可變壓縮比對混合燃料柴油機(jī)排放性能的影響

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可變壓縮比對混合燃料柴油機(jī)排放性能的影響

石油的大量消耗將帶來眾多嚴(yán)重的環(huán)境問題。生物柴油在替代傳統(tǒng)柴油方面具有巨大的潛力，可以將其直接應(yīng)用在現(xiàn)有柴油機(jī)中，而不需要對發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何修改。但由于生物柴油的粘度較高，最低溫度時(shí)流動(dòng)點(diǎn)也較高，使得其對柴油機(jī)性能產(chǎn)生較大影響。但通過在生物柴油中加入乙醚可改善柴油機(jī)低溫流動(dòng)特性。目前，將乙醚、生物柴油和標(biāo)準(zhǔn)柴油按一定比例混合形成的混合燃料已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本文則通過試驗(yàn)分析柴油機(jī)在不同比例混合燃料和不同壓縮比下的排放性能。

試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)選擇一個(gè)單缸4沖程自然吸氣柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500r/min，通過傾斜氣缸體可以得到16、17和18這3種壓縮比。使用奧地利AVL公司生產(chǎn)的AVL DI氣體分析儀和煙度計(jì)測量排放物中HC、CO、NOx、CO2和煙霧的排放。使用的生物柴油為亞麻油甲酯，配置混合燃料時(shí)，乙醚體積分?jǐn)?shù)始終保持為5%，亞麻油甲酯的體積分?jǐn)?shù)分別為10%、15%和20%，與標(biāo)準(zhǔn)柴油混合，混合后燃料分別記為DLD15、LD20和DLD25。

試驗(yàn)結(jié)果如下。

（1）壓縮比為18時(shí)，DLD15和DLD20燃料的有效熱效率比標(biāo)準(zhǔn)柴油的低，所有燃油的有效燃油消耗率都比柴油高。壓縮比為17時(shí)，DLD15和DLD20燃料的有效熱效率與標(biāo)準(zhǔn)柴油的接近。壓縮比為16時(shí)，各種燃油的有效燃油消耗率非常接近，且都略低于柴油的。

（2）DLD25燃料在壓縮比為18和16時(shí)，HC排放分別降低了14%和15%，在壓縮比為17時(shí)降低了18%。

（3）DLD15和DLD20燃料在壓縮比為18和17時(shí)，其CO排放顯著降低。DLD15燃料在壓縮比為16時(shí)的CO排放與標(biāo)準(zhǔn)柴油接近。

（4）在壓縮比為17時(shí)，DLD15和DLD25燃料的CO2排放分別降低了19%和13%。

（5）所有燃油的NOx排放都比標(biāo)準(zhǔn)柴油高，DLD20和DLD25燃料在壓縮比為18時(shí)NOx排放最大。

總的來說，具有5%乙醚的生物柴油混合燃料有助于提升發(fā)動(dòng)機(jī)性能，降低排放。

AjaySinghVermaetal. SAE 2015-01-1936.

編譯：李臣