摘 要

使用乙醇汽油可以有效地减少常规排放物的排放，但是有关研究表明，它会增加非常规排放物，例如醇类，醛类等的排放，而这些非常规排放物对生物的健康有不好的影响。因此本文对含水乙醇的非常规排放特性进行了研究。

试验使用93号E10车用乙醇汽油（E10汽油）和市售93号汽油（纯汽油）并配置了含水量分别为3%、5%的含水乙醇汽油E10w3、E10w5。在发动机上燃烧E10w0汽油、E10w3汽油和E0w5汽油，控制发动机的转速分别为1200r/min、1600r/min、2000r/min，调节发动机的扭矩分别为10N·m、20N·m、30N·m、40N·m、50N·m，收集尾气，测量各种工况的非常规排放。

试验结果表明：1,3-丁二烯的排放会随水的比例的增加而升高，随转速的变化不明显，随扭矩的增大而降低：苯的排放随水的比例的增加而降低，随转速的增大而降低，随扭矩的增大而升高；乙醛的排放随水的比例的增加而升高，随扭矩和转速的增大而降低。本试验为控制乙醇发动机的非常规排放物奠定了基础。

关键词：含水乙醇汽油；气相色谱仪；非常规排放

Abstract

The use of ethanol gasoline can effectively reduce the emissions of regulated emissions, but the study shows that it will increase the unregulated emissions, such as alcohols, aldehydes and other emissions. And these unregulated emissions have a very serious impact on human health. Therefore,the unregulated emission characteristics of water-containing ethanol are studied in this paper.

E10 gasoline and commercially available No. 93 gasoline (pure gasoline) were used, and 3% and 5% of the water-containing ethanol gasoline E10W3 and E10W5 were arranged.E10w0 gasoline, E10w3 gasoline, E10w5 gasoline were burned on the engine, Control the engine speed were 1200r/min, 1600r/min, 2000r/min, adjust the engine torque were 10N·m,20N·m,30N·m,40N·m,50N·m, collecting exhaust, measuring the various conditions of the unconventional emissions.

The results show that the emission of 1,3-butadiene will increase with the increase of the proportion of water, which will increase with the increase of the rotational speed and decrease with the increase of the torque: the increase of the ratio of benzene to water And decreased with the increase of the speed, and increased with the increase of the torque. The emission of acetaldehyde increased with the increase of the proportion of water, and decreased with the increase of the torque and the rotational speed. This test laid the foundation for controlling the unconventional emissions of ethanol engines.

Key words: hydrous ethanol gasoline；Gas Chromatograph；unregulated emissions

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1燃料乙醇发展现状分析 2

1.2.2气相色谱技术运用于尾气排放的现状分析 4

1.2.3醇类汽油非常规排放特性的研究现状分析 5

1.3研究内容与方法 7

1.3.1研究内容 7

1.3.2研究方法 7

第2章 乙醇汽油混合燃料特性 8

2.1乙醇和汽油的理化性质 8

2.2乙醇汽油在汽车上使用的技术可行性 9

2.3车用乙醇汽油燃料使用的技术性问题 9

2.4本章小结 10

第3章 非常规排放气体测试方法 12

3.1色谱技术简介 12

3.2气相色谱仪结构及原理 12

3.2.1载气系统 12

3.2.2进样系统 12

3.2.3分离系统 13

3.2.4检测系统 13

3.2.5数据处理系统 15

3.3色谱柱的选择 16

3.4非常规排放物的分析 17

3.5本章小结 17

第4章 含水乙醇的非常规排放特性 18

4.1实验设备及参数 18

4.1.1发动机 18

4.1.2 GC9790Ⅱ型气相色谱仪 19

4.2试验方法 20

4.2.1发动机台架的布置 20

4.2.2 试验 21

4.3 实验结果与分析 21

4.3.1 1,3-丁二烯 21

4.3.2苯 23

4.3.3乙醛 25

4.4本章小结 27

第5章 结论 28

5.1研究总结 28

5.2研究展望 28

参考文献 29

致谢 31

第1章 绪论

1.1研究背景与意义

现今社会，交通越来越便利，人们的出行必须借助交通工具，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分。自从世界第一台三轮车被德国工程师卡尔·本茨制造出来，汽车不断的发展着，汽车的持有数量一直在增长。在1950-1960的十年间，全世界的汽车数量增加了整整一倍，到1970年，世界汽车数量又增加了一倍多，接下来过了十六年到1986全世界汽车数量又增加了一倍。到2009年世界汽车数量已经达到了9.8亿量，相比于1986年又增长了一倍。预计到2050全世界汽车数量将超过25亿。我国汽车行业发展较晚，但是发展极为迅速。1985年，我国汽车保有量仅为300万辆，但截至2017年3月底，全国机动车保有量突破了3亿，并且还在迅速的增加^[1]。

随着汽车保有量的增加，人们的生活越来越便利，极大的促进了经济的增长，但是同时也消耗了大量的石油能源，对环境造成了极大的污染。如今，石油仍然是人类消耗的主要能源。石油资源是不可再生资源，虽然这种资源还在地球上不断的生成，但是这过程十分缓慢，不能按年为单位来计算。随着勘探技术的不断发展，全世界的原油储量也不断增加，据统计2015的石油储量为14717.17亿桶，并且这个数字还在不断的增加。法国专家贾内西尼认为，地球还有2万亿桶石油资源可供开采，还能支持人类使用80年。并且全世界的石油资源分布是不均匀的，从东西半球来看，东半球占有全世界四分之三的石油资源，按南北半球看，北半球占有大部分的资源。如今可开采的石油储量有80%位于中东地区。而我国的油气资源并不丰富。发达国家每年的人均石油消耗为2.7t,发展中国家每年的人均石油消耗为0.23t，中国在2006年的人均石油使用量为0.27t。由于我国发展迅速，石油的使用量也在增加，在2008年，17890万吨石油从国外进口到国内。而在2012年有28512万吨石油从国外进口。IEA预测到2020年我国石油使用量的77%将从国外进口^[2]。