增压直喷柴油机燃用生物柴油调整特性研究

论文摘要

生物柴油是一种代用燃料,它可以从植物油,餐饮废油或动物脂肪中制得。在生物柴油制造过程中,动植物油与低碳醇进行酯交换反应生成脂肪酸甲酯,即生物柴油,并伴生有副产物甘油。生物柴油与石化柴油具有相似的理化性质,可以应用于大多数柴油机上而不需要对发动机进行改动或只需进行少量的改动。由于生物柴油属于可再生性和环境友好性燃料,被认为是柴油的战略性替代燃料,受到国内外的广泛关注。为了掌握柴油机燃用生物柴油及其与石化柴油调合燃油的性能,优化燃用生物柴油的使用技术,本文在充分认识生物柴油制取及其理化性质的基础上,对生物柴油及其与石化柴油调合燃油的使用性能进行了实验研究,并通过调整发动机喷油正时,进一步改善发动机燃用生物柴油及其混合燃料时的动力性、经济性和排放特性。在生物柴油使用性能实验研究中,试验燃油为石化柴油、纯生物柴油及纯生物柴油以25%体积比与石化柴油调合成混合燃油,其中纯生物柴油为大豆脂肪酸甲酯。试验用发动机为索菲姆四缸增压直喷式柴油机,试验中对喷油正时进行调整,包括原机的喷油正时、喷油正时提前2 oCA和4oCA以及推迟2 oCA和4oCA。在试验过程中,全面测试柴油机在各喷油正时下分别以石化柴油、纯生物柴油、调合燃油为燃料时的动力性、燃料经济性和排放特性,并进行对比研究。试验结果表明,柴油机燃用纯生物柴油和调合燃油时,柴油机的动力性基本可以保持,燃油消耗率略有升高,但比能耗略有降低,NOx排放增多,但碳烟排放减少。随喷油正时提前,柴油机的经济性提高,NOx排放增多,碳烟排放减少,改变喷油正时使柴油机动力性普遍降低,只有在喷油正时提前2 oCA下,燃用混合燃油时动力性会有提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 生物柴油概述
• 1.1.1 生物柴油定义及特点
• 1.1.2 生物柴油制备
• 1.1.3 生物柴油理化指标
• 1.1.4 生物柴油的发展及历史
• 1.2 生物柴油应用状况
• 1.2.1 国外生物柴油的应用状况
• 1.2.2 国内生物柴油的应用状况
• 1.3 发展生物柴油的意义
• 1.4 本课题的研究目的、内容和方法
• 第二章 试验装置、试验燃油及试验数据处理
• 2.1 试验装置
• 2.1.1 试验装置总图
• 2.1.2 试验仪器
• 2.1.3 试验用发动机
• 2.1.4 喷油泵
• 2.2 试验燃油
• 2.3 试验数据处理
• 第三章 发动机燃用生物柴油掺烧特性研究
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验过程
• 3.3 原机喷油正时下三种燃料试验工况点对比试验分析
• 3.3.1 试验工况
• 3.3.2 过量空气系数对比
• 3.3.3 排温对比
• 3.3.4 碳烟排放对比
• 3.3.5 NOx 排放对比
• 3.3.6 HC 排放对比
• 3.3.7 CO 排放对比
• 2 排放对比'>3.3.8 CO₂排放对比
• 3.3.9 小时油耗量对比
• 3.3.10 比油耗对比
• 3.3.11 比能耗对比
• 3.4 原机喷油正时下三种燃料外特性对比试验分析
• 3.4.1 动力性对比分析
• 3.4.2 经济性对比分析
• 3.4.3 排放特性对比分析
• 3.5 原机喷油正时下三种燃料负荷特性对比试验分析
• 3.5.1 经济性对比分析
• 3.5.2 排放特性对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 调整喷油正时对发动机性能的影响
• 4.1 外特性对比分析
• 4.1.1 动力性对比分析
• 4.1.2 经济性对比分析
• 4.1.3 排放特性对比分析
• 4.2 负荷特性对比分析
• 4.2.1 经济性对比分析
• 4.2.2 排放特性对比分析
• 4.3 本章小结
• 总结与展望
• 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