可變壓縮比對混合燃料柴油機排放性能的影響

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可變壓縮比對混合燃料柴油機排放性能的影響

石油的大量消耗將帶來眾多嚴重的環境問題。生物柴油在替代傳統柴油方面具有巨大的潛力，可以將其直接應用在現有柴油機中，而不需要對發動機結構進行任何修改。但由于生物柴油的粘度較高，最低溫度時流動點也較高，使得其對柴油機性能產生較大影響。但通過在生物柴油中加入乙醚可改善柴油機低溫流動特性。目前，將乙醚、生物柴油和標準柴油按一定比例混合形成的混合燃料已經得到了廣泛應用。本文則通過試驗分析柴油機在不同比例混合燃料和不同壓縮比下的排放性能。

試驗時，發動機選擇一個單缸4沖程自然吸氣柴油機，轉速設定為1500r/min，通過傾斜氣缸體可以得到16、17和18這3種壓縮比。使用奧地利AVL公司生產的AVL DI氣體分析儀和煙度計測量排放物中HC、CO、NOx、CO2和煙霧的排放。使用的生物柴油為亞麻油甲酯，配置混合燃料時，乙醚體積分數始終保持為5%，亞麻油甲酯的體積分數分別為10%、15%和20%，與標準柴油混合，混合后燃料分別記為DLD15、LD20和DLD25。

試驗結果如下。

（1）壓縮比為18時，DLD15和DLD20燃料的有效熱效率比標準柴油的低，所有燃油的有效燃油消耗率都比柴油高。壓縮比為17時，DLD15和DLD20燃料的有效熱效率與標準柴油的接近。壓縮比為16時，各種燃油的有效燃油消耗率非常接近，且都略低于柴油的。

（2）DLD25燃料在壓縮比為18和16時，HC排放分別降低了14%和15%，在壓縮比為17時降低了18%。

（3）DLD15和DLD20燃料在壓縮比為18和17時，其CO排放顯著降低。DLD15燃料在壓縮比為16時的CO排放與標準柴油接近。

（4）在壓縮比為17時，DLD15和DLD25燃料的CO2排放分別降低了19%和13%。

（5）所有燃油的NOx排放都比標準柴油高，DLD20和DLD25燃料在壓縮比為18時NOx排放最大。

總的來說，具有5%乙醚的生物柴油混合燃料有助于提升發動機性能，降低排放。

AjaySinghVermaetal. SAE 2015-01-1936.

編譯：李臣