E2 乙醇柴油混合燃料 【技术领域】
本发明涉及液体含碳燃料，具体地讲，是一种乙醇柴油混合燃料。背景技术 国内从 2002 年起开始出现关于乙醇柴油的研究论文，其工作主要集中在乙醇柴 油助溶剂和乙醇柴油的排放特性上。 国外对乙醇柴油的研究较早，巴西于 1975 年开始 ProAlcoo 项目，美国于 1978 年开始燃料乙醇工作，然后是加拿大和欧洲也在开展燃料乙 醇的工作。 巴西的燃料乙醇主要来自于甘蔗，其产品包括含水乙醇和无水乙醇，美国的 燃料乙醇主要来自于玉米和少量的小麦、大麦，加拿大的燃料乙醇主要来自于玉米和少 量的小麦。 对于燃料乙醇的应用，除巴西大规模的使用含水乙醇直接作为汽车燃料使用 外，一般的用途是将燃料乙醇作为燃料 （包括汽油和柴油） 的组分或含氧添加剂而和燃 料掺合使用。 无水乙醇的基本物理性质见表 1。
表 1 无水乙醇的基本物理性质
熔点 -114.1℃ 沸点 78.3℃ 相对密度 饱和蒸气压 燃烧热 0.79 5.33 kPa /19℃ 1365.5 kJ/mol 闪点 压燃温度 爆炸极限 (V/V) 溶解性 12℃ 363℃ 3.3％～ 19.0％ 与水混溶 , 可混溶于醚、氯仿、甘 油等多数有机溶剂从乙醇的物理性质和已有的工作基础可以看出 ：随着乙醇在柴油中添加量的提高， 乙醇柴油的密度降低、各馏出温度降低、粘度下降、热值下降、十六烷值下降、闪点降 低、抗磨性降低。 因此，欲使乙醇柴油进入大规模的使用，必须解决三个问题 ：十六烷 值下降、闪点降低、抗磨性问题。 另外，由于乙醇与柴油的相溶性不同，需要研究乙醇 柴油的稳定性问题，尤其是低温下相分离的问题 ；通常醇的加入会增加金属材料的腐蚀 性和橡胶材料的溶胀性，现有汽车部件材料的选用主要考虑其在柴油存在下的腐蚀性， 因此，需要研究乙醇加入后对金属的腐蚀性和对橡胶的溶胀性。
但是，乙醇柴油混合燃料与基础柴油相比，乙醇的分子中含氧。 氧的存在，会 对发动机的工作造成以下两种截然相反的影响 ：一方面，氧的存在可导致相同重量的乙 醇柴油中的可燃组分 （C、 H） 含量降低，从而使发动机的扭矩和功率下降、燃料消耗 率增加 ；另一方面，氧的存在可导致发动机中燃料的燃烧更充分，从而改进发动机的燃 烧，使发动机扭矩和功率增加、燃料消耗率减少。 发明内容
本发明所要解决的技术问题在于找出乙醇柴油混合燃料中乙醇的最佳体积百分 比浓度，在这个最佳百分比浓度下，乙醇柴油的燃料消耗率和基础油相当。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下 ：一种 E2 乙醇柴油混合燃料，包含 以下体积份数的原料混合制得 ： 乙醇 2 份 柴油 98 份 乙二醇乙醚或乙二醇甲醚 0.1~0.3 份上述乙醇为无水乙醇或工业酒精 ；上述柴油为成品柴油、直馏柴油、二次加工柴油 中的一种或几种的混合物。
本发明通过大量试验研究，找出了乙醇柴油混合燃料中乙醇的最佳体积百分比 浓度，在这个最佳百分比之下，乙醇柴油的燃料消耗率和基础油相当，以提高乙醇柴油 混合燃料的发动机动力性。 加入乙二醇乙醚或乙二醇甲醚 0.1~0.3 份作为防水剂。
其作用 ： 如果基础组分是工业酒精，作为必要的溶剂 ； 如果基础组分是无水乙醇，则作为必要的容水剂 （储存时可允许适当吸水）。
为了降低混合燃料的蒸发性， E2 乙醇柴油混合燃料中还加入体积份数为 0.8 ～ 1.2 份的丁醇或辛醇 ；所述 100mlE2 乙醇柴油混合燃料中还加入 0.8 ～ 1.2kg 的 KCl。
为了提高柴油和乙醇的混溶性， E2 乙醇柴油混合燃料中还加入体积份数为 1 ～ 1.2 份的正丁醇和 0.3 ～ 0.4 份的异戊醇组成的助溶剂。
为了提高混合燃料的溶水性， E2 乙醇柴油混合燃料中还加入体积份数为 4 ～ 6 份的正丁醇、异丁醇、异辛醇或异戊醇。
以下是乙醇柴油的各项性能参数试验 1 乙醇柴油的混合性能试验 1.1 试验原料 无水乙醇 ：市售，分析纯。 常二柴油 ：取自兰州炼油厂 500 万吨常减压蒸馏二装置。
常三柴油 ：取自兰州炼油厂 500 万吨常减压蒸馏三装置。
裂化柴油 ：取自兰州炼油厂 140 万吨催化裂化装置。
加氢柴油 ：取自兰州炼油厂 120 万吨加氢精制装置。
0 ＃商品柴油 ：市售。
1.2 不同基础柴油对乙醇的最大溶解量 在室温下，向不同基础柴油中逐滴加入无水乙醇，振荡，直至体系不透明为止，测 得的不同基础柴油对无水乙醇的最大溶解量见表 8.2。
表 1 不同基础柴油对无水乙醇的最大溶解量 （体积百分含量）
基础柴油 最大互溶量
常二柴油 7.75%常三柴油 3.85%加氢柴油 6%裂化柴油 100%0 ＃商品柴油 100％注 ：互溶量 100％表示该基础柴油可与无水乙醇以任意比例互溶。 由表 1 可以看出 ：不同基础油对乙醇的最大溶解量不一样，从很小 （3.85％） 到完 全互溶。
1.3 乙醇—柴油体系的互溶性 以不同柴油为基础油，分别按照 2％、4％的体积百分含量，与无水乙醇混合，并观 察其互溶性，结果如表 2 所示。
表 2 不同基础柴油与无水乙醇的互溶性4CN 102021049 A CN 102021063 A说常二 常三 催化裂化 加氢精制 0 ＃商品柴油明书E4 透明不分层 分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层3/12 页E2 透明不分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层注 ：Ex 表示无水乙醇的体积百分含量为 x （下同）。
从表 1 和表 2 可以看出 ：在乙醇的最大溶解量之下，不同基础柴油与无水乙醇在各个 比例下均可实现互溶。
1.4 不同乙醇柴油的长期稳定性 将表 1 乙醇柴油在室温下静置 2 个月，观察其稳定情况。 所有乙醇柴油均密封静置， 以排除水分的影响。 结果见表 3。
表 3 不同基础油乙醇柴油的长期稳定性常二柴油 常三柴油 裂化柴油 加氢柴油 0 ＃商品柴油 E2 透明不分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层 E4 透明不分层 分层 透明不分层 透明不分层 透明不分层由表 3 可以看出 ：在无水乙醇的最大溶解量之下，不同基础柴油的各比例乙醇混合 物在长期静置条件下，均可实现互溶。
1.5 水分对乙醇—柴油体系互溶性的影响 取 20ml 配制好的不同比例乙醇柴油，逐滴滴入水分，振荡，直至体系不透明为止， 测得的乙醇柴油的最大容水量结果如表 4 所示。
表 4 不同乙醇柴油的最大容水量 （滴）常二柴油 常三柴油 裂化柴油 加氢柴油 0 ＃商品柴油 E2 8 1 1 2 1 E4 8 － 1 2 1注 ：静置 2 个月后，不同基础油不同比例乙醇柴油均维持初始状态。
由表 4 结果可知 ： （1） 水分可明显影响乙醇柴油的稳定性 ； （2） 乙醇柴油的最大容水量与基础油有关，本实验中，容水性最好的基础油为常二 柴油，换算最大容水量 （按每 ml 水 23 滴计算） 可达到 1.7％，加氢柴油的最大容水量为 小于 0.4％，常三柴油、裂化柴油和 0 ＃商品柴油的最大容水量小于 0.2％ ； （3） 在本实验条件下，乙醇柴油的最大容水量与乙醇含量无关 ； （4） 水分不影响乙醇柴油的长期稳定性。
1.6 助溶剂对乙醇柴油互溶性的影响 以高级醇的单剂或混合剂为助溶剂，分别考察助溶剂对乙醇—柴油和水—乙醇—柴油体系的影响。
（1） 醇类助溶剂对乙醇—柴油体系的影响 由表 1 数据可知 ：常二柴油、常三柴油和加氢柴油的最大乙醇溶量偏小。 本文通过 添加高级醇的方法改善乙醇、柴油互溶性。
试验发现 ：在以单剂状态添加下，正丁醇、异丁醇、异辛醇、异戊醇均能显著 提高乙醇与常二柴油、常三柴油和加氢柴油的相溶性。 但助溶剂的添加量都较大，在 5% 以上才能明显增大乙醇溶量。
如果把各种醇类复配使用，则，对于常二柴油，1.12% 正丁醇＋ 0.37% 异戊醇的 配方助溶效果较好 （使乙醇柴油完全互溶不分层，长期密封存放稳定性良好）。 此外， 各种复配配方对常三柴油和加氢柴油的助溶效果不理想。
（2） 醇醚类助溶剂对乙醇柴油容水性的影响 以工业酒精 （含水量 5%v） 为乙醇柴油的基础组分，乙二醇乙醚或乙二醇甲醚为助 溶剂，考察可使乙醇柴油体系完全互溶的助溶剂最小用量，结果见表 5。
表 5 工业酒精为基础组分时的助溶剂用量乙醇含量 （%v/v） 乙二醇乙醚用量 （滴） 2 8 4 15 乙二醇甲醚用量 （滴） 7 15 现象 清澈透明不分层 清澈透明不分层由本节实验数据可知 ： 虽然乙醇和柴油的互溶性能较好，且有一定的容水性。 但高级醇类助溶剂 （不管是 以单剂使用还是复配使用） 对乙醇柴油的助溶性能和容水性能的提高效果并不好。 为达 到较理想的助溶效果和容水效果，助溶剂的用量通常很大，在实际使用时会导致成本大 幅度提高。
现在还没有车用乙醇柴油的国家标准，因此，我们无法判断将来可能会应用的 车用乙醇柴油的水分含量有多大。 但是，考虑到车用乙醇汽油和车用乙醇柴油在储存和 使用中面临的外界环境 （吸水性） 相差不大，则参考 GB 18351-2004 《车用乙醇汽油》 的相关内容，乙醇燃料中允许的含水量应小于 0.20％ （m/m）。
从水对车用乙醇柴油的影响，及醇类助溶剂对乙醇柴油互溶性和稳定性的作用 效果来说 ：由于乙醇强烈的吸水性，在用车用乙醇柴油必然会从周围的环境 （油罐、管 线的空间等） 吸水。 根据本文的研究结果，一旦车用乙醇柴油吸水，会影响车用乙醇柴 油的互溶性和稳定性 ；而且，通过常规的添加醇类助溶剂的方法来解决互溶性和稳定性 下降的问题，将会导致成本大幅度提高，从而，限制车用乙醇柴油的大规模应用。 这时候，乙二醇乙醚或乙二醇甲醚由于其优秀容水性，可作为防水剂使用。 防 水剂的作用有二 ： （1） 使用时，防止由于吸水而导致的分层情况 ； （2） 可直接使用工业酒精作为乙醇柴油的基础组成，从而大幅度降低乙醇柴油的生 产成本。
2 乙醇柴油的蒸发性试验 2.1 馏程 根据 GB/T6536-97 分别测定了以 0 ＃柴油为基础油配制的乙醇柴油在大气压力为 97.8kPa 下的馏程，结果见图 1 ：
由图 1 可以明显看出 ：在添加了乙醇后，与 0 ＃基础柴油相比较，乙醇柴油 （1） 初馏点明显降低至乙醇的沸点 （78.3℃） 附近 ； （2） 体积 20％之前的馏出温度明显降低 ； （3）体积 30％之后馏出温度的降低幅度与乙醇的添加量有关，乙醇添加量越多，馏 出温度下降越多。
根据上图数据，乙醇主要会影响乙醇柴油的初馏点和 10％馏出温度。 后续试验 中，只测定以各中间柴油产品为基础油配制的乙醇柴油的初馏点和 10％馏出温度，结果 见表 6、表 7。
表 6 不同基础柴油乙醇柴油的初馏点 （℃）常二柴油 常三柴油 加氢柴油 裂化柴油 E0 171 190 182 164 E2 75 76 74 77 E4 74 74 75 74表 7 不同基础柴油乙醇柴油的 10％馏出温度 （℃）常二柴油 常三柴油 加氢柴油 裂化柴油 E0 226 234 230 214 E2 214 221 217 200 E4 182 190 187 175由表 6 ～表 7 可知 ：在添加了乙醇后，乙醇柴油 （1）初馏点降低。 可能是由于生成了共沸物的原因，乙醇柴油的初馏点会低于无水 乙醇的沸点。
（2）10％馏出温度下降，且随着乙醇添加量的增加，乙醇柴油的 10％馏出温度 下降程度增加。
值得注意的是 ：当添加量为 10％时，乙醇柴油的 10％馏出温度在乙醇的沸点附 近，说明在蒸馏的过程中，乙醇早于柴油单独蒸馏出来。 在使用中，乙醇柴油的这种特 性可能会影响发动机的正常工作。 原因在于 ： 在发动机的启动和预热过程中，由于发动机温度低，只有那些轻组份才有可能在较 低的温度下汽化，并和空气形成可燃混合气。 而一种油品的 10％馏出温度是反映油品轻 组份含量的多少的指标，通常情况下，10％馏出温度越低，则实际使用时发动机启动和 预热越容易。 但对于乙醇柴油而言，由于乙醇会早于柴油单独蒸发出来，则，可能导致 低温下汽化出来的轻组份中含有大量乙醇。 又由于乙醇本身压燃性能差于柴油，结果导 致使用中可能出现启动困难和预热时间加长等不良后果。
2.2 雷德法饱和蒸气压 按照 GB/T8017-87 测定了以 0 ＃柴油为基础油的乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压，试 验结果见图 2。
由图 2 可以看出 ： （1） 掺入了乙醇后，乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压增加 ； （2） 雷德法饱和蒸气压增长曲线的拐点出现在乙醇掺加量为 8％的时刻 ：在掺加量 为 10％时，乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压增加加快。
雷德法饱和蒸气压主要反映油品中轻组份的蒸发性能，在柴油中添加了低沸点的乙醇后，乙醇柴油的饱和蒸气压迅速升高。 值得注意的是，根据乙醇汽油的研究结 果，当乙醇的添加量为 10％的时候，乙醇汽油的饱和蒸气压会上升 5kPa 左右 ［81］。 根据 本实验的雷德法饱和蒸气压结果，乙醇对柴油的蒸发性影响与对汽油蒸发性的影响比较 起来，其结果是相似的。
由乙醇柴油的馏程和饱和蒸气压结果可知 ：加入了乙醇后，乙醇柴油变得易蒸发。 从使用的角度，燃料的蒸发性过好的不利影响主要有三个方面 ：增加储存中的蒸发损 失、行车的时候导致气阻、增大燃料的着火危险性。 从柴油的角度来说，由于柴油本身 的蒸发性远远差于汽油，且乙醇对柴油饱和蒸气压和馏程的影响绝对值并不大，因此， 加入乙醇后，对柴油蒸发损失和行车气阻的影响可以忽略。 则，乙醇的加入，主要会影 响柴油的着火危险性。
2.3 蒸发改进剂对乙醇柴油饱和蒸气压的影响 考察了在加入两种类型的蒸发改进剂后乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压。结果见表 8。 其中，改进剂 A 与 B 相比，其分子量更低。
表 8 添加蒸发改进剂后乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压 /kPa 不加剂 乙醇柴油 + 助溶剂 A 乙醇柴油 + 助溶剂 B 0# 柴油 6.865 － － E2 7.845 6.865 7.356 E4 8.336 7.356 7.845由表 8 可知 ：蒸发改进剂可降低乙醇柴油的饱和蒸气压 ；对于低比例乙醇柴油 （E2），添加蒸发改进剂可降低乙醇柴油的饱和蒸气压至 0 ＃柴油的水平 ；两种蒸发改 进剂的效果比较，低分子量改进剂的效果好于高分子量改进剂。
蒸发改进剂是大分子量、低挥发性的有机化合物，加入到乙醇柴油中后，与乙 醇形成沸点更高的共沸物，从而降低乙醇的挥发性，达到降低乙醇柴油的饱和蒸气压的 目的。 蒸发改进剂的挥发性好坏和分子量的大小，会影响其使用效果 ：分子量过小，则 挥发性大，有可能会生成更低沸点的共沸物，从而导致混合体系的蒸发性进一步变大 ； 而分子量过大时，共沸物的稳定程度降低，从而使效果变差。 所以，根据本实验的结 果，蒸发改进剂的分子量应适当。
3 乙醇柴油的低温性能试验 3.1 凝点 通过 GB/T510-91 测定了不同基础柴油及其乙醇柴油的凝点，结果见表 9。
表 9 乙醇柴油的凝点 /℃ 基础油 E0 E2 E4 0 ＃柴油 -10 -12 -12 常二柴油 -9.0 -9.0 -9.1 常三柴油 18.4 18.1 18.0 加氢柴油 10.2 10.1 9.9 裂化柴油 2.1 2.0 1.6 从表 9 可知 ：乙醇对柴油的凝点有一定影响，乙醇含量越大，凝点越低。 凝点是柴油的重要使用指标，直接关系到车辆使用柴油的最低温度。 由表 9 的 可以看出，添加了乙醇后，乙醇柴油的凝点略有降低。 乙醇柴油凝点的降低有利于在更
低的环境温度下使用乙醇柴油。 但，考虑到乙醇的加入对凝点的降低，起到的作用不是 很显著，所以，可以这样认为 ：乙醇的加入，至少不会导致乙醇柴油的低温性能变差， 即，乙醇柴油可以在低温下使用。
3.2 冷滤点 通过 SH/T 0248-92 测定了不同基础柴油及其乙醇柴油的凝点，结果见表 10。
表 10 乙醇柴油的冷滤点 /℃ 基础油 E0 E2 E4 常二柴油 -9.9 -9.8 -10.5 常三柴油 >20 17.5 14.5 加氢柴油 11.5 11.2 11.1 裂化柴油 5.0 1.5 1.3 从表 10 和表 9 可以看出 ： 加入乙醇后，乙醇柴油的冷滤点降低 ；并随添加量的增加，冷滤点下降的程度增 加。 值得注意的是 ：相对于凝点，乙醇对于冷滤点的降低效果更明显。 从使用的角 度出发，与凝点相比较，冷滤点更能代表柴油的最低使用温度，因此，在 GB 19147 中， 就把冷滤点纳入到了车用柴油的标准中。 而乙醇对于冷滤点的良好的降低效果可以说 明 ：乙醇的加入，可以某种程度上改善车用柴油的低温性能。
4 着火危险性试验 4.1 闪点 通过 GB/T 261-1983 测定了不同基础柴油及其乙醇柴油的闪点，结果见表 11。
表 11 乙醇柴油的闪点 /℃
基础油 0 ＃柴油 常二柴油 常三柴油 加氢柴油 裂化柴油 E0 56 46 84 74 52 E2 <20 <20 <20 <20 <20 E4 <20 <20 <20 <20 <20由表 11 的数据可以看出 ： （1） 加入乙醇后，乙醇柴油的闪点迅速降低至乙醇的闪点 （12℃） 附近 ； （2） 乙醇添加量的多少，对闪点变化量的影响并不显著，只要少量乙醇的加入，就 可以大幅度的降低乙醇柴油的闪点。
造成这种情况的原因在于 ：闪点反映油品中轻组份的性能，纵使乙醇柴油中乙 醇的比例很低 （2％），在试验中，这些乙醇就会迅速的蒸发出来，导致闪火。
闪点与燃料的着火危险性有关，乙醇柴油的闪点降低说明 ：在储存和运输中， 乙醇柴油将更容易的在储罐和管线的空间中蒸发出来，从而达到燃料的爆炸极限，导致 闪火、爆炸事故等的发生。
4.2 蒸发改进剂对闪点的影响 用 2.3 所述两种蒸发改进剂和一种无机盐作为蒸发改进剂，通过降低乙醇柴油蒸发性 的办法降低乙醇柴油的闪点。 试验了 0 ＃柴油和以 0 ＃柴油为基础油的乙醇柴油的闪点， 结果见表 12。
表 12 蒸发改进剂对闪点的影响9CN 102021049 A CN 102021063 A说未加剂 蒸发改进剂 A 蒸发改进剂 B 无机盐明E2 <20℃ 20℃ 23℃ 20℃书E4 <20℃ 20℃ 21℃ 20℃8/12 页由表 12 可以看出，蒸发改进剂虽然可以降低乙醇柴油的蒸发性，添加后可以小幅度 增加乙醇柴油的闪点。 但总的说来，蒸发改进剂对乙醇柴油的闪点影响不大，加剂后的 闪点仍远远达不到车用乙醇柴油标准的规定值 （不小于 45℃）。
由于乙醇本身很强的蒸发性，要解决乙醇柴油闪点的问题难度很大。 只能在储 运的时候加强管理，按照车用汽油的储存、保管方式对待乙醇柴油，防止在储运时发生 安全事故。
5 乙醇柴油的其他性能试验 5.1 金属腐蚀性 通过 GB/T5096-85 测定了乙醇柴油的铜片腐蚀，结果见表 13。
表 13 乙醇柴油的铜片腐蚀基础油 0 ＃柴油 常二柴油 常三柴油 加氢柴油 裂化柴油 E0 1a 1a 1a 1a 1a E2 1a 1a 1a 1a 1a E4 1a 1a 1a 1a 1a由表 13 可知 ： （1） 乙醇会小幅度的增加柴油的腐蚀性 ； （2）当乙醇的含量不高 （<8％）时，乙醇柴油的铜片腐蚀能够达到国家标准，满足 乙醇柴油的使用要求。
5.2 密封适应性指数测定 以 0 ＃柴油为基础油配制了乙醇柴油，通过 SH/T0305-93 测定了乙醇柴油的橡胶腐 蚀性，结果见表 14。
表 14 乙醇柴油的密封适应性指数 试验前直径 D1/mm 试验后直径 D2/mm 直径膨胀百分数 SD1/％ 体积膨胀百分数 SV1/％ 0# 柴油 25.050 26.075 4.092 8.351 E2 25.05 26.100 4.192 8.549 E4 25.050 26.125 4.291 8.767由表 14 可知，随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的密封适应性指数呈直线上升趋势。
密封适应性指数与汽车油路中橡胶的相容性有关，密封适应性指数的上升，说 明乙醇的加入使得油品的密封性能变差，使普通橡胶溶胀、收缩、硬化、龟裂的可能性 变大，并且与乙醇的加入量有直接的、明显的关系。 如果使用乙醇柴油作为发动机燃 料，那么就应该尽量选择特种橡胶 （如硅橡胶、氟橡胶） 作为发动机的密封件。
6 乙醇柴油对发动机动力性的影响 6.1 试验材料和方法 （1） 燃料 对比燃料 ：市售 0 ＃轻柴油 ；E2 ：以市售 0 ＃轻柴油和无水乙醇为原料，按照体积百分比，配制的含 2％无水乙醇 的混合燃料。
E4 ：以市售 0 ＃轻柴油和无水乙醇为原料，按照体积百分比，配制的含 4％无水 乙醇的混合燃料。
（2） 发动机 采用军队大量装备的维柴 WD615 型柴油机作为试验用发动机。
（3） 试验方法 采用 GB T 18297-2001 《汽车发动机性能试验方法》 中的负荷特性试验和总功率试 验部分。
6.2 试验结果和讨论 6.2.1 外特性 图 3 ～ 4 给出了 0 ＃柴油和 E2、E4 乙醇柴油的外特性结果 （各图中，实线为 0 ＃柴 油结果、虚线为外特性结果）。
由图 3 ～ 4 可以看出 ：随着乙醇添加量的提高，乙醇柴油的燃料消耗率增加、扭 矩降低、功率降低。 且乙醇柴油动力性的变化量与乙醇的添加量几乎呈线性关系。
6.2.2 800rpm 负荷特性 图 5、6 给出了 800rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料消耗率。 由图 5、6 可以看出 ： 在 800rpm 下，当乙醇含量较低的时候，乙醇柴油的扭矩变化不大 ； 随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大。
6.2.3 1000rpm 负荷特性 图 7、8 给出了 1000rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料消 耗率。
由图 7、8 可以看出 ： 在 1000rpm 下，当乙醇含量较低 （2％） 的时候，乙醇柴油的扭矩变化不大 ； 随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的扭矩下降 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ； 6.2.4 1200rpm 负荷特性 由图 9、10 可以看出 ： 在 1200rpm 下，当乙醇含量较低时，乙醇柴油的扭矩变化不大 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ； 6.2.5 1400rpm 负荷特性 图 11、12 给出了 1400rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料 消耗率。
由图 11、12 可以看出 ： 在 1400rpm 下，当乙醇含量较低的时候，乙醇柴油的扭矩变化不大 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ；6.2.6 1600rpm 负荷特性 图 13、14 给出了 1600rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料 消耗率。
由图 13、14 可以看出 ： 在 1600rpm 下，当乙醇含量较低的时候，乙醇柴油的扭矩变化不大 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ； 6.2.7 1800rpm 负荷特性 图 15、16 给出了 1800rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料 消耗率。
由图 15、16 可以看出 ： 在 1800rpm 下，随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的扭矩下降 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ； 6.2.8 2000rpm 负荷特性 图 17、18 给出了 2000rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料 消耗率。 由图 17、18 可以看出 ： 在 2000rpm 下，随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的扭矩下降 ； 乙醇含量较低时，乙醇柴油的燃油消耗率变化不大 ； 6.2.9 2200rpm 负荷特性 图 19、20 给出了 2200rpm 下发动机燃用 0 ＃柴油和不同比例乙醇柴油的扭矩和燃料 消耗率。
由图 19、20 可以看出 ： 在 2200rpm 下，随着乙醇含量的增加，乙醇柴油的扭矩下降 ； 乙醇柴油的燃油消耗率才变化不大 ； 6.2.10 讨论 和基础柴油相比，乙醇的分子中含氧。 氧的存在，会对发动机的工作造成以下两种 截然相反的影响 ：一方面，氧的存在可导致相同重量的乙醇柴油中的可燃组分 （C、 H） 含量降低，从而使发动机的扭矩和功率下降、燃料消耗率增加 ；另一方面，氧的存在可 导致发动机中燃料的燃烧更充分，从而改进发动机的燃烧，使发动机扭矩和功率增加、 燃料消耗率减少。
从试验结果中，可以看到这两种相反影响交互作用的结果 ： （1） 扭矩和功率 油门的开度相同，则单位时间内进入到发动机的燃料体积相同。 试验结果表明，在 各转速的不同负荷下，总的趋势是 ：油门开度相同的时候，乙醇柴油的扭矩和功率小于 柴油，且随着乙醇含量的增加，扭矩和功率的下降量增加。
值得注意的是，在中转速 （1600rpm） 以下，当乙醇含量很低 （2％） 的时候， 乙醇柴油的扭矩和功率与柴油相当。 说明这时候，氧的促燃作用抵消了燃料含量减少带 来的负面影响。
（2） 油耗 燃油消耗率的情况和扭矩、功率有区别 ：在更大的发动机转速、负荷和乙醇含量情 况下，纵然乙醇柴油的扭矩和功率发生了明显变化，但发动机的燃料消耗率变化不大。 其原因可能是由于虽然扭矩下降了，但燃料的消耗重量同时降低了。
另外，不管是在低转速，还是在高转速，总存在一个乙醇的最佳体积百分比， 在这个最佳百分比之下，乙醇柴油的燃料消耗率和基础油相当，即虽然相同重量的乙醇 中含有不能燃烧的氧，但由于氧的促燃作用，乙醇柴油的油耗和柴油相当 ；当氧含量大 于一定程度后，氧的促燃效果不能抵消由于燃料含量减少带来的负面影响，结果乙醇柴 油的油耗增加。
氧促燃效果还受到发动机负荷的影响，在各转速下，随着负荷的增加，乙醇柴 油和柴油的油耗差值减少。 其原因可能是由于在大负荷条件下，氧增燃效果相对提高。
所以加入 1％左右的丁醇、辛醇或 KCl 可以降低混合燃料的蒸发性，大大降低了 燃料的蒸发，不易着火或者爆炸，大大提高了运输途中和使用中的安全。 这在正在的使 用中其实是非常重要的一个因素，很多的乙醇柴油都没有考虑这个问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是 ： （1） 对基础柴油的品质要求低，基本上适用于所有柴油 ； （2） 与基础柴油相比，对发动机的动力性基本上不产生影响 ； （3） 降低了降低混合燃料的蒸发性，提高了运输和使用的安全性 ； （4） 提高和优化了柴油和乙醇的混溶性、溶水性。 附图说明 图 1 为乙醇柴油的馏程图 ； 图 2 为不同比例乙醇柴油的雷德法饱和蒸气压图 ； 图 3 为 0 ＃柴油和 E2 乙醇柴油的外特性图 ； 图 4 为 0 ＃柴油和 E4 乙醇柴油的外特性图 ； 图 5 为 800rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门关系图 ； 图 6 为 800rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 7 为 800rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 8 为 1000rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 9 为 1200rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 10 为 1200rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 11 为 1400rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 12 为 1400rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 13 为 1600rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 14 为 1600rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 15 为 1800rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 16 为 1800rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ； 图 17 为 2000 rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 18 为 2000 rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图 ；图 19 为 2200 rpm 下乙醇柴油的扭矩—油门开度关系图 ； 图 20 为 2200 rpm 下乙醇柴油的燃油消耗率—油门开度关系图。 具体实施方式
下面结合实施例进一步对本发明加以说明。乙醇 成品柴油 直馏柴油 二次加工柴油 正丁醇 异戊醇 正丁醇 异辛醇 异戊醇 丁醇 辛醇 KCl 乙二醇乙醚 乙二醇甲醚 工业酒精 实施例 1 实施例 2 2L 98 L 58L 30 L 10 L 1L 1.1L 0.3L 0.3L 5L 5L 0.8L 1L 0.8kg 0.1L 0.2L 2L 0.2L 2L 0.3L 0.8L 实施例 3 实施例 4 2L 38 L 40L 60 L 58L 1.2L 1L 0.4L 0.35L 4L 5L 实施例 5 实施例 6 实施例 7 2L 28L 70L 98 L 98 L 1.1L 1L 1.2L 0.35L 0.3L 0.4L 4L 6L 6L 1.2L 1.2L 1.2kg 0.2L 0.3L 0.1L 2L 2L