生物柴油的排放特性试验研究

通过对燃烧生物柴油发动机排放污染物的测量和分析,探讨了燃烧生物柴油排气污染物的形成机理,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律。研究结果表明:生物柴油可以有效的降低柴油机的排气污染物,尤其是颗粒污染物。随着生物燃料中油酸甲脂含量的增加,柴油机的各种排气污染物均有不同幅度的降低。此外,通过推迟喷油时间,可以进一步降低柴油机的NOx污染物。

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、NOx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;NOx排放上升,且随着生物柴油掺混比例的升高而增加。

发动机燃用生物柴油的常规和非常规排放特性

以轿车用直喷式柴油机为试验样机,分别燃用餐饮废油制生物柴油和石化柴油的5种不同掺混比例的混合燃油,研究了常规排放物和非常规排放物的排放特性。结果表明:加入生物柴油后,发动机烟度、HC和CO的排放量随生物柴油掺混比例的升高而降低;NOx排放量随生物柴油掺混比例的增加而增加,燃用B5、B10、B20油的NOx增幅在4%以内;非常规排放物中醛类排放随生物柴油掺混比例增加的幅度较大,B0和B5的醛类排放极低;SO2排放随生物柴油配比的增加呈下降趋势,其中纯生物柴油的SO2排放量极低,不超过2×10-6。从整个生命周期来看,燃用生物柴油可以明显降低轿车柴油机的CO2排放量。

生物柴油的排放试验研究

通过对燃烧生物柴油发动机排放污染物的测量和分析,探讨了生物柴油降低柴油机排气污染物的机理。分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、负荷的变化规律,得到了生物柴油的最佳配比方案。研究结果表明:生物柴油可以有效地降低柴油机的排气污染物,尤其是颗粒污染物;随着生物燃料中油酸甲脂含量的增加,柴油机的各种排气污染物均有不同幅度的降低。

柴油机燃用乙醇-生物柴油-柴油的醛酮类排放物研究

利用高效液相色谱仪对柴油机燃用普通柴油(D)和乙醇-生物柴油-柴油(EBD)排放物中的醛酮类化合物进行比较分析。研究结果表明:标定转速,10%和50%负荷下,EBD总排放量比D分别降低了2.98%和16.42%,全负荷下,升高了11.79%;排放物以甲醛、乙醛、丙烯醛和丙酮等C1～C3污染物为主,占醛酮排放物91.9%以上;负荷增加或转速降低,醛酮类排放物减少。

生物柴油燃烧过程内窥镜高速摄影试验研究

采用内窥镜直接高速摄影的方法,对燃烧柴油和生物柴油发动机的燃烧过程进行了试验研究,分析了柴油、生物柴油、不同比例的生物柴油/柴油混合燃料的着火延迟期、着火点位置、燃烧温度和燃烧速度的变化规律。研究结果表明:燃油喷射过程中,柴油的喷雾锥角大于生物柴油的喷雾锥角;生物柴油在预混燃烧阶段的燃烧速度大于柴油,其最高燃烧温度小于柴油。在相同工况下,生物柴油的燃烧终点早于柴油,燃烧持续期也小于柴油。燃烧生物柴油时,高转速工况下的燃烧终点对应的曲轴转角较低转速时有所增加,燃烧持续期对应的角度有所延长。

柴油机燃用生物柴油和柴油混合燃料的试验研究

通过对比实验研究了柴油机燃用生物柴油和柴油的混合燃料对动力性、经济性和排放特性的影响.试验结果表明:发动机燃烧过程的滞燃期略有增长,燃烧压力、压力升高率和放热率的曲线均右移,且最大值有所下降.柴油机燃用混合燃料使柴油机的动力性能和经济性能有所降低,但发动机的HC,CO,NOx和碳烟的排放却有所改善.发动机燃用混合燃料是可行的.

生物柴油缸内喷雾特性的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了4102Q柴油机燃用生物柴油的喷雾特性,探讨了喷孔结构参数、针阀开启压力、生物柴油的掺混比、发动机转速、负荷和燃油温度对喷雾的贯穿距离和索特平均直径的影响规律,并与柴油进行比较,对计算精度进行了分析。研究结果表明:2种燃料的喷雾特性随上述因素的变化规律基本一致;生物柴油-柴油混合燃料的贯穿距离和索特平均直径均随生物柴油掺混比的增大而增大;相同因素条件下,生物柴油的贯穿距离和索特平均直径均大于柴油;2种燃料喷雾特性的差别是由其不同的理化特性引起的,密度和黏度是主要因素;数值模拟的精度是足够的。

生物柴油自由喷雾特性的数值模拟和试验研究

运用三维CFD软件,建立了生物柴油和柴油自由喷雾的计算模型,计算了两种燃料自由喷雾的贯穿距离和液滴的索特平均直径,模拟了喷雾的发展历程;利用高速摄影装置,拍摄了两种燃料自由喷雾历程的照片。对两种燃料的喷雾特性进行了比较分析,对喷雾特性差异的成因进行了探讨。研究结果表明:模拟计算与高速摄影试验结果基本一致;生物柴油喷雾的贯穿距离和索特平均直径均较柴油的大,喷雾锥角较柴油的小;燃料的密度、粘度和挥发性的差别是导致喷雾特性差异的主要因素。

餐饮废油制生物柴油的排放特性

研究利用餐饮业废油脂制造生物柴油的方法.通过对比实验,研究增压柴油机燃烧餐饮废油制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,在油泵最大喷油量保持不变时,直接燃烧餐饮废油制生物柴油对柴油机动力性的影响小于2.5%;无论在全负荷还是部分负荷工况下,燃用餐饮废油均能大幅度降低柴油机的排气烟度、PT、CO和HC排放量,但是会引起NOx的排放量上升.

餐饮业废油脂生产生物柴油的实验研究

生物柴油是一种新的替代燃料,大多以动植物油作为原料来生产,以至于成本很高。本文利用餐饮业废油脂在酸性催化剂的条件下生产生物柴油,提出了方法与工艺流程,从试验与结果分析得出了最优的生产方案:油醇摩尔比1∶20,催化剂用量1.2%,反应时间8h,此时,转酯化产率为88.3%。

生物柴油喷雾特性的数值模拟

根据可视化试验的结果,利用计算流体力学的方法对生物柴油和柴油的喷雾进行模拟,建立了三维仿真模型,并验证了模型的正确性。利用该模型研究了生物柴油和柴油的喷雾特性,计算了不同喷孔直径对喷雾贯穿距离、索特平均直径等的影响。研究结果表明:生物柴油的雾化特性与柴油不同,柴油的雾化特性更好;减小喷孔直径缩短了生物柴油的喷雾贯穿距离,而且有助于液滴的破碎和雾化。

乙醇/生物柴油双燃料发动机燃烧过程与排放特性的研究

研究了气口预喷射乙醇、缸内直喷生物柴油双燃料系统的燃烧特性和排放特性。研究表明，随着乙醇预混合比的增加着火时刻推迟，峰值放热率增加。在较小的总当量比下，峰值放热率增加幅度不大，最大气缸压力和最高温度降低，放热结束时刻差别较小。在较大的当量比下，燃烧持续时间拉长；但随着乙醇比例的增加峰值放热率增加很快，放热结束时刻显著提前，最大压力升高率在预混合比例为20％-40％的某点达到极值，此时热效率最高。乙醇的加入使得HC和CO排放明显增加，但是却使得NOx和碳烟排放同时大幅度下降。在1800r／min的各种负荷下，NOx和碳烟排放相对纯生物柴油降低35％-85％。

柴油机燃用生物柴油的特性

为了掌握柴油机燃用生物柴油时的性能变化,在四缸废气涡轮增压直喷式柴油机上燃用0#柴油、脂肪酸甲酯和分别含有30%及50%(质量比)脂肪酸甲酯的混合柴油,在1 800 r/min和2 200 r/min全负荷工况下,进行了柴油机动力性、燃料经济性、HC、CO、NOx、排气烟度和自由加速工况下的排气烟度试验。通过对比发现,柴油机燃用含有脂肪酸甲酯的燃料对动力性、燃料经济性的影响较小,可以显著降低HC排放和排气烟度,但CO排放会略有增加,NOx排放则随燃料脂肪酸甲酯含量的提高有明显增加。研究表明,脂肪酸甲酯可作为柴油机的替代燃料,值得推广应用。

甲醇柴油与生物柴油常规污染物的对比研究

通过对比实验研究了增压柴油机燃烧甲醇柴油和生物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,在喷油泵不做任何调整的情况下,直接燃烧甲醇柴油和生物柴油对柴油机动力性的影响均不超过10%。燃油甲醇柴油能降低CO和NOX的排放,但会引起HC排放量的上升;燃用生物柴油能降低CO和HC的排放,但会引起NOX排放量的上升。在各种工况下,燃用生物柴油均能大幅度降低柴油机的排气可见污染物,而燃用甲醇柴油在高负荷时会增加可见污染物的排放。

含氧组分燃料降低装甲车辆柴油机碳烟排放的研究

在不对柴油机结构进行任何改动的情况下,通过台架试验研究了2种含氧组分燃料—生物柴油和碳酸二甲酯(DMC)对某型装甲车辆柴油机缸内燃烧过程、动力性和排放的影响。结果表明:添加20%的生物柴油会使缸内压力曲线略有前移,对动力性影响不大,外特性扭矩最大降幅小于2%,在中、高转速时降低碳烟排放22%～46%;柴油中添加20%的生物柴油和10%DMC,会使缸内压力曲线后移,压力峰值降低,外特性扭矩降低约5%,降烟效果更好,降低幅度均在25%以上,最高可降61.5%.2种方案NOx排放都有一定程度升高,个别工况下升高约10%.

新型乳化剂制备及其微乳柴油的研究

通过生物柴油或其原料油与二乙醇胺反应合成了能与油相溶,且具有较好的生物降解能力的环保型烷醇酰胺非离子乳化剂,并用该乳化剂对0#柴油和生物柴油的微乳化进行验证。结果表明生物柴油与二乙醇胺合成的乳化剂效果最佳,具有较好的微乳化性能,乳化油在微量添加剂的作用下可与市场上的0#柴油大量混溶。并研究了水和甲醇在乳化过程中的相互影响因素。乳化柴油配比为:柴油64%左右,乳化剂12%左右,添加剂3%左右,极性成分21%左右。

掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究

对燃用不同掺烧比例生物柴油的一台进口车用增压中冷直喷柴油机进行动力性、经济性和排放特性试验。结果表明:发动机功率基本上随生物柴油掺烧比例增加呈线性下降趋势;油耗随掺烧比例增加而增加;生物柴油有一定的降低CO排放的效果,但不是很明显;掺烧生物柴油对HC和颗粒物的排放有明显的降低效果;但对于NOx,情况有些不同:掺烧10%的生物柴油几乎在所有工况下NOx排放都有所降低,而掺烧20%和30%生物柴油后,NOx排放则略有增加,且基本在3 000r/min以上的工作区域。

生物质热解生物油/柴油乳化燃料的制备与试验

制备了生物油/柴油乳化燃料并在柴油机台架上进行了试验。试验用生物油是在流化床反应器上对玉米秸秆粉进行热解试验获得的。将生物油与0号柴油以及适量的乳化剂混合,通过均质机均质,得到生物油/柴油乳化燃料。在ZS1110型柴油机台架上进行两种不同配比的生物油/柴油乳化燃料的发动机台架试验,得出了柴油机燃用生物油/柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,并且对乳化燃料和纯柴油的油耗率和有效热效率进行了对比。研究结果表明:生物油体积分数为15%的生物油/柴油乳化燃料较纯柴油有明显的节油效果,最大节油率可达10%;NO、CO的排放也优于纯柴油的排放。

不同海拔地区下混合燃料柴油机性能试验研究

采用大气模拟测控系统对4100QB-2柴油机燃用生物柴油/纯柴油混合燃料运行在不同海拔高度(81kPa和101kPa)下的性能进行了台架试验。试验分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量比油耗。对比分析了不同海拔下的自然吸气柴油机燃用混合燃料的外特性和负荷特性及有效热效率、机械效率。