濟性、排放特性的實驗。整理實驗數(shù)據(jù) 對乙醇油和純汽油在發(fā)動機上的動力性、燃油經(jīng)濟性、排放特性、應(yīng)用性能進行分析、進行對比 乙醇油發(fā)動機改進關(guān)鍵技術(shù)進行研究 完成論文 四、進度安排 1. 選題，領(lǐng)取任務(wù)書，撰寫開題報告 第1～2周(3月2日-3月15日) 2. 分析論文研究內(nèi)容，擬出試驗方案 第3～5 周(3月16日-4月5日) 3. 分析調(diào)研報告和綜述內(nèi)容，提出并優(yōu)選論點和方案，并加以論證和確定 第6～9 周(4月6日-5月3日) 4. 分析實驗數(shù)據(jù)，撰寫論文大綱 第10～12周(5月4日-5月24日) 5. 撰寫論文并提交指導(dǎo)老師審核 第13～14周(5月25日-6月7日) 6. 更改并最終完成論文，準備答辯 第15～16周(6月8日-6月21日) 7. 畢業(yè)答辯 第17周(6月22日-6月28日) 五、參考文獻 [l]韓同群．汽車發(fā)動機原理[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2007． [2]張志沛．汽車發(fā)動機原理[M]一匕京：人民交通出版社，2002 [3]張永光，羅格梅．2l世紀汽車代用燃料的發(fā)展方向[J]．石油商技，2002．4 [4]邊耀璋．汽車新能源技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2003：249-283 [5]劉鐵男．中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]．中國能源，2002．3：6．10 [6]湯兆平，孫劍萍．乙醇燃料的發(fā)展及其在發(fā)動機中的應(yīng)用[J]．拖拉機與農(nóng)用運輸 車，2008，2：12．16 [7]李艷君．高油價時期世界燃料乙醇發(fā)展新特點[J]．中國石油和化工經(jīng)濟分析，2008．4 [8]劉鐵男．燃料乙醇與中國[M]．北京：經(jīng)濟科學(xué)出版社，2004．12 [9]邊耀章，劉生全，張春化等．汽車新能源應(yīng)用理論[M]．長安大學(xué)汽車學(xué)院研究生教材 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