JX493柴油机燃用生物柴油的燃烧分析及试验研究

摘要

生物柴油具有可再生性、绿色性,既能增强能源安全、改善环境,还能开拓新的经济产业链,被认为是解决全球能源危机的最理想途径之一,逐渐成为柴油替代燃料中的焦点。
　　 本文试验部分对JX493柴油机在工况点1800rpm/120N·m下,利用自编LabVIEW示功图采集软件对柴油机燃用B0、B10、B20、B30四种不同燃料时进行缸压数据采集,并用LabVIEW编程燃烧分析软件分析相应燃料的燃烧特性。试验结果表明,随着生物柴油掺入量的增加,压力峰值和压力升高率峰值都下降且减小幅度逐渐增大,并且其对应的曲轴转角略有提前;燃烧迟滞,放热率峰值减小且对应的曲轴转角明显后移,累积放热明显下降;前期放热率逐渐减小,后期放热率略有增大。
　　 本文利用FIRE软件对JX493柴油机燃烧过程的多维模拟建立于生物柴油物性参数估算基础上,通过试验数据的验证模拟模型,对喷雾和燃烧模拟结果进行了瞬态分析,从气缸内瞬态变化推断导致试验结果中B0、B10、B20放热规律变化和区别的原因。模拟分析结果还表明:燃料中生物柴油含量越高,索特直径和贯穿距会越大,缸内气体运动强度会得到增强,缸内平均温度会下降但是存在局部高温区域。
　　 从试验和模拟结果分析来看,混合燃料B10与石化柴油在燃烧性能方面相差不大,并且B10的压力升高率峰值较低,会使得柴油机工作较为柔和,受到的冲击负荷将会减小,振动和噪音也会下降,所以B10代替石化柴油是实际可行的。