車用乙醇汽油發(fā)動機性能的實驗研究論文

1、<p><b>　　本科學生畢業(yè)論文</b></p><p>　　車用乙醇汽油發(fā)動機性能的實驗研究</p><p>　　系部名稱： 汽車與交通工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 車輛工程 B07-2班 </p><p>　　學生姓名： </p>

2、<p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： 講師 </p><p>　　黑 龍 江 工 程 學 院</p><p><b>　　二○一一年六月</b></p><p><b>　　摘 要</b><

3、/p><p>　　本次論文的題目是車用乙醇汽油發(fā)動機性能的實驗研究。為了緩解汽車工業(yè)的飛速發(fā)展所帶來的能源緊張和環(huán)境污染雙重壓力，研制開發(fā)清潔代用燃料以及合理的資源利用已成為日益突出的現(xiàn)實性課題。所謂車用乙醇汽油，就是把變性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成的一種汽車燃料。</p><p>　　本論文在對純汽油（E0）和E10和E20做了部分工況外特性和負荷特性實驗基礎上，對發(fā)動機的動力性、燃油

4、經濟性、排放特性和燃燒特性也做了一定的研究與分析，發(fā)現(xiàn)燃用混合燃料的動力性有所降低，但與原機相差不大:以質量計的燃油消耗率明顯增加，但以熱值計的能耗率保持良好，燃油經濟性有所降低燃燒特性分析從根本上分析了乙醇汽油動力性不足的原因。燃用乙醇汽油混合燃料后，尾氣排放中的CO和HC能夠明顯得到降低，但同時也會引起個別工況下NOx排放量的增加。燃料三元催化轉化效率與燃料的的含醇量以及發(fā)動機的負荷和轉速有關。</p><p&g

5、t;　　關鍵詞：乙醇汽油；動力性；燃油經濟性；排放特性；燃燒特性</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The topic of the paper is Ethanol Gasoline Engine Performance Study. In order to alleviate the rapid development of

6、 automobile industry brought about by the energy shortage and environmental pollution dual pressures of clean alternative fuel research and development and the rational use of resources has become the reality of an incre

7、asingly prominent issue. The so-called vehicle ethanol gasoline, is to denatured fuel ethanol and gasoline mixture to form a certain percentage of motor fuel.</p><p><b>　　朗讀</b></p><p

8、>　　顯示對應的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p><b>　　名詞 </b></p><p>　　experiment</p><p><b>　　test</b></p><p>　　可翻譯 50 多種語言

9、</p><p>　　Ich bin vierzig Jahre alt</p><p>　　Es ist sehr interessant!</p><p><b>　　?? ???! </b></p><p><b>　　rouge</b></p><p><b&g

10、t;　　??????</b></p><p>　　Wie heißen Sie?</p><p><b>　　???????</b></p><p><b>　　さようなら</b></p><p><b>　　escargots</b></p>

11、<p>　　?? ???? ??????? ???.</p><p>　　Je ne sais pas !</p><p><b>　　χρησμ??</b></p><p><b>　　??</b></p><p>　　Wie bitte?</p><p>&

12、lt;b>　　Простите</b></p><p><b>　　hello</b></p><p><b>　　παραλ?α</b></p><p><b>　　????</b></p><p><b>　　Hjelp!</b>&l

13、t;/p><p>　　haydi gidelim</p><p>　　Wie gehts?</p><p>　　Je parle un petit peu français.</p><p><b>　　???</b></p><p>　　miracoloso</p><

14、p>　　Vær så snill</p><p><b>　　nazdar!</b></p><p><b>　　s? t?</b></p><p>　　¿Cómo estás?</p><p>　　hoje está ensolar

15、ado</p><p><b>　　děti</b></p><p>　　mijn vriend</p><p><b>　　?????</b></p><p>　　Buongiorno Principessa!</p><p>　　La voiture</p>

16、<p><b>　　Pardon ??</b></p><p>　　??? ??? ?????</p><p>　　This thesis on pure gasoline (E0) and made a part of the E10 and E20 external characteristics and load conditions based o

17、n the experimental characteristics of the engine power, fuel economy, emission characteristics and combustion characteristics are also done some research and analysis found that mixed fuel burning power performance decre

18、ased, but with little difference between the original machine: the mass of the fuel consumption rate was increased, but the energy consumption rate of heat val</p><p>　　Keywords: Ethanol Gasoline; Dynamics;

19、Fuel Economy; Emissions Characteristics；Combustion Characteristics</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><

20、;b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的目的及意義1</p><p>　　1.2 乙醇汽油混合燃料的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2 國內研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 研究內容3</p&g

21、t;<p>　　第2章 乙醇汽油理化特性研究4</p><p>　　2.1 乙醇理化性質4</p><p>　　2.2 乙醇汽油的熱值計算5</p><p>　　2.3 本章小結7</p><p>　　第3章 乙醇汽油發(fā)動機性能研究8</p><p>　　3.1 實驗裝置儀器8</p&g

22、t;<p>　　3.2 實驗方案11</p><p>　　3.3 動力性分析12</p><p>　　3.3.1 影響因素分析12</p><p>　　3.3.2 實驗結果分析13</p><p>　　3.4 燃油經濟性14</p><p>　　3.5 排放特性分析18</p>

23、<p>　　3.5.1 怠速工況下排放特性分析18</p><p>　　3.5.2 一氧化碳（CO）排放特性分析18</p><p>　　3.5.3 碳氫化合物（HC）排放特性分析20</p><p>　　3.5.4 氮氧化物（NOX）排放特性分析23</p><p>　　3.6 本章小結26</p><

24、;p>　　第4章 乙醇汽油的三元催化轉化性能研究27</p><p>　　4.1 三元催化轉化器的構造及反應原理27</p><p>　　4.1.1 三元催化轉化器的構造27</p><p>　　4.1.2 三元催化劑的主要反應步驟27</p><p>　　4.1.3 三元催化轉化器的化學反應27</p><

25、;p>　　4.2 乙醇汽油三元催化轉化效率研究28</p><p>　　4.3 本章小結31</p><p>　　第5章 乙醇汽油燃燒特性的研究32</p><p>　　5.1 示功圖分析32</p><p>　　5.2 燃燒持續(xù)期33</p><p>　　5.3 本章小結35</p>

26、<p><b>　　結論36</b></p><p><b>　　參考文獻37</b></p><p><b>　　致謝39</b></p><p>　　第1章 緒 論</p><p>　　1.1 選題的目的及意義</p><p>

27、　　目前，世界的石油資源口趨減少，石油燃料的短缺現(xiàn)象已經出現(xiàn)，并且日益嚴重。2004年，我國每天的石油需求為80萬噸，全年共消耗石油3億噸，其中進口1.2億噸，比2003年增長34.8%，這對我國的能源安全造成了巨大的威脅。另外，隨著汽車保有量的增長，約占能源總需求量40%的車用燃料的消耗量與日俱增，巨大的燃油消耗不僅對口益枯竭的石油能源造成巨大壓力，同時大量燃油燃燒不當所排放出的污染物已成為威脅人類生存的主要因素[1]。因此，尋求資源

28、豐富、環(huán)境友好和經濟可行的代用燃料已成為人類待解決的重大問題。國家在新頒布的汽車產業(yè)發(fā)展政策中明確指出鼓勵使用節(jié)約能源的柴油汽車和混合動力汽車，同時加大對使用可再生能源汽車的推廣，比如在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽等省燃用乙醇汽油。</p><p>　　發(fā)展生物能源，農民將直接受益?！叭r”一直是黨中央、國務院非常重視的問題，推廣乙醇汽油等生物能源的初衷就是為了給豐產的玉米等農作物尋找出路、消化陳化糧、避免谷賤

29、傷農[2]。生物能源有助十帶動大宗糧食深加工及相關產業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)農副產品的增值和轉化?，F(xiàn)階段，燃料乙醇的生產原料主要是陳化糧，陳化糧問題解決后，燃料乙醇生產應立足于糧食主產區(qū)，作為調節(jié)市場供求的一種手段(以消耗低品質糧食為主)，納入到糧食生產、消費和飼料生產、消費的產業(yè)循環(huán)中，它只會促進和保障糧食生產和糧食安全[3]。同時，還可以積極發(fā)展木薯、紅薯、甘蔗、甜高粱等不與口糧(小麥、稻谷)生產爭地、爭水的高產、高糖或耐旱、耐鹽堿的代糧經濟

30、作物，為生產燃料乙醇開發(fā)更多的原料儲備[4]。從發(fā)展的眼光看，最終解決燃料乙醇大量使用的原料問題將轉向纖維，依靠生物技術、基因技術等高新技術的發(fā)展。通過篩選種植高能、高產的植物；利用我國大量的農業(yè)廢棄資源(桔桿)和工業(yè)廢棄物資源，開發(fā)和實現(xiàn)利用纖維質生產酒精技術的產業(yè)化，可以為燃料乙醇生產提供取之不盡、用之不竭的可再生植物原料[5]。</p><p>　　發(fā)展生物能源，在環(huán)保方面的意義同樣深遠。就乙醇汽油而言，由

31、于加入燃料乙醇，乙醇汽油中含氧量增加，作為尾氣的一氧化碳和碳氫化合物的燃燒更充分，使汽車尾氣中的這兩項指標分別下降3.08%和13.04污染物的排放明顯減少[2]，生產燃料乙醇所需的玉米和小麥是可再生資源，在其生長過程中大量吸收二氧化碳。這對履行新《京都議定書》規(guī)定的排放標準，緩解經濟高速發(fā)展所帶來的人與環(huán)境保護方面的矛后將大有裨益。</p><p>　　1.2 乙醇汽油混合燃料的研究現(xiàn)狀</p>

32、<p>　　目前在乙醇汽油混合燃料的實驗研究方面，國內外主要集中在混合燃料的燃燒和排放特性方面，而國外在這兩方面的研究都較為深入和成熟。</p><p>　　1.2.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在發(fā)動機燃用混合燃料后的動力性和燃油經濟性方面，l 986年Hamdan和Jubran[6]兩人發(fā)現(xiàn)，通過向汽油中添加5％的乙醇，可以使發(fā)動機獲得最佳的功率輸出和部分負荷工況下4

33、％～2 1％的熱效率的提高。A1．Hasan 發(fā)現(xiàn)使用乙醇汽油混合燃料可以增加有效功率、扭矩、容積熱效率和有效熱效率，同時可以減少有效燃油消耗率。</p><p>　　M．A．Ceviz和F．Ynksel[7]研究了燃用E0、E5、E10、E15和E20后50個循環(huán)的燃燒循環(huán)變動，結果表明：混合燃料有利于降低循環(huán)變動，從而改善發(fā)動機的燃燒和排放特性，提高發(fā)動機的動力性、經濟性并改善排放性能。</p>

34、<p>　　國內在上述方面的研究還尚未見報道，而在尾氣排放及其的催化轉化方面，國內的研究就比較深入了。</p><p>　　1995年Guerrieri和Caffrev[8]于6輛在用車上進行實驗發(fā)現(xiàn)，當乙醇含量高于25％時，C02的排放減少；當乙醇含量提高到40％時，總碳氫化合物(THC)排放在最初的時候先增加了一點，而后隨著CO的減少而逐漸降低。</p><p>　　M．A

35、．Ceviz和F．Yuksel[7]同時發(fā)現(xiàn)四種混合燃料的CO和HC的排放均低于汽油，排放曲線呈先減小而后增大的趨勢。2002年Hsieh等人[8]在一臺閉環(huán)控制發(fā)動機上研究發(fā)現(xiàn)，加入乙醇可以使C0和HC分別減少10％．90％和20％．80％，并且NOx的排放與發(fā)動機的運行工況有很大關系，而與乙醇含量的多少關系不大，但這一結論仍需進行實驗驗證。H．S．Yucesu等人[9]燃用EO、E10、E20、E40和E60進行實驗，發(fā)現(xiàn)E40和E

36、60對減少尾氣排放產生了重大的作用，在低轉速下CO的排放減少量最大，兩種混合燃料平均分別減少了11％和10.8％；與CO相比，HC的減少更加明顯，在高轉速下，燃用E60使得HC排放平均減少了16.45％。</p><p>　　1.2.2 國內研究現(xiàn)狀</p><p>　　在動力性和燃油經濟性方面，許滄粟和杜德興[10]同時發(fā)現(xiàn)：發(fā)動機燃用混合燃料后，不影響功率、扭矩等的使用性能，無須對發(fā)動

37、機進行改裝；摻燒乙醇后，有利于改善發(fā)動機的燃燒狀況，降低能耗率。 </p><p>　　何幫全[11]等人在一臺電噴汽油機上燃用E0、E1O和E30后發(fā)現(xiàn)：在怠速工況下，燃用混合燃料可顯著降低CO、NOx和總碳氫化合物(THC)的排放，E3O的效果最明顯。</p><p>　　高祥等人[12]在一臺多點電噴汽油機上實驗，發(fā)現(xiàn)在低轉速時，三效催化器對排放中CO的凈化效率普遍較高，而

38、中高轉速時隨負荷的增加凈化效率降低；對THC的凈化效率也較高；并且三效催化器的凈化效率與乙醇的含量、發(fā)動機的轉速和負荷有關。</p><p><b>　　1.3 研究內容</b></p><p>　　目前，國內外對乙醇汽油混合燃料的研究主要集中在及一些高比例混合燃料(如E50、E60和E85等比例的燃料)上面，結合我國國情(資源條件、汽車工業(yè)水平等)，本論文希望通過對

39、三種低比例的混合燃料(E0、E1O和E20)的動力性能、經濟性能、排放和燃燒特性進行研究分析，從而為我國乙醇代用燃料汽車的研究和擴大應用范圍提供有價值的理論和技術支持。</p><p>　　研究目的在于通過對在同一臺電噴發(fā)動機上燃用三種低比例乙醇汽油混合燃料后的動力性能、經濟性能、排放和燃燒特性進行對比實驗，評價三種混合燃料在電噴發(fā)動機上的動力性能、經濟性能、排放和燃燒特性，以便在實際應用中，充分發(fā)揮乙醇燃料的優(yōu)

40、點，使其在電噴汽油發(fā)動機上發(fā)揮更好的作用，為乙醇燃料的繼續(xù)推廣應用打好理論基礎，擬從以下幾個方面展開研究：</p><p>　　1.對乙醇和乙醇汽油(E0、El0和E20)的理化特性進行分析；</p><p>　　2.通過臺架實驗，測取分別燃用三種燃料后的常規(guī)特性數(shù)據(jù)和燃燒數(shù)據(jù)，評價發(fā)動機燃用混合燃料后的動力性能和燃油經濟性；</p><p>　　3.根據(jù)實驗所得數(shù)

41、據(jù)繪制出不同工況下各種燃料的排放曲線，對比分析燃用混合燃料后的排放特性和三元催化轉化效率；</p><p>　　4.根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)繪制出不同工況下各種燃料的燃燒曲線，對比分析燃用混合燃料后的燃燒特性。</p><p>　　第2章 乙醇汽油理化特性研究</p><p>　　2.1 乙醇理化性質</p><p>　　乙醇俗稱酒精，化學分子式為C

42、2H5OH。內燃機燃用的汽油、柴油等是烴類燃料，而乙醇是烴基與羥基(OH)組成的有機化合物。乙醇分子中含有羥基這一特點是乙醇燃料與烴類燃料不同的根本所在。乙醇含有一個羥基，屬于一元醇，它的來源較為豐富，具有一定的可再生性。表2-1列出了乙醇和汽油的主要理化性質:</p><p>　　表2.1 乙醇與汽油的主要理化性質比較</p><p>　　1.乙醇含有羥基(OH)，能與水以任意比例互溶，

43、而烴類燃料憎水性強，因而乙醇與烴類燃料的相容性較差。在常溫下，只有醇含量很低或很高時，才可能互溶。</p><p>　　2.乙醇的含氧量高，約為34.8%，在燃燒過程中有自供氧效應，這意味著同樣質量的燃料完全燃燒所需的空氣質量就相對較少，有利于高原地區(qū)的應用;同時它能比MTBE以更少的添加量加入汽油中。若在同樣的進氣條件下，乙醇由于自身含氧則使燃燒過程得到改善，燃燒較為均勻，局部富氧和局部缺氧的概率減少，熱效率提

44、高，燃燒過程組織的好，則發(fā)動機的動力性、經濟性及排放性都可以得到改善。乙醇與汽油摻燒，可使混合燃料即乙醇汽油也變成為含氧燃料。</p><p>　　3.乙醇的沸點及蒸氣壓都比汽油低，有助于燃油-空氣混合氣的形成，但會使產生氣阻的傾向大，并且其中缺少高揮發(fā)性成分，對冷起動不利。而且兩者的凝固點都比較低，在低溫環(huán)境下都能正常使用。</p><p>　　4.乙醇的熱值較低，只有汽油的61.5%。

45、因此，與燃用汽油相比，在同等的熱效率下，醇類燃料的有效質量燃油消耗率高。</p><p>　　5.乙醇的汽化潛熱大，約是汽油的2.9倍。高的汽化潛熱及低的蒸氣壓將導致混合氣形成和起動困難，但它在進入進氣管、進氣道或者進入氣缸后，能吸收沿途管道壁面和燃燒室周圍高溫零件壁面的熱量，使自己蒸發(fā)，有可能提高充氣效率。通常通過增加發(fā)動機進氣加熱系統(tǒng)或廢氣預熱空氣系統(tǒng)，提高進氣溫度，改善混合氣形成及燃燒，改善乙醇汽車的低溫起

46、動性。</p><p>　　6.乙醇的研究法辛烷值(RON)較高，為111，若在汽油中添加乙醇可以有效提高汽油的辛烷值。因此，使用乙醇汽油的發(fā)動機可適當提高壓縮比來提高熱效率，從而獲得較好的動力性能和經濟性能[13] 。</p><p>　　7.乙醇的著火燃燒濃度界限比汽油的相應范圍要寬得多，比汽油更容易稀燃。能在比較稀的混合氣狀態(tài)下工作，而且不會因空燃比得不到精確控制而導致間斷著火;能夠

47、允許在稀混合氣工作時，較大自由的選擇運轉工況，這將有利于提高經濟性并且降低排放污染。稀燃是一種節(jié)能燃燒和完善燃燒的形式，有利于提高熱效率，而且壓縮比越高，負荷越大，越容易稀燃。</p><p>　　2.2 乙醇汽油的熱值計算</p><p>　　燃料的熱值有高熱值和低熱值之分。高熱值是燃料完全燃燒后發(fā)出的熱量加上燃燒產物之一的水蒸氣冷凝后放出熱量的總和，它是燃料完全燃燒后所能發(fā)出的總熱量。

48、低熱值是高熱值減去水的汽化潛熱后的熱值。發(fā)動機排氣中的水蒸汽所含的冷凝熱，實際上是難以回收的，所以燃料的熱值常用低熱值表示。發(fā)動機是進行熱功轉換的熱機，燃料所含熱量是發(fā)動機輸出功率的能量來源，因而燃料低熱值是評價燃料性能的一個重要指標。</p><p><b>　　1.質量低熱值</b></p><p>　　乙醇汽油混合燃料的理論近似熱值可以通過計算得到。根據(jù)混合燃料

49、中乙醇和汽油的體積分數(shù)，以及測取的混合燃料的密度，可以計算出混合燃料中乙醇和汽油的質量分數(shù)，然后按照下式[14]對混合燃料的質量低熱值hu進行計算:</p><p>　　hu=MGHG+MEHE （2.1）</p><p>　　式中，hu——乙醇汽油混合燃料的質量低熱值，單位為MJ/kg；</p><p>　　M

50、G——混合燃料中汽油的質量百分比，單位為%；</p><p>　　HG——汽油的質量低熱值，單位為MJ/kg；</p><p>　　ME——混合燃料中乙醇的質量百分比，單位為%；</p><p>　　HE——乙醇的質量低熱值，單位為MJ/kg。</p><p>　　根據(jù)混合燃料中各成分的體積百分比，可以通過下式換算得到相應的質量百分比[14]

51、:</p><p>　　(2.2) </p><p>　　ME=1-MG (2.3)以E10為例，其低熱值計算過程如下:</p><p>　　ME=1-94.33%=5.67%</p><p>　　將計算得到的MG和ME代入式(2.1)，得到E10的質量低熱值:&l

52、t;/p><p>　　hu=94.33%43.5+5.67%26.77=41.71MJ/kg</p><p>　　同樣經過計算可得到其它四種混合燃料的質量低熱值。實驗用三種嫩料的質量低熱值如表2.2所列。</p><p>　　表2.2 各燃料的質量低熱值</p><p><b>　　2.理論混合氣熱值</b></p&g

53、t;<p>　　計算混合燃料理論混合氣的熱值，首先要計算混合燃料的理論質量空燃比，可以按照下式[14]進行計算:</p><p>　　(2.4)式中，L-乙醇汽油混合燃料的理論空燃比(質量比):</p><p>　　LG-汽油的理論空燃比(質量比)；</p><p>　　LE-乙醇的理論空燃比(質量比)。</p><p>　　汽

54、油的理論空燃比(質量比)為14.8，乙醇的理論空燃比(質量比)為9.05，仍以E10為例，則它的理論質量空燃比:</p><p>　　L=94.33%14.8+5.67%9.05=14.23</p><p>　　同樣經過計算可得到其它三種混合燃料的理論質量空燃比。實驗用燃料的理論空燃比(質量比)如表2.3所列。</p><p>　　表2.3 各燃料的理論空燃比<

55、;/p><p>　　根據(jù)燃料的熱值和空燃比，可以按照下式[14]計算乙醇汽油混合燃料混合氣的熱值:</p><p><b>　　(2.5)</b></p><p>　　式中，Hu——乙醇汽油混合燃料混合氣的熱值，單位為MJ/kg；</p><p><b>　　——過量空氣系數(shù)；</b></p>

56、;<p>　　L——理論空燃比(質量比)。</p><p>　　在理論混合氣狀態(tài)下，過量空氣系數(shù)=1，可以根據(jù)燃料的質量低熱值和理論空燃比計算混合燃料理論混合氣的熱值。仍以E10為例，則它的理論混合氣熱值:</p><p>　　同樣經過計算可得到E20的理論混合氣的熱值。實驗用三種燃料的理論混合氣的熱值的計算結果見表2.4所示。</p><p>　　表

57、2.4 各燃料的理論混合氣熱值</p><p><b>　　2.3 本章小結</b></p><p>　　本章概述了乙醇和乙醇汽油混合燃料的理化性質，并分別與汽油進行了對比，結果表明:</p><p>　　1.通過與乙醇的摻混，乙醇汽油一定程度上變成了含氧燃料，辛烷值提高，可以改善燃油品質，優(yōu)化發(fā)動機燃燒，降低排放。</p>&l

58、t;p>　　2.乙醇汽油混合燃料的質量低熱值、理論空燃比和理論混合氣熱值均隨著乙醇體積含量的增加而逐漸降低。</p><p>　　3.乙醇的質量低熱值遠小于汽油，兩種乙醇汽油混合燃料的質量低熱值及其理論混合氣的熱值與汽油相差不大，可以作為石油的替代燃料。</p><p>　　第3章 乙醇汽油發(fā)動機性能研究</p><p>　　3.1 實驗裝置儀器</p&

59、gt;<p>　　實驗是在我院汽車工程實驗中心進行的。本論文實驗數(shù)據(jù)采集，主要是通過ＡＶＬ　ＡＭＡi６０雙路直采排放分析系統(tǒng)測量、分析和記錄排放數(shù)據(jù);利用發(fā)動機測試控制儀測量并由ＦＣ2000測控系統(tǒng)軟件來設置發(fā)動機各種工況，并記錄各工況下所需測量的實驗數(shù)據(jù)。實驗所用主要測量儀器名稱、型號等參數(shù)見表3.1, 測試系統(tǒng)總體布置如圖3.1所示。</p><p>　　表3.1 實驗用測量儀器</p&g

60、t;<p>　　圖3.1 測試系統(tǒng)總體布置示意圖</p><p><b>　　1.發(fā)動機</b></p><p>　　表3.2 發(fā)動機主要技術參數(shù)</p><p><b>　　2.電渦流測功機</b></p><p>　　電渦流測功機型號是CW160圓柱感應式，如圖3.4是用所示，是用

61、來測量動力機械各種特性的試驗儀器。本機適用于中、小型功率電機、汽車、內燃機、燃氣輪機、水輪機、工程機械、林業(yè)、礦山、石油鉆采等機械的性能試驗，也可作為其它動力設備的吸功裝置。</p><p>　　圖3.2 CW160圓柱感應式電渦流測功機</p><p><b>　　主要特點：</b></p><p>　　（1）結構簡單，操作維護方便。<

62、;/p><p>　?。?）制動力矩大，測試精度高，工作穩(wěn)定。</p><p>　?。?）轉動慣量小，動態(tài)響應速度快。</p><p>　?。?）與測控系統(tǒng)配套，可實現(xiàn)自動化操作。</p><p><b>　　技術指標：</b></p><p>　　（1）最大勵磁電壓：CW6～CW16, DC 90V；

63、CW25～CW40, DC 120V；</p><p>　?。?）最大勵磁電流：CW6～CW16 3A；CW25～CW40 4A。</p><p>　　（3）冷卻水壓：0.04～0.1Mpao根據(jù)出水溫度調節(jié)水壓，當出水溫度升高時，適當加大水壓使出水溫度降低。</p><p>　?。?）冷卻水流量：冷卻水量取決于進水、出水的溫差和吸收功率的大小。</p>

64、<p>　?。?）測功機出水溫度：小于55℃。</p><p>　?。?）工作方向：左旋或右旋，連續(xù)工作。</p><p>　?。?）扭矩測量精度：0.3％FS。</p><p>　?。?）轉速測量精度：lr/min。</p><p>　　3.發(fā)動機測試控制系統(tǒng)</p><p>　　FC2000發(fā)動機自動

65、測控系統(tǒng)如圖３.３所示，在設計過程中吸取了奧地利AVL公司SCHCK公司發(fā)動機自動測控系統(tǒng)的成功經驗。它是為滿足發(fā)動機制造業(yè)不同類型柴油機、汽油機、天然氣、液化氣性能試驗和出廠試驗而精心設計的大型測控系統(tǒng)，可與國內外各種不同的水力、電渦流、電力測功器以及各種型號的煙度計、廢氣分析儀等配套，用于控制和測量發(fā)動機的轉速、功率、燃油/燃氣消耗量、溫度、壓力、流量等各種不同類型的參數(shù).本實驗發(fā)動機測試控制儀分為自動測量控制和油門(水門)勵磁驅動

66、控制兩個單元，用于控制和測量發(fā)動機的轉速、扭矩、功率、溫度、壓力、流量等。</p><p>　　圖３.３　發(fā)動機測試控制系統(tǒng)</p><p><b>　　4.排放分析系統(tǒng)</b></p><p>　　該排放分析儀如圖3.4所示，主要功能介紹:</p><p>　?、僦付ür測試功能:根據(jù)用戶需要，將汽車發(fā)動機置于用戶指定

67、工況運行，可測量此時的廢氣排放數(shù)據(jù)，可從事汽車及發(fā)動機排放性能測試和催化轉化效率測試。</p><p>　?、诠收显\斷、分析和維修指導功能:通過對測量的廢棄參數(shù)變化情況的分析，幫助判斷汽車排放超標的原因，并提出修理建議，指導故障診斷和維修。如:判斷廢氣控制系統(tǒng)中三效催化器的好壞，空氣濾清器是否過臟等。</p><p>　?、蹥饴沸孤┳詸z功能:將取樣探頭前端用阻塞帽阻塞，進行“氣路泄漏自檢”

68、操作，可檢測整個氣路有無泄露現(xiàn)象。</p><p>　　圖3.4 排放分析系統(tǒng)</p><p><b>　　3.2 實驗方案</b></p><p>　　1.測量怠速工況下排放特性</p><p><b>　?、賹嶒災康?lt;/b></p><p>　　在怠速工況下，評定發(fā)動機的

69、排放特性。</p><p><b>　?、趯嶒灧椒?lt;/b></p><p>　　在怠速工況下，待發(fā)動機運轉穩(wěn)定2分鐘后開始測量。</p><p><b>　?、蹨y量項目</b></p><p>　　CO, HC, NOx的排放值。</p><p>　　2.部分負荷工況實驗&l

70、t;/p><p><b>　?、賹嶒災康?lt;/b></p><p>　　在規(guī)定轉速下，評定發(fā)動機部分負荷下的排放特性和燃油經濟性。</p><p><b>　?、趯嶒灧椒?lt;/b></p><p>　　在適當轉速下進行，發(fā)動機轉速不變，從小負荷10N.m開始，逐漸開大節(jié)氣門，每次多加載10N.m直至80N.

71、m進行測量。轉速分別固定在:1600r/min， 2000r/min、2400r/min和2800r/min，在每個測量點，待發(fā)動機運轉穩(wěn)定2分鐘后開始測量。</p><p><b>　?、蹨y量項目</b></p><p>　　CO, HC, NOx的排放值；燃油消耗率、三元催化轉化效率。</p><p>　　3.80%油門開度下實驗</

72、p><p><b>　?、賹嶒災康?lt;/b></p><p>　　在規(guī)定轉速下，評定發(fā)動機80%負荷下的排放特性、燃燒特性和動力性。</p><p><b>　?、趯嶒灧椒?lt;/b></p><p>　　在適當轉速下進行，節(jié)氣門保持全開，發(fā)動機轉速不變。測量點:1500r/min, 2000 r/min，

73、2500 r/min，3000 r/min和3500 r/min在每個測量點，待發(fā)動機運轉穩(wěn)定2分鐘后開始測量。</p><p><b>　?、蹨y量項目</b></p><p>　　CO，HC，NOx的排放值、有效功率、轉矩、不同的曲軸轉角對應的缸壓、瞬時放熱率和累計放熱率。</p><p><b>　　3.3 動力性分析</b

74、></p><p>　　3.3.1 影響因素分析</p><p>　　汽油發(fā)動機的動力性能可以用平均有效壓力Pme來進行衡量，它是發(fā)動機單位氣缸工作容積輸出的有效功，而平均有效壓力可以通過下式來進行計算[15]。</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中，Pme-發(fā)動機的平均有效壓力

75、，單位為MPa；</p><p>　　Hu-乙醇汽油混合燃料的質量低熱值，單位為MJ/kg；</p><p><b>　　-過量空氣系數(shù);</b></p><p>　　L-理論空燃比(質量比)；</p><p>　　-發(fā)動機的充氣效率；</p><p>　　-發(fā)動機的有效熱效率；</p>

76、;<p>　　-發(fā)動機進氣管狀態(tài)下的空氣密度（Kg/m3）。</p><p>　　下面對式(3.1)中的參數(shù)分別進行分析。</p><p>　　1.發(fā)動機充氣效率 ，和進氣密度</p><p>　　發(fā)動機的充氣效率，是實際進入氣缸的新鮮工質量與進氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮工質量的比值。乙醇的汽化潛熱值約是汽油的2.9倍，其產生的冷卻效應可以有效降低

77、壓縮負功，提高發(fā)動機的充氣效率;而發(fā)動機的進氣密度與溫度有關，乙醇汽油混合燃料的汽化潛熱較高，混合燃料蒸發(fā)汽化，一定程度上可以使進氣溫度得以降低，使進氣密度升高。因此充氣效率，和進氣密度提高，平均有效壓力Pme就得以提高。</p><p>　　2.發(fā)動機有效熱效率。</p><p>　　發(fā)動機的有效熱效率是內燃機實際循環(huán)指示功與所消耗的燃料熱量的比值，可以用下式進行計算[15]。</

78、p><p><b>　?。?.２）　　　　</b></p><p>　　式中，——發(fā)動機的有效熱效率；</p><p>　　——有效燃油消耗率，單位為g/Kwh ；</p><p>　　Hu——乙醇汽油混合燃料的質量低熱值，單位為MJ/kg。</p><p>　　發(fā)動機的有效熱效率和有效燃油消耗率成反

79、比，知道其中一個，就能計算出另外一個。根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，可以計算出對比實驗中，發(fā)動機燃用E0、E10和E20的有效熱效率，實驗中發(fā)動機燃用三種燃料后的有效熱效率都不高，E10和E20的有效熱效率都低于燃用E0的有效熱效率?？梢姡行嵝式档?，會導致平均有效壓力Pme有所降低。</p><p>　　3.燃料熱值和空燃比</p><p>　　在發(fā)動機實際運行當中，過量空氣系數(shù)和混合氣的空燃

80、比A/F都是變化的，這里討論的是理論空燃比狀態(tài)下的情況，即=1，式子(3.1)中的分式部分可以表示為hu/L，從表3.3可以看出:兩種低比例的乙醇汽油混合燃料的hu/L值略低于汽油，但與汽油相差不大;隨著混合燃料摻醇比例的增大，混合燃料的hu/L值是逐漸減小的。所以在理論空燃比下，兩種低比例乙醇汽油混合燃料E10,E20略低于與汽油。根據(jù)的數(shù)據(jù)計算得到的結果見表3.3</p><p>　　表3.3 各種燃料的hu

81、/L值</p><p>　　3.3.2 實驗結果分析</p><p>　　在實驗中，為了解摻醇率對發(fā)動機動力性能的影響，對油門開度80%工況下，發(fā)動機燃用三種燃料后的輸出和轉矩進行了測取，如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 80%油門開度時轉矩</p><p>　　從圖3.5中可以看出:80%負荷工況運行時，發(fā)動機燃用各種燃料后

82、得到的轉矩曲線變化趨勢相同，燃用E0, E10和E20的扭矩相差不大。 </p><p>　　發(fā)動機在80%負荷工況下運行時，節(jié)氣門開度一樣，電噴汽油機的控制策略為開環(huán)控制，混合燃料噴射持續(xù)時間與E0的相同，那么噴入的燃料體積與E0相同，由于混合燃料的熱值低，發(fā)動機燃燒同樣體積噴油量的乙醇汽油混合燃料后所釋放的總熱值有所降低，將會導致循環(huán)放熱量減少造成發(fā)動機功率和扭矩有所下降。然而另一方面，乙醇的汽化潛熱值約

83、是汽油的2.9倍，其產生的冷卻效應可以有效降低壓縮負功，混合燃料的蒸發(fā)汽化，可以使進氣溫度得以降低，充氣效率得以提高，使得平均有效壓力Pme有所提高，一定程度上又可以保證發(fā)動機的動力不致降低。所以，在不改動發(fā)動機的情況下，發(fā)動機燃用乙醇汽油混合燃料時，動力性能與E0基本相當，只是略低于E0。</p><p><b>　　3.4 燃油經濟性</b></p><p>　　

84、圖3.6、3.7和3.8是發(fā)動機在部分負荷工況下燃用各種燃料后測得的燃油消耗率變化曲線。從圖中可以看出三種工況下，伴隨著負荷的逐漸加大，燃油消耗率曲線呈現(xiàn)出降低的趨勢；同時混合燃料的燃油消耗率基本上均高于E0，并且隨摻醇比例的增加而依次增加，這是因為乙醇汽油混合燃料的質量低熱值和理論混合氣熱值均低于E0，所以在同樣的運行工況下，為了使發(fā)動機輸出相同的動力，就需要燃燒更多的混合燃料，并不是燃燒熱效率的惡化所致。</p>&l

85、t;p>　　圖3.6 1600r/min時的燃油消耗率</p><p>　　圖3.7 2000r/min時的燃油消耗率</p><p>　　圖3.8 2400r/min時的燃油消耗率</p><p>　　因為乙醇的熱值遠低于汽油的熱值，所以用燃油消耗率來比較乙醇汽油混合燃料的經濟性并不全面。因此，為了提高發(fā)動機燃用混合燃料時燃料消耗的可比性，在比較燃油消耗

86、率的同時引入能量消耗率(能耗率)來進行不同燃料在不同工況下為發(fā)動機提供總能量的比較。其處理公式如下所示:</p><p>　　Ee=behu (3.3)式中，Ee——能耗率，單位為MJ/kw·h；</p><p>　　Be——燃油消耗率，單位為g/kw·h；</p><p>　　Hu——混合燃

87、料的質量低熱值，單位為MJ/kg。</p><p>　　圖3.9 1600r/min時的能耗率</p><p>　　圖3.10 2000r/min時的能耗率</p><p>　　圖3.11 2400r/min時的能耗率</p><p>　　計算后得到能耗率畫出曲線圖3.9、3.10和3.11。從圖中看出三種工況下，與E0相比，混合燃料的能耗率

88、略有降低，并且隨著負荷的增加，E0的能耗率逐漸與混合燃料逐漸接近。因為乙醇具有較寬的著火極限，燃燒速度快，并且混合燃料含氧，混合氣燃燒相對更充分，使得燃燒熱效率和能量利用率得以提高，降低了混合燃料的能量消耗率。</p><p>　　3.5 排放特性分析</p><p>　　3.5.1 怠速工況下排放特性分析</p><p>　　圖3.2給出了怠速時的排放特性，圖中以

89、純汽油時的排放為100，使用E10和E20時的排放值為其實際值與使用E0時的比值。由圖可知，隨乙醇含量的增加，CO和HC排放均得到了改善，但NOX排放沒有明顯的改善。</p><p>　　圖3.12 怠速工況下排放</p><p>　　3.5.2 一氧化碳（CO）排放特性分析</p><p>　　根據(jù)實驗各個工況對燃用三種實驗燃料(E0、E10和E20)后測得的CO

90、排放值，繪制出下列各圖。</p><p>　　圖3.13 1600r/min時CO排放特性</p><p>　　圖3.14 2000r/min時CO排放特性</p><p>　　圖3.15 2400r/min時CO排放特性</p><p>　　圖3.13、3.14和3.15分別是發(fā)動機在三種不同轉速下CO的排放曲線。從圖上可以看出:</

91、p><p>　　1.燃用E0、E10和E20時CO排放曲線的變化趨勢幾乎相同，即在一定轉速下，隨著負荷的加大，三種燃料CO的排放曲線緩慢變化最后出現(xiàn)上升趨勢達到最大值。</p><p>　　這是由于電控發(fā)動機在中小負荷工況時是實行閉環(huán)控制的，根據(jù)安裝在排氣管上的氧傳感器的反饋信號控制過量空氣系數(shù)基本保持在1.0左右，此時汽油機用經濟混合氣工作，基本上可以保證燃料充分燃燒;另一方面，隨著摻燒乙醇

92、比例的增大，電控系統(tǒng)使發(fā)動機進氣量自動減小，以維持過量空氣系數(shù)保持在1.0左右。因此，在中小負荷工況，各種燃料的CO排放變化都不大，趨勢比較平穩(wěn)而在大負荷時，電噴汽油機為了輸出較大的功率將會增加噴油量以形成濃混合氣，導致過量空氣系數(shù)小于1.0，這就使得CO的排放開始上升。</p><p>　　2.燃用E0的排放始終最高，兩種混合燃料的排放效果均優(yōu)于燃用E0時的排放，并且隨著摻燒乙醇比重的增加，CO排放有明顯改善。

93、</p><p>　　這是因為乙醇汽油燃料自攜氧要比空氣中的氧更有助十充分燃燒，或者說原子氧要比分子氧更容易參加化學反應，加之混合燃料中乙醇的C/H小于汽油，汽化潛熱大于汽油，有利十混合氣的充分燃燒。乙醇化學結構中的輕基OH使其燃燒反應特點與汽油中的各種烴類的有所不同，其燃燒速度和火焰?zhèn)鞑ニ俣雀呤?，這也是摻燒乙醇后CO排放得以改善的另一個原因[16]。</p><p>　　圖3.16是

94、80%油門開度時燃用三種燃料的CO排放變化實驗結果曲線。從圖上可以看出:燃用E0,E10和E20的CO排放曲線的變化趨勢都是開始較為平穩(wěn)，后來上升很快;同時，隨著摻醇率的提高，CO的排放依次降低。這是由于電控噴油發(fā)動機的空燃比控制策略來決定的，在發(fā)動機達到某一轉速或者負荷時，就要增大噴油量，以形成功率混合氣，而高轉速段混合氣的形成時間較短。所以，在高轉速段CO的排放均有所上升。同樣也是由于乙醇汽油混合燃料富氧特性的作用，使得混合燃料的排

95、放仍然低于E0。</p><p>　　圖3.16 80%油門開度下CO排放</p><p>　　3.5.3 碳氫化合物（HC）排放特性分析</p><p>　　根據(jù)實驗各個工況對燃用五種實驗燃料(E0、E10和E20)后測得的HC排放值，繪制出下列各圖。</p><p>　　圖3.17 1600r/min時HC排放特性</p>

96、<p>　　圖3.18 2000r/min時HC排放特性</p><p>　　圖3.19 2400r/min時HC排放特性</p><p>　　圖3.17、3.18和3.19分別是發(fā)動機在三種不同轉速下HC的排放曲線。從圖上可以看出: 燃用E0 E10和E20時HC排放曲線的變化趨勢相近，混合燃料E10和E20的排放效果均優(yōu)于燃用E0時的排放，并且隨著摻燒乙醇比重的增加，HC的

97、排放依次降低。這是因為在閉環(huán)控制區(qū)域內，ECU的控制策略使過量空氣系數(shù)保持在1.0到1. 05之間，三種燃料基本上都可以完全燃燒。然而由于乙醇的含氧量高，當乙醇加入后，混合燃料的含氧量獲得提高，也使燃燒得以改善，燃料含氧降低了中小負荷工況下因為混合氣過稀引起的HC淬熄排放，也降低了高負荷工況下因為混合氣過濃導致的HC不完全燃燒排放從而降低了未燃HC的排放量。由此可知，即使在不缺氧的閉環(huán)區(qū)域，乙醇燃料的加入或者燃料含氧量的增加仍可改善燃燒

98、。這也說明燃料自攜氧對降低HC效果要優(yōu)于空氣中的氧氣[17]。</p><p>　　圖3.20是油門開度80%時三種燃料的HC排放變化實驗結果曲線。</p><p>　　圖3.20 油門開度80%時HC排放特性</p><p><b>　　從圖上可以看出:</b></p><p>　　1.隨著發(fā)動機轉速的提高，HC的排放

99、逐漸降低；</p><p>　　2.摻醇率越高，未燃HC的排放就越低。</p><p>　　這是由于節(jié)氣門開度保持一致時，隨著轉速的提高，燃燒速度得以提高，一定程度上降低了因火焰在到達壁面前由于膨脹使缸內氣體溫度和壓力下降造成可燃混合氣大容積淬熄的可能性，所以，HC排放得以降低。同時，HC在排氣系統(tǒng)中的氧化一般要求排放系統(tǒng)仍有富氧和較高的溫度，而發(fā)動機在全負荷工況運行時也使得排氣溫度獲得提

100、高，一定程度上為HC在排氣系統(tǒng)中的氧化創(chuàng)造了條件[18]。另外，乙醇汽油混合燃料含氧，其含碳量比汽油低，加上燃燒最高溫度低，又集中在定容區(qū)內燃燒，后燃的現(xiàn)象較少，也使排氣中HC含量減少，摻醇比例越大，HC排放改善越明顯。</p><p>　　3.5.4 氮氧化物（NOX）排放特性分析</p><p>　　根據(jù)實驗各個工況對燃用三種實驗燃料(E0、E10和E20)后測得的NOx排放值，繪制出

101、下列各圖。</p><p>　　圖3.21 1600r/min時NOX排放特性</p><p>　　圖3.22 2000r/min時NOX排放特性</p><p>　　圖3.23 2400r/min時NOX排放特性</p><p>　　圖3.21、3.22和3.23分別是發(fā)動機在3種不同轉速下NOx的排放曲線。從圖上可以看出:</p&g

102、t;<p>　　1.動機燃用各種燃料時，隨著負荷的增加，NOx的排放都是先升高后降低。這是由于發(fā)動機在小負荷時，缸內溫度比較低，因而NOx排放較低;發(fā)動機在中等負荷時，混合氣濃度變化不大，但是缸內溫度上升了，所以排放有所增加。而發(fā)動機在大負荷時，供給較濃混合氣，氧不足，即使此時缸內溫度較高，NOx的生成也被抑制了。</p><p>　　2.E10和E20放均高于燃用E0時排放，并且隨摻燒乙醇比重的增

103、加，NOx的排放依次增加。這是由于乙醇含氧，可使缸內燃燒溫度變高，燃燒速度變快，燃燒放熱也比較集中，使NOx的排放得以增加，雖然，乙醇的熱值低，汽化潛熱約為汽油的2.9倍，有使進氣溫度降低、火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，缸內最高燃燒溫度降低的趨勢，可能使NOx有所降低，但其影響不夠大，于是兩者因素共同作用后的結果是E10和E20這兩種混合燃料NOx的排放比E0要高。</p><p>　　3.24 油門開度80%的NOx排放特

104、性</p><p>　　圖3.24是油門開度80%時三種燃料的NOx排放變化實驗結果曲線。從圖上可以看出:節(jié)氣門開度一樣時，隨著轉速的提高，NOx的排放先升高后降低而后又升高，并且兩種混合燃料的排放始終低于E0。都是由于燃料的含氧量、燃燒峰值溫度以及混合氣濃度不同等諸多因素綜合在一起形成的[19]。</p><p><b>　　3.6 本章小結</b></p&g

105、t;<p>　　1．在油門開度80%工況下，燃用乙醇汽油混合燃料后的動力性能與原機基本相當，只是略低E0；</p><p>　　2.燃用混合燃料后燃油消耗率明顯升高，燃油經濟性變差，但能量消耗率有所降低，如果用能耗率來評價燃油經濟性的話，燃油經濟性相差不大；</p><p>　　3.用兩種比例乙醇汽油混合燃料后可以顯著降低CO和HC的排放，但同時會引起個別工況下NOx排放的增

106、加；</p><p>　　4 .CO的排放隨著摻燒乙醇比重的增加，co排放依次有明顯改善 部分負荷工況下，隨著負荷的加大, HC的排放在3種工況下，發(fā)動機燃用E0的HC排放始終最高；</p><p>　　5.NOx的排放部分負荷工況下時，隨摻醇比例的增加，NOx的排放依次升高。在部分負荷工況下，隨著負荷的增加，NOx的排放都是先增加再減少。</p><p>　　第4

107、章 乙醇汽油的三元催化轉化性能研究</p><p>　　4.1 三元催化轉化器的構造及反應原理</p><p>　　4.1.1 三元催化轉化器的構造</p><p>　　催化器的結構，一般由殼體、減振層、載體和催化劑涂層四部分組成。催化器殼體由不銹鋼材料制成，以防氧化皮脫落造成載體的堵塞。減振層的材料一般是膨脹墊片或鋼絲網墊，起密封、保溫和固定載體的作用，以防止振動

108、機殼體受熱變形等原因對載體造成的損害。膨脹墊片由膨脹云母、硅酸鋁纖維和粘接劑組成。膨脹墊片在第一次受熱時體積明顯膨脹，而在冷卻時只是部分收縮，這樣就使殼體與載體之問的縫隙完全脹死和密封。催化器載體一般為蜂窩狀陶瓷材料，也有少數(shù)用金屬(不銹鋼)材料。加大孔密度可以提高催化反應面積，孔密度在200～600cpi之問，但考慮到機械強度和熱負荷，一般取400cpi左右。在載體孔道的壁面上涂有一層非常疏松的活性層，即催化劑涂層。它以為主，其粗造的

109、表面可使壁面的實際催化反應表面積擴大7 000倍左右。在涂層表面散布著作為活性材料的貴金屬，一般為鉑(Pt)、銠（Rh）和鈀（Pd）。Pt主要催化CO和HC的氧化反應，Rh用于催化NOx的還原反應。</p><p>　　4.1.2 三元催化劑的主要反應步驟</p><p>　　主要反應步驟如下所示；</p><p>　　1) CO和O2擴散進入多孔的催化劑活性涂層；

110、</p><p>　　2) O2吸附在催化劑活性位上，然后分解成O原了；</p><p>　　3) CO與O原子發(fā)生化學反應生成CO2；</p><p>　　4) CO2再脫附回到尾氣流中；</p><p>　　5) NOx分了擴散進入活性涂層，并化學吸附在活性位上；</p><p>　　6) N-O鍵斷裂形成N原子和

111、O原子；</p><p>　　7) 兩個N原子結合成N2，脫附；O原字停留在催化劑上；</p><p>　　8) CO分了與O原了結合成CO2，脫附;</p><p>　　9) 反應循環(huán)往復。</p><p>　　4.1.3 三元催化轉化器的化學反應</p><p>　　在催化接觸時間小于1s的催化轉化器里，要同時完成

112、氧化和還原反應的確是一件很難的事。其卞要的化學反應如下[20]:</p><p>　　1.CO和碳氫化合物的氧化反應:</p><p>　　2C0+O2=2CO2；</p><p>　　CO十H2O=CO2十H2；</p><p>　　2CxHx+(2x+1/2 y) O2=yH2O+2xCO2；</p><p>　　

113、2.NOx的還原反應:</p><p>　　2N0+2C0=2CO2+N2；</p><p>　　2N0+2H2=2H2O+N2；</p><p>　　CxHY+(2x+1/2y)NO=1/2yH2O+xC02=(x+1/4y)N2；</p><p><b>　　3.其它反應:</b></p><p&

114、gt;　　2H2+O2=2H2O；</p><p>　　5/2H2十NO=NH3十H2O</p><p>　　其中，氨的形成是不希望的，應通過催化材料的合理選擇，加以避免。</p><p>　　三元催化轉化器同時降低3種排氣污染物的效果只有在汽油機當量燃燒，即過氧空氣系數(shù)等于1時才能實現(xiàn)。因為，NOx的還原需要H2, CO和HC等作為還原劑?？諝膺^剩時，這些還原劑首

115、先和氧氣反應，NOx的還原反應就不能進行?？諝獠蛔銜r，CO和HC則不能被完全氧化。</p><p>　　4.2 乙醇汽油三元催化轉化效率研究</p><p>　　根據(jù)實驗測得催化前后排放數(shù)據(jù)，計算得出各工況下三元催化轉化效率，繪出部分工況三元催化轉化效率隨負荷變化的曲線。 </p><p>　　圖4.1 2400rpm/min時CO的三元催化轉化效率</p&

116、gt;<p>　　圖4.2 2800r/min時CO的三元催化轉化效率</p><p>　　圖4.1和圖4.2給出了三種燃料的CO三元催化轉化效率的變化趨勢曲線，在2400 r/min和2800r/min小負荷時，燃用三種燃料的轉化效率基本相同，E10略高，趨勢不明顯；在大負荷時，燃用E0時的催化轉化效率最高，在2400r/min時E10高于E20，2800r/min時E10于E20相差不大。上述