橡胶籽油生物柴油的台架试验研究.pdf

橡胶籽油生物柴油的台架试验研究 2 1 1 1 2 2 张建春 ，金付强 ，杨儒 *，李敏 ，郝新敏 ，张华 1. 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，北京（100029 ） 2. 总后勤部军需装备研究所，北京（100088 ） E-mail ：yangru@ # 摘 要：为了考察生物柴油B20(含20%橡胶籽油生物柴油和80% −10 轻柴)在柴油机上的适 # # 用性，以−10 轻柴油和−35 军用柴油为对比燃油，在12150ZL 涡轮增压柴油机上进行了台架 试验，研究了柴油机燃用不同燃油时的功率、扭矩、燃油消耗率、烟度、排气温度和爆压等 # 性能指标。研究发现：与燃用−10 轻柴相比，虽然柴油机燃用B20 时燃油消耗率略有上升， 但动力性能有所提高，烟度明显降低，排气温度和爆压均属于发动机要求的正常范围。结果 # # # 表明B20 的整体性能优于−10 轻柴，但略低于−35 军柴，B20 完全可以替代−10 轻柴。 关键词：生物柴油，橡胶籽油，发动机台架试验，甲酯 中图分类号：TK464 文献标识码：A 1. 引言 生物柴油是以动植物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是一种可以替代普通柴 油的环保燃油[1,2] 。它具有十六烷值高、硫含量低、芳香烃含量低、挥发性低和燃油分子中 含氧原子等特点，这些本质上的特征决定了燃用生物柴油可减少 CO、碳氢化合物 HC 、碳 烟及颗粒物的排放。此外，生物柴油的炭来源于大气中的 CO2 而非化石燃料所含有的炭， 所以燃用生物柴油还有助于减少 CO2 的排放。而且生物柴油的硫含量非常低，所以燃用生 物柴油的 SO2 排放量比燃用石化柴油低很多。作为富有潜力的代用燃料，生物柴油以其良好 的环境效益受到越来越多的关注[3] 。目前，我国研究者已对生物柴油汽车的道路试验和发动 机动力性、经济性、排放特性、柴油机启动特性等方面进行了较为深入的研究[3–8]，发现在 柴油机中燃用生物柴油，综合排放性能大幅度改善，而动力性能变化不大，油耗略有上升， 可以使用按一定比例与石化柴油复配的生物柴油来替代石化柴油。 当前，我国对国外石油资源的依赖程度日益扩大，2006 年上半年我国石油对外依存度 已达47.3%[9]，随着经济的发展，和汽车柴油化趋势的加快，柴油需求的缺口将越来越大， 而发展生物柴油可以缓解我国日益突出的柴油供需矛盾，开展生物柴油的各项研究具有非常 重要的意义。 12150L 系列柴油机是一种高速、大功率柴油机，主要用于特种车辆的动力装置，其中 12150ZL 涡轮增压柴油机于 1987 年生产定型，功率为 537kW(730 马力)，性能可靠，皮实 [10,11] # # 耐用，该型发动机在我军被用作 80 式主战坦克的动力 。本文以−10 轻柴油和−35 军用 柴油为对比燃油，研究了 12150ZL柴油机燃用生物柴油B20(含20%橡胶籽油生物柴油和80% # −10 轻柴) 时的动力性能、经济性以及烟度、排气温度和爆压等性能指标，考察了 B20 在 12150ZL 柴油机上的适用性。 2. 实验部分 2.1 实验原料 本试验所用的生物柴油是由橡胶籽油和甲醇经酸催化酯化、固体碱催化酯交换、精制而 得到的混合脂肪酸甲酯。其中橡胶籽油以云南省西双版纳地区很少