基于废气再循环的乙醇_生物柴油发动机性能试验研究

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1、第33卷第11期可再生能源Vol.33No.112015年11月RenewableEnergyResourcesNov.2015基于废气再循环的乙醇-生物柴油发动机性能试验研究1，222222梁昱，周立迎，姚固文，丁小可，周静，游莎（1.贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025；2.贵阳学院机械工程学院，贵州贵阳550005）摘要：通过在单缸柴油发电机上燃用5种混合比的乙醇-生物柴油燃料，并采用了16%和28%两种废气再循环（ExhaustGasRecirculation，EGR）率，对比分析了乙醇-生物柴油混合燃

2、料的经济性，NOx，HC，CO的排放特性和光吸收系数，及EGR对以上性能参数的影响，结果发现：燃用E30B70时，燃烧状况不佳，NOx排放量较低，但HC，CO排放和尾气的光吸收系数较高；随乙醇比例增加，体积油耗增加；在10%的乙醇混合比附近能获得较高的热效率；20%的乙醇混合比，采用EGR可以降低油耗；乙醇混合比为20%以下时，混合燃料的NOx排放量相差较小；采用EGR后，NOx排放量明显降低，且降低量随EGR率增大而增大；各混合比燃料的HC和CO的排放量均随乙醇混合比的增大而增大；随EGR率增大，CO排放量增大。光

3、吸收系数在1/3负荷左右时有极大值，在2/3负荷左右时有最小值；在不同的负荷范围内存在某一混合比的燃料有较优的烟度排放，不同混合比燃料有各自较优的EGR率以获得较低的油耗和HC排放。关键词：乙醇；生物柴油；发动机；废气再循环；排放特性；光吸收系数中图分类号：TK421；S216.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）11-1736-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.11.0230引言不稳定以及采用EGR后进气过程的循环波动、缸[12]，[13]由于生物柴油和

4、乙醇有较好的互溶性，因此，内温度降低等因素对整个燃烧过程的影响。两者可以以任何比例混合，且混合物具有较好的柴油发电机转速稳定，且负荷变动范围与频[1]~[3]稳定性和均一性。以生物柴油作为主要燃料，率较车用柴油机低，生物柴油和乙醇掺混燃料更掺混少量乙醇燃烧，是在柴油机中同时使用生物易在其上得到实际应用。本文研究了在采用EGR柴油和乙醇以替代柴油消耗的较为理想的方式，的情况下燃用生物柴油与乙醇混合燃料的性能，不少学者围绕两者的掺混燃料在发动机中的应用为生物柴油及乙醇在柴油发电机上的应用提供了[4]~[7]开展了研究。生

5、物柴油掺混乙醇，可利用生物依据。柴油较高的十六烷值和乙醇较低的黏度弥补乙醇1试验设备与方法十六烷值低、生物柴油黏度大的缺点，改善单一燃1.1试验设备料的着火性能和喷油性能。生物柴油和乙醇分别柴油机型式为单缸、立式、自然吸气、四冲程、携氧约10%和34.8%，有利于燃料的氧化反应，加风冷、直喷发动机，主要技术参数见表1。快燃烧速度。利用乙醇较大的汽化潜热，可降低缸表1柴油机参数内温度，减少NOx的生成，不过缸内温度的降低Table1Summaryofenginespecifications对滞燃期、火焰传播、燃烧速度、

6、放热率等燃烧过参数数值程要素会有一定程度的不利影响[8]~[11]。缸径/mm86冲程/mm72废气再循环（ExhaustGasRecirculation，EGR）压缩比19是用以降低柴油机NOx排放的主要措施，在乙排量/L0.418醇-生物柴油发动机上采用EGR时，需要考虑乙额定转速/r·min-13000醇和生物柴油的携氧性、着火性能与喷雾性能的额定功率/kW5收稿日期：2015-08-05。基金项目：国家自然科学基金资助项目（51366002）；贵州省科技厅自然科学联合基金项目（黔科合J字LKG[2013]57

7、号）；贵州省教育厅优秀科技创新人才支持计划项目（2013071）。作者简介：梁昱（1977-），男，湖南长沙人，博士，教授，研究方向为内燃机与可再生能源利用技术。E-mail：liangyumu@163.com·1736·梁昱，等基于废气再循环的乙醇-生物柴油发动机性能试验研究试验中以DG7500SE型柴油发电机为基础，与电流稳定后进行测试，绘图所用的功率数值为为其增设副油箱，加装输油泵和供油测试系统，并发电机电动势与总电流的乘积，每工况油耗测试改装供油管路及废气再循环管路。采用LWY-III历时3min，每次调整E

8、GR率后，需无负载稳定运型微机多功能油耗仪测试油耗，NHA-506型废气行15min。分析仪测试排放，MQY-200型不透光烟度计测试测试完成后，需切换为柴油，不采用废气再循光吸收系数，NLG40-11CR型多功能电暖炉和环，无负荷运行5min，3.0kW运行10min，无负HU902-W型电热油汀作为用电负载。荷运行15min后方可停机。1.