柴油混合燃料內(nèi)燃機(jī)性能和排放參數(shù)的試驗(yàn)研究

分析比較了不同濃度乙醇-柴油混合燃料的性能和排放，通過一系列溶混性測試，發(fā)現(xiàn)乙醇在超過10%濃度時(shí)不易溶于柴油。選取4種不同濃度的乙醇柴油混合燃料用于發(fā)動(dòng)機(jī)性能測試，結(jié)果表明該混合燃料可以降低NOx和碳氧化物的排放，而混合燃料中添加生物柴油可以增加有效熱效率并且降低燃油消耗。

研究中使用低硫柴油、99.5%純乙醇，并用一種水黃皮屬甲基酯作為生物柴油，這種酯類物質(zhì)由印度阿加爾塔拉內(nèi)燃機(jī)和燃燒試驗(yàn)室制得。

試驗(yàn)表明，燃料中乙醇濃度增加會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率，而加入生物柴油可以增加有效熱效率，并且還與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷有關(guān)。以D30E20B50（30%柴油，20%乙醇、50%生物柴油）為例，有效熱效率在40%負(fù)荷下增加12.5%，80%負(fù)荷下增加18.34%，100%負(fù)荷下增加22%，120%負(fù)荷下增加23.20%。這可能是由于乙醇的熱值較低導(dǎo)致燃燒缸內(nèi)能量密度降低，生物柴油的加入使混合燃料熱值增加，所以提高了有效熱效率。而隨著負(fù)荷的增加，氣缸內(nèi)平均有效壓力增加，導(dǎo)致氣缸內(nèi)溫度升高，從而產(chǎn)生更好的燃燒效果。

CO2的排放量隨著乙醇和生物柴油比例的增加而增加，CO2排放量的增加趨勢在D45E15B40 （45%柴油、15%乙醇、40%生物柴油)和D30E20B50中尤為明顯，CO2排放量分別增加了85.36%和110%。這是由于乙醇和生物柴油中氧含量高，促使CO進(jìn)一步氧化。

導(dǎo)致NOx增加的主要因素是高燃燒溫度和當(dāng)量比。NOx排量隨著乙醇的增加而減少有兩方面原因，一方面當(dāng)乙醇混合燃料噴入燃燒室時(shí)，部分熱量用于將乙醇轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，使氣缸內(nèi)溫度降低，減少NO的形成；另一方面是乙醇的熱值較低，導(dǎo)致燃燒溫度較低。

Abhishek Paul et al.2013 IEEEInternational ConferenceonEnergyEfficient TechnologiesforSustainability(ICEETS),Nagercoil-April 10-12,2013.

編譯：周沖