柴油机掺烧生物柴油减烟研究

论文摘要

随着社会的进步、经济的发展以及汽车保有量的急剧增加,人类对石油的依赖越来越强烈,石油供应与消费平衡关系制约着全世界经济的发展。生物柴油是指以可再生的生物质油脂为原料,与低碳醇经过酯交换反应合成制取的一种长链脂肪酸酯化合物,其具有与石化柴油十分相似的理化特性,因有着可再生性和环境友好性的特点,被认为是石化柴油的战略性替代燃料,受到国内外的广泛关注。为了掌握柴油机掺烧生物柴油的性能变化规律,优化生物柴油的使用技术,本文在充分认识生物柴油理化性质的基础上,对生物柴油及生物柴油—柴油混合燃油应用于压燃式发动机上的燃烧特性和对发动机排放性能影响进行了试验研究。本试验以索菲姆四缸增压直喷式柴油机作为试验机型,在不改变发动机原有结构参数的前提下,将大豆脂肪酸甲酯分别以20%、30%体积比与石化柴油调和成混合燃油,使其与石化柴油、纯生物柴油分别进行发动机台架试验。研究分析了发动机燃烧各油样时对其动力性、经济性和排放特性的影响,并根据得到的试验结果确定了在不影响发动机性能的前提下生物柴油的最佳添加比例。为了进一步降低发动机燃用混合燃油的碳烟排放水平,对生物柴油—柴油混合燃油中添加乙醇、减烟剂等添加剂的配比进行了优化。结果表明,柴油机燃用优化组分配比的混合燃油时,碳烟排放显著降低,动力性和燃油经济性得到较好保持,达到预期目标,适宜推广应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 柴油机的应用与石油能源危机
• 1.1.2 柴油机排放
• 1.1.3 柴油机主要排放物的生成机理和影响因素
• 1.1.4 控制柴油机有害排放物的途径和措施
• 1.2 生物柴油研究的意义
• 1.2.1 生物柴油的优点
• 1.2.2 生物柴油对能源安全的战略意义
• 1.2.3 生物柴油对生态环境的意义
• 1.2.4 生物柴油对社会经济效益的意义
• 1.3 本文选题思路及主要内容
• 第二章 生物柴油的燃料特性和理化指标
• 2.1 生物柴油的燃料特性理化指标
• 2.2 其他理化评价指标
• 2.3 生物柴油标准对比
• 第三章 试验仪器设备及试验数据处理方法
• 3.1 试验仪器设备
• 3.1.1 试验发动机
• 3.1.2 试验测试仪器
• 3.1.3 试验系统示意图
• 3.2 试验数据处理公式
• 3.2.1 大气修正系数[36]
• 第四章 混合燃油的掺烧特性研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验过程
• 4.3 外特性对比试验
• 4.3.1 动力性、经济性对比
• 4.3.2 碳烟排放特性对比
• 4.3.3 其他排放特性对比
• 4.4 负荷特性下排放特性对比试验
• 4.4.1 碳烟排放特性对比
• 4.4.2 其他排放特性对比
• 4.5 本章小结
• 第五章 生物柴油掺烧乙醇的减烟研究
• 5.1 掺烧乙醇减烟试验分析
• 5.1.1 动力性和经济性对比
• 5.1.2 碳烟排放特性对比
• 5.1.3 其他排放特性对比
• 5.1.4 乙醇对发动机性能指标影响的综合分析
• 5.2 添加减烟剂减烟试验分析
• 5.2.1 动力性和经济性对比
• 5.2.2 碳烟排放特性对比
• 5.2.3 其他排放特性对比
• 5.2.4 减烟剂对发动机性能指标影响的综合分析
• 5.3 复合配比减烟剂添加量优化
• 5.3.1 动力性、经济性对比分析
• 5.3.2 碳烟排放特性对比
• 5.3.3 其他排放特性对比
• 5.3.4 复合配比减烟剂添加量综合效果分析
• 5.4 复合配比乙醇添加量优化
• 5.4.1 动力性、经济性对比分析
• 5.4.2 碳烟排放特性对比分析
• 5.4.3 其他排放特性对比分析
• 5.4.4 复合配比乙醇添加量综合效果分析
• 5.5 本章小结
• 总结
• 本文总结
• 不足与展望
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表的论文
• 致谢