符會(huì)芳(寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 寶雞 721013)

甲醇汽油性能的檢測(cè)與研究

符會(huì)芳(寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 寶雞 721013)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)國(guó)民汽車持有量不斷上漲，相應(yīng)提高了對(duì)于汽油能源的實(shí)際需求。汽油作為石油主要副產(chǎn)品，屬于不可再生能源，故而探究汽油的有效替代物具有重要意義。甲醇汽油是目前汽油替代物的主要研究方向之一。筆者在不改變汽油機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，就摻燒比不同的甲醇-輕烴汽油對(duì)應(yīng)的燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率進(jìn)行了檢測(cè)與探究，并完成了混合燃料的相分離溫度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明，在汽油中適當(dāng)摻入甲醇和增能劑，可有效提高混合汽油的動(dòng)力性能，具有一定的推廣價(jià)值。

甲醇；汽油；混合燃料；燃油性能檢測(cè)

就內(nèi)燃機(jī)燃油替代燃料研究而言，醇類化合物一向是其關(guān)注的重點(diǎn)材料，并且使用乙醇作為傳統(tǒng)燃料替代物，已經(jīng)在我部分地區(qū)得到了封閉式的應(yīng)用和推廣。但由于乙醇生產(chǎn)以糧食為原料，大范圍的推廣不利于我國(guó)糧食安全控制。與乙醇燃料相比，甲醇的制取同樣簡(jiǎn)單，并且以煤和天然氣為主要原料，符合我國(guó)能源基本特征和發(fā)展需求。由于甲醇具有互溶于汽油、蒸發(fā)潛熱大等特征，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其摻燒比通常不會(huì)高于15.0%。本文在不改變現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了甲醇-輕烴汽油的綜合性能實(shí)驗(yàn)，以探究甲醇燃料的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，具體內(nèi)容如下。

1 檢測(cè)實(shí)驗(yàn)部分

①試驗(yàn)材料概述。試驗(yàn)所用甲醇為工業(yè)級(jí)甲醇，甲醇濃度為99.7%；試驗(yàn)緩蝕劑和增能劑自制；試驗(yàn)所用90#汽油為市場(chǎng)銷售的標(biāo)準(zhǔn)汽油。②主要試驗(yàn)設(shè)備概述。試驗(yàn)涉及小型汽油發(fā)電試驗(yàn)裝置自建得到。試驗(yàn)所用汽油機(jī)為單缸，四沖程汽油機(jī)，最大發(fā)電功率800W，壓縮比8∶1。試驗(yàn)所有操作均嚴(yán)格遵照相關(guān)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)辦法進(jìn)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論分析

(1)甲醇汽油燃料油耗及動(dòng)力性試驗(yàn)對(duì)比分析。保持發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)基礎(chǔ)參數(shù)不變基礎(chǔ)上，針對(duì)甲醇含量不同的甲醇汽油燃料油耗指標(biāo)和輸出功率指標(biāo)進(jìn)行了考察。試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，甲醇汽油箱與汽油箱溫度均保持在25℃，即確保甲醇-輕烴混合燃料的相性一致。

試驗(yàn)結(jié)果證明，M70及以下規(guī)格的甲醇汽油，即甲醇體積含量低于總?cè)剂象w積70%的甲醇汽油，可以維持小型汽油機(jī)的正常工作，如甲醇體積含量超過(guò)70.0%，發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸脫離正常的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行暴躁，且高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)極為不穩(wěn)定，在M85及以上的甲醇汽油試驗(yàn)中，出現(xiàn)多次發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的問(wèn)題。對(duì)比汽油機(jī)輸出功率參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，隨著甲醇摻加量不斷增加，汽油機(jī)輸出功率呈現(xiàn)下降的發(fā)展趨勢(shì)，尤其在高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下表現(xiàn)明顯。在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，燃油的消耗量較高，符合甲醇熱值低、蒸發(fā)潛熱大的特性。保持發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量一定的基礎(chǔ)上，混合燃料中甲醇原料所占比例越大，混合原料對(duì)應(yīng)的總熱值越小，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率。由于并未對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整，甲醇汽油的RON高于90，在試驗(yàn)過(guò)程中，較難對(duì)甲醇燃料的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。但從發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的角度分析，M70以下標(biāo)準(zhǔn)的甲醇汽油運(yùn)行表現(xiàn)良好。

(2)甲醇-輕烴互溶性試驗(yàn)分析。就輕烴的存儲(chǔ)和使用而言，甲醇與輕烴汽油間的互溶溫度是其主要的影響因素之一。

甲醇汽油對(duì)應(yīng)的相分離溫度整體變化趨勢(shì)為階梯式下降，M55及以上的甲醇汽油對(duì)應(yīng)的相分離溫度均處于0℃以下，其中M75及以上規(guī)格的甲醇汽油相分離溫度低于-25℃。結(jié)合之前試驗(yàn)得出的汽油機(jī)運(yùn)行結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，在維持汽油機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，M65甲醇汽油對(duì)應(yīng)的相分離溫度最低，即達(dá)到甲醇汽油配比最佳狀態(tài)。為控制甲醇汽油相分離溫度與傳統(tǒng)汽油相同達(dá)到-25℃，試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)添加助溶劑的方式進(jìn)行調(diào)整。試驗(yàn)證明，通過(guò)添加助溶劑可以達(dá)到促進(jìn)甲醇與輕烴汽油互溶的目的，但要達(dá)到相分離溫度為-25℃的標(biāo)準(zhǔn)，助溶劑消耗成本較高，不利于甲醇汽油的推廣和應(yīng)用。因此，M65甲醇汽油主要適用于年氣溫均值高于-5℃的地區(qū)。

(3)甲醇汽油動(dòng)力性增強(qiáng)試驗(yàn)分析。以小型汽油機(jī)為基礎(chǔ)，分別就90#標(biāo)準(zhǔn)汽油和M65甲醇汽油，進(jìn)行了油耗量和動(dòng)力性能對(duì)比試驗(yàn)。就甲醇和輕烴而言，其熱值均比汽油更小，因此在同等負(fù)荷試驗(yàn)中，90#汽油的輸出功率要高于混合燃料，尤其在高負(fù)荷試驗(yàn)中表現(xiàn)明顯。另一方面，由于甲醇分子結(jié)構(gòu)中有氧原子的存在，甲醇燃料的燃燒更充分，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫哺欤沟眉状既剂系闹魅计诤蜏计诟?，可以在較短時(shí)間內(nèi)快速達(dá)到一定的壓力和溫度，具有熱效率高、有效膨脹功大的特點(diǎn)，整體燃油消耗量要低于90#汽油。為進(jìn)一步提高甲醇汽油的動(dòng)力性能，使用實(shí)驗(yàn)自制的增能劑進(jìn)行了增能對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果證明，添加增能劑后，M65甲醇汽油的動(dòng)力性能得到了顯著的提高，尤其在全負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，M65甲醇汽油的動(dòng)力恢復(fù)性能優(yōu)異。由于本組實(shí)驗(yàn)所用小型發(fā)電機(jī)設(shè)備壓縮比為定值，故而無(wú)法進(jìn)行高壓縮比狀態(tài)試驗(yàn)，但根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，在高壓縮比狀態(tài)，甲醇汽油的燃油消耗和燃油動(dòng)力將進(jìn)一步降低。

(4)腐蝕性分析。依據(jù)我國(guó)相關(guān)評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，本組實(shí)驗(yàn)中涉及的甲醇汽油(M65)的銅片腐蝕等級(jí)為3a，加入相應(yīng)的緩蝕劑后，腐蝕等級(jí)降低至1a。同時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甲醇汽油對(duì)橡膠制品有一定的腐蝕性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)就相關(guān)橡膠制品進(jìn)行更換。

3 結(jié)語(yǔ)

檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果證明，M65甲醇汽油與90#汽油的綜合性能相近，雖然應(yīng)用范圍具有一定的限制，但仍具有較高的應(yīng)用、推廣價(jià)值。

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