附加乙醇噴射對柴油機性能和排放的影響分析

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附加乙醇噴射對柴油機性能和排放的影響分析

試驗采用Agrale單缸壓燃柴油機，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷由一臺三相發(fā)電機進行控制。原型燃料采用生物柴油-柴油混合燃料（D70B30），并在其中加入不同量的乙醇和添加劑（過氧化二叔丁烷，DTPB），分析其對柴油機性能的影響。

乙醇噴射過程使用了電子控制系統(tǒng)，利用傳感器監(jiān)測柴油注入時的高壓脈沖信號來同步乙醇噴射信號。電子控制系統(tǒng)的ECU由兩塊PCB板組成，其一用于測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和乙醇噴射前后的氣缸溫度，其二在監(jiān)測到高壓信號后計算出乙醇噴射的時機和持續(xù)時間。

試驗結(jié)果表明：①進氣口溫度和排氣溫度均隨乙醇含量的增加急劇降低，歸因于乙醇較高的汽化潛熱值，同時排氣溫度降低的幅值大于進氣溫度，原因是只有部分乙醇在燃燒室內(nèi)蒸發(fā)；②NOx減少的原因，一是乙醇高汽化潛熱的冷卻作用，二是乙醇十六烷值低，點火延遲大，使得燃燒室內(nèi)峰值壓力和溫度降低；③由于附加乙醇的存在使得燃料/空氣比值增大，CO排放增加；④壓縮行程中與可能潛伏在活塞環(huán)縫隙和燃燒室死區(qū)內(nèi)的乙醇導(dǎo)致不完全燃燒，從而增加了HC的排放；⑤乙醇中羥基自由基的存在能夠減少顆粒排放；⑥由于附加的乙醇噴射，混合燃料消耗量減少，然而發(fā)動機能量轉(zhuǎn)換效率隨乙醇含量增多而降低，歸因于其較低的十六烷值；⑦含量很少的添加劑使得燃油消耗量、CO和HC的排放均有一定量的減少。重點研究了附加乙醇噴射可使HC與顆粒排放同時減少，打破了兩者間傳統(tǒng)的反比關(guān)系。

刊名：Energy for Sustainable Development（英）

刊期：2013年第17期

作者：Vitor Pinheiro Ferreira et al

編譯：張為榮