一种新型碳酸酯用作柴油机清洁含氧燃料添加剂的探讨

提出了碳酸甲基-2-乙氧乙基酯新型柴油机清洁含氧燃料添加剂。采用来源丰富、廉价的化工原料完成了合成工作,并采用FTIR、^1H NMR和GC-MS进行了结构表征。采用单缸、水冷、直喷式柴油机研究了该含氧燃料添加剂对发动机废气排放、动力性、燃油经济性的影响,结果表明当柴油中添加25％(Vol)时,发动机外特性上CO减少29．2％～40．5％。添加15％(Vol)时NOx最大减少15．9％;2000r／min转速的负荷特性上CO减少46．7％～69．4％,烟度降低最大可达50％,添加15％(Vol)时NOx最大减少22．8％。不论在外特性还是负荷特性上,HC则显著增加,但由于排放水平低,HC排放总量仍然较小。掺烧该含氧燃料添加剂发动机动力性没有明显下降,而燃油消耗率有所提高。     

船用柴油机使用乳化燃油的NOx和微粒排放研究

研究了乳化燃油特性对柴油机喷雾、燃烧和排放的影响。研究结果表明：在柴油机中,由于高压喷射的作用,喷射后乳化燃油中水粒子直径约为0.5um分布均匀,与喷射前乳化燃油中粒子大小及分布无关。乳化燃油中,随水含量增大,NOx排放近拟呈线性关系下降,燃油耗和排温也下降,但是烟度和微粒排放随水含量的增加而上升;特别是在小负荷和高水添加率时,烟度和微粒排放增加较快。此外,研究了燃烧乳化燃油时,柴油机的运转参数对柴油机性能和排放的影响。     

船用柴油机使用乳化燃油的NO_x和微粒排放研究

研究了乳化燃油特性对柴油机喷雾、燃烧和排放的影响。研究结果表明 :在柴油机中 ,由于高压喷射的作用 ,喷射后乳化燃油中水粒子直径约为 0 .5μm,分布均匀 ,与喷射前乳化燃油中水粒子大小及分布无关。乳化燃油中 ,随水含量增大 ,NOx 排放近似呈线性关系下降 ,燃油耗和排温也下降 ,但是烟度和微粒排放随水含量的增加而上升 ;特别是在小负荷和高水添加率时 ,烟度和微粒排放增加较快。此外 ,研究了燃烧乳化燃油时 ,柴油机的运转参数对柴油机性能和排放的影响。     

葡萄糖水溶液乳化柴油在发动机上的试验研究

使用复配乳化剂通过适当的乳化工艺制备了不同配方的葡萄糖水溶液乳化柴油,并与纯柴油在135柴油机上做了一系列对比试验,研究了发动机燃用不同燃料的燃油经济性和排放特性.试验结果表明:在柴油机参数不作改变的情况下,燃用葡萄糖水溶液乳化柴油可降低发动机的当量燃油消耗率和碳烟排放,在中低负荷时NOx排放量也显著降低,大负荷时CO排放量略有减少,但HC排放在所有负荷工况下都增加;添加助燃剂二茂铁后可进一步改善发动机的燃油经济性和排放特性.     

一种含氧燃料对柴油机性能的影响

按照内燃机的燃料设计理论,设计了一种新型柴油含氧添加剂,乙酸-2-甲氧基乙酯(MEA),并在一台TY1100直喷柴油机上研究了柴油与不同比例MEA的混合燃料对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响．结果表明,在柴油机参数不作任何改动的情况下,燃料中随着MEA添加比例的增加,柴油机碳烟、HC和CO排放都明显降低,但对NOx排放的影响较小．当MEA的体积分数达到20％时会导致柴油机动力性的显著下降,而在15％时,发动机的碳烟平均下降约50％左右,功率仅下降5％,所以认为15％是一较佳的混合比例．15％MEA混合燃料可使发动机的热效率提高近2个百分点,是一种很有应用前景的含氧燃料．     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺人不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究,结果表明：在柴油中掺人不同比例生物柴油的混合燃料,柴油机的CO,HC和烟度均有较大的降低,NOx的排放略有升高,耗油率基本不变。在最大负荷时,5％,15％,25％的混合燃料和柴油机比较,HC的排放分别减少了15％,33.3％和83.3％,碳烟的排放分别减少了16．2％,51．8％和63．6％。     

生物乳化柴油对柴油机性能的影响

在1 400 r/min负荷特性下研究生物乳化柴油对柴油机性能的影响,结果表明:满负荷时,生物乳化柴油的缸内燃烧压力和放热率略低于柴油,缸内燃烧温度有所降低;动力性方面,与柴油相比略微降低,E10和E15的经济性与柴油接近;当水和丁醇掺混比例增加时,颗粒物(particulate matter,PM)和氮氧化物(NOx)排放降低的越多。生物乳化柴油作为替代燃料能保证柴油机运行的稳定性,它可以同时降低柴油机的PM和NOx排放,具有良好的环境效益和经济效益。     

柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料柴油机燃烧与排放特性研究

为了使柴油与甲醇互溶,提高燃料氧含量以控制碳烟排放,以正戊醇作为助溶剂,形成柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料,对三元燃料在不同温度下的互溶性进行了研究。在一台电控高压共轨柴油机上测试了1 400r/min转速下柴油/正戊醇/甲醇三元微乳化燃料的燃烧压力和排放特性;计算了瞬时燃烧放热率与燃烧温度,并与柴油进行对比。研究结果表明:甲醇能够以一定比例与柴油/正戊醇互溶,且互溶比例随温度升高而增大。与纯柴油相比,随氧含量的增加,混合燃料的滞燃期延长,燃烧持续期缩短,峰值燃烧温度升高;在中低负荷,峰值燃烧放热率上升;在高负荷,三元微乳化燃料的峰值燃烧放热率下降,但其扩散燃烧强度增加;混合燃料的有效燃油消耗率增加,但是其热值逐渐降低,有效热效率上升;3种含氧燃料的CO排放在低负荷时增加,高负荷时降低;HC及NOx排放升高,NO2在NOx中的比例下降;碳烟排放明显减少。     

增压柴油机燃用天然气合成油排放特性的研究

对增压中冷柴油机燃用纯天然气合成油（Gas-to-Liquids，GTL）、柴油／GTL混合燃料的排放进行了外特性、负荷特性和欧洲ECE R49十三工况法的试验研究，并与柴油的排放进行了对比。研究表明：燃用GTL在所有工况下都能够有效降低NOx、烟度和PM，且掺混比例愈大，效果愈明显，CO和HC也有一定的改善；在ECE R49十三工况下纯GTL的NOx和PM排放分别降低了23．7％和27．6％，CO和HC分别降低了16．6％和12．9％；发动机工况对增压柴油机燃用所有燃料的排放有较大影响。结果表明GTL是柴油机有潜力的低排放代用燃料。     

PODE掺混和喷油参数对柴油机燃烧排放特性影响

在一台增压4缸直喷柴油机上开展了不同聚甲基二甲醚(PODE)掺混比例和喷油参数对柴油机燃烧和排放特性影响的试验.测试燃料包括纯柴油(PD0)、两种柴油/PODE混合燃料分别为PD20(PODE体积分数为20%)和PD30(PODE体积分数为30%).结果表明:随着喷油时刻的推迟,3种燃料缸内压力峰值降低,放热率峰值增加,燃油消耗率增加,热效率下降,CO和HC排放增加,NOx排放减小,颗粒物质量浓度降低,数量浓度先降低后升高;随喷油压力的增加,3种燃料缸内压力和放热率峰值增加,CO和HC排放减小,NOx排放增加,颗粒物数浓度和质量浓度下降.喷油时刻推迟和喷油压力增加都会使PD0的烟度排放明显减少,但对PD20和PD30的烟度排放影响比较小.随着PODE比例增加,热效率提高,但燃油消耗率上升,CO、HC和烟度排放下降,NOx排放小幅增加,颗粒物数浓度和质量浓度显著降低.     

扭矩储备系数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

以一台非道路直喷式柴油机为样机,研究了扭矩储备系数φtq和供油提前角对其排放和经济性能的影响。排放试验参照欧盟非道路柴油机八工况法,测取了该机PM、NOx、HC、CO排放量和油耗等参数。根据该机的工作需求,对φtq为18％和20％时不同供油提前角下的性能进行了研究。结果表明。该机在φtq为18％,供油提前角为12℃A时的排放完全满足欧-II排放标准;φtq为20％时,PM和NOx排放不能同时满足欧-II排放标准。φtq由18％增加到20％后,PM排放量有较大幅度的上升,并且对供油提前角的变化变得敏感,CO有所上升, NOx有所下降,对HC排放影响最小。随着供油提前角的增加,该机PM和CO排放量显著下降,NOx排放上升明显,HC排放变化幅度不大,油耗下降,φtq为18％、供油提前角为12．5℃A时的油耗最低为218．1 g／(kW·h)。     

柴油机燃用生物柴油混合燃料排放性能试验研究

通过对柴油机燃用掺入不同比例生物柴油的混合燃料排放性能的试验研究，结果表明：在柴油中掺入不同比例生物柴油的混合燃料，柴油机的CO，Hc和烟度均有较大的降低，NOx的排放略有升高，耗油率基本不变（在最大负荷时，10％，20％，30％的混合燃料和柴油机比较，HC的排放分别减少了20％，33．3％和83．3％；碳烟的排放分别减少了16．2％，51．8％和63．6％）。     

二甲醚与柴油混合燃料发动机排放性能实验

通过在D6114ZLQB柴油机上进行D30混合燃料与晰柴油的性能对比实验,研究了D30混合燃料对柴油机性能的影响,并通过优化发动机供油系统参数,寻求燃用D30混合燃料的最佳排放。实验结果表明,原机供油系统经优化后燃用D30混合燃料,发动机的动力性与原柴油机相当,燃油经济性有所改善,PM排放大幅度下降,NOx在整个负荷范围内得到有效控制。     

电喷汽油机燃用低比例甲醇汽油的试验研究

在电喷汽油机上燃用低比例甲醇汽油混合燃料与燃用93#汽油进行对比试验研究。试验结果表明,汽油机燃用M15,M25混合燃料均比燃用93#汽油输出功率高,增幅为3．1％～7．7％;M15当量油耗率与93#汽油油耗率基本相等,M25当量油耗率降幅较为明显,最大降幅达16．8％;混合燃料有效热效率高于93#汽油;混合燃料比93#汽油CO放稍有降低,HC排放降低明显,NOx排放在中低负荷时有所改善,在大负荷时排放增加。     

乳化燃料油在船舶柴油机上的应用研究

为了实现乳化燃料油在船舶上的应用,研发了一套重油在线乳化装置,并在以G6300ZC18B型柴油机为动力的宁大6号运输船上进行实船试验.试验结果表明:当掺水率在16％-24％时,乳化质量好,可作为船舶燃料使用;乳化燃料油燃烧时,柴油机爆发压力在1 ～2 MPa间波动,排气温度平均下降12℃,冷却水出口温度略有下降,参数变化都处于正常范围内;平均节油率为9.7％,NOx、CO、碳烟排放平均分别降低19.6％、20％、35％.     

直喷柴油机燃用生物柴油/柴油混合燃料适应性研究

在AVL标准试验台架上研究了掺混不同比例生物柴油混合燃料对DW10TD四缸电控柴油机动力性、经济性及排放性的影响.研究结果表明,发动机在不作任何改动的前提下,可实现稳定运转;发动机燃用B10的动力与原柴油机相当,燃用B20,B30时动力与燃用B0时相比下降幅度在3%以内.随着柴油中生物柴油添加比例的增大,发动机有效燃油消耗率增大,但发动机燃烧有效热效率有所改善.发动机燃用掺混生物柴油混合燃料对发动机碳烟排放有显著的改善作用;CO和NOx排放在中小负荷与原柴油机相当,大负荷时CO排放随着混合燃料中生物柴油添加比例的增高而减少,而NOx排放则随着生物柴油添加比例的增大而升高;THC排放在中小负荷随着生物柴油添加比例升高而下降.大负荷下燃用各种燃料THC排放基本相当.     

电喷汽油机燃用微乳化E10含水乙醇汽油的试验研究

应用微乳化理论研制E10含水乙醇汽油乳化剂,在电喷发动机上进行燃用E10含水乙醇汽油对发动机动力性、经济性和排放性的影响试验研究.试验结果表明:基于HLB值理论配制的SPY乳化剂能较好地解决E10含水乙醇汽油的稳定性问题;发动机燃用E10含水乙醇汽油后,动力性略有降低,有效燃油消耗率略有升高,能源消耗率降低;怠速排放的CO、HC、NOx均下降,NOx下降幅度达到65％;多工况排放的CO、HC在低负荷略有降低,中高负荷时明显降低,CO降低9％ ～ 17％,HC降低4％～9％;NOx在中小负荷时降低12％左右,大负荷时改变不明显.     

乙酸-2-丁氧基乙酯作为柴油机清洁含氧燃料的研究(英文)

首次提出用乙酸-2-丁氧基乙酯作为柴油机清洁含氧燃料.完成了其合成工作,并采用FT-IR、1H NMR和GC-MS进行了结构表征.采用单缸、水冷、直喷式柴油机研究了该含氧燃料添加剂对发动机废气排放、动力性燃油经济性的影响.试验结果表明,当柴油中添加体积分数为25%乙酸-2-丁氧基乙酯时,在发动机负荷特性上,烟度降低一般可达50%以上,最大可达75.0%;在较低的负荷下,CO排放减少16.7%～76.2%;未燃HC减少12.5%～67.7%;Nox排放没有显著增加.掺烧该含氧燃料添加剂的发动机动力下降,燃油消耗率有所提高,而能量消耗率明显降低.     

可控掺水燃烧降低柴油机排放的燃烧分析

在不改变柴油机结构的1135柴油机上进行了掺水比例可控的燃油乳化试验研究。使用自制的一套不需加乳化剂的在线乳化装置进行台架试验,探索不同负荷下油耗、NOx及碳烟排放随掺水比例增加的变化规律,并从燃烧特性方面对降低排放的原因作了分析。燃烧分析说明:掺水比例可变的在线乳化燃油和乳化油燃烧特性基本一致;掺水比例随负荷变化,能够实现小负荷时工作稳定,大负荷时大幅度降低NOx和碳烟排放的目标。     

推进特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响

在柴油机上进行柴油、三种生物乳化柴油(E10、E15和E20)和生物柴油的推进特性试验,就其燃烧特性、动力性、经济性及常规排放特性进行对比。试验结果显示:高转速时,生物乳化柴油的缸内燃烧压力和放热率略低于柴油,缸内燃烧温度有所降低;动力性相比柴油略有下降,仅E10的燃油消耗率比柴油低,B100最高;烟度和NOx排放均有显著降低,且随水和丁醇掺混比例增加而降低; CO和HC排放与柴油基本无差别,整体增加不多。表明:生物乳化柴油作为替代燃料能保证柴油机运行的稳定性,可同时降低柴油机的烟度和NOx排放,具有良好的环境效益和经济效益。