单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能-新能源.pdfVIP

单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 刘红梅，赵旭毅，李江，杨璐 ）长安大学汽车学院，陕西西安710064） 摘要：为了研究油酸甲酯乙醇混合燃料在柴油机上的应用，在一台单缸直喷柴油机上进行100%油酸甲酯（YSME） 和5%无水乙醇+95%油酸甲酯（E5）燃烧特性、经济性与排放特性对比试验，分析了柴油机燃用两种燃料时的燃烧压 大燃烧压力和最大燃烧放热率均有所增加；在小负荷时，E5有效燃油消耗率和有效能量消耗率增加，在中等负荷时 接近，在大负荷时略有减少；NOx与HC排放增加；碳烟与CO排放明显降低。 随着石油资源的日益枯竭，人们意识到应扩展对可再生能源的探索。生物柴油是指以种植或野生油料作物提炼的植 物油脂及各类动物油脂、废弃餐饮油等为原料油，通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。由于生物柴油与普通矿物 柴油的理化特性比较接近，大量试验证明，可供内燃机使用。目前由于以价格为主的多方面原因，纯生物柴油应用较 少，大多是以一定的比例和矿物柴油混合形成生物柴油与矿物柴油的混合燃料。 目前国内外专家学者对各种原料生物柴油的燃烧特性和排放特性进行了深入研究。生物柴油是由各种脂肪酸甲酯组 成的，一般生物柴油都含有棕榈树甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯等，其中油酸甲酯是各种原料生物柴油 的主要组分之一。该文在油酸甲酯中掺入乙醇形成混合燃料，对比两种燃料的燃烧特性、经济性与排放特性，为丰富 柴油机替代燃料提供一定的思路。 1试验发动机与测试仪器 燃烧特性试验所用发动机及相关测试仪器见表1和表2，两种燃料的主要特性见表3。试验用燃料分别为100%油酸甲 酯（YSME）、5%无水乙醇+95%油酸甲酯（E5，为体积百分比)。 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 2试验结果与性能研究 2.1燃烧特性 燃烧特性试验在单缸柴油机上进行。在发动机转速n为1500r/min、负荷Pme为0.531MPa条件下，YSME和E5的燃烧压 力对比和放热率对比分别见图1和图2。 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 从图1、图2可看出：E5（95%油酸甲酯+5%乙醇)的压力、压力升高率和放热率的变化趋势与油酸甲酯（YSME）一 致。与YSME相比，E5峰值燃烧压力和峰值瞬时燃烧放热率增加，分别增加3.91%和29.32%。这是因为乙醇含氧量高， 导致混合燃料氧含量增加，进而加快了燃烧速度，改善了局部缺氧条件，使燃烧放热更加集中；另一方面，乙醇汽化 吸热导致燃烧滞后，滞燃期延长，燃烧准备期内形成的可燃混合气数量增加。两方面的因素共同导致E5的相应指标 全部增加。 2.2经济性对比 图3、图4分别为n为1500r/min时，不同负荷下燃用E5和YSME的有效燃油消耗率对比和有效能量消耗率对比。 单缸柴油机燃用油酸甲酯乙醇混合燃料的性能 链接：/tech/101500.html 来源：中国新能源网 从图3、图4可看出：小负荷时，与燃用YSME时相比，燃用E5时的有效燃油消耗率明显增加，这是由于一方面小负 荷时气缸内的热力状态差，乙醇着火性差的特点相对强化；另一方面乙醇热值低，需要喷入更多的燃油以保证发出相 同的功率。在中等负荷时，两者的比油耗和比能耗接近，E5仍略高于YSME，这是因为缸内热力状态加强，乙醇着火 性差的特点相对弱化，而乙醇含氧量高，促进燃烧完全的作用相对强化