乙醇在涡流室式柴油机上试验的研究.pdf

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1、16内燃机与配件2015年第4期乙醇在涡流室式柴油机上试验的研究TestonEthanolintheSwirlChamberDieselEngine夏长明罗阔罗霞(广州珠江职业技术学院华南农业大学)[摘要]利用超声波雾化系统，在一台涡流室式柴油机上进行了进气道供乙醇的试验研究。研究结果表明：超声波乙醇雾化系统，能够满足进气道供乙醇的性能要求，使柴油机燃用乙醇／柴油过程中，表现出稳定的工作性能；柴油机燃用乙醇／柴油的NOx、CO和碳烟排放比原机低。尤其满负荷时碳烟降幅较大；能量消耗率与原机基本相当，HC排放比原机高。[关键词]超声波雾化系统乙醇涡流室式柴油机Abstract：Makeus

2、eofultrasonicatomizationsystem．inaswiftchamberdieselengineontheinletfortheStudyofalcoh01．Theresultsshowthat：ethanolultrasonicatomizationsystemsforethanoltomeettheperformancerequirementsoftheinlet，theenginefueledwithethanol／dieselfueltheprocess，show—ingstableperformance；dieselenginefueledwithetha

3、nol／dieselNox、COandsootemissionsarelowerthantheoriginalmachine，especiallywhenthefullloadsootdecreasegreater；HCemissionsarehigherthantheoriginalmachine，theenergyconsumptionrateisroughlyequaltotheoriginalmachine．Keywords：UltrasonicAtomizingSystemEthanolSwirlChamberDieselEngine0引言良好的燃油经济性一直是柴油机的优势，

4、但是排放污染问题又制约了柴油机的发展uJ。柴油机排放污染物的主要成份是NOx和PM(微粒)，醇类燃料如果能在柴油机上得到应用，不但具有替代石油燃料的意义，而且可以降低PM和一定程度的N0x排放，具有很好的环境保护意义【2’。由于乙醇与柴油的互溶性极差，甚至乳化也很困难心]，因此进气道供乙醇成为研究柴油机乙醇替代石油燃料的一个重要方向H'5】。本文采用超声波雾化乙醇方式向进气道供乙醇，其优点是雾化效果好，避免了较大的乙醇液滴进入燃烧室；而且吸人雾化乙醇过程中，没有化醇器对进气的节流作用，从而使充量系数达到甚至超过一般柴油机的水平。1试验方法和试验装置试验用的双燃料发动机是由一台涡流室式柴

5、油机在进气道加装乙醇雾化系统改装的。雾化系统的工作原理是利用振荡器产生的超声波对乙醇表面进行空化作用，破坏液体表面的张力和惯性而产生雾滴【6·7]。乙醇雾化后，在进气行程利用负压与空气混合进入燃烧室，形成均质乙醇空气混合气，引燃柴油喷人进行燃烧。乙醇超声波雾化系统主要由储液槽、超声波发生器、液面控制阀、浮子、乙醇供给量控制阀及盖板等组成，如图1所示。在超声波雾化系统控制阀关闭后，发动机可按原方式燃用柴油工作。在试验过程中，乙醇供给量不变，改变柴油供给量进行负荷调整，测试标定转速下不同负荷的发动机动力性和排放性能，并与原机进行了对比试验和分析。7．器图I超声波雾化系统浮子乙醇储液槽夏长明

6、罗阔罗霞：乙醇在涡流室式柴油机上试验的研究17在试验中，选用0号轻柴油，无水乙醇，乙醇供给量的有效能量为标定供油量的20％。柴油机选用R170A型涡流室式柴油机，喷油器为单孔轴针式，喷油压力为12．3±0．5MPa，供油提前角为22±2。，标定转速为2600r／min。主要试验设备见表1，试验设备布置见图1。袁1主要试验设备设备名称生产厂家ZF200型磁粉测功机FGA4100型五组份废气分析仪FBY一1型烟度计SYZZ一1型转速油耗自动测量仪台州市光中电器制造有限公司佛山分析仪器厂无锡电子器材厂2试验结果与分析2．1能量消耗率的试验与分析由于乙醇的热值低于柴油，以燃油消耗率评价燃油经济

7、性有一定的局限性。为客观的评价燃油经济性，对双燃料发动机和原机的能量消耗率进行了对比，如图2所示。从图中可以看到，双燃料发动机和原机的能量消耗率基本相当；随着负荷增加，能量消耗率表现出逐步降低的趋势。这是因为，在发动机转速一定的情况下，发动机的机械损耗不随负荷的变化而变化，所以高负荷具有高的机械效率，其能量消耗率低。喜1500雨—重喜1心l三鲨引乏一引心1508}—百r—百r—百r一图3发动机燃用柴油和柴油+雾化乙醇的NOx排放对比2．2NOx