燃料乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用研究的進(jìn)展.pdf

《燃料乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用研究的進(jìn)展.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、陳紅羅闊趙新夏長(zhǎng)明：燃料乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用研究的進(jìn)展17燃料乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用研究的進(jìn)展ApplicationResearchProgressofFuelEthanolinDieselEngine陳紅1羅闊2趙新2夏長(zhǎng)明3(1肇慶工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)3廣東金橋技工學(xué)校)[摘要]分析了乙醇的理化特性和作為柴油機(jī)代用燃料的可行性，介紹了乙醇在柴油機(jī)應(yīng)用研究的進(jìn)展情況，結(jié)合目前燃料乙醇在柴油機(jī)應(yīng)用的研究成果，從機(jī)理上闡述了摻燒乙醇對(duì)柴油機(jī)性能的影響。[關(guān)鍵詞]乙醇柴油機(jī)應(yīng)用研究柴油機(jī)具有熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域，成為汽車、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等領(lǐng)域

2、的主要?jiǎng)恿υ?。但是。柴油機(jī)燃燒所產(chǎn)生的NOx、碳煙等有害排放物，已成為大氣的主要污染源之一。而且兩者此消彼漲的互斥關(guān)系．一直是困擾柴油機(jī)發(fā)展的難題。同時(shí)石油資源的有限性促使人們尋找有效的替代能源。燃料乙醇是一種新型可再生、清潔燃料，而且含氧量高。燃燒迅速。燃燒后產(chǎn)生的有害排放物低。另外，乙醇替代柴油，可節(jié)省石油資源，有利于內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)期發(fā)展．因此。燃料乙醇在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用一直是國(guó)內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)界研究的熱門課題。1燃料乙醇的特性醇類是烴基與羥基(一OH)組成的化合物，這就從本質(zhì)上決定了醇類可以作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料。而羥基的存在又決定了它有很多不同于石油系燃料的特性。如表lIll所示。2燃料乙醇應(yīng)

3、用方法乙醇難溶于柴油、易溶于汽油的特性，決定了乙醇應(yīng)用在柴油機(jī)上要比應(yīng)用在汽油機(jī)上復(fù)雜。方法和形式也多樣化。目前主要方法有乙醇柴油混合法、柴油，乙醇雙噴射、柴油引燃進(jìn)氣吸入的乙醇混合氣、電熱塞或電火花點(diǎn)燃乙醇混合氣及乙醇均質(zhì)壓燃(HCCI)等方法。2-1乙醇柴油混合法實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)。影響柴油、乙醇混合燃料互溶性的主要因素是柴油組成、含水量及環(huán)境溫度。表1乙醇、柴油的主要理化性質(zhì)理化性質(zhì)柴油乙醇低熱值／(MJ／kg)42．527．O含氧量，％O34．8密度／(g／mL)0．840．79十六烷值40—558自燃溫度／℃250420當(dāng)量空燃比14．69．0沸點(diǎn)，℃180—37078閃點(diǎn)，℃65

4、—8813～14粘度(20℃)／(Pa-s)3．O～8．O1．2蒸發(fā)值l(kJ／kg)250904當(dāng)含水量超過(guò)0．2％(V)時(shí)，混合燃料發(fā)生分層現(xiàn)象，不能在柴油內(nèi)燃機(jī)中直接摻燒。為了在不改變柴油內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使用乙醇柴油混合燃料。通常需要添加助溶劑。采用助溶劑使乙醇與柴油形成均相、穩(wěn)定的混合燃料．可供柴油機(jī)使用。助溶劑的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都做了大量的工作。美國(guó)清潔燃料公司研制了“Puranol”添加劑。瑞典AkzoNebel公司開發(fā)了助溶劑“Beraid”．英國(guó)的AAE科技公司也有這方面的報(bào)道。國(guó)內(nèi)，天冠公司已開發(fā)出一種性能穩(wěn)定、乳化效果明顯的助溶18內(nèi)燃機(jī)與配件2010年第5期劑“

5、TGZJ”。中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心開發(fā)了一種新型助溶劑。助溶劑的主要成分為A+B+C(A為不飽和酸，B為高分子聚合物，C為卵磷脂)，在內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)中煙度、NOx都有一定程度的降低。此外還可以采用乳化法混合。就是將水、乙醇和柴油按一定比例在外界動(dòng)力的作用下使其乳化，這是一種簡(jiǎn)單易行的方式，可以不變動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)，用較簡(jiǎn)單的技術(shù)措施和較低的經(jīng)濟(jì)代價(jià)實(shí)現(xiàn)柴油與乙醇的互溶，既節(jié)約了柴油，又可降低城市污染。柴油乙醇混合法不用改變柴油機(jī)結(jié)構(gòu)。就可以直接燃用乙醇．方法簡(jiǎn)單。但是也存在一些問(wèn)題有待解決，例如乳化燃料不穩(wěn)定、易分層；加入的助溶劑、表面活性劑等多是硝基化合物的十六烷值改進(jìn)劑。會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)

6、的碳煙和NOx排放。同時(shí)增加使用成本。2．2柴油／乙醇雙噴射該方法是在柴油機(jī)氣缸蓋上再安裝一個(gè)噴油器，由該噴油器按一定提前角和壓力噴射乙醇。在燃燒室內(nèi)與柴油混合燃燒．采用這種方法的柴油機(jī)必須較大。否則因氣缸蓋太緊湊而無(wú)法安裝噴醇嘴。德國(guó)道依茨公司用該方法在載重汽車柴油機(jī)上試驗(yàn)，證明功率可以達(dá)到原機(jī)水平，扭矩儲(chǔ)備系數(shù)增加。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是它可以使用含水(一定量)乙醇．也可以使用常含水分和其他雜烴或雜醇的工業(yè)副產(chǎn)品乙醇。這樣的醇類價(jià)格便宜．來(lái)源廣泛。而且可以就地取材，運(yùn)輸費(fèi)少。本方法的缺點(diǎn)是雙噴射不僅需要改動(dòng)缸蓋。而且由于乙醇的粘度很低，易加劇噴油偶件的磨損，存在乙醇噴射系統(tǒng)的壽命和可靠性

7、問(wèn)題。2．3柴油引燃進(jìn)氣吸入的乙醇混合氣采用該方法是通過(guò)在進(jìn)氣道加裝化醇器(類似化油器)或噴嘴形成混合氣，噴油器噴入引燃柴油進(jìn)行燃燒。只是噴油量隨著摻醇率的增加而減少，摻醇率可達(dá)80％。即從以柴油為主。直到以醇類為主。柴油僅作引燃燃料。噴嘴方式與化醇器方式相比。由于沒(méi)有化醇器對(duì)進(jìn)氣的節(jié)流損失，從而使充量系數(shù)達(dá)到甚至超過(guò)一般柴油機(jī)的水平(因醇在進(jìn)氣管內(nèi)吸熱降低了進(jìn)氣溫度．增加了進(jìn)氣密度)。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和扭矩提高。另外。這種方法可以使進(jìn)氣管