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2005-01-2206
评定巴西人的表现
弹性燃料汽车
Pedro Caffaro Vicentini
PETROBRAS/CENPES
Stefan Kronberger
Fundaccedil;atilde;o Gorceix
Copyright copy; 2005 SAE International
简述
本文介绍了巴西国家石油公司(Petrobras)研究中心(CENPES)进行的一项研究所取得的成果，并对两辆挠性燃料车(为巴西加油机设计的乙醇和任意水合乙醇的混合物设计的)进行了比较分析，和类似只为汽油乙醇的使用而设计的模型。这一评价是基于新技术对车辆驾驶性能的影响：速度回收性能、废气排放(THC、CO、NOx和醛)、燃油经济性和维护费用。
介绍
在七十年代的石油危机期间，巴西政府创建了Prolcolo，一个旨在用国家生产的乙醇替代石油衍生物的项目。
在80年代，政府还鼓励生产水合乙醇驱动的轻型汽车(水占7.4%)，销售非常好。
汽车工业也不得不慢慢地调整汽油动力汽车的技术，以适应汽油和无水乙醇混合物--汽油--的引入。从1982开始，GA中的乙醇含量根据联邦政府的定义，乙醇含量在20%至25%之间。
在那个年代末，乙醇供应的危机和国际油价的下跌，导致消费者不再使用乙醇驱动的汽车。
20世纪90年代以来，巴西汽车工业一直在研究是否可能生产一种既可以使用国家汽油醇，也可以使用任何比例的水合乙醇(纯乙醇或混合乙醇)的汽车。直到最近，随着车载汽车电子产品的不断发展和联邦政府的新激励措施，柔性燃料汽车技术在技术上已经成熟，
商业上，已于2003投放市场。
然而，目前的国家汽油规格并没有预见到自由混合物与水合乙醇的可能性，这可能会在寒冷的气候等不利情况下造成问题。因此，巴西石油公司被认为适合研究游离混合物对新型柔性燃料汽车性能的影响。
实验部分
实验车辆
2003在国内市场上购买了四款具有代表性的新车，用于比较试验: 在新技术推出前的两种弹性燃料模型和在此之前出售的类似汽油乙醇驱动的车型。
在实验开始前，车辆行驶了6000公里。
(1).其主要特征见表一。
|
车体模型 |
排量 (L) |
压缩比 |
马力 (BHP) |
|
常规 1 |
1.8 |
9.4:1 |
102 @ 5200 rpm |
|
弹性 1 |
1.8 |
10.5:1 |
g.: 103 @ 5400 rpm e.: 107 @ 5400 rpm |
|
常规 2 |
1.6 |
9.8:1 |
92 @ 5500 rpm |
|
弹性 2 |
1.6 |
10.0:1 |
g.: 97 @ 5750 rpm e.: 99 @ 5750 rpm |
表1 - 试验车的主要特点
注: (g)乙醇, (e)水合乙醇
实验程序
驾驶性能
对每一种汽车燃料组合进行了两次测试，使用的是大众汽车“华氏度”程序的简化 (2). 该评价分为冷启动、冷驱动和热驱动三个阶段.每个检测到的操作故障或缺陷都被分配一个与其严重程度成正比的负值(“记分”)。作为最终结果，得分率之和显示了测试项目中最差的部分。
这些试验是在冷室的底盘测功机上进行的，目的是使冷起动和可驾驶性在试验车辆中更为关键。其目的主要是评估两种可能性。柔性燃料汽车缺陷的IES：纯水乙醇低温低挥发和相分离引起的无控制燃烧的冷启动困难水合乙醇汽油混合物。
在这些试验中，CENPES所制备的燃料在混合时会呈现出在所选择的温度下分离相的倾向(约为0℃)。
使用的燃料如下：
- 水合乙醇与7.4%w水(巴西规格中允许的最大水)混合时，可产生最坏的混溶条件。
- 具有以下特点的汽油：
X.添加19%v无水乙醇--考虑到联邦政府的参与范围为20%至25%v，其中最糟糕的含量为plusmn;1%v。
X.根据CENPES的研究，基础油中烯烃和芳烃含量低于15%V，相分离温度在0°C以上。
3. 65% V 35% V含水乙醇混合汽油
-导致相分离温度最高的先前产品所占比例(约 2ordm;C).
加速
在底盘测功机上进行了速度恢复试验，加速间隔为40-60公里/小时(最高档为两档)、60-80公里/小时和60-100公里/小时(均为最后一档)。Ve每隔一段时间，打嗝至少要跑六次。使用SAE标准(3)中的一种程序，对每一种汽车燃料组合至少进行了两次完整的测试。
这些燃料与可驾驶性试验的燃料相同。
废气排放与燃油经济性
每辆汽车燃料组合在ftp 75循环底盘测功机上至少测试三次，测量废气排放量：总碳氢化合物(Thc)、一氧化碳(CO)、牛(Ox)。氮(NOx)、二氧化碳(CO2)和甲醛IDES乙醛。根据FTP 75循环排放和公路结果，采用碳平衡法计算燃油经济性。巴西标准(4)(5)(6)(类似于美国斯坦)(Dards)用于执行这些测试。
巴西的PROCONVE立法(控制车辆空气污染的国家方案)规定了巴西的车辆排放限制。2003辆SI轻型车辆的限值为CO=2.0g/km，THC=0。3g/km，NOx=0.6g/km，甲醛乙醛=0.03g/km。
实验中使用了下列燃料：
1.标准汽油，22%v无水乙醇，由巴西立法规定的排放和燃油经济性试验规范。
2.标准水化乙醇，含水量6.8%w，也符合巴西立法规定的规格。
3. 50%v标准汽油的混合物50%v标准水合乙醇，这是巴西立法为此类试验确定的比例。这种混合物是用前两种燃料配制的，因此得到了含汽油39%，乙醇57%，水3%的产品。
试验燃料的主要性能见附录。
结果与讨论
没有使用任何统计工具来评价驾驶能力的结果，因为它们是主观的评价数据。
在其他测试中采用单因素方差分析(ANOVA)来检验是否至少存在一种汽车燃料组合，其结果与其他的有统计学差异(plt;0.0 5)。。作为使用方差分析的前提条件，检验结果间方差的同质性假设(Cochran-Hartley-Bartlett检验)。
当方差分析显示结果之间有统计学差异时，他们的平均值用低显著差异法（LSD）（7）进行比较。
性能结果
在测试期间观察到的故障总结见表2。
在低温试验(0 r2°C)中，Flex 1型汽车和汽油乙醇模型显示了相似的结果。在冷起动后，柔性燃料车在怠速时出现了一些浪涌，但它们是微小。很难被普通的司机看到。
使用三种燃料测试的Flex 2型汽车的运行情况明显比汽油乙醇模型差。大部分的缺陷都发生在冷启动过程中，当车辆运行时，也会出现一些缺陷。用水合乙醇燃料。虽然观察到的缺陷并不严重，也不会导致安全风险，但它们可能会使普通司机担心。
乙醇汽油水合混合物中的相分离并没有造成柔性燃料汽车的严重缺陷。然而，在燃料回收系统中收集的样本显示，收集到的阶段。进入一个单一的阶段，需要很长时间才能再次分离，这可能解释了为什么没有发现缺陷。
不能评估相分离对柔性燃料系统部件耐久性的长期影响。
|
车辆 |
试验燃料 |
故障感知 |
|
传统. 1 |
乙醇燃料 |
无缺陷 |
|
弹性 1 |
乙醇燃料 |
无缺陷 |
|
乙醇 |
无缺陷 |
|
|
混合物e (1) |
-冷启动-轻微的粗糙闲置 |
|
|
传统. 2 |
乙醇燃料 |
-冷启动-轻微的粗糙闲置 |
|
弹性 2 |
乙醇燃料 |
-冷启动：熄火 |
|
乙醇l |
-冷启动：发动机启动失败 (3次尝试)，轻微的粗糙闲置 -冷驾驶能力：加速的适度激增-温热驾驶-加速度轻微波动 |
|
|
混合物(1) |
-冷启动-引擎启动失败(3次)，失速，轻度粗糙怠速 |
表 2 - 试验中的驾驶缺陷 (0°C).
(1)65%V汽油乙醇35%V水合乙醇。
为了寻找在燃料交换后立即改装灵活燃料车辆方面可能出现的问题，在不太严格的温度(20℃)下进行了一些具体的冷启动试验。这是这是必要的，因为在使用的可驾驶性程序中，车辆必须在试验前一天与试验燃料一起行驶至少30公里。
在这些额外的试验中，汽油乙醇被水化乙醇所取代，之后引擎就没有运转了。在这种情况下，只有Flex 2型车辆在寒冷地区遇到了一些困难。延迟适应问题。
由于观察到的故障是特定于Flex 2车辆，我们得出结论，它们不能被概括。
加速结果
表3显示了在速度恢复测试中测量到的平均运行时间，以及使用后者作为参考。当百分比差为正(以红色表示)时，这意味着所测量的经过时间的增加，因此挠性燃料车的结果比乙醇差。乙醇模型另一方面，负面差异(蓝色)指出了一个更好的结果弹性燃料模型。
表3-使用常规车辆作为参考的经过时间和百分比差异。
与P值小于5%的统计学差异显示为“无差异”。
|
汽车燃料组合 |
40-60 km/h |
60-80 km/h |
60-100 km/h |
|||
|
耗时 (s) |
区别(%) |
耗时 (s) |
区别 (%) |
耗时 (s) |
区别 (%) |
|
|
常规 1 |
3.69 |
-- |
5.31 |
-- |
9.91 |
-- |
|
弹性1 乙醇燃料 |
3.76 |
无. |
5.33 |
无. |
9.98 |
无 |
|
弹性1 混合物 |
3.85 |
4% |
5.24 |
无 |
9.7 |
-2% |
|
弹性 1 乙醇 |
3.94 |
7% |
5.6 |
6% |
10.31 |
4% |
|
常规 2 |
4.61 |
-- |
6.64 |
-- |
13.11 |
--<!-- 全文共7765字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料 资料编号：[11305]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word |
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