柴油机用微乳生物柴油研究进展

鉴于柴油机节能减排的需要,微乳生物柴油是一个重要的发展方向。结合国内外微乳生物柴油的研究,综述了微乳生物柴油的稳定性与理化特性,柴油机燃用微乳生物柴油的动力性、经济性和排放特性,对比分析了柴油机用微乳生物柴油与柴油在性能上的差异及原因。研究表明:微乳生物柴油的滞燃期较长,使得压力上升速率、缸压峰值和瞬时放热率峰值升高;燃用微乳生物柴油的有效热效率大多高于柴油;燃用微乳生物柴油可以显著降低NO_x和炭烟排放,CO和HC排放也有一定程度的减少,颗粒物及PM10排放均有所减少。在微乳生物柴油制备方面,添加扩展型羟酸酯类表面活性剂或加入金属催化剂可以提高微乳液的稳定性,减少污染物排放,满足绿色环保的要求。研究还指明,进一步降低微乳生物柴油的黏度,降低制备成本是微乳生物柴油未来的研究方向。     

发动机燃用水乳化柴油的研究进展

综述了柴油机燃用水乳化柴油的燃烧与喷雾特性、动力性与经济性及排放特性,对比分析了发动机燃用水乳化柴油与普通柴油在性能上的差异及其原因,总结了水乳化柴油在柴油机上的应用优化方法。结果表明:与柴油相比,乳化柴油着火滞燃期延迟,燃烧持续期缩短,喷雾贯穿距变长或相差不大,火焰升起高度增加;燃用乳化柴油时动力性下降,但有效热效率较柴油升高;乳化柴油可以明显降低NOx和炭烟排放,但多数工况下HC和CO排放有所升高,低转速和中低负荷工况下尤为明显;燃用乳化柴油时颗粒物数量浓度增加,体积浓度减小,且对于醛类和噪声排放并没有改善作用;添加合适添加剂或结合发动机技术协同作用,可以针对性地改善乳化柴油的燃烧过程,进一步起到节能减排的效果。基于燃料稳定性与燃料理化特性综合优化目标的燃料设计,以及适用于乳化柴油的高压共轨柴油机燃烧组织参数优化是未来的研究方向。     

共轨柴油机燃用乳化柴油试验研究

在某高压共轨柴油机上进行燃用0号柴油、E10,E15,E20乳化柴油的外特性试验以及2 000 r/min,3 200 r/min转速下的负荷特性试验。在原机未作任何改动的情况下,将发动机燃用4种油品的动力性、经济性及常规排放特性进行对比,研究结果表明:相对于0号柴油,燃用乳化柴油经济性有所提高,NOx排放降低,烟度值大幅降低,CO排放有所升高,HC排放在低负荷时升高,在高负荷时降低;燃用乳化柴油各种排放物的变化幅度随掺水比的增大而增大。     

共轨柴油机燃烧纯生物柴油的试验研究

对一台国产涡轮增压直喷柴油机燃烧0#柴油和纯生物柴油的动力性、燃油经济性和排放性能进行对比试验研究。试验结果表明,在柴油机不进行任何调整的情况下,燃烧纯生物柴油会降低其动力性和燃油经济性,但可大幅度改善CO、HC和PM的排放性能。     

柴油轿车燃用煤制油的排放特性

对帕萨特柴油轿车分别燃用沪四柴油和煤制油的排放特性进行了试验研究。结果表明,与沪四柴油比较,该柴油轿车燃用CTL的CO、NOx、C+NOx、PM和CO2排放分别降低39.3%、6.2%、6.4%、32.7%和2.5%;GB18352.3—2005Ⅰ型试验循环中,该柴油轿车城区循环的CO排放较高,在城郊循环的NOx、HC+NOx和PM排放较高,城区循环和城郊循环的CO2排放相当。     

轻型车燃用生物柴油瞬态工况排放特性的研究

通过对轻型车燃用生物柴油和0#柴油尾气排放的测量和分析,研究瞬态工况有害排放物模态特性。试验结果表明,与0#柴油相比,轻型车燃用生物柴油可显著改善冷启动过程的HC和CO排放,其HC、CO和PM比排放分别降低76．9％、45．7％和52．8％,但NOx比排放增加5．8％。燃料在燃烧转变为CO2和H2O释放出化学能的同时也将空气中的N2氧化成NOx,因而可用NOx／CO2来描述NOx排放随运行工况的变化规律。     

生物柴油与柴油排放对比研究

为了研究生物柴油的排放情况,在一台单缸直喷柴油机和一台四缸涡轮增压直喷柴油机上进行了排放对比试验。分析了柴油机燃用生物柴油和柴油的排放特性。研究结果表明:与柴油相比,生物柴油HC排放明显降低;不同负荷下生物柴油对CO排放无影响;生物柴油NOX排放明显增加。小负荷工况时,碳烟排放基本相同。而在大负荷时,生物柴油碳烟排放降低。     

轻型柴油车燃用纯生物柴油排放试验研究

为了研究生物柴油的排放情况,在一辆装用直列四缸、水冷、高压共轨、增压中冷柴油机的多用途货车上进行排放对比试验,分析柴油车燃用生物柴油和0 #柴油的排放特性.结果表明,与柴油相比,生物柴油的CO、HC排放明显降低,NOx排放明显增加,颗粒物排放显著降低.     

直喷式柴油机燃用甲醇—柴油微乳化燃料的试验研究

在保证乳化稳定和成本低的前提下制备了甲醇—柴油微乳化液,并在D1110直喷式柴油机上进行试验。试验表明,在发动机结构参数不作任何改变的情况下,燃用此甲醇—柴油微乳化燃料,动力性无明显差异,燃油消耗率略有下降,同时大幅降低了NOx和PM排放,CO排放也有所降低,HC排放略有升高。     

柴油机燃用生物柴油的排放特性试验研究

在一台四冲程直喷式柴油机上进行了燃用生物柴油混合燃料的试验研究,分析了掺混不同比例生物柴油时柴油机的燃烧与排放性能.结果表明,与燃用纯柴油相比,燃用生物柴油混合燃料可改善燃烧过程,大幅降低HC、CO的排放,但同时会引起NOx排放量的增大;燃用生物柴油可大幅降低微粒排放,且随柴油中掺混生物柴油比例的增大,降低程度也逐渐增大.     

生物柴油应用试验研究

利用B100(纯生物柴油)、B50(50%体积生物柴油和柴油混合)、B20(20%体积生物柴油和柴油混合)等燃料分别对2辆配置了增压中冷车用直喷式柴油机的大客车进行了发动机排放特性试验和整车道路试验。试验结果表明,B100、B50和B20燃料均可以有效降低HC、CO、PM和烟度排放,但动力性下降、油耗率上升、NOx排放有明显增加;燃用B20燃料可以保证在降低排放的同时动力性、耗油率变化不大,因此该种掺烧方式比较适宜。     

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.     

乳化柴油添加二乙醚的排放试验研究

研究了在柴油机上燃用乳化柴油添加二乙醚时的排放特性,探讨了在乳化柴油中添加二乙醚能降低柴油机废气排放的机理,分析了排放污染物随发动机负荷变化的规律,并且与燃用柴油以及乳化柴油时的排放效果进行了比较。研究结果表明,在乳化柴油中添加10%的二乙醚能显著降低NOx和烟度的排放,尤其是在高负荷时,能明显降低HC和CO的排放。与燃用乳化柴油相比,即使在部分负荷时,也不会对NOx排放产生不良的影响。     

微乳化生物柴油的制备及其稳定性研究

微乳化生物柴油能够降低发动机NOx排放和烟度,还有一定的节能效果,是一种很有前景的代用燃料。采用TX4/TX7复合乳化剂制备了微乳化生物柴油,并系统地考察了复合乳化剂的KHLB值、配比量、乳化方式、水质、醇的种类及环境温度对微乳液稳定性的影响。研究表明,合适的配比可以形成微乳液,而乳化方式、水质和辅助表面活性剂醇对微乳液形成没有大的影响,温度对其稳定性影响比较大,温度越高稳定性越差。     

柴油机燃用生物柴油的燃烧和排放特性研究

对比分析了小型直喷柴油机燃用生物柴油和柴油的燃烧放热规律和排放物浓度.结果表明:与燃用柴油相比,发动机燃用生物柴油时的最大燃烧压力略有提高,最大压力升高率和最大燃烧放热率则明显降低,对应的曲轴转角提前.生物柴油发动机的CO排放在小负荷和大负荷有明显降低,在中等负荷与柴油发动机相同,在整个负荷范围内,HC和碳烟排放较低,但NOx和CO2排放略有升高.     

生物柴油的排放特性试验研究

对一台轿车用柴油机燃烧低比例生物柴油的排放污染物进行了试验研究,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.试验结果表明:生物柴油可以有效地降低柴油机的排气污染物,尤其是烟度污染物;随着生物柴油掺混比例的增加,烟度和THC污染物的排放呈线性下降,而CO和NOx排放物的变化受发动机的转速和负倚影响很大.     

柴油轿车燃用不同替代燃料的排放特性研究

对某款满足国Ⅳ排放要求的柴油轿车分别燃用国Ⅱ柴油、体积混合比分别为 10%的国Ⅱ柴油-生物柴油(B10)和国Ⅱ柴油-天然气制油混合燃料(G10),以及沪Ⅳ柴油的排放特性进行了试验研究.结果表明,与国Ⅱ柴油比较,燃用 B10 的柴油轿车 CO、PM 和 CO<,2>排放降低,NO<,x>和 HC+NO<,x>排放略有增加;燃用 G10 的柴油轿车CO、NO<,x>、HC+NO<,x>、PM 和 CO<,2>排放降低;燃用沪Ⅳ柴油的柴油轿车 CO、NO<,x>、HC+NO<,x>和 PM 排放降低,CO<,2>排放与国Ⅱ柴油相当.     

部分加氢生物柴油改善柴油机的燃烧与排放（双语出版）

部分加氢工艺可显著提升生物柴油的氧化安定性,同时改善燃料的着火性能,是提高生物柴油品质的有效途径。以Raney-Ni为催化剂,异丙醇为供氢体,在85℃的水环境下对大豆生物柴油进行催化转移加氢试验,得到部分加氢生物柴油,并以传统柴油作为参照,分别制备B20（80%传统柴油+20%生物柴油）和PHB20（80%传统柴油+20%加氢生物柴油）,在186FA型柴油机上进行发动机性能试验,并使用燃烧分析仪、尾气分析仪和烟度计等仪器探究加氢生物柴油对柴油机燃烧过程及排放性能的影响。研究结果表明：柴油机燃用柴油、B20及PHB20的当量燃油消耗率基本相当;在标定工况下,尽管加氢生物柴油运动黏度略有升高而不利于燃油雾化,但其十六烷值较高更易于燃烧,在燃料特性的综合影响下,与柴油机燃用柴油相比,B20和PHB20的着火时刻依次提前了0.8 °曲轴转角和1.4 °曲轴转角,瞬时放热峰及最大爆发压力亦随之提前,但最大放热率和最大爆发压力依次略有降低;在标定工况下,与燃用柴油相比, B20的HC,CO和烟度排放分别下降了9.9%、9.3%和15.2%,NO_x排放上升了8.5%;而PHB20的HC,CO和烟度排放分别下降了12.4%、13.5%和17.1%,NO_x排放上升了6.7%;综合可见,PHB20改善柴油机燃烧及排放的效果优于B20。     

部分加氢生物柴油改善柴油机的燃烧与排放

部分加氢工艺可显著提升生物柴油的氧化安定性,同时改善燃料的着火性能,是提高生物柴油品质的有效途径。以Raney-Ni为催化剂,异丙醇为供氢体,在85℃的水环境下对大豆生物柴油进行催化转移加氢试验,得到部分加氢生物柴油,并以传统柴油作为参照,分别制备B20(80%传统柴油+20%生物柴油)和PHB20(80%传统柴油+20%加氢生物柴油),在186FA型柴油机上进行发动机性能试验,并使用燃烧分析仪、尾气分析仪和烟度计等仪器探究加氢生物柴油对柴油机燃烧过程及排放性能的影响。研究结果表明:柴油机燃用柴油、B20及PHB20的当量燃油消耗率基本相当;在标定工况下,尽管加氢生物柴油运动黏度略有升高而不利于燃油雾化,但其十六烷值较高更易于燃烧,在燃料特性的综合影响下,与柴油机燃用柴油相比,B20和PHB20的着火时刻依次提前了0.8°曲轴转角和1.4°曲轴转角,瞬时放热峰及最大爆发压力亦随之提前,但最大放热率和最大爆发压力依次略有降低;在标定工况下,与燃用柴油相比, B20的HC,CO和烟度排放分别下降了9.9%、9.3%和15.2%,NOx排放上升了8.5%;而PHB20的HC,CO和烟度排放分别下降了12.4%、13.5%和17.1%,NOx排放上升了6.7%;综合可见,PHB20改善柴油机燃烧及排放的效果优于B20。     

车用增压柴油机燃用不同掺混比生物柴油的试验研究

采用不同掺混比的生物柴油分别对两台进口增压中冷车用直喷式柴油机和一辆客车进行了经济性、动力性和排放特性台架试验及车辆道路试验。研究表明,纯生物柴油或生物柴油与柴油的掺混燃料可以有效地降低排放物HC、CO、PM和烟度,而动力性和油耗略有下降和上升,NOx排放有不同程度的增加。结果与分析还表明,在发动机不做任何改动和调整时,燃用B20(20％生物柴油)可以取得令人满意的结果。