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共混燃料柴油機(jī)的排放試驗(yàn)研究

減少溫室氣體排放的一項(xiàng)有效措施是在柴油機(jī)中采用生物燃料替代傳統(tǒng)化石燃料。目前，最為常用的生物燃料為醇類燃料，由于乙醇具有較強(qiáng)的親水性，使其不易與柴油相溶，就物理特性而言，丁醇和辛醇的特性更接近于傳統(tǒng)柴油。對此，通過試驗(yàn)研究了使用丁醇或辛醇形成的共混燃料對柴油機(jī)排放的影響。

試驗(yàn)采用的柴油為滿足EN590法規(guī)的VSD10柴油，采用的醇類為瑞典柏斯托公司生產(chǎn)的正丁醇、異丁醇和辛醇。制備共混燃料時(shí)，分別將體積分?jǐn)?shù)為10%、20%和30%的正丁醇、異丁醇或辛醇與VSD10柴油混合，形成9種共混燃料。為保證共混燃料的十六烷值與標(biāo)準(zhǔn)柴油的十六烷值相似，在制備的共混燃料中加入一定量的加氫植物油或二特丁基過氧化物，提高其十六烷值。這種加入量根據(jù)專門用于燃料特性分析的發(fā)動(dòng)機(jī)確定，維持各共混燃料的十六烷值為48～52。測試發(fā)動(dòng)機(jī)選擇李斯特（AVL）公司2.0L 5051單缸重型柴油機(jī)，其上配備基于沃爾沃D12C發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的燃油共軌系統(tǒng)、氣缸蓋和活塞。進(jìn)行了9種共混燃料的燃燒和排放測試，同時(shí)加入標(biāo)準(zhǔn)柴油的燃燒測試，并將其結(jié)果作為參考值。采用AVL 733S油耗儀測量燃料消耗，采用奇石7061B壓力傳感器和奇石3066A01壓電放大器測量發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)壓力、采用Osiris數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用AVL AMA i60排放分析儀測量未燃燒的HC、NOx、CO、CO2和O2、采用AVL 415煙度計(jì)測量顆粒物排放。試驗(yàn)結(jié)果顯示：①使用共混燃料的柴油機(jī)性能（如缸內(nèi)平均壓力和熱釋放率）與使用標(biāo)準(zhǔn)柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)性能相似；②共混燃料柴油的NOx排放略高，但CO排放較低；③由于共混燃料中氧含量的增加，使發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物排放顯著降低。異丁醇共混燃料的顆粒物排放高于正丁醇共混燃料；④所有共混燃料具有相似的有效熱效率。由于醇類的熱值較低，共混燃料的有效燃油消耗高于標(biāo)準(zhǔn)柴油?？偟膩碚f，長鏈醇類燃料可與標(biāo)準(zhǔn)柴油混合形成共混燃料而用于未改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

KarinMunchetal.SAE 2015-24-2491.

編譯：李臣