增压柴油机燃用生物柴油与柴油的排放特性比较

为了研究生物柴油在柴油发动机上的应用,本文在一台4缸涡轮增压柴油机上进行了生物柴油与0#柴油的排放特性对比试验。测定了试验用生物柴油与0#柴油的理化指标,并在不同负荷下对比分析了生物柴油与0#柴油的排放特性。研究结果表明：试验用生物柴油的大部分理化指标符合《车用柴油》国标要求;与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的HC和碳烟排放大幅度下降,CO排放在大负荷时略有降低,NOx排放增加。     

直喷式轿车柴油机燃用生物柴油的排放特性

在直喷式柴油机和装有该型号柴油机的轿车上燃用柴油/生物柴油混合燃料,未对原机作任何调整,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对烟度、CO、THC、NOx和CO2排放的影响.结果表明,直喷式柴油机和轿车燃用生物柴油后,烟度大幅下降,THC排放明显减少;烟度和THC的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系.柴油机CO排放在小于20%负荷下,随着生物柴油的比例增高逐渐增加;在大于20%负荷时,CO排放随着混合燃料中生物柴油的比例增高而减少;在轿车上,只有低比例掺烧(10%)的CO排放有所下降.柴油机上的NOx排放在低比例掺烧(10%)时下降,而在较高比例掺烧(30%)时,NOx排放升高;在轿车上,NOx排放都有所升高.在柴油机上,燃用生物柴油混合燃料后,CO2排放的总体趋势在减少,但减少比例随生物柴油掺混比例的不同而不同;在整车上,只有低比例掺烧(10%)时CO2排放降低,而较高比例掺烧(30%)时CO2排放升高.     

柴油机燃用生物柴油的排放特性研究

生物柴油来自于动植物油脂的单酯衍生物,是一种可再生的替代能源。脂肪酸单酯作为发动机燃料的可行性来自于其分子结构和较高的能量密度。柴油机燃用生物柴油与0^#柴油具有几乎一致的热效率。在同一稳定工况下,随着生物柴油加入比例的增加,生物柴油与0^#柴油混合燃料燃烧产生的排放物中CO和HC比排放呈现线性下降,NOx比排放有所增加,而CO2比排放维持在同一水平。     

增压柴油机燃用生物柴油的排放特性

通过对比实验研究了增压柴油机燃烧生物柴油和普通柴油对发动机动力性、经济性和排放特性的影响,研究结果表明：对于实验发动机,在对喷油泵不做任何调整时,直接燃烧生物柴油对柴油机动力性的影响小于5％;无论在全负荷还是在部分负荷工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机的排气可见污染物、PT、CO和HC排放,但会引起NOx排放量的上升,通过适当推迟喷油提前角能明显降低燃用生物柴油时发动机的COx排放,同时还能保留排气可见污染物低、PT、CO和HC排放低的优点,但对发动机动力性的影响却不大,研究表明生物柴油是理想的可再生清洁燃料。     

柴油机燃用100%生物柴油的性能与排放

在4100QB-2柴油机上进行100%生物柴油与纯柴油的性能与排放对比试验研究.试验结果表明:使用100%生物柴油的动力性下降5%～9%;有效燃油消耗率上升7%～11%;烟度排放下降50%～70%,大负荷时改善更为明显;十三工况总排放量得到大幅度改善,NO、CO、THC和PM排放量分别下降了19.4%、65.5%、56.8%和63.0%,表明燃用100%生物柴油后具有良好的环境友好效能.     

柴油机燃用生物柴油的排放特性研究

生物柴油是由植物或动物脂肪通过酯化反应而得到。由于生物柴油无毒，可生物降解和再生，因此受到越来越多的关注。许多研究表明生物柴油的性质和普通柴油非常相似，因此它能直接被用到发动机上而不需要改动发动机的结构。作者对柴油机燃用以豆油和乙醇生产的生物柴油和普通O^x柴油时的排放污染物进行了对比和分析。结果表明：相对于普通O^x柴油，在纯生物柴油的污染物排放中，除NOx排放基本不变外，CO、HC和碳烟等有害物质的排放大大降低(分别降低了29．08％、24．98％和43．1％)。生物柴油与柴油掺混燃烧时，排放降低的效果与生物柴油在柴油中的混合比例成正比。     

直喷式柴油机燃用生物柴油燃烧特性的研究

研究了柴油机燃用0#柴油和生物柴油的燃烧放热规律。通过对燃烧特征参数的计算分析,发现生物柴油的燃烧始点有所提前,滞燃期缩短;燃烧初期放热尖峰出现时刻对应的曲轴转角有所提前,瞬时放热率峰值下降;燃烧持续期延长。同时还比较了柴油机燃用生物柴油和0#柴油的经济性和排放特性,发现燃油消耗率上升12％左右,而各种排放污染物除NOx略有上升外,CO、HC和颗粒物(PM)均显著下降。     

柴油机燃用生物柴油及柴油的燃烧分析与排放特性

为了进一步弄清楚生物柴油对发动机燃烧和排放的影响.在发动机试验台架上,对一台增压中冷车用柴油机进行生物柴油和柴油的性能及排放等试验.试验按国家标准GB17691—2001规定的测量方法、全负荷速度特性以及不同转速下的负荷特性进行.测录了示功图并进行了不同燃料的燃烧比较和分析.结果表明,生物柴油由于其燃料特性,引起喷油提前,但滞燃期较短,预混燃烧比例较小.排放测试结果表明,生物柴油的烟度、HC和CO下降,但NOx排放增加.按13工况法,燃用生物柴油,HC和CO分别下降21.3%和1.7%;NOx增加2.9%.     

共轨柴油机燃用不同配比生物柴油的性能与排放特性

对某共轨柴油机燃用石化柴油、生物柴油及其混合燃料的动力性、经济性和排放特性进行了研究.在未对原机做任何改动的情况下,分别燃用了0%、5%、10%、20%和100%的5种不同体积配比的餐饮废油制生物柴油与石化柴油的混合燃料,分析比较了不同生物柴油配比对发动机功率、燃油消耗率,以及CO、HC、NO_x和烟度排放的影响.研究表明:共轨柴油机燃用生物柴油与石化柴油混合燃料后,功率略有下降,燃油消耗率有所上升;烟度、CO和HC排放减少,且随着生物柴油掺混比例的升高而降低;NO_x排放上升,且随着生物柴油掺混比例的升高而增加.     

直喷式柴油机燃用F-T柴油时的性能与排放

煤通过Fischer-Tropsch（F-T）合成可以获得十六烷值高、硫和芳香烃含量极低的F-T柴油.在一台未作改动的单缸直喷式柴油机上对燃用F-T柴油时发动机的性能和排放进行了研究.结果表明,在相同工况下与燃用常规柴油相比,燃用F-T柴油时的滞燃期较短,预混燃烧放热峰值较低,扩散燃烧放热峰值较高,最高燃烧压力略低,最大压力升高率显著下降,燃油消耗率和热效率都得到了改善.燃用F-T柴油可同时降低CO、HC、NOx和碳烟排放,其中NOx和碳烟排放分别平均降低了16.7%和40.3%.研究表明F-T柴油是柴油机优秀的清洁代用燃料.     

不同海拔地区的增压柴油机性能研究

采用微机化大气模拟测控系统对增压柴油机在不同海拔地区的性能进行了大量的专题试验研究。分析和比较了不同海拔下增压柴油机负荷特性、速度特性、万有特性以及碳烟排放特性。比较了在等过量空气系数下增压柴油机动力性和经济性随大气压力变化的趋势。     

柴油机燃用生物柴油的多环芳香烃排放试验研究

在一台直喷式增压柴油机上进行了生物柴油、柴油及其掺混油B20的排放特性试验,分别用玻璃纤维滤膜和“聚氨基甲酸乙酯泡沫（PUF）＋XAD．2”采集了尾气排放物中的颗粒相和气相多环芳香烃（PAHs）,并用色谱．质谱联用仪对PAHs进行了分析。结果表明：生物柴油的颗粒相、气相以及总PAHs的排放在大多数工况下低于柴油,其平均排放浓度均低于柴油。3种燃料的二环PAHs排放均在50％,生物柴油的三环以上PAHs所占比例均低于柴油。生物柴油PAHs排放的毒性当量与柴油相比有较大程度地下降。燃用生物柴油可以降低柴油机PAHs排放物对人体的危害。     

不同海拔下增压中冷柴油机性能和排放的研究

采用内燃机大气模拟综合测控系统深入研究了增压中冷柴油机运行在不同海拔地区的动力性、经济性和排放特性与海拔高度的关系。试验结果表明：随着海拔高度的升高,大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了的温度和压力下降,从而使得增压中冷柴油机的动力性、经济性下降,等有效燃油消耗区明显变窄,CO、NOx、HC、PM排放浓度升高,而且在不同转速不同工况下CO、NOx、HC、PM排放浓度随海拔高度的变化趋势存在差异。     

柴油机燃用生物柴油排气氧化催化实验研究

为改善高原地区车用柴油机的排放,进行了柴油机燃用生物柴油并加装柴油机氧化催化转化器（DOC）的发动机台架试验研究。结果表明,加装DOC后,柴油机烟度、CO和HC排放显著降低,对其动力性能、经济性能和NOx排放影响则很小。     

直喷式柴油机性能与排放的准维模拟

建立了直喷式柴油机缸内燃空混合与燃烧过程的多区准维模型,考虑了滴径分布、液滴蒸发、着火延迟、对流与辐射换热、缸内温度均匀化和空气涡流的瞬时角速度等影响性能和排放的主要因素,并采用紊流射流理论推出了一个壁面射流模型,在正确描述喷注贯穿的基础上细致地建立了空气卷吸模型。建立了ＮＯx模型和反映碳烟成核、增长和表面凝聚的微观机理模型,初步分析了燃烧室形状对涡流衰减和排放的影响。通过对１０个工况的计算表明,模型预测与实测结果基本吻合,具有一定的实用性。     

柴油机掺烧DMM的燃烧和排放性能影响研究

研究了柴油掺混不同比例二甲氧基甲烷(0～50%DMM)对柴油机燃烧和排放性能的影响.结果表明,在发动机燃油和燃烧系统不作变动的条件下,随着二甲氧基甲烷在柴油中添加比例的增加,排气烟度逐步下降,有效燃油消耗率有所增加,但折算成当量柴油的有效燃油消耗率降低,热效率增加.同一工况下,发动机排气碳烟和CO排放随二甲氧基甲烷的加入而降低,NOx则无明显的上升,HC排放随着二甲氧基甲烷的增加略有增加.混合燃料的放热规律与纯柴油相比预混燃烧量增加,扩散燃烧速率加快,发动机最高燃烧压力、放热率偏高.柴油掺混30%DMM的混合燃料能够取得较好的燃油经济性和排放水平.     

Investigation on the mixture formation,combustion characteristics and performance of a Diesel engine fueled with Diesel,Biodiesel B20 and hydrogen addition

An experimental and numerical study was performed to investigate the impact of Biodiesel B20 (blends 20% Rapeseed methyl ester with 80 % Diesel volumetric fraction) and different energetic fractions of hydrogen content (between 0 and 5%) on the mixture formation, combustion characteristics, engine performance and pollutant emissions formation. Experiments were carried out on a tractor Diesel engine, four-cylinders, four-stroke, 50 kW/2400 rpm, and direct injection. Simulations were conducted using the AVL codes (HYDSIM and BOOST 2013). Simulation results were validated against experimental data, by comparing the inline pressure, needle lift, in-cylinder pressure curves for Biodiesel B20 and pure Diesel fuels at 1400 rpm and 2400 rpm, respectively, under full load operating conditions. Good agreement with a maximum of 2.5% relative deviation on the peak results revealed that overall operation conditions Biodiesel B20 provides lower engine performance, efficiency, and emissions except the NOx which are slightly increased. The Biodiesel B20 has shorter ignition delay. By hydrogen addition to B20 with aspiration of the intake air flow the CO emissions, smoke, and total unburned hydrocarbon emissions THC decreased, while the NOx kept the same increasing trend for 1400 rpm and has not quite apparent trend for 2400 rpm. The enrichment by hydrogen of Diesel and B20 fuels has not a significant effect on ignition delay.     

发动机燃用生物柴油的性能研究

通过对比研究了柴油机燃用餐饮废弃油炼制的生物柴油、柴油及B50时在高原地区的动力性、经济性及排放特性。研究结果表明：在柴油机不进行任何调整的情况下,全负荷时,燃用生物柴油的发动机动力性降低6.8%,B50降低3%;燃用生物柴油有效燃油消耗率升高了13.8%;燃用B50在高速高负荷时柴油机热效率提高2.5%;无论在全负荷还是在部分负荷工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机烟度、CO和HC排放,但会引起NOx排放量的上升。