乙醇-甲酯-柴油含氧燃料对柴油机性能与燃烧特性的影响

在一台四缸柴油机上燃用乙醇-甲酯-柴油混合燃料,使得乙醇含量达到30%.研究了氧含量对柴油机动力性、经济性以及燃烧特性的影响.结果表明,在发动机不做调整的情况下,含氧燃料会使发动机动力有所下降,有效燃油消耗率上升,但等效燃油消耗率基本不变.乙醇含量越多,燃烧滞燃期越长,E20B、E30B的滞燃期比柴油分别长1.2°CA和2.5°CA;燃烧持续期会缩短,全负荷时E10B的燃烧持续期比柴油缩短了5°CA,E30B的燃烧持续期比柴油缩短了10°CA;另外随着乙醇含量的增多,最大爆发压力升高,放热率峰值增大.

乙醇-柴油混合燃料的理化特性研究

对乙醇 柴油燃料直接影响发动机性能和燃料的使用、存储和运输的几种基本物理化学性质进行了研究。通过对不同比例(乙醇含量分别0.2%、0.5%、1%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、75%)的混合燃料的密度、粘度、闪点、表面张力、十六烷值、稳定性和磨损性等理化性质的测试和研究,总结出了乙醇含量对混合燃料物性参数的影响规律,归纳出各种参数随温度变化的规律。以密度为特征参数,拟合出混合燃料粘度、表面张力随密度变化的关系,得到了具有较高精度的乙醇 柴油混合燃料的理化特性经验关系式。

欧Ⅲ柴油机燃用乙醇-甲酯-柴油时微粒排放的研究

在一台满足欧Ⅲ排放的柴油机上燃用乙醇甲酯柴油混合燃料,研究其对微粒(PM)总排放、微粒中可溶性有机物(SOF)、干碳烟(DS)和硫酸盐的影响。为了深入考察含氧燃料对碳烟生成过程的影响,用高速CCD摄像机对燃烧过程进行了可视化研究。结果表明:含氧燃料能够大幅度降低欧Ⅲ柴油机微粒的排放,其中DS的排放大幅度降低,而SOF排放在小负荷时大量增加,硫酸盐排放略有增加。在柴油中加入乙醇后,着火滞燃期变长,燃烧持续期变短;混合燃料的火焰亮度降低,说明含氧燃料抑制碳烟的生成。

乙醇-柴油混合燃料的应用研究进展

为了有助于开展乙醇-柴油混合燃料在柴油机上的应用研究,本文首先介绍了乙醇的生产原料及其理化特性,分析了乙醇-柴油混合燃料的排放机理,讨论了乙醇-柴油混合燃料的研究进展,指出目前乙醇在柴油机上的混合燃烧主要分为两大类:机内混合与机外混合燃料燃烧。最后重点以清华大学、吉林大学、上海交通大学为例,就各自对乙醇-柴油机外混合燃料燃烧研究的不同“亮点”分别进行论述,指出进一步选择合适的助溶剂以及恰当的着火改进剂等,可使乙醇-柴油混合燃料在柴油机上的应用早日实现。

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。

聚丙烯酸甲酯膜分离水-乙醇混合物的研究

本文介绍以丙烯酸甲酯、二乙烯三胺为基本原料合成的一种新型聚合物膜材料,并用渗透蒸发法通过该膜对水-乙醇混合物进行分离;研究了料液浓度、料液温度等评价条件对膜透过速率和分离系数的影响;计算了膜对不同浓度料液的表观透过活化能;测试了膜的溶胀度和溶胀膜的组成,利用测定结果讨论了溶液在膜中的溶解和扩散对透过速率和分离系数的影响。还利用红外分光光度计、电镜、动态粘弹测试仪等粗略探讨了膜的微观结构。

乙醇-柴油混合燃料的互溶及提高燃值的研究

研究了在常温下含不同乙醇比例的乙醇-柴油对助溶剂庚醇所需量及所需搅拌时间.测定不同比例乙醇-柴油混合燃料的燃烧值,确定乙醇在乙醇-柴油混合燃料的最佳配比.还研究了添加剂二茂铁对乙醇-柴油混合燃料燃烧效率的影响.结果表明:当混合燃料中乙醇含量为12%,庚醇含量为8.69%时,乙醇-柴油混合燃料的燃烧热与相应乙醇和柴油的燃烧热之和相比,热量损失较少,为0.97%.当混合燃料中添加二茂铁含量为0.7%时,燃烧值平均增加0.988%,相应的炭渣残余量最小.

生物柴油-乙醇-柴油混合燃料的燃烧过程模拟与分析

为了研究生物柴油-乙醇-柴油混合燃料的燃烧特性,使用AVL-FIRE软件对纯柴油和B30E10(含30%体积分数的生物柴油,10%体积分数的乙醇和60%体积分数柴油的生物柴油-乙醇-柴油混合燃料)的缸内燃烧和喷雾过程进行模拟分析,将燃烧室进行切片,比较了两种燃料的速度场、压力场和温度场变化及变化规律。研究结果表明:在燃烧初期,B30E10燃烧比柴油慢,随着燃烧的进行,当燃油堆积于燃烧室凹槽后,B30E10在缸内的燃烧速度、压力和缸内温度均比柴油低。

0#柴油-乙醇-花生油混合燃料的柴油机动力性和经济性研究

根据0#柴油、乙醇、花生油互溶性三相图,配制0#柴油、乙醇和花生油体积比为25∶4∶5的混合燃料。燃用混合燃料的柴油机台架实验表明:燃用0#柴油-乙醇-花生油混合燃料的柴油机应该适当增大柴油机供油提前角。柴油机供油提前角为16.8°时,在小负荷工况下,燃用0#柴油-乙醇-花生油混合燃料的柴油机油耗率明显大于燃用0#柴油的柴油机油耗率,最高达到19.55%;在中高负荷工况下,略低于燃用0#柴油的柴油机油耗率。因此燃用0#柴油-乙醇-花生油混合燃料的柴油机在增大柴油机供油提前角的前提下,在中高负荷工况时的经济性和动力性好于0#柴油。

柴油机燃用乙醇—甲酯—柴油时PM排放特性的研究

采用甲酯作为助溶剂,使得乙醇在柴油中的添加比例达到30％。在此基础上研究了一台4缸柴油机燃用乙醇甲酯柴油时氧含量对烟度、微粒总排放、组分及粒径分布的影响,并对微粒中可溶性有机物、干碳烟的质量百分比进行了分析。结果表明:含氧燃料能够大幅度降低排放的烟度和微粒。氧含量越多烟度降低的效果越明显,而PM的降低幅度小于烟度,这是由于可溶性有机物的排放特点造成的。氧含量改变了PM中三组分的比例,氧含量越多,可溶性有机物的百分比越大,干碳烟的百分比越小。含氧燃料使得微粒粒径分布向小粒径方向移动,小于0．2μm的微粒比例升高。

乙醇/柴油混合燃料的相溶性及对发动机性能影响的研究

利用助溶剂解决乙醇/柴油的相溶性问题,讨论了混合燃料中乙醇和助溶剂添加量对相溶性的影响,并使用助溶剂体积分数为1.5%、乙醇体积分数分别为5%、10%、15%的混合燃料及-20号纯柴油(分别表示为E5、E10、E15和E0)在发动机台架上进行了性能和排放试验。研究结果表明,柴油的烃组成是决定相分离温度的决定性因素;对全部测试油品,乙醇体积分数在10%、助溶剂添加体积分数为1.5%时,混合燃料相溶性较好。台架试验显示,随着混合燃料中乙醇掺烧比例的增加,发动机的燃油消耗率逐渐增加,而发动机的额定功率和最大扭矩逐渐降低,但最大扭矩降低的幅度较小;此外,随着乙醇掺烧比例的增加,CO比排放量减少,HC、NOx和PM的比排放量逐渐增加,但NOx和PM的比排放量增加幅度不大。10%体积分数的乙醇添加量是乙醇/柴油的最佳掺烧比。

乙醇柴油汽油混合燃料的燃烧与排放特性

以汽油为助溶剂配制出均匀稳定的乙醇柴油汽油混合燃料,对比分析了单缸四气门135柴油机燃用不同配比混合燃料时的燃烧与排放特性,同时研究了燃用混合燃料时供油提前角变化和使用HL伞喷油嘴对柴油机性能的影响。结果表明:柴油机燃用适当配比的乙醇柴油汽油混合燃料,动力性、经济性基本保持不变,碳烟和NOx排放显著降低;着火滞燃期延长,缸内平均温度下降,燃烧速率加快,燃烧持续期缩短;当使用HL伞喷油嘴燃用E20G15燃料时,着火滞燃期进一步延长,油气混合速率和混合气均匀度明显提高,在整个工况范围内,气缸压力和缸内平均温度均较低,碳烟和NOx排放同时降低,其燃烧过程具有明显的热预混合燃烧特征。

乙醇、柴油及其混合燃料的喷雾特性

为了研究乙醇、柴油及其混合燃料的喷雾特性,采用试验和计算的方法获得了乙醇-柴油混合燃料的物性,并将其用于Wave-KH破碎子模型来模拟混合燃料的喷雾过程.模拟结果能够较好地与纹影摄像结果相吻合.研究表明,乙醇及乙醇-柴油混合燃料的喷雾贯穿距小于柴油,喷雾锥角略大于柴油,喷雾形态的分布范围较大,与空气混合更好.

柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的燃油经济性及排放特性研究

采用正丁醇作为助溶剂,研究了以柴油、乙醇和正丁醇的体积比为不同比例所配置混合燃料的相溶性,分析了不同乙醇掺混比混合燃料对发动机经济性及排放特性的影响。研究结果表明,由于乙醇和柴油物化特性的差异,乙醇和柴油的相溶性较差,添加适量正丁醇可有效促进乙醇和柴油的均匀相溶。随着乙醇掺混比的增大,在中、低负荷时混合燃料的当量燃油消耗率增大,在高负荷时当量燃油消耗率减小;CO排放量在低负荷时增大,而在中、高负荷时减小;在发动机所有工况下,混合燃料的HC排放量都比燃烧0号柴油的高,而NOx排放量及碳烟排放量都较0号柴油有所下降。

柴油机燃用乙醇—生物柴油—柴油混合燃料试验研究

先对0#柴油(D)和乙醇-生物柴油-柴油混合燃料(EBD)的部分理化性质进行了试验、计算和对比;再基于柴油发动机台架,研究了柴油机燃用替代燃料后,其动力特性、经济特性和常规排放特性的变化。研究结果表明:在外特性下,柴油机燃用EBD的功率和转矩相对D有0～2.84%的小幅度上升;在负荷特性下,EBD的油耗量和油耗率相对D有较大幅度的上升,在2 000r/min转速时,增幅分别为11.26%～12.14%和7.69%～34.69%,在1 700 r/min转速时,增幅分别为11.86%～12.48%和5.18%～19.28%;在发动机六工况循环下的常规排放中,EBD在CO,HC和碳烟减排方面的优势主要体现在中高负荷下,而在NOx减排方面的优势则主要体现在中小负荷的情况下。

乙醇-柴油在线混合燃料的燃烧排放特性

为了改善柴油机在不同工况时的排放,建立了超声波乙醇柴油在线混合装置,以实现适时混合不同比例的乙醇柴油燃料。在一台柴油机上试验研究了这种在线混合燃料的燃烧与排放特性,结果表明:随着混合燃料中乙醇体积分数的增加,碳烟排放明显降低,其最大降幅达74%,而且燃烧持续期缩短;但在中、高负荷工况NOx排放明显增多,因此尚需采取措施降低乙醇柴油混合燃料燃烧时的NOx排放。在一台可视化发动机上的研究结果表明:随着乙醇体积分数的增加,燃烧持续期也缩短,而且火焰亮度降低,碳烟形成得到了抑制。