添加乙醚和乙醇对发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料燃烧性能的影响.pdf

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1、6内燃机与配件2015年第10期添加乙醚和乙醇对发动机燃用生物柴油燃料燃烧性能的影响一柴油混合EffectofDiethyletherandEthanolAdditivesontheCombustionCharacteristicsofBiodiesel——dieselBlendedFuelEngine宋俊良祝勇贾超超(四川交通职业技术学院)该实验研究的目的是评估使用乙醚和乙醇作为生物柴油一柴油混合燃料的添加剂时，对直喷式柴油发动机燃烧特性的影响。测试燃料分别表示为B30(体积分数为30％的生物柴油和70％的柴油)，BE一1(体

2、积分数为5％乙醚，25％的生物柴油和70％的柴油)和BE一2(体积分数为5％乙醇，25％的生物柴油和70％的柴油)。结果表明，在发动机小负荷时，BE一1的峰值燃烧压力，峰值压力升高率和峰值放热率与B30相似，比BE一2的高些。在发动机大负荷时，BE一1的峰值燃烧压力，峰值压力升高率和峰值放热率最高，而B30是最低的。与BE一2和B30相比，发动机燃用BE一1的性能最好。1引言生物燃料(如醇类，生物柴油)已被提议作为内燃机的代用燃料。卜3。特别是，生物柴油作为柴油的替代品，已得到了广泛的关注，因为它是可生物降解的，无毒的，同时燃烧

3、时能够显著地降低污染物排放量和二氧化碳(CO，)排放。另一方面，与柴油相比，生物柴油有一些不足之处，如较高的粘度和倾点值、挥发性低。生物柴油的低温流动性差阻碍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温流动性能。在这项实验中，我们研究了在生物柴油一柴油混合燃料中添加乙醇或乙醚时，柴油机的燃烧特性。研究和讨论了气缸压力，压力升高率以及放热率随曲轴转角的变化关系。2设备和实验2．1实验燃料测试采用的商业柴油从当地获得。生物柴油是以大豆为原料通过采用碱性催化的酯交换反应的方法生产制备的。乙醇是一种分析级的无水乙醇

4、(纯度99．7％)。该乙醚是分析级的无水乙醚(纯度为99．5％)。表1表示出混合原料的主要特性。可以看出，乙醇的潜热值是840KJ／Kg，这是远高于其他燃料。生物柴油的粘度明显高于其他燃料。乙醇和乙醚中的氧含量分别为34．8％和21．6％，都高于生物柴油的氧含量。在这项研究中，准备了这三种燃料。体积分数为30％生物柴油与柴油混合作为基底油(记为B30)，体积分数分别为5％乙醚和25％生物柴油与柴油混合(BE一1表示)，体积分数分别为5％乙醇和25％的生物柴油与柴油混合(BE一2表示)。表2显示了测试燃料的组成和主要特性。由此可以

5、看出，B30的密度是最高的，BE一2的潜热值是最高的。与B30相比，低热值的BE一1降低0．14％，BE一2则降低1．28％。表1混合原料的主要特性性质柴油生物柴油乙醇乙醚密度(∥m1)0．84O．870．7890．715蒸发潜热值250200840350(KJ／Kg)低热值42500388122680036840(KJ／Kg)十六烷值46525～840℃下的运动3．117．81．2粘度(mm2／s)理论空燃比14．512．59．O闪点(℃)7816613．5—40沸点(qC)180～3303307834．6自燃温度(℃)250

6、363420380氧含量(wt％)01034．821．6碳含量(wt％)877852．1864．9氢含量(wt％)131213．0413．5相对分子质量17029646．0774．12宋俊良祝勇贾超超：添加乙醚和乙醇对发动机燃用生物柴油一柴油混合燃料燃烧性能的影响7表2测试燃料的组成及主要特性燃料B0B30BE—lBE一2柴油，％10070黄豆油脂肪03025酸甲酯，％乙醚，％050乙醇，％05密度(g／m1)0．840．8450．8370．840蒸发潜热值250235242266(KJ／Kg)低热值425004147l4141

7、340940(KJ／Kg)2．2实验设备与步骤试验所用发动机为单缸，自然吸气，四冲程，直喷式柴油发动机。所使用的发动机的基本数据在表3中给出。使用一种高精度流量计每30秒测量一次燃料流量。采用压电式传感器与电荷放大器相结合去监测气缸压力(平均为100个工作循环)。CB566燃烧分析仪用来记录试验数据。图一为试验装置布置示意图。在不同的发动机负荷下，对三种测试燃料进行试验。发动机在加入新燃料运转之前，，要求发动机运行足够长的时间以消耗前一次试验剩余的燃料。表3测试发动机的技术参数发动机类型单缸、4冲程、直喷内径105mm行程115

8、mm连杆185mm压缩比16．5：l体积996立方厘米额定功率11．03KW额定转速2000r／min燃油喷射时间22deg．上止点前(静态)喷油嘴4×0．32ram直径喷油器开启压力180bar图1试验装置布置示意图2．3评估试验的放热率对于每一个操作条件，记