選取煤基燃料F-T柴油和甲醇,并輔以生物柴油,配制成甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料,在未做調(diào)整的四缸增壓中冷柴油機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:混合燃料的燃燒放熱率峰值、壓力升高率峰值和缸內(nèi)壓力峰值均隨混合燃料中生物柴油比例的增加而增加,且對(duì)應(yīng)的相位延遲;外特性下燃用混合燃料時(shí),碳煙、氮氧化物的排放量明顯降低,在低轉(zhuǎn)速下一氧化碳降低幅度較大,混合燃料對(duì)甲醛也有較大幅度的減排作用。 

【文章來源】：可再生能源. 2016,34(01)北大核心

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發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)的放熱率

，且隨著MBFT中生物柴油比例的增加，放熱峰值增大，對(duì)應(yīng)的相位延后。這是因?yàn)樯锊裼褪橹档陀贔-T柴油，隨著MBFT中生物柴油比例的增加，MBFT的十六烷值降低，導(dǎo)致滯燃期延長，預(yù)混燃燒增加，而且生物柴油為含氧燃料，有助于燃燒，使放熱率增大；生物柴油的十六烷值低于F-T柴油，相對(duì)不易燃燒，且生物柴油黏度較大，霧化效果差，使放熱率峰值延后。相對(duì)0#柴油，MBFT的燃燒相位提前，這是因?yàn)樯锊裼秃虵-T柴油的十六烷值都比較高，甲醇的加入又有利于降低MBFT的密度，改善了燃料的噴霧效果。2.1.2壓力升高率圖2所示為發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)的壓力升高率。由圖2可知，隨著MBFT中生物柴油比例的增加，氣缸內(nèi)的壓力升高率峰值逐漸增加，峰值相位延后。MBFT中生物柴油比例升高時(shí)，速燃期內(nèi)的預(yù)混合燃燒放熱量增加，導(dǎo)致壓力升高率峰值增大。一般柴油機(jī)燃燒時(shí)，壓力升高率峰值往往對(duì)應(yīng)著放熱率峰值（在燃燒過分偏離上止點(diǎn)時(shí)，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系不明顯），壓力升高率的大小由預(yù)混合燃燒階段的放熱速率決定。因此，通常情況下，壓力升高率的變化規(guī)律與燃燒放熱率的變化規(guī)律基本一致。由于放熱峰值會(huì)隨著生物柴油比例的增加而延遲出現(xiàn)，因此，混合燃料的壓力升高率峰值也會(huì)隨著生物柴油比例的增加而延后出現(xiàn)。2.1.3缸內(nèi)壓力壓力峰值及峰值對(duì)應(yīng)的相位是兩個(gè)重要參數(shù)，壓力峰值越高，柴油機(jī)做功能力越強(qiáng)，有利于動(dòng)力性的提升。但峰值過高會(huì)導(dǎo)致機(jī)械負(fù)荷、振動(dòng)噪聲以及NOx排放增高，同時(shí)燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。雖然壓力峰值較高可以提高燃燒等容度，但是其峰值相位的滯后，又會(huì)造成燃燒定容度降低，熱量利用率降低，不利于燃油經(jīng)濟(jì)性。圖2發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)的壓力升高率Fig.2Therateofpressureriseforenginefueledwithdifferentf

??躒劑希?黽恿爍啄詰難跖ǘ齲?谷忌嶄?加充分，減少了碳煙生成。另外，從燃燒方面看，MBFT的十六烷值小，滯燃期縮短，可以有效避免碳核的生成，從而減少了碳煙生成。生物柴油比例增加使缸內(nèi)燃燒溫度有所增加，這是導(dǎo)致碳煙排放隨生物柴油比例增加而增加的主要原因。2.2.2氮氧化物排放在柴油機(jī)工作過程中，進(jìn)氣中的氮?dú)夂脱鯕庠谌紵覂?nèi)的高溫高壓條件下將發(fā)生化合反應(yīng)，生成氮氧化合物氣體，由于氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)需要足夠高的能量且反應(yīng)緩慢，因此，影響氮氧化物生成的關(guān)鍵因素為高溫、氧含量以及高溫持續(xù)時(shí)間。圖5為發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)NOx的排放情況。從圖5中可看出，燃用MBFT時(shí)的NOx排放相對(duì)0#柴油明顯降低。這是因?yàn)殡m然MBFT含氧量較大，有利于NOx的生成，但此時(shí)缸內(nèi)溫度的降低起到了決定性作用。MBFT中生物柴油比例的增加使缸內(nèi)溫度增加，從而使NOx排放有所增加，但增加幅度不明顯。2.2.3一氧化碳排放柴油機(jī)排氣中的CO主要產(chǎn)生于燃油的不完全燃燒，燃燒過程中CO會(huì)在高溫富氧的條件下被氧化成CO2，因此，最終的CO排放量是由缸內(nèi)溫度與過量空氣系數(shù)所共同決定。圖6為發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)CO的排放情況。由圖6可知，外特性下，燃用MBFT時(shí)的CO的排放量相對(duì)0#柴油明顯降低，尤其是在中低轉(zhuǎn)速下。這是因?yàn)樵诘娃D(zhuǎn)速下，MBFT的含氧量提高了過量空氣系數(shù)，使圖5發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)的NOx排放Fig.5TheNOxemissionofenginefueledwithdifferentfuels1000120014001600180020002200240026002800轉(zhuǎn)速/r·min-10#MB10FTMB20FTMB30FTFTNOx排放/10-32.01.91.81.71.61.51.41.31.21.1圖4發(fā)動(dòng)機(jī)燃用不同燃料時(shí)的碳煙排放Fig.4Thesootemissionofenginefue

【參考文獻(xiàn)】：
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