電噴單缸柴油機(jī)應(yīng)用生物燃油和低硫柴油的對(duì)比研究

研究人員正在將目光轉(zhuǎn)向可持續(xù)燃料，如生物燃油等。然而，生物燃油與石油燃料之間存在較大的差異，這種差異使得兩種燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒情況有很大的不同。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)中使用生物燃油時(shí)必須考慮其特有的屬性。例如，機(jī)械燃油噴射系統(tǒng)噴射正時(shí)就易受燃油密度變化的影響。另外，不同的生物燃油其燃燒性能也截然不同。目前的發(fā)動(dòng)機(jī)大都有很先進(jìn)的控制系統(tǒng)，但為彌補(bǔ)不同燃油差異的影響，通常需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)整。研究生物燃油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響是必要的。

分別制備了4種以大豆、麻瘋樹(shù)、牛油和棕櫚油為原料的生物燃油。對(duì)不同燃料性質(zhì)進(jìn)行回歸分析后發(fā)現(xiàn)，不同燃料的密度、不飽和度與含氧量相關(guān)，與粘度、能量含量、十六烷值和飽和度呈反比例關(guān)系。此外，脂肪酸鏈的平均長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其粘度和能量含量越高，燃油密度則越低。將4種燃油分別注入單缸壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，分析不同燃油特性對(duì)燃燒相位、燃燒效果和尾氣排放的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)采用電控燃油共軌系統(tǒng)，用以對(duì)燃油噴射進(jìn)行精確控制。

研究結(jié)果表明，燃油粘度、能量以及分子結(jié)構(gòu)是改變發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的關(guān)鍵因素。與低硫柴油相比，噴射正時(shí)和生物燃油特性的共同作用可降低NOx排放，尤其是燃油粘度特性對(duì)燃油霧化和隨后的燃燒效果及排放都有較大影響。在燃油噴射過(guò)程中，隨著燃油粘度的增加，應(yīng)加大噴射壓力，以更有效地混合長(zhǎng)鏈燃油分子，促進(jìn)預(yù)混合燃燒，使燃油更充分。

MichaelMangusetal. Energy Fuels 2014,28,3849 -3862.

編譯：賀蓉