在石油资源日益严峻的背景下,乙醇因其独特的优势自上世纪七十年代起在国内外引起了广泛关注。乙醇汽油已被美国和巴西广泛地应用,目前我国乙醇汽油的使用量也已占汽油总消费量的10%。为探究是否可以扩大乙醇汽油中的乙醇比例以增加乙醇进一步使用,同时也想尝试通过以含水乙醇替代无水乙醇来节约含水乙醇脱水过程的巨大能耗,本文主要进行了三个试验——稳定性试验、台架试验和GT-POWER模拟仿真试验。稳定性试验是为了寻求E20W含水乙醇汽油(E表示乙醇汽油,数字表示体积,W表示含水,E20W意即含水乙醇占比20%,体积比,以下用V/V表示,简称E20W,其他比例乙醇汽油下同)最稳定的添加剂配方,用相分离温度衡量稳定性的因子。首先通过稳定性机理分析筛选出试验因子,再通过中心组合设计方法设计出试验表格,然后匹配模型、分析方差、分析因子间交互作用,继而优化出最优配方,按照最优配方配制出油品进行试验验证,确定最优配方的正确性。最终优化出来的配方为HLB值7.15,搅拌时间5.30,助溶剂比例0.32%(V/V),乳化剂比例0.61%(V/V),复配乳化剂由SPAN80+TWEEN80组成。此配方可将相分离温度由10℃降低至-4℃左右。稳定性的解决也有利于解决乙醇汽油存储运输过程中易吸水导致分层的问题。发动机台架试验是为了探究E20W在发动机上的动力性能、经济性能,并与E20、E10W、汽油对比以评判E20W的优劣,推断其是否值得推广应用。通过试验中的几种燃油中成分差异分析出各类成分对发动机性能结果的影响,以此可粗略预测其他比例乙醇汽油的性能。分析结果表明微量水成分会导致燃油消耗率升高,而对功率扭矩影响不大;含水乙醇成分在低比例时(10%左右),与汽油的燃油消耗率相差不大,随着其比例的上升,燃油消耗率也开始升高,含水乙醇成分对功率和扭矩的作用均不明显,随着其比例增加,功率和扭矩相对也没大的变化。试验结果表明总体上E20W含水乙醇汽油相对于汽油、E10和E20,主要是燃油消耗率增加明显,动力性指标变化不大。GT-POWER模拟仿真试验是在实际发动机台架试验的基础上,为节约成本和弥补发动机台架试验条件的不足,建立此发动机对应的虚拟物理模型,通过校核调整后,建立不同比例乙醇汽油的燃料库模型,然后再次校核调整,确定模型总体上准确可用。共计仿真模拟了 8种更高比例乙醇汽油的燃油消耗率、功率和扭矩等,计算结果发现乙醇比例的提高会增加燃油消耗率,而含水乙醇汽油的燃油消耗率要高于无水乙醇汽油,随比例提高,其趋势越加明显;在考虑到软件误差的情况下,含乙醇汽油的功率扭矩要略微高于汽油,乙醇比例的增加会使得差距增大,但总体上相差还是较小。同时针对E20W燃油经济性差的问题,优化了燃用E20W的发动机部分控制参数,得最优参数为压缩比为12.5,过量空气系数为0.9,配气相位按原机不变。