添加乙醚和乙醇对发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料排放性能的影响

研究目的是评估使用乙醚和乙醇作为生物柴油-柴油混合燃料的添加剂时,对直喷式柴油发动机排放特性的影响。测试燃料分别为B30(体积分数为30%的生物柴油和70%的柴油),BE-1(体积分数为5%的乙醚,25%的生物柴油和70%的柴油)和BE-2(体积分数为5%的乙醇,25%的生物柴油和70%的柴油)。结果表明:与B30相比,BE-1的燃油消耗率略低;在发动机大负荷时,BE-1和BE-2排放的烟度急剧减少;BE-2的氮氧化物(NOx)排放量略高,BE-1和BE-2的碳氢化合物(HC)排放量略高,但一氧化碳(CO)排放量稍低。     

生物柴油调合燃料润滑性能的研究

对不同来源的生物柴油、车用柴油及其生物柴油调合燃料的润滑性能及影响因素采用高频往复试验机法(HFRR)进行研究,认为不同原料的生物柴油其调合柴油燃料的润滑性能存在差异;生物柴油的精制深度会减弱调合柴油燃料的润滑性能;生物柴油体积分数大于20%的调合燃料其润滑性基本与纯生物柴油达到一致;生物柴油体积分数为5%的调合燃料中超标的水含量会降低其润滑性能,但幅度不大,其润滑性主要由5%的生物柴油决定,抗氧、防锈剂、流动改进剂不影响润滑性能;与车用柴油不同,生物柴油调合燃料的运动黏度与磨斑直径没有很好的对应关系。     

调合生物柴油燃烧及颗粒物组分的试验研究

为深入研究不同比例调合生物柴油对发动机燃烧特性及颗粒物组分的影响,在一台单缸四冲程发动机上进行了调合生物柴油燃烧及颗粒物排放的试验研究。利用燃烧分析仪研究调合生物柴油对发动机燃烧过程的影响,利用热重分析仪(TGA)、气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)研究调合生物柴油对颗粒物热重特性、挥发性有机物(VOCs)质量分数及有机可溶成分(SOF)和多环芳香烃(PAHs)组分的影响规律。研究表明:随着生物柴油掺混比的增加,发动机最高爆发压力及压力升高率峰值增加,压力曲线前移,预混放热率峰值随生物柴油掺混比增加而减小。与B0相比,燃用B20调合生物柴油,最高爆发压力增加了5.59%,对应的曲轴转角提前了3°CA。燃用调合生物柴油后VOCs及SOF组分略有增加,燃用B0、B5、B10及B20后颗粒物中VOCs组分的质量分数分别为12.28%、15.09%、23.06%和26.94%,SOF组分的质量分数分别为29.32%、32.08%、34.26%和35.67%,燃用B20后排放颗粒物中总PAHs降低了10.26%。     

2-甲基呋喃与生物柴油、柴油混合燃料的热平衡与㶲平衡分析

基于某款缸内直喷柴油发动机,将2-甲基呋喃(MF)分别与生物柴油,柴油燃料混合,研究不同燃料的热效率与?效率.试验结果表明,柴油-MF混合燃料随着MF质量分数的增加,热效率与?效率先增加后减小,热效率在纯柴油90％负荷工作时取得最大值为41.2％,?效率在MF质量比例为20％的混合燃料70％负荷工作时取得最大值为38.64％.而在生物柴油-MF混合燃料中,随着MF质量分数的增加,混合燃料的热效率与?效率一直减小,其排气气体的能量效率与?效率反而增加.在掺混同等低质量分数(10％)的MF下,生物柴油混合燃料比柴油混合燃料具有更高的热效率和?效率,而在掺混同等较高质量分数的MF(30％)下,生物柴油混合燃料的热效率和?效率比柴油混合燃料低.     

生物柴油燃烧循环变动特性试验研究

对柴油机燃烧大豆生物柴油、0#柴油及乙醇与生物柴油的混合燃料的循环变动进行了对比分析,结果表明柴油机燃烧B100时,在小负荷工况出现较大的循环变动,中高负荷工况燃烧B100的各类COV都低于D100。在大豆生物柴油中混合乙醇作为燃料,对低负荷工况的循环变动有较大的影响,对中高负荷工况的循环变动影响不大。添加10%的乙醇既能降低柴油机燃烧的粗暴程度,又能使柴油机燃烧更为稳定。     

甲醇裂解气对发动机爆震的影响

在基础燃料汽油机进气段加入少量甲醇裂解气,体积分数分别为1%;3%;5%,在一台四缸汽油发动机转速1400r/min。相同循环喷油量的稳态工况下,随着甲醇裂解气体积分数和乙醇体积分数的增加,燃烧缸压和放热率峰值逐渐降低,燃烧持续期逐渐增加,爆震得到有效抑制。     

柴油掺烧生物柴油在高速电控共轨柴油机的性能与排放研究

以玉柴4D20柴油机为试验机型,在柴油中掺入10%、20%和30%体积比的大豆生物柴油配置成混合燃料,进行台架试验,测量并分析性能与排放试验数据。试验表明,燃用生物柴油混合燃料动力性稍微有点下降,燃油消耗率增加;排放方面可以大幅度降低碳烟的排放,但是NOx稍微增加。     

乙醇柴油混合燃料助溶剂的试验研究

选用正丁醇、正庚醇和正癸醇作为乙醇-柴油混合燃料助溶剂(混合燃料的体积比为助溶剂:乙醇:柴油=5:20:75)进行相溶性试验,并通过台架试验对比了添加不同助溶剂的混合燃料对柴油机性能及排放的影响.试验结果表明:随着正构醇分子量增加和环境温度上升,混合燃料相溶稳定性增加,燃油经济性变好;HC和NOx排放随助溶剂分子量增加和发动机转速降低而上升.在1 500～2 200 r/min时,zH5E20D75的烟度最低.其余转速下则以ZD5E20D75为最低.     

475柴油机燃用乙醇柴油混合燃料的数值模拟

为研究乙醇柴油在475柴油机上的燃烧过程,利用CFD分析软件FIRE对柴油机燃油不同掺混比例的乙醇柴油混合燃料进行燃烧过程模拟,建立了燃烧仿真模型并对模型准确性进行验证。模拟了不同乙醇掺混比例的混合燃料对缸内压力、缸内温度、放热规律及排放的影响。结果显示掺混乙醇后对最高爆发压力影响不大,缸内温度随着掺混比例的增加有所降低,E10最大瞬时放热率是最小的。另外随乙醇比例增加NO_x排放减少而碳烟增加。     

生物柴油喷油器变参数研究

应用三维CFD软件FIRE,修正了柴油机燃烧生物柴油的喷油器的喷雾模型,模拟了生物柴油的燃烧过程,探讨了喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角对燃烧生物柴油的气缸压力和放热规律的影响。结果表明:喷雾锥角增加,喷孔直径减小,喷油提前角增大,气缸内最大压力升高率增加;随喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角的增大,燃烧放热的峰值降低。计算结果对燃用生物柴油的柴油机的喷油器的试验和分析提供了依据。     

柴油机燃烧地沟油生物柴油排气特性分析

随着汽车的不断普及,给人们的出行带来便利的同时,也使得能源匮乏与环境污染问题日益凸显。近年来,生物柴油以其优良的可再生性及环保性成为了广泛研究及应用的代用燃料。本文用地沟油生物柴油和纯石化柴油以及不同体积比配制成的混合燃料,通过柴油机台架试验,在不同工况下分别燃烧纯燃料和不同配比的混合燃料,对比分析主要有害气体排放浓度的差异,为合理利用地沟油生物柴油提供一定的指导。     

喷射压力对生物柴油混合燃料喷雾特性的影响

基于KH-RT液滴破碎模型对定容燃烧弹内生物柴油-正丁醇混合燃料的喷雾贯穿距离、喷雾锥角、索特平均粒径、速度场以浓度场进行数值模拟,通过定容燃烧弹试验台架获取的生物柴油-正丁醇混合燃料的喷雾特性对数值模型进行验证,结果表明:随着喷射压力的增加,BD70N30混合燃料的喷雾贯穿距和喷雾锥角增加;索特平均粒径降低;雾束中心...     

葵花籽油-柴油混合燃料的排放特性试验研究

以S195柴油机为试验机型,在柴油中掺入10％、20％和30％体积比的葵花籽油配置成混合燃料,进行台架试验,测量并分析排放试验数据.试验表明葵花籽油-柴油混合燃料能改善缸内燃烧,降低NOx和碳烟的排放.     

生物柴油的低温流动性研究

生物柴油是可再生清洁燃料,能够减缓人类对石化柴油的依赖,然而生物柴油凝固点和粘度相对较高,低温流动性较差,冬季低温环境下结晶体易堵塞发动机管道和过滤器,缸内燃油雾化不良,使发动杌性能恶化甚至无法正常工作。研究了以乙醇、乙酸乙烯酯和零号柴油为掺混剂对生物柴油低温流动性的影响,结果表明,三种添加剂对生物柴油均具有降凝和降低粘度的效果,而乙醇和柴油对生物柴油低温流动性的改良作用最为明显。     

生物柴油-柴油混合燃料润滑性能研究

对比研究菜籽油为原料制取的生物柴油与石化柴油混合后组成的混合燃料与纯石化柴油的润滑性能。在摩擦磨损测试机上,考察2种燃料作为润滑剂时摩擦副的磨损失重;采用体式显微镜观察摩擦副表面纹理;采用铁谱显微镜分析润滑油油样。结果表明:生物柴油的加入使混合燃料中含有较多的氧和极性团,表现出较好的油性和湿润性,有利于裸露金属表面氧化膜和物理吸附膜的生成,使得混合燃料具有优于石化柴油的润滑性能。     

EGR对混合燃料燃烧特性影响的试验研究

PODE3-4具有高十六烷值、高可燃性和高含氧量,正戊醇相比甲醇和乙醇,具有更高的十六烷值且与柴油互溶更好,这两种是具有潜力的柴油新型代用燃料。在试验台架上研究两种替代燃料(DP20、DPPt20),在不同EGR下对发动机燃烧特性的影响规律。结果表明:提高EGR缸内平均压力呈现下降趋势,峰值对应的曲轴转角向后移,放热速率变慢;EGR固定,DP20对比纯柴油,缸压峰值和放热率峰值有所上升;掺混正戊醇后的DPPt20,放热始点滞后,着火时刻延迟。     

甲醇发动机催化器设计开发应用

实现内燃机燃料多元化和低碳化发展,缓解我国碳排放的压力和石油对外依赖的现状,保障国家能源安全。由于醇醚代用燃料独特的排放、使用成本经济性等优势,推广应用醇醚代用燃料技术(乙醇、甲醇、二甲醚等)和生物燃料(生物柴油、生物乙醇),初步实现液体替代燃料与石化燃料掺混改应用,石化燃料替代意义重大。     

甲醇柴油对发动机摩擦磨损以及清净性影响的实验研究

在发动机结构和参数未做改动的条件下,用4D160柴油机使用市售-10号柴油和甲醇柴油(添加甲醇体积比为20%的-10号柴油)分别进行100 h试验研究,研究甲醇柴油对发动机的动力性和经济性,摩擦磨损性能和清净性,以及发动机润滑油黏度、润滑油中金属元素含量变化的影响。试验结果表明:使用甲醇柴油燃料的发动机动力性、燃油经济性下降,在大负荷时燃油经济性下降更加明显;甲醇燃料燃烧时产生更多的酸性物质,使润滑油酸值增加较快,从而导致发动机磨损量增加,其中缸套部位的磨损量最大;在100 h实验中,不论是使用柴油还是甲醇柴油,润滑油的100℃运动黏度都呈下降的趋势,且使用甲醇柴油时润滑油黏度的下降幅度更大;使用甲醇柴油时发动机沉积物总质量比使用柴油的小,且发动机清净性评分略高。     

生物柴油混合燃料对柴油机VOC排放的影响

由于其属性与柴油的相似性以及在废气排放和生物降解方面的有利特性,生物柴油被越来越多的应用。为了更好地了解生物柴油,本研究将探讨与普通柴油相比,生物柴油混合燃料对柴油机废气中VOC(挥发性有机化合物)排放的影响。每种燃料依据美国的瞬变周期协议以0-80,000km行驶里程为周期进行几次废气排放测试。通过使用热脱附管收集稀释废气中VOC样品,然后由GC/MS(质谱仪)系统分析。在B20和柴油燃料中,分别识别并量化出22种和47种化学物质。整个VOC排放量在B20燃料和柴油中的范围分别是32.4-71.6mg kW/h和49.6-183.7mg kW/h。个别的VOC排放范围是0.1-29.8mg kW/h(B20)和0.1-93.6mg kW/h(柴油)。就危害商数方面而言,个别VOC健康风险在B20燃料和柴油燃料中的范围分别是0.01-1.13和0.01-22.79。B20燃料具有低得多的VOC排放量,平均减少了61.2%;相应地,VOC的潜在臭氧总量较低,减少了64.0%。另外,B20燃料也显示出健康隐患方面的降低。因此,就VOC排放而言,柴油机使用生物柴油比较有利。     

单缸柴油机上的纯生物柴油性能分析

为降低柴油机的废气排放,在EH36单缸柴油发动机试验台架上,进行了柴油机燃用纯柴油和纯生物柴油的对比性试验,分析研究了柴油机的燃烧特性、动力性、经济性。结果表明:纯生物柴油在低转速大扭矩工况下的经济性能较好;加速过程中,燃料消耗量大且柴油机的功率有所下降;最大扭矩和最大转速均比纯柴油略低,纯生物柴油的爬坡性能略差。