在美国,有关汽车的问题是一个复杂的系统,不仅必须满足消费者的要求,同时也要满足严格的排放和安全标准要求。2007 ~ 2012年美国能源部支持的中等比例乙醇混合燃料(MLB)研究项目内容涉及广泛,大约有超过300个精密控制实验。每个研究根据具体的研究目标选择车辆。尾气排放的研究通常测试有代表性的样本车辆,评估平均尾气排放,测试其对使用汽车的影响。
MLB研究项目包括驾驶性能、尾气排放、材料兼容性和灵活乙醇燃料等内容,一般研究按照先前已经公布的流程进行。
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耐用性和车载自诊断
耐用性和车载自诊断研究通常由汽车制造商(OMEs)和供应商完成。这些研究通常是各自进行,而不是行业组织完成。研究设计方法保密,一般是依据更加严格的现实条件,采用加速试验完成,这样可以在有限的样品数中得到更有意义的结果。
02
驾驶性能
驾驶性能是指汽车易于启动的能力、加速和空转的平稳、油门变化的响应。燃料的挥发性可以在很大程度上影响汽车的驾驶性能。
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冷启动和暖机性能
冷启动和暖机性能是指车辆经历数小时后,在与当地温度相同条件下(通常是过夜后),发动机的启动性能。以雷德蒸气压(RVP)测量的蒸汽压和蒸馏特性必须满足要求,这样即使在寒冷的天气里,汽油也可以蒸发,发动机不出现停顿、熄火,可以轻松启动。
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热燃料处理
热燃料处理是指当发动机被完全加热后的车辆性能。汽油易于蒸发因而部分进入燃油系统。这将导致燃料不能准确计量地注入。
研究表明,汽油中加入10%的乙醇可以降低车辆冷启动和暖机性能。乙醇在汽油中的比例在10% ~ 20%之间对各项性能产生不同的影响。
▼差异性对比报告
这项研究结果如下:
① 驾驶性能:经专业的评级机构测试,MLB在驾驶性能方面,从统计学角度看,没有明显的影响。一个包括2000 ~ 2006年型40辆车的车队,使用E20一年后,没有出现与燃油操作相关的问题。
② 蒸发排放:MLB的使用,增加了渗透和蒸发排放总量,但是与E10汽油相差不大。
③ 废气排放:相对于E0,MLB通常减少CO及烃类化合物的排放,但增加了NOx和乙醛的排放。MLB废气排放趋势类似于低浓度乙醇汽油。
④ 车载诊断:筛选研究表明,当使用MLB时,少量的车型容易受固有的故障指示灯照明错误影响。实验数据显示,如果乙醇含量足够高,MIL会照亮。E20在实验室测试的MIL照明阈值通常高于暖和温度下的阈值,但6辆敏感汽车中有3辆车使用E20时,在20 ℉(约-6.67℃)条件下,MIL指示灯亮起;1辆敏感的汽车在E15时,20 ℉(约-6.67℃)条件下指示灯亮起。
⑤ FFV/灵活燃料汽车:FFVs可以很快适应燃料乙醇含量变化,同时保持有效的排放控制。当燃料乙醇含量在E6 ~ E85时,大多数排放和蒸发排放参数不受影响。在2008/2009年调查中,许多零售灵活乙醇燃料样品不符合ASTM标准。最大的问题是乙醇混合后带来的低蒸气压。在2010/2011年的调查中,燃料进行了合规改进,特别是对于乙醇的含量。对销售乙醇汽油和灵活乙醇燃料的加油站进行了一项调查。混合燃料的乙醇含量接近于标识值,但混合泵的标签不一致,有些混乱。
⑥ 催化剂耐久性:一般车辆不基于氧含量进行燃油修正,而是调整燃料注入量。在一项特定的研究中,筛选出大约50%使用此种方法的车辆。没有燃油修正的大多数车辆,节气门上的温度要高些。在长期DOE试验中,对2000 ~ 2009年车型使用含有20%乙醇的燃料,乙醇没有影响催化剂耐久性和排放。研究中,对于测试循环中的车辆利用或不利用燃油修正,在排放老化方面并没有明显的差异。
⑦ 材料兼容性:一般金属、塑料和弹性体材料受到乙醇混合后的影响比纯汽油要大。不过,大多数材料测试表明与MLB是兼容的。然而,也发现有一种金属和三种塑料与MLB不兼容或选择有误。
⑧ 燃油系统组件:在全生命模拟中,从高销量车辆车型选出2个燃料泵模型,在MLB测试时出现故障,而E0或E10汽油正常。在燃料喷射器测试E15时,仍有一些问题会出现。在台架测试时,使用MLB一些燃油系统的材料会发生微小的变化,但没有太大的问题。测试中,减震器和燃料喷射器没有出现问题。
⑨ 发动机耐久性:在10万英里道路操作测试模拟中,测试流行的8个发动机模型,有2 个车型出现使用E15和E20出操作故障,但E0正常。
⑩ 蒸发排放控制系统的耐久性:研究进行了10个车型(2002 ~ 2010年型)为期一年的测试,所有的汽车蒸发排放都符合联邦认证标准。有2个车型随E20燃料点火时间延长,有明显的蒸发排放增加。
可再生能源凭借其不断提升的技术装备水平、日趋完善的支持政策体系、显著增长的经济竞争力,已成为世界各国推进能源转型和应对气候变化的发展重心。其中,生物燃料乙醇具有可再生、环境友好、技术成熟、使用方便、易于推广等综合优势,成为了替代化石燃料的理想汽油组分。
乙醇是最常见的一元醇,其所具有的特定性质使其成为醇类中最适合用于混合燃料的分子。它是通过植物物质发酵制成的透明无色液体。这种液体易燃,具有众多特性,非常适合用于内燃机。
现今大部分乙醇是由玉米淀粉、甘蔗或高粱制成的,而实际上任何植物物质都可以制成乙醇。加工到最后所得的甘蔗乙醇、玉米乙醇和纤维素乙醇都是同样的燃料。
《燃料乙醇——美国发展经验分享与启示》一书将美国燃料乙醇的发展历史和现状整理成册,通过客观的数据及翔实的描述为读者展现了一个完整的美国燃料乙醇行业,回答了产业进一步发展的重要问题。