混合燃料中生物柴油掺混比例对发动机性能影响的研究

为了研究高原环境下生物柴油-乙醇-柴油混合燃料中生物柴油对柴油发动机性能的影响,选用纯柴油、B15E3(生物柴油体积分数为15%,乙醇体积分数为3%和柴油体积分数为82%)和B25E3(生物柴油体积分数为25%,乙醇体积分数为3%和柴油体积分数为72%)在柴油发动机YN30CR上进行试燃,在最大扭矩转速工况下比较3种燃料的燃烧性、经济性和排放性差异。结果表明:燃烧混合燃料的发动机动力性下降,B25E3下降明显,缸内压力峰值下降1 MPa,压力升高率峰值下降0.14 MPa/°CA;燃烧B15E3和B25E3的瞬时放热率峰值较纯柴油低4.8%、5.6%;当量燃油消耗量低于纯柴油,燃油经济性有一定改善;中低负荷下,纯柴油当量燃油消耗量最高,B25E3的当量燃油消耗量低于B15E3,高负荷下,燃烧B25E3的当量燃油消耗量稍高于B15E3;燃用B15E3和B25E3后,碳烟排放低于燃烧纯柴油,B25E3改善幅度大于B15E3,随着负荷的增加,碳烟排放性的改善较为明显。     

DICI发动机燃用生物柴油振动特性研究

通过将发动机外在的振动信号经过变换与缸内的燃烧放热规律相结合,以对DICI发动机燃用生物柴油后引起的振动进行协同特性研究。具体方法为,将餐饮废油生物柴油以10%掺混作为测试燃料,在常用工况下对缸盖振动信号和缸内燃烧压力进行采集。通过将小波尺度进行重排计算、振动功率密度计算和缸内压力计算,得到振动时间谱图、功率密度谱图和燃烧放热率等。结果表明:燃用B10生物柴油后,发动机整体振动频率从约4 200 Hz降低至约2 900 Hz。这主要由于生物柴油高黏度和低热值等特性导致缸内燃烧有所弱化,因而导致发动机振动的降低。生物柴油在整个频段上振动分布表现更为均匀,将对人体舒适度的提高和发动机寿命的延长有所贡献。     

餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机性能、排放特性以及燃烧特性的影响北大核心CSCD

为探讨生物柴油应用于船舶柴油机的可行性,将餐厨废弃油脂生物柴油与柴油混合,在船舶柴油机上进行试验,测试其对船舶柴油机性能、排放特性和燃烧特性的影响。结果表明:生物柴油混合物的高黏度以及低热值会降低有效热效率,并导致燃油消耗率略有升高;由于生物柴油的高含氧量促进完全燃烧,相比于柴油,燃烧生物柴油混合物后,一氧化碳排放量最高下降17%,二氧化碳排放量最高下降5.1%,二氧化硫排放量最高下降41%,碳烟排放量最高下降36%;生物柴油过快的燃烧速率提高了气缸内的燃烧温度,以及高含氧量促进了氮氧化物的排放;生物柴油混合物燃烧时的缸内压力与柴油非常接近。餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机的性能、燃烧特性和排放特性均具有较好的表现,可以作为柴油的替代燃料用于船舶柴油机。     

生物柴油掺氨对均质压燃发动机燃烧及排放性能的影响

为提升燃料的综合燃烧品质和性能,进一步降低有害物质排放和缓解温室效应,以燃烧动力学和化学反应机制作为理论基础,采用Chemkin软件将生物柴油替代物和氨气充分融合,模拟并计算氨气掺混比例分别为0、5%、10%、15%、20%的5组燃料在均质压燃发动机模式下燃烧和排放指标的数值,对比分析得到不同掺混比例对发动机燃烧和排放的影响和变化规律。结果表明：随着氨气掺混比例增加,燃料的点火滞燃期有所缩短,缸内燃烧最高温度升高,排温降低;排放方面,NO_x的排放升高,CO₂、CO和总碳氢化合物(THC)的排放均明显降低;生物柴油掺混氨气的最佳比例为20%,此时发动机功率下降12百分点,NO的单位功率排放升高了0.003 kW^-1,而CO₂和THC的单位功率排放分别降低了0.01 kW^-1和0.001 3 kW^-1。综上,生物柴油掺混氨气后改善了燃烧性能,降低了排放量,具有良好的应用前景。     

降低燃用生物柴油NOx排放量的分析

在YL4102型柴油机上分别燃用生物柴油、石化柴油、生物柴油和石化柴油的混合物测定NOx的排放情况,并对降低NOx排放量的措施进行了研究。结果表明,适当推迟喷油提前角会降低NOx的排放,在满负荷范围时,当喷油提前角为10°CA左右时NOx排放降低30％左右。燃用乳化生物柴油可降低NOx的排放,随着乳化生物柴油中水的增加,NOx的排放迅速下降,当水的体积分数为30％时,NOx排放降低40％左右。     

生物柴油与石化柴油性能的比较分析

从生产方法和工艺、燃料特性和起动性能、发动机经济性和动力性、排放特性以及可再生性方面比较了生物柴油与石化柴油的差异.结果表明,生物柴油与石化柴油在生产方法和工艺方面存在很大差异,也有很多相似之处;生物柴油的燃料特性、起动性能以及发动机经济性、动力性接近或稍逊于石化柴油;生物柴油具有更好的排放性能和可再生性,因此生物柴油是一种综合性能优良的可替代石化柴油的燃料.     

用米糠油制取生物柴油

论述了用米糠油为原较,甲醇作酯化剂,在催化剂的作用下制取生物柴油的方法。     

生物柴油流变学性能的研究

利用AR–G2流变仪,研究了三种生物柴油的流变学性能及相关影响困素。结果表明:温度和剪切速率影响生物柴油的流变学性能。三种生物柴油的黏度在冷滤点(CFPP)左右会急剧升高,导致黏温曲线出现转折点,并且该折点温度接近但高于生物柴油的CFPP;三种生物柴油在低剪切速率下均呈现非牛顿流体特征,而高剪切速率下呈现牛顿流体特征,并且三种生物柴油流体均出现了剪切变稀的现象,高温下这种剪切变稀现象比低温下更为明显;在CFPP温度以上,三种生物柴油均表现为塑性流体的特性,采用宾汉姆模型拟合能较好地表征生物柴油的的流变性能。     

用米糠油制取生物柴油

介绍了用米糠油甲酯化制取生物柴油的工艺与技术,简述了生产所需主要原材料、生产原理、技术线路、操作要点、制品质量标准及特点。     

10种抗氧化剂对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响

研究了常见7种生物柴油的氧化稳定性,分析了10种抗氧化剂对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响。结果表明:只有棕榈油生物柴油的氧化稳定性能达到生物柴油国家标准;天然抗氧化剂VC、VE的抗氧化效果较差,且其添加量对小桐子生物柴油氧化稳定性影响也较小;GAM(没食子酸)抗氧化效果好,但油溶性能较差;TBHQ在添加量较高时对小桐子生物柴油氧化稳定性影响较大,AP(L-抗坏血酸棕榈酸酯)和TBHQ对精制和粗制小桐子生物柴油的抗氧化效果差别较大;MT(没食子酸甲酯)、PG(没食子酸丙酯)、OG(没食子酸辛酯)、BHA和BHT 5种抗氧化剂的抗氧化效果较好,且在添加量较低时对小桐子生物柴油氧化稳定性的影响较大,是较为理想的抗氧化剂。     

地沟油生物柴油在发动机上的应用现状和发展趋势

通过对地沟油生物柴油的制备工艺、燃料特性、动力性、经济性、燃烧排放特性、使用现状以及发展前景进行综合分析,认为利用地沟油制备生物柴油具有良好的可再生性、具有与石化柴油相当的动力性、具有优于石化柴油的排放性,是实现地沟油资源化利用的有效途径。但是地沟油生物柴油在实际车用中仍有几个关键问题需要解决:制备过程不完善,黏度过高,燃烧排放中NOX排放增加。解决上述问题有利于真正实现地沟油的经济效益、环境效益与社会效益。     

引燃柴油量及喷射间隔对直喷天然气发动机排放的影响

为优化直喷天然气发动机的喷射策略,在一台六缸电控直喷天然气发动机上,用试验方法研究了引燃柴油量及柴油摘/天然气喷射间隔对发动机 HC、CO和 NO_x排放的影响。试验结果表明:喷射间隔一定时, HC排放随引燃柴油喷射量的增加而降低；在引燃柴油喷射量为 4.0 mg时, HC排放随喷射间隔的增加而增加；引燃柴油喷射量在 6.0～11.5 mg范围内, HC排放在喷射间隔从 0.5 ms变化到 1.1 ms时,变化较小；喷射间隔增加到 1.4 ms时, HC排放升高趋势明显。 CO排放随引燃柴油喷射量的变化规律为先降低后升高；在不同的柴油喷射量下增加喷射间隔, CO排放均降低。 NO_x排放随引燃柴油喷射量的增加先降低后升高；在喷射间隔为 0.5 ms时, NO_x排放相对较小,在喷射间隔为 1.4 ms时, NO_x排放最高。增加引燃柴油喷射量有利于 HC的减排,对 CO排放的影响较小,但会导致 NO_x排放的恶化；增加喷射间隔会促使 HC和 NO_x排放的升高,但 CO排放有所降低。     

生物柴油的燃烧及排放特性研究

在一台四冲程直喷式柴油机上对比研究不同喷油策略对鱼油乙酯生物柴油混合燃料燃烧和排放特性的影响。发动机转速固定在1 500 r/min,喷油正时分别在21、24、27°CA BTDC的不同负荷下,使用的6种燃料为柴油及B20、B40、B60、B80、B100的鱼油乙酯生物柴油混合燃料。结果表明:在不同喷油正时、不同负荷下,生物柴油与柴油相比,发动机的氮氧化物和碳烟排放最大降幅为17.9%和55.38%;鱼油制取的生物柴油导致气缸压力峰值、放热率和最大压力升高率均低于柴油,碳氢化合物、一氧化碳排放降低。     

橡胶籽生物柴油在柴油发动机上的应用研究

以0#轻柴油、-10#军用柴油为对比燃油,对调和生物柴油B5、B20(橡胶籽生物柴油含量分别为5%、20%,常规柴油含量分别为95%、80%)在WD61550柴油发动机上进行适应性研究,考察了柴油机燃用不同燃油时的外特性、负荷特性,测定了功率、扭矩、油耗等性能指标。研究结果表明,发动机使用调和生物柴油的外特性、负荷特性参数变化趋势与所用对比燃油一致;使用调和生物柴油B5时,发动机动力性、经济性与0#轻柴油几乎无区别,与-10#军用柴油相比略有下降;使用B20时,发动机动力性与0#轻柴油、-10#军用柴油相比稍有下降,油耗略有增加。总体来看,在不改变发动机结构情况下,调和橡胶籽生物柴油B5、B20可以替代0#轻柴油。     

新疆棉籽生物柴油实用性能研究

以新疆棉籽油为原料用酯交换法制取生物柴油,按照体积比将棉籽生物柴油与0#石化柴油调和成B20棉籽生物柴油。调和的B20棉籽生物柴油理化指标得到优化,达到GB/T 19147-2003标准;柴油发动机试验分析表明,燃用B20棉籽生物柴油,发动机运行平稳,工作正常,动力下降2%～3%,油耗增加2%～5%,CO、THC、PM排放量减少,符合实际应用需求,是优质清洁的替代燃料。     

甲酯型生物柴油对超低硫柴油润滑性能的影响

利用气质联用仪及红外光谱仪分析甲酯型生物柴油的组成与结构,采用高频往复试验机法(HFRR)考察蓖麻籽油生物柴油、菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油对超低硫柴油润滑性的改善作用,并用测量显微镜分析试验球及试验片的磨斑形貌。结果表明:蓖麻籽油生物柴油组成特殊,主要为蓖麻油酸甲酯,与其他几种甲酯型生物柴油相比,除了含有酯基和双键官能团外,还含有羟基官能团;蓖麻籽油生物柴油对超低硫柴油润滑性的改善效果最佳,适宜添加量为0. 5%;菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油的添加量需达到0. 7%才能使超低硫柴油润滑性磨斑直径降到460μm以下,满足GB 19147—2016标准要求;当蓖麻籽油生物柴油、菜籽油生物柴油及玉米油生物柴油添加量在0. 3%～1. 0%范围时,随着甲酯型生物柴油添加量的不断增大,润滑性磨斑直径、表面划痕及深度不断减小,平均摩擦系数降低,平均成膜率不断增大。     

液相色谱法测定生物柴油中多种脂肪酸甲酯

采用液相色谱法分离,液相色谱—质谱联用及标准品对照法对由菜籽油制备生物柴油中各种脂肪酸甲酯进行定性,并利用外标法建立准确测定生物柴油中各种脂肪酸甲酯组成及含量方法。试验结果表明,利用该法,生物柴油中各脂肪酸甲酯均能达到基线分离,且线性关系良好,相关性系数均在0.998以上,回收率达95.4%～104.1%;该法简单快速、准确性好。