柴油机燃用微乳化生物柴油的性能和排放研究

微乳化生物柴油是由生物柴油、水以及表面活性剂组成的具有热力学稳定性的混合物.它能够结合生物柴油和掺水燃烧的优点,而且又稳定长期不分层.作者选用复配的表面活性剂配置了三种不同含水量的微乳化生物柴油,讨论了温度对其稳定性的影响,并且在单缸四冲程直喷柴油机上对比试验了微乳化生物柴油、0#柴油和生物柴油的排放.结果表明一定含水量的微乳化生物柴油能正常燃烧,相对于柴油和生物柴油能够明显地降低碳烟和NOx的排放,而且水含量比较低的微乳化生物柴油的油耗变化很小.     

柴油机燃用乳化柴油的非常规排放特性

本研究进行了车用柴油机燃用纯柴油和三种不同配比乳化柴油的台架试验。对柴油机在不同转速和不同负荷下的SO2、CO2、醛类三种非常规排放物进行了检测,并对其变化规律和原因进行了研究分析。试验结果表明,和燃用纯柴油相对比,柴油机在燃用三种不同配比的乳化柴油时,非常规排放气体中SO2、CO2含量均有不同程度下降,而其中醛类含量在不同负荷和转速下的变化较复杂,在高负荷低转速时有所下降。     

燃用F-T柴油/甲醇微乳化燃料对柴油机排放特性影响

在某增压柴油机上分别燃用0~#柴油、F-T柴油和三种不同配比的F-T柴油/甲醇微乳化燃料(简称FT微乳化燃料),分析了其燃烧排放特性,试验中柴油机结构和参数未进行调整。研究结果表明:相比于0~#柴油,燃用FT微乳化燃料缸内压力下降,放热率峰值降低。FT微乳化燃料有效降低了CO、NO_x和碳烟等常规排放,平均降幅范围分别为20%~40%、25%~27%和65%~97%。非常规排放中未燃甲醇排放随着燃料中甲醇比例的增加而增加,随着负荷增大而降低;甲醛排放均较0~#柴油有所增加,随负荷变化趋势与未燃甲醇相同,但并未与燃料中甲醇含量形成线性相关。     

柴油机燃用二甲醚-乳化柴油混合燃料的排放试验研究

研究了在柴油机上燃用二甲醚(DME)-乳化柴油混合燃料的排放特性,分析了在乳化柴油中添加DME能降低柴油机废气排放的机理,并且与燃用柴油以及乳化柴油时的排放效果进行了比较。研究结果表明:在乳化柴油中添加10%含量的DME能显著降低NOx和烟度的排放,尤其是在高负荷时,能明显降低HC和CO的排放。与燃用乳化柴油相比,即使在部分负荷时,也不会对NOx排放产生不良的影响。     

重型车用柴油机燃用乳化柴油的燃烧与排放特性试验研究

在不改变发动机任何参数的情况下,对高压共轨重型车用柴油机分别燃用柴油和乳化柴油的燃烧与排放特性进行了对比试验研究。试验结果表明:与纯柴油相比,乳化柴油在试验工况下着火滞燃期延长,瞬时放热率峰值提高,燃烧持续期变短;缸内最高压力在低负荷时较柴油高,但在高负荷时较柴油低;在全负荷下,相比于柴油,燃用乳化柴油有效功率平均降低了16.90%,但发动机有效热效率平均提高了2.42%;燃用乳化柴油在常用转速1 800 r/min的负荷范围内时,NOx和碳烟排放分别比柴油平均降低了12.77%和58.90%,改善了NOx和碳烟排放的权衡曲线关系;高负荷时,燃用乳化柴油的CO排放减少,但HC排放增加。     

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。     

非直喷式增压柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性

研究了非直喷式增压柴油机燃用柴油一生物柴油混合燃料的性能和排放特性。未对原机作任何调整和改动,研究了不同生物柴油掺混比例的混合燃料对功率、油耗、烟度和NOx排放的影响。结果表明：非直喷式柴油机燃用生物柴油后柴油机功率略有下降,油耗有所上升,烟度大幅下降,NOx排放增加明显。油耗、烟度和NOx的变化均与生物柴油掺混比例呈线性关系,合适的生物柴油掺混比例即可以保持柴油机的性能,又可有效地降低碳烟排放,且不引起NOx排放的显著变化。对于该增压柴油机,掺混生物柴油对外特性下的排放影响最大,影响最小的为标定转速下的负荷特性。不论是全负荷还是部分负荷,燃用生物柴油时低速下的烟度降低和NOx上升幅度均比高速时大,而同转速下高负荷时烟度降低和NOx上升更为明显。     

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.     

乳化柴油对柴油机性能影响的研究

本文介绍了在柴油机台架上进行的乳化柴油对涡流式柴油性能影响的试验研究。结果表明,柴油机燃用乳化油在小负荷时比油耗有所升高,在中大负荷时比油耗下降,有较明显的节油效果,乳化油不同掺水率对柴油机的性能有不同的影响。     

甲醇柴油对增压中冷柴油机燃烧与排放性能的影响

针对在增压中冷柴油机上燃用不同比例甲醇柴油对发动机燃烧和排放性能的影响进行了研究。结果表明：随着混合燃料中甲醇含量的增加,发动机动力性略有降低,使用经济性提高,缸内最大压力和温度降低,NOx和碳烟排放降低,HC排放增加;CO排放小负荷下大幅增加而在大负荷下略有降低。     

柴油机燃用柴油醇的性能与排放特性的研究

研究了两种15％柴油醇在柴油机上的性能与排放特性。在ZS1100柴油机上，使用两种15％的柴油醇(加与不加十六烷值改进剂)，在保持发动机动力性不变的条件下，测试了发动机在主要工况下的油耗、排气温度、烟度和一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、总碳氢(THC)等有害气体排放物，且与原机进行了比较。分析结果发现：在柴油中加入一定比例的乙醇，发动机的比油耗增加，但有效热效率可以提高1％～2％；发动机的烟度在各种工况下都能够显著降低；CO在低负荷下增加，在高负荷下减少；而NOx在低负荷下降低，却在大负荷下增加；THC在各种工况下都增加。在柴油醇中加入十六烷值改进剂后，发动机的经济性和热效率没有明显变化，但是CO和NOx在各种工况下都低于不加十六烷值的混合燃料，THC却进一步升高。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明：发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善，这是由于预混燃烧量的增加，燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油／甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油／甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度，而对碳氢排放影响不大；在相同平均有效压力的条件下，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x的影响在大负荷下更为明显。柴油／甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的N0x／烟度关系曲线。     

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.     

柴油机单环芳香烃类污染物的试验研究

在直喷式柴油机上,采用活性炭吸附-溶剂解吸/气相-质谱联用的方法,测量了燃用柴油、生物柴油及其调和油B50(体积比为50%生物柴油和50%柴油)排气中的单环芳香烃类污染物(MAHs)。研究结果表明:燃烧柴油时,苯和MAHs排放的平均浓度分别为0.53μg/L和5.51μg/L。与柴油相比,燃烧生物柴油可大幅降低MAHs排放的平均浓度,降低幅度为76%。燃烧柴油时,苯、甲苯等污染物的排放浓度随着负荷的增大而降低,中负荷时达到最低值,随着负荷进一步增大,其排放浓度明显增大,二甲苯排放浓度随负荷变化不明显。燃烧生物柴油和生物柴油调和油时,苯、甲苯和乙苯的排放浓度随负荷变化规律与燃烧柴油时基本一致。     

燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响

针对不同的发动机热状态及压缩比，试验研究了燃料物化特性对柴油机稳态及过渡工况下性能、排放的影响规律。应用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置，模拟车用柴油机实际工作时的加速状态，对具有相同十六烷值但有不同挥发性能燃料的HC排放特性进行了研究，利用气相色谱仪对HC排放成分进行了分析。研究结果表明，采用挥发性好的燃料，可有效降低排气烟度，提高有效热效率，在发动机热状态不好及压缩比较低等燃烧条件恶劣、HC排放高的情况下，可有效地降低HC排放。     

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。     

CA498车用柴油机EGR的试验研究

进行了不同工况下EGP率对发动机排放和性能影响的试验研究。在试验中按ECE R49十三工况法研究了有EGR时NOx和微粒的变化规律,并对柴油机性能进行了分析。在综合考虑EGR对各工况的排放及性能影响的基础上,确定十三工况中应进行EGR的工况及相应的最佳EGR率。     

汽车用涡轮增压柴油机高原性能的研究

针对高海拔地区特殊环境,分别在海拔20,2 200,3 800 m环境对涡轮增压柴油机进行了实地台架及道路试验,结果表明:随着海拔升高,涡轮增压柴油机的动力性、经济性、可靠性等指标都会恶化,但采取适当措施,可以明显减少恶化程度;把最大扭矩点置于增压器压气机最高效率区,而额定功率点效率应在66%左右,能够提高柴油机高原综合性能;提高压缩比和起动机功率是保证高原起动性能的有效办法。     

着火改进剂对乙醇--柴油燃料排放特性的影响

随着乙醇含量的增加，乙醇柴油混合燃料的含氧量增大，但热值、十六烷值和粘度下降。助溶剂可以提高混合燃料的稳定性，着火改进剂能提高它的十六烷值。在发动机上的研究结果表明：柴油机的排放与负荷、掺醇量、助溶剂及着火改进剂有关。大负荷时，随着混合燃料中乙醇含量的增加，烟度明显改善，NOx排放有所降低，但使用乙醇柴油混合燃料时，未燃乙醇和乙醛排放增加，而且CO和总碳氢(THC)排放高于柴油，但助溶剂与着火改进剂能降低CO和THC排放，THC排放甚至低于柴油。