基于EGR的混合生物柴油機(jī)排放效應(yīng)研究

生物柴油作為柴油燃料未來的替代品應(yīng)用在內(nèi)燃機(jī)上可以大幅減少廢氣排放，但會產(chǎn)生更多的NOx，而采用廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)會消除這一影響。所采用的混合生物燃料為麻瘋樹甲酯（Jatropha methyl ester）和普通柴油。

所搭建的試驗(yàn)臺架包括1個單缸4沖程水冷直噴柴油機(jī)、渦流測功機(jī)（含有控制系統(tǒng)，可以測量柴油機(jī)在不同工況條件下的負(fù)荷特性），測量相關(guān)廢氣排放參數(shù)的QRO-Tech廢氣分析儀、標(biāo)準(zhǔn)AVL煙度計(jì)、廢氣溫度指示器和測量性能參數(shù)變量的傳感器。EGR的作用是使少量的廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管，與可燃混合氣一起進(jìn)入燃燒室。而汽車廢氣是一種不可燃?xì)怏w(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內(nèi)不參與燃燒，其通過吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少NOx的生成量。進(jìn)入燃燒室的廢氣量隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加而增加，定義EGR比率為進(jìn)入氣缸的廢氣占總進(jìn)氣量的百分比。

對不同EGR比率（5%和10%）和燃料（柴油和B20）下的柴油機(jī)特性進(jìn)行了試驗(yàn)對比分析，其結(jié)果為：①在低負(fù)荷區(qū)，由于循環(huán)廢氣中碳?xì)浠衔锏亩稳紵裏嵝视兴嵘?，而在高?fù)荷區(qū)燃燒室循環(huán)廢氣總量增多，效率降低；②生物燃料熱值低、粘性大且沸點(diǎn)高，而EGR又使得燃燒室中存在少量廢氣，使得該條件下燃油消耗率稍高；③相比柴油燃料，EGR比率越高，生物柴油燃燒越不充分，消光煙度值越大。④生物燃料條件下的CO和HC廢氣排放大幅減少；⑤使用EGR后，混合氣體含氧量減少，兩種廢氣排放有所增加；⑥EGR減少了含氧量并降低了燃燒室溫度和壓力，使得其與柴油及生物柴油燃料相比降低了30%的NOx排放。

綜上，在犧牲少量性能特性的前提下，基于混合生物燃料的EGR系統(tǒng)能夠有效減少柴油發(fā)動機(jī)的廢氣排放。

Polu Vidya Sagar et al.2013 InternationalConferenceon EnergyEfficientTechnologies for Sustainability.

編譯：張為榮