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，發動機轉速和負荷由一臺三相發電機進行控制。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，利用傳感器監測柴油注入時的高壓脈沖信號來同步乙醇噴射信號。電子控制系統的ECU由兩塊PCB板組成，其一用于測量發動機轉速和乙醇噴射前后的氣缸溫度，其二在監測到高壓信號后計算出乙醇噴射的時機和持續時間。

試驗結果表明：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蒸發；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縫隙和燃燒室死區內的乙醇導致不完全燃燒，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，然而發動機能量轉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，打破了兩者間傳統的反比關系。

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