老赵与董媛媛在厨房
杨甜甜;王铁;刘磊;石晋宏;曹贻森
【摘 要】将多种柴油替代燃料混合，在解决多元燃料稳定性基础上进行试验研究。在不调整柴油机结构参数的情况下，分析不同混合比的F-T柴油、生物柴油和甲醇掺混的多元燃料的性能和排放特性。结果表明，随着甲醇添加比例的增加，多元燃料表现出如下的燃烧特性：滞燃期逐渐延长，燃烧持续期逐渐缩短，燃烧压力、压力升高率和放热率峰值均逐渐增大；柴油机输出功率逐渐下降，在高转速时下降幅度较大，但动力性下降幅度均未超过30％；柴油机有效热效率逐渐降低，最大降幅为6．8％；CO ，HC与NO x 排放有增加的趋势，PM排放逐渐降低。%Different alternative fuels were mixed and the experimental research was conducted to solve the instability of multi-fuel .Keeping the configuration of diesel engine unchanged ,the performance and emission characteristics of F-T diesel ,Bio-diesel and methanol blended fuels were analyzed .The results show that ,with the increase of methanol proportion ,the ignition delay period of blended fuel prolongs ,the combustion duration shortens ,and the maximum combustion pressure ,the pressure rise rate and the m aximum heat release rate increases respectively .The power output of diesel engine declines ,the decrease magnitude is larger in high speed ,but its drop value is still within 30% .The effective thermal efficiency decreases and its lar-gest drop is 6 .8% .The CO ,HC and NOx emissions have an increasing tendency and the PM emission decreases gradually .
【期刊名称】《车用发动机》
【年(卷),期】2014(000)004
【总页数】6页(P64-68,72)
【关键词】柴油机;混合燃料;燃烧;动力性;排放
中国免疫学杂志【作 者】杨甜甜;王铁;刘磊;石晋宏;曹贻森
【作者单位】太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024
【正文语种】中 文
【中图分类】TK421.7
近几年，我国石油对外依存度保持着强劲增长态势，在2012年已达到57.8%，超过了50%的国际公认警戒线，国家能源安全得不到充分保障。因此，从缓解国家能源危机的角度出发，开展多元燃料的研究，可以丰富国家能源储备，具有重要战略意义。
F－T柴油是煤液化技术中关注度较高的一种间接液化技术产品，其十六烷值高，自燃温度低，着火性好，密度小，有利于PM和NOx排放减少［1］。F－T柴油与0号柴油物理特性相近，可以直接在柴油机上燃用。史伟奇［2］在不改变柴油机结构参数的条件下，对F－T柴油和0号柴油进行掺混研究，王铁［3］对比了纯F－T柴油和0号柴油的燃烧特性，均得出：相对0号柴油，燃用F－T柴油时燃烧压力和压力升高率峰值均降低，滞燃期短，预混燃烧放热峰值较小，扩散燃烧放热峰值较大，发动机工作柔和，经济性有所提升，NOx、炭烟和HC排放降低，CO排放有所升高。
生物柴油属于可再生的生物质能源，因其黏度较大，雾化效果不好，因此在不改变发动机
美国阳光地带结构的条件下单独使用时燃烧效果不理想，故多采用与柴油掺烧的形式来使用。谭满志［4］等对5种不同比例的生物柴油和柴油混合燃料的燃烧特性进行了研究，楼狄明［5］等对生物柴油与柴油混合燃料的性能和排放特性进行了研究，研究结果显示：随着燃料中生物柴油含量的增加，滞燃期和燃烧持续期缩短，缸内最高燃烧压力和放热率峰值逐渐降低，功率略有下降，CO和HC排放降低，NOx排放上升。廖文蓉和邓永慧等［6－7］对生物柴油与F－T柴油混合燃料进行研究，结果表明：缸内压力、压升率和放热率均随生物柴油掺混比例的增加而增大。
甲醇的十六烷值过低，难以在柴油机上直接燃用，一般都采用与柴油乳化［8］等形式来使用。生物柴油与甲醇掺混，可以利用醇类燃料密度小、黏度低的特点，改善混合燃料的喷雾特性，提高燃料的含氧量和汽化潜热，抑制炭烟的生成［9－10］，且甲醇的凝点低，可以改善生物柴油低温流动性差的问题。生物柴油和甲醇都是含氧燃料，有利于降低CO和HC排放。
pdl美洲虎攻击机目前国内对于多元燃料的掺混研究很少涉及到F－T柴油和甲醇。F－T柴油的燃烧特性较柴油好，与甲醇和生物柴油掺混，可提高多元燃料的氧含量，有利于燃烧，同时可以扩展替
代燃料的应用范围，为寻最佳的柴油机替代燃料开辟一个新的方向。本研究在F－T柴油与生物柴油混合燃料的基础上再加入一定量的甲醇，配制多元燃料，进行燃烧试验。甲醇极性较强，为了提高多元燃料的稳定性，选取正辛醇作为助溶剂。
1 试验条件
1.1 试验装置及设备
四川师范大学学报试验所用台架系统见图1。试验是在1台4缸、水冷、涡轮增压、直接喷射、单次喷射柱塞式机械泵柴油机上进行，柴油机参数见表1。试验主要设备包括ET2000柴油机测试系统、DW160测功机、Kistler 6125B 缸压传感器、QEWE－800－CA－SE 燃烧分析仪及Kistler 2613B角标仪等。
图1 试验台架组成
表1 试验用柴油机参数柴油机型号4100QBZL缸径／mm 100行程／mm 105连杆长度／mm 175燃烧室型式 ω型燃烧室排量／L 3.298压缩比kW 70标定功率转速／r·min－1 17.5∶1标定功率／3 200最大扭矩／N·m 245最大扭矩转速／r·min－1 2 000～2 200供油提前角／（
°）14±2启喷压力／MPa 24.5±0.45喷孔数／个6喷孔直径／mm 0.24
1.2 试验燃料
试验以国标0号柴油为对标油，生物柴油由餐饮废油制成，基础燃料F－T柴油和甲醇由生产企业提供。为研究甲醇添加比例对多元燃料燃烧过程的影响，固定生物柴油的体积分数为10%，配置不同比例的多元燃料，简称为 M5，M10，M15，M20和M25。试验燃料的掺混比例见表2，燃料的理化特性见表3。
表2 燃料组分体积分数／%燃料甲醇 生物柴油 F－T 柴油 正辛醇M5 5 10 80 5 M10 10 10 72 8 M15 15 10 64 11 M20 20 10 57 13 M25 25 10 50 15
表3 燃料理化特性对比特性参数燃料0号柴油 F－T 柴油 生物柴油 甲醇十六烷值 ＞45 74.8 50～60 ＜5低热值／MJ·kg－1 42.6 43.9 ＜40 19.7密度（20 ℃）／g·cm－3 0.83 0.76 0.88 0.81汽化潜热／kJ·kg－1 260 1 178运动黏度（20 ℃）／mm2·s－1 3.0～8.0 3.609 18总芳香烃体积分数／%34.68 0.1 H与C物质的量之比1.85 2.15 0.33 10 53.3氧质量分数／% 0 0 ＞
1.3 试验方案
在不调整柴油机结构参数的情况下，进行发动机最大扭矩转速2 000r／min下的负荷特性以及80%速度特性试验，对M5，M10，M15，M20和 M25 5种多元燃料以及0号柴油的燃烧和排放特性进行试验研究。
2 试验结果与分析
2.1 燃烧特性
试验中，以放热率明显上升前第1个极小值点作为放热始点，以累计放热率达到95%作为燃烧终点。不同负荷工况下燃用5种多元燃料时，燃烧始点、终点、燃烧持续期、放热重心及滞燃期见表4。从表4中可以看出，在相同负荷工况下，随着甲醇添加比例的增加，多元燃料的滞燃期逐渐增长，这是由于甲醇汽化潜热大，汽化吸热导致燃烧滞后；多元燃料的滞燃期随负荷的增大而缩短，这是因为负荷的增大使得缸内温度和压力增大，促使滞燃期缩短。随着甲醇添加比例的增加，多元燃料的燃烧始点逐渐滞后，且燃烧终点逐渐提前，燃烧持续期逐渐缩短，放热更加集中，有利于燃料燃烧完全。随着负荷的增加燃烧始点逐渐
提前，燃烧终点先提前后推迟，燃烧持续期先缩短后延长，这是由于在大负荷时，循环供油量增大，燃烧结束略有延迟。
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