柴油机燃用甲醇—生物柴油混合燃料的性能与排放研究

１ 燃 料 特 性
表 １示 出 了 甲 醇 、 物 柴 油 及 混 合 燃 料 的 理 化 生 特 性 。柴 油 为 市 售 ０号 柴 油 ； 甲醇 为 精 制 工 业 甲 醇 ，
纯度 为 ９ ．９ ； 物 柴 油 原 料 为 地 沟 油 ； Ｍ５ ９ 生 Ｂ ， Ｂ ０为 甲醇一生 物 柴 油 混 合 燃 料 ， Ｍ１ 甲醇 质 量 分 数 分别 为 ５ 和 ｌ 。由表 １可见 ， ０ 甲醇与 柴油 、 物 生
２ 试 验 设 备 及 方 案
试 验 用 机 为 １ ６ Ａ 柴 油 机 ， 要 技 术 参 数 见 表 ８Ｆ 主
２ 。主要 测 试 设 备 及 仪 器 有 Ｃ ２ Ｄ 电 涡 流 测 功 ｗＦ ５
器 、 Ｓ 内燃 机 测 试 系 统 、 Ｓ ９ ０燃 油 耗 仪 、 ＥＴ ＭＣ － ６
甲醇 中 含 有 ５ 的氧 ， 化 潜 热 约 为 柴 油 的 ３ ６倍 ， Ｏ 汽 ． 因 此 具 有 同 时 降 低 柴 油 机 炭 烟 和 ＮＯ 排 放 的 潜 力 ［５。 甲 醇 的 十 六 烷 值 过 低 ， 以在 柴 油 机 上 直 接 ４］ － 难
低 ＮＯ 和 Ｐ 排 放 ， Ｍ 并且 同比例下掺 烧 甲醇的效 果
第 １ （ 第 １ ２期 ） 期 总 ９
２１ ０ １年 ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ．１（ ｒａ ｏ ９ Ｓｅ ｉ ｌＮ ．１ ２）
Ｆｅ ２ １ ｂ． Ｏ１
Ｖ ＥＨ Ｉ ＥＮ ＧＩ Ｅ ＣＩＥ Ｎ
柴 油机燃 用 甲醇一 生物 柴油 混 合燃 料 的性 能 与排 放研 究
侯 令 川 ，王 忠 ，安 玉 光 ，侯 乐 福 ，陈 林
（ 苏大 学 汽 车 与 交通 工程 学 院 ，江 苏 镇 江 ２ ２ ｌ ） 江 １ Ｏ ３
摘 要 ：在 １ ６ Ａ 柴 油机 上 ， 行 了燃 用 柴 油 、 物 柴 油和 甲 醇一 生 物 柴 油混 合 燃 料 的 性 能 试验 ， 析 了 生物 柴 ８Ｆ 进 生 分 油 掺 烧 甲醇 对 柴 油机 性 能的 影 响 规律 。试 验 结 果表 明 ： 燃 用 生 物 柴 油 相 比 ， 物 柴 油 掺 烧 ５ 和 １ （ 量 比） 与 生 Ｏ 质
的 甲醇
生 物 柴 油混 合燃 料 对 柴油 机 动力 性 ， 经济
性 ， Ｏ排放 ， Ｃ ＨＣ排 放 ， ） 放 以 及 烟 度 的影 响 。 Ｎ（ 排
燃用 ， 国内外 一般采 用进气 管 喷射 甲醇 、 内喷射柴 缸 油 的组合 燃烧 和掺混 燃烧 的方式在 柴油 机上燃 用 甲
醇～柴 油燃料 。 生 物 柴 油 掺 烧 醇 类 燃 料 ， 以 利 用 醇 类 燃 料 密 可
六 烷 值 逐 渐 接 近 于 柴 油 ， 氧 量 由 ｌ 增 至 含 １ １ ． ， 积 低 热 值 下 降 约 ５ ６ 。 ４９ 体 ．
机上进 行 了燃 用 柴油 、 ２ （ Ｂ ０ 生物 柴 油一柴 油 混合 燃 料） Ｂ ２ （ 和 Ｅ ０ 生物柴 油一 乙醇 混合燃料 ） 的排 放对 比
仪研 究 了 乙醇一 生物 柴 油混 合燃 料 的喷雾 特性 ， 结 果 表 明 ， 物 柴 油 掺 混 乙 醇 能 够 减 小 喷 雾 油 滴 的 索 生 特 平 均 直 径 。 Ｈｔ ｅ ｉ ｄｎ等 人 在 １ ６ ｉ ｙｎ Ａｙ ｉ ｓ ８ Ｆ柴 油
着 甲醇 掺混 比例 的提 高 ， 合 燃料 的运 动黏 度 和 十 混
更 为 明 显 。 目前 ， 内 外 对 生 物 柴 油 掺 烧 醇 类 燃 料 国
的研究 主要 集 中在掺 烧 乙醇 上 ， 生 物 柴 油掺 烧 甲 对
醇 的研 究 还 相 对 较 少 。
本 研 究在 不 调 整柴 油机 结 构参 数 的条 件 下 ， 以
１ ６ Ａ 柴 油 机 为 试 验 机 ， 究 了 不 同 甲 醇 掺 混 比例 ８Ｆ 研
２３ 。 ．１
关 键 词 ： 油 机 ；甲醇 ；生 物 柴 油 ；排 放 柴
中 图分 类 号 ：ＴＫ４ １ ５ ２ ． 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ —２ ２ ２ １ ） １０ ３ — ４ ０ １２ ２ （ ０ １ ０ —０ ０ ０
生物 柴油 的十 六烷 值 、 闪点 、 氧量 较 高 ， 香 含 芳 烃 、 含 量较 低 ， 用 生 物 柴 油 可 以有 效 降 低 Ｃ 硫 燃 Ｏ， ＨＣ和炭烟排 放 ， 会 引起 Ｎ０ 但 排放 少 量 增加 ｕ 。 生物 柴油 的缺点 主要是 密度大 、 黏度 高 ， 在相 同燃 油 供给 系统条 件下 ， 成 的油 雾索 特平均 直径较 大［ 。 形 。 ］
的 甲 醇 时 ， 油 机 的 标 定 功 率 分 别 降 低 ７ ４ 和 １ ． ， 定 工 况 时 能 量 消 耗 率 增 加ห้องสมุดไป่ตู้５ ７ 和 １ ． ，Ｃ 排 放 升 柴 ． ７８ 标 ． ５０ Ｏ
高 ４ ． 和 ８ ． ， ００ ０ ０ ＨＣ排 放 升 高 ６ ． 和 １ ５ ６ ， Ｏ ６７ ５ ． Ｎ 排 放 降 低 １ ． 和 ３ ． ， 气 烟 度 降 低 ３ ８ 和 ５０ ３３ 排 ．
试 验 ， 果 表 明 ， 燃 用 柴 油 相 比， 用 Ｂ ２ 结 与 燃 Ｅ ０时 ＮＯ 排 放 略 有 升 高 ， Ｏ ， Ｏ 和 Ｓ 。排 放 明 显 降 Ｃ Ｃ Ｏ
低 。Ｌｅ Ｚ ｕ， ｅ ｎ ｉ ｈ Ｃｈ ｕ ｇ Ｃ Ｓ等 人 ［ 在 Ｉｕ ｕ ４ ＿ ５ ｓ ｚ ＨＦ１柴
柴 油 的 运 动 黏 度 、 六 烷 值 和 低 热 值 相 差 较 大 。 随 十
度小、 黏度 低 的特点 ， 改善 混合 燃 料 的喷雾 特 性 ， 提
高燃 料 的含 氧量 和汽化潜 热 ， 抑制炭 烟和 ＮＯ 的生 成 。Ｓ ｎＰ ｒ ｕＨａ ａｋ等人ｌ 利用相 位 多普勒 粒 子分 析 ６ 】