喷油定时对燃用生物柴油发动机经济性与排放的影响.pdf

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1、第27卷201l定第2期2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．2Fcb．201115l喷油定时对燃用生物柴油发动机经济性与排放的影响马志豪，王鑫，张小玉，徐斌，吴健(河南科技大学车辆与动力工程学院，洛阳471003)摘要：为研究黄连木籽生物柴油对发动机性能的影响，在一台YTR3105直喷式柴油机上进行了不同喷油定时下燃用黄连木籽生物柴油一柴油混合燃料时的经济性及排放特性试验。结果表明：在相同工况下，4种燃料的最经济喷油定时几乎相同，即最大扭矩工况为上止点前1IoCA左右，标定工况为上止点前120CA左

2、右。CO和碳烟排放随喷油定时的增大有先降低又升高的趋势。随喷油定时的增大，THC排放降低，而NOx排放大幅增加。CO、THC及碳烟排放均随生物柴油掺混比的增加而降低：B10、B20的NOx排放比柴油低，而B30的NOx排放与柴油相当。最经济喷油定时与燃料类型无关，生物柴油混合比例对发动机的排放影响较大。关键词：柴油机，生物柴油，经济性分析，喷油定时，黄连木籽doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．02．025中图分类号：TK4文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-02—0151—05马志豪，王鑫

3、，张小玉，等．喷油定时对燃用生物柴油发动机经济性与排放的影响[J]．农业工程学报，2011，27(2)：151—155．MaZhihao．WangXin,ZhangXiaoyu,cta1．Effectsoffuelinjectiontiming0neconomyandemissionsofdieselenginefIleUcdwithdiesel／biodieselblends[J]．TransactionsoftheCSAE，201l，27(2)：151—155．(inChinesewithEnglishabstract)0引言生物柴油是

4、一种可供柴油机使用的清洁可再生燃料，它的主要成分是脂肪酸酯，是以油料作物、动物油脂及餐饮废油等为原料通过酯交换工艺制成【l】。生物柴油可直接用于现有的柴油机，不需做任何改动，也可与柴油以任意比例掺混使用。生物柴油具有优良的环保特性，易于生物降解，而且闪点高，储运和使用安全，在欧美已有广泛的应用【2】。国内外开展了很多关于燃用生物柴油的发动机性能的研列3母】。袁银南等110】研究了柴油机燃用大豆油生物柴油的燃烧和排放特性。研究发现生物柴油的燃烧始点有所提前，滞燃期缩短，燃烧持续期延长。污染物排放除NOx排放增加外，CO、HC和PM排放较柴油降

5、低。Ghobadian掣n】进行了柴油机燃用废食用油制生物柴油的排放特性研究。结果表明，随着生物柴油掺混比例的增大，柴油机PM、HC和CO排放降低，而NOx排放增加。作为生物柴油的重要原料之一的黄连木原产中国，有着极强的适应性，能够在中国大部分地区正常生长，河北、河南、四川、湖北、安徽、湖南、江西、江苏、山西、陕西等省分布最多，并且不占用耕地。黄连木籽的产油率非常高，667m2的黄连木产籽500kg，可榨收稿日期：2010-05．28修订日期：2010-07-07基金项目：中国博士后科学基金(20090460860)：河南科技大学博士启动基

6、金(09001327)；河南省科技创新杰出人才计划(1042005n0006)作者简介：马志豪(1965一)，男，河南洛阳人，教授，博士，研究方向：内燃机的清洁燃烧．洛阳河南科技大学车辆与动力工程学院，471003．Email：mazhihaot鲫1．haust．edu．cn200kg生物油。所以具有很好的发展前景。至今，由黄连木籽为原料制取的生物柴油用于发动机的研究尚未见报道。本文作者通过酯交换反应制取的黄连木籽生物柴油进行了发动机的试验研究。由于喷油定时(fuelinjectiontiming，缩写fit)对发动机的影响较为深远，所以本

7、文开展了喷油定时对燃用黄连木籽生物柴油发动机的经济性和排放特性影响的研究。1试验设备与试验方法试验用柴油机为YTR3105柴油机，其基本技术参数如表1所示。表1TR3105柴油机的技术参数TablelTechnicalparametersofYTR3105dieselengine型式三缸、水冷、四冲程缸径×行程／衄排量(L)．燃烧室形状连杆长度／ram压缩比喷油定时最大扭矩(N皿∥转速(r·mill"1)额定功率(kW)／转速(r·min"1)105×1203．117∞型19217：l17。CA192，l5∞40．5／2400喷油定时由针阀

8、开启时刻确定。在最大扭矩工况(1500r／min，192N·m)和标定工况(2400r／rain、40．5kW)时测试柴油机的经济性和排放性能。混合燃料中生物柴油的体积比为10％