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乙醇—柴油混合燃料的燃烧与排放特性_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 第2 0卷(0 2 第 3 20) 期  内 燃 虮 学 报  V01 0( .2 200 No   2)  3 Tr ns c i   f CS C E  a a tonso   I 立章 编号 :0 00 0 ( 02 0 —9 50  1 0 —9 9 2 0 ) 302 —5 2 0 5  0 01 乙醇 一 油 混合 燃 料 的燃 烧 与 排 放 特 性  柴 王建 昕 ,闰小 光 ,程  勇 ,蒋 恒 飞  ( 华 大 学 汽 车 安 全与 节 能 国家 重 点 实 验 室 , 京 1 0 8 ) 清 北 0 04  摘 要  究 了 柴油 机 燃 用 不 同掺 混 比的 乙醇 一 油混 合燃 料 对 排 气 烟 度  及 NO 气 体 排 放 成 分 的影 响 . 研 柴 ,   分析 了尾 气 排放 中 甲 醛 、 醛 以 及 未 燃 乙 醇 的 含 量 ,研 究 结 果 表 明 , ^ 一 定 比例 的 乙醇 可 改 善 缸 内 燃  乙 加 烧过 程 , 幅度降低排气烟度 , 高燃 油经济性 随着 乙醇掺 混比的提 高. 大 提 尾气 中 NO  含量 、 乙醛和未燃  乙 醇 的 含量 有 明显 增 加 。   关键 词 : 用 燃 料 : 氧 燃 料 :燃 烧 特性  排 放 特 胜  代 含 中图分类号 : TK4 4 6  文献标识码 A   引 言  大 量 的试 验结 果 证 明 , 氧 燃料 在 排放 特 性 上 比  含 传 统 的 内燃 机燃 料 有 很 多优 势 , 对含 氧 燃料 的研 究 在  解 决 内燃 机 的广泛 应 用与 石 油 资源 日益枯 竭 、 境污  环 染 日益 严 重 的 矛 盾 上 有 深 远 的 意 义 。 乙醇 是 一 种 可 取  点 、 化热 、 点 、 火 温 度 、 化 能 、 烷 值 、 六 烷  气 闪 着 活 辛 十 值 、 气压、 蒸 比热容 、 液态 气态 粘度 、 液体 表 面张力 以及  液态 气态 的热导 率等一 系列 物理 一化学 特性 。   表 l列 出了醇类 燃 料与柴油 、 油的物 化特性 。 汽 可  以看 出 , 由于醇类 燃料 的“ 自携氧 ” 特点 , 烧 时理论 上  燃 所 需空 气 只有汽油 或柴 油 的一 半左 右 。这 对 于改 善扩  散燃 烧 时 由于油气 混合 不均 匀而生 成碳 烟和微 粒 应该  具 有积 极 的作 用 。 当然 , 甲醇或 乙醇掺人 柴油 中的比率  ( 为 混合 比 , 称 以体 积计 ) 越高 , 在混 合燃料 含 氧量提 高  的 同时 , 燃料热 值会 成 比例下 降 , 如图 l所示  表 1 几种 燃 料 的主 要 物 化 特 性 比较    Tab   C o pa i o   f p  1 m rs n o   hysca a d  e ial i l n ch m c   c r t r si sofs e a  L l  ha ace itc    ev r lfJ s e 自于植 物 和农作 物 下 脚料 的可 再生 燃料 , 是 一 种典  也 型 的 含 氧 燃 料 。。 ”  一 乙醇 在汽油 机 上 的应 用研 究开 展 得 比较 多 , 在柴  油 机上 的应用很 少 , 并且研 究工 作主要 着 眼于燃 料“ 替  代” 性上 , 同时对 于 由于乙醇燃 料 的掺人引 起 的新排 放  幅 染物 的研 究也很 不够  本研 究主要 着眼 于利用 乙醇  的含氧 特性 改善柴油 机燃 烧和 排气烟 度这 一 目标 。对  乙醇 柴油 混合 燃料 的动 力性 、 经济性 及 排放 特性 进行  了试验 与 分析 , 用色 谱 分析 仪 对排 气 中醛 类 和 未燃  利 醇 类 的含 量进 行 了测 量 , 并测 录 了燃 用 混合 燃 料 时 的  示 功 图。 结果表 明 , 加人 一定 比例 的乙醇可 以大 幅度 降  低 排气 烟度 , 必须 注 意 由此带来 的 N 排 放 上升 和  但 O  乙醛及 未燃 乙醇等新 的有害排 放问题 。   分 子 式  分 子 量  古氧量/   匿 厦 (0 2  C 】   /   ?m一0 k   CH OH  C CH2 H  a H】 O 3  2 4  6 C5l  一2 —  — C 02  l  l o 79     2 o 89 3  7     o 72 o 8 o 5 ~ o 8   . ~  7   . 3 .6 拂点/   c 摄点/   C 闪点 ( )   闭 /C 枯 蜃 (0 2  c1   / mPa?s   气 化 热  / l?k   k  一 低 热 僵  / MJ?k   6 .  4i 一 9 .  78 1 ~ l  l 2 0 . 7 .  84 一 17 3 ].  l~ l  5 4 l2  _O 1o 3 0 8 ~ 7  一l 3 ~   6~ 8  5 8 02 . 8~ 0 59 3 ~ 8 0      0 .  0 3 ~ 0 4   5 0 3  . l  3  0 2 ~ . 0 1 醇 类燃 料 的物 化 特 性    醇 类 是 烃 基 ( R) 羟 基 ( 一 与 一oH) 成 的 化 合 物 , 组   61 l  1 08 .8  2  7 8 6 7  4 3 . 9~ 4 4 2 5 4  8 4  4 . ~ 2   这 就从本 质上 决定 了醇类 可 以替代传统 的石油 系燃料  包 括汽油 、 油成为 内燃 机 的燃 料 。 羟基 的存 在又决  柴 而 定 了它有 很多 不同 于石油 系燃 料的特性 。内燃 机在压  缩 过程 后 期 开始 着火 , 在 随后 很 短