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柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的燃烧与排放特性_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 20 07年 5月  农 机 化 研 究  第 5期  柴 油 机 燃 用 柴 油 / 醇 混 合 燃 料 的 燃 烧 与 排 放 特 性  乙 吴 小 江  ( 苏 大 学 , 江 苏 镇 江  2 2 1   江 1 0 3) 摘  要 : 醇 类 燃 料 作 为石 油 的替 代燃 料 是 我 国解 决 能 源 问题 的 一 个 重 要 途 径 。为 此 ,重 点 研 究 了掺 混 1% 用 O  和 1 % 种 不 同 比例 乙醇 的 乙醇 柴 油 混 合 燃 料 的 主要 理 化 特 性 ,对 燃 用 多 种 比例 乙醇 / 油 的柴 油 机燃 烧 与   两 5 柴 排 放 特 性 进 行 了 试验 研 究 。 试 验 结 果 表 明 :混 合 燃 料燃 油 消 耗 率 较 高 ,对 经 济 性 影 响 不 大 ,加 入 十六 烷 改  进 剂 后 ,c O和 N   放 量进 一 步 降 低 ,但 总 碳 氢 排 放 量进 一 步 升 高 。 O排   关 键 词 :能 源 与 动 力 工 程 ;乙 醇/ 油 ;试 验 ;柴 油 机 ;燃 烧 ;排 放  柴 中 图 分 类 号 :T 4 89 K 2 .   文 献 标 识 码 :B   文 章 编 号 : 1 0 — 1 8 2 0 ) 5 0  2 0 0 3 8   0 70 - 1 — 2 7 X( . O 引 言    进 入 2 世 纪 以来 ,能 源 问 题 一 直 困扰 着 整 个  1 世 界 ,因此 寻 找 石 油 替 代 燃 料 越 来 越 引起 了 广 泛 的  重 视 。根 据 我 国 生 物 质 资 源 丰 富 的特 点 及 乙 醇 的 物  理 化 学 特性 ,用 醇 类 燃 料 作 为石 油 的 替 代 燃 料 将 成  燃 料 十 六 烷 值 直 接 影 响 着 柴 油 机 的着 火 性 能 。   较 高 的 十 六 烷 值 能 够 改 善 发 动 机 的 冷 起 动性 、降低  燃 烧 噪 声 等 。 乙醇 的 十 六烷 值 很 低 , 因此 柴油 在 加  入 乙 醇后 ,混 合 燃 料 的 十 六 烷 值 会 随 着 乙醇 掺 混 比  例 的增 大 而 逐 渐 降 低 。   13 混 合 燃 料 的 粘 度 和 润 滑 性  . 我 国 能 源 规 划 的 重 心 。 目前 ,各 国对 乙 醇 在 汽 油 机  上 的研 究 已有 很 多 ,也 比较 成 熟 ;但 是 在 柴 油 机 上  的研 究并 不 多 。   乙 醇 与 柴 油 很 难 直 接 互 溶 。随 着 科 技 的 不 断 进  一 柴 油 机 的 高 压 喷 射 系 统 要 求 燃 料 具 有 良好 的  润 滑 性 ,否 则 会 加 剧 高压 油 泵 的 偶 件 磨 损 ,粘 度 在  定 程 度 上 反 映 了燃 料 的 润 滑 性 。 由于 乙醇 的粘 度  很 低 ,仅 为 柴 油 的 1 3左 右 ,因 此 乙醇 柴 油 混 合燃  / 料 的粘 度 也 有 所 降 低 ,并 且 随 着 乙 醇 掺 混 比例 的增  加粘 度也逐渐下降 。   14 混 合 燃 料 的 闪 点  . 步 ,各 国相 继 开 发 出 低 成 本 添 加 剂 ,解 决 了 柴 油 与  乙醇 的 互溶 性 、润 滑 性 、腐 蚀 性 等 问 题 ,使 乙醇 柴  油混 合燃 料 的 大 量 应 用 成 为 可 能 。 为此 ,着 重 研 究  了掺 混 1 %( 1 和 1%( 1 两 种 不 同 比例 乙醇  0 E 0) 5 E 5) 闪 点 指 燃 料 挥 发 的蒸 汽 与 空 气 形 成 混 合 物 遇 火  源 能 够 闪燃 的 最低 温 度 , 于衡 量燃 油 的挥 发 性及 易  用 燃 程 度 ,它 影 响燃 料 的 运输 、 放 和 使用 过 程 的安 全  存 性 。 乙醇 的闪 点 相 当低 ,柴 油 的闪 点较 高 ,在 柴油 中  的 乙 醇 柴 油 混合 燃 料 的 主 要 理 化 特 性 以及 燃 烧 混 合  燃 料 对 发 动机 动力 性 、经 济 性 和 排 放 特 性 的 影 响 。   1 混 合 燃 料 的 性 质    11 混 合 燃 料 的 相 溶特 性  .   纯 乙 醇 在 常 温 下 理 论 上 能 够 以 一 定 比例 与 无  水 柴 油互 溶 ;但 由 于 乙醇 极 强 的 亲 水 性 ,当 乙 醇 柴  加 入 乙醇 后 ,混合 燃 料 的 闪点 立 即 降低 ,与 乙醇 闪点  相 当 接 近 ,它 给混 合 燃料 提 出了较 严 格 的 防火 要求 。   15 混 合 燃 料 的 表 面 张 力  . 燃 料 的 表 面 张 力 影 响 到燃 料 的 流 动 性 、喷 射 特  性 和 雾 化 质 量 。 由于 乙醇 的 表 面 张 力 比较 小 ,因此  油 中水 含 量 超 过 一 定 比例 时 混 合 液 很 容 易 分 层 ,而  且 当温 度 降低 后 乙 醇 与 柴 油 的 互 溶 性 也 会 变 差 。 在  配 制 1% 1% 0 和 5 乙醇 柴 油 混 合 燃 料 时 ,加 入 了 2 的  % 乙醇 柴 油 混 合燃 料 的 表 面 张力 随 乙 醇 掺 混 比例 的增  加 而 减 小 ,有 利 于 改 善 燃 料 的 喷 射 雾 化 效 果 。   16 混 合 燃 料 的 密 度  . 助 燃 剂后 ,发现 助 溶 效 果 明 显 ,并 使 混 合 燃 料 的 分  层 温 度 下 降 了 5 ~1 ℃ ,因此 采 用 助 溶 剂 是 解 决 乙  。 3 醇 柴 油 互 溶 问题 的 可行 途 径 。   密 度 是 燃料 最 重 要 的参 数 之