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1、6內(nèi)燃機(jī)與配件2015年第10期添加乙醚和乙醇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油燃料燃燒性能的影響一柴油混合EffectofDiethyletherandEthanolAdditivesontheCombustionCharacteristicsofBiodiesel——dieselBlendedFuelEngine宋俊良祝勇賈超超(四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)該實(shí)驗(yàn)研究的目的是評(píng)估使用乙醚和乙醇作為生物柴油一柴油混合燃料的添加劑時(shí)，對(duì)直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響。測(cè)試燃料分別表示為B30(體積分?jǐn)?shù)為30％的生物柴油和70％的柴油)，BE一1(體
2、積分?jǐn)?shù)為5％乙醚，25％的生物柴油和70％的柴油)和BE一2(體積分?jǐn)?shù)為5％乙醇，25％的生物柴油和70％的柴油)。結(jié)果表明，在發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷時(shí)，BE一1的峰值燃燒壓力，峰值壓力升高率和峰值放熱率與B30相似，比BE一2的高些。在發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)，BE一1的峰值燃燒壓力，峰值壓力升高率和峰值放熱率最高，而B30是最低的。與BE一2和B30相比，發(fā)動(dòng)機(jī)燃用BE一1的性能最好。1引言生物燃料(如醇類，生物柴油)已被提議作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料。卜3。特別是，生物柴油作為柴油的替代品，已得到了廣泛的關(guān)注，因?yàn)樗强缮锝到獾模瑹o(wú)毒的，同時(shí)燃燒
3、時(shí)能夠顯著地降低污染物排放量和二氧化碳(CO，)排放。另一方面，與柴油相比，生物柴油有一些不足之處，如較高的粘度和傾點(diǎn)值、揮發(fā)性低。生物柴油的低溫流動(dòng)性差阻礙了生物柴油一柴油混合燃料的使用。4J，但乙醚和乙醇可有望改善其低溫流動(dòng)性能。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，我們研究了在生物柴油一柴油混合燃料中添加乙醇或乙醚時(shí)，柴油機(jī)的燃燒特性。研究和討論了氣缸壓力，壓力升高率以及放熱率隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。2設(shè)備和實(shí)驗(yàn)2．1實(shí)驗(yàn)燃料測(cè)試采用的商業(yè)柴油從當(dāng)?shù)孬@得。生物柴油是以大豆為原料通過(guò)采用堿性催化的酯交換反應(yīng)的方法生產(chǎn)制備的。乙醇是一種分析級(jí)的無(wú)水乙醇
4、(純度99．7％)。該乙醚是分析級(jí)的無(wú)水乙醚(純度為99．5％)。表1表示出混合原料的主要特性?？梢钥闯?，乙醇的潛熱值是840KJ／Kg，這是遠(yuǎn)高于其他燃料。生物柴油的粘度明顯高于其他燃料。乙醇和乙醚中的氧含量分別為34．8％和21．6％，都高于生物柴油的氧含量。在這項(xiàng)研究中，準(zhǔn)備了這三種燃料。體積分?jǐn)?shù)為30％生物柴油與柴油混合作為基底油(記為B30)，體積分?jǐn)?shù)分別為5％乙醚和25％生物柴油與柴油混合(BE一1表示)，體積分?jǐn)?shù)分別為5％乙醇和25％的生物柴油與柴油混合(BE一2表示)。表2顯示了測(cè)試燃料的組成和主要特性。由此可以
5、看出，B30的密度是最高的，BE一2的潛熱值是最高的。與B30相比，低熱值的BE一1降低0．14％，BE一2則降低1．28％。表1混合原料的主要特性性質(zhì)柴油生物柴油乙醇乙醚密度(∥m1)0．84O．870．7890．715蒸發(fā)潛熱值250200840350(KJ／Kg)低熱值42500388122680036840(KJ／Kg)十六烷值46525～840℃下的運(yùn)動(dòng)3．117．81．2粘度(mm2／s)理論空燃比14．512．59．O閃點(diǎn)(℃)7816613．5—40沸點(diǎn)(qC)180～3303307834．6自燃溫度(℃)250
6、363420380氧含量(wt％)01034．821．6碳含量(wt％)877852．1864．9氫含量(wt％)131213．0413．5相對(duì)分子質(zhì)量17029646．0774．12宋俊良祝勇賈超超：添加乙醚和乙醇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油一柴油混合燃料燃燒性能的影響7表2測(cè)試燃料的組成及主要特性燃料B0B30BE—lBE一2柴油，％10070黃豆油脂肪03025酸甲酯，％乙醚，％050乙醇，％05密度(g／m1)0．840．8450．8370．840蒸發(fā)潛熱值250235242266(KJ／Kg)低熱值425004147l4141
7、340940(KJ／Kg)2．2實(shí)驗(yàn)設(shè)備與步驟試驗(yàn)所用發(fā)動(dòng)機(jī)為單缸，自然吸氣，四沖程，直噴式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)的基本數(shù)據(jù)在表3中給出。使用一種高精度流量計(jì)每30秒測(cè)量一次燃料流量。采用壓電式傳感器與電荷放大器相結(jié)合去監(jiān)測(cè)氣缸壓力(平均為100個(gè)工作循環(huán))。CB566燃燒分析儀用來(lái)記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖一為試驗(yàn)裝置布置示意圖。在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下，對(duì)三種測(cè)試燃料進(jìn)行試驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)在加入新燃料運(yùn)轉(zhuǎn)之前，，要求發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間以消耗前一次試驗(yàn)剩余的燃料。表3測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型單缸、4沖程、直噴內(nèi)徑105mm行程115
8、mm連桿185mm壓縮比16．5：l體積996立方厘米額定功率11．03KW額定轉(zhuǎn)速2000r／min燃油噴射時(shí)間22deg．上止點(diǎn)前(靜態(tài))噴油嘴4×0．32ram直徑噴油器開啟壓力180bar圖1試驗(yàn)裝置布置示意圖2．3評(píng)估試驗(yàn)的放熱率對(duì)于每一個(gè)操作條件，記
