桐油-柴油-乙醇微乳化燃料喷雾特性及发动机性能研究

摘要

石油储备量的捉襟见肘以及燃烧石化燃料产生的有害排放物使得开发汽车清洁代用燃料迫在眉睫。植物油作为一种生物燃料，其制取来源于植物。世界范围内，为人们所知的产油科植物非常之多，这使得植物油来源很广泛而且多种多样。大多数产油科植物的生长周期很短，并且很容易培植。植物油有多种用途，是一种经济的柴油替代燃料。
　　本文选择桐油作为研究对象，桐油是从油桐树的种子里面提取出来的油。本文制备不同掺混比例的桐油-柴油-乙醇微乳化燃料，采用国标方法测定了微乳化燃料的主要理化特性指标，采用高速摄像系统与马尔文Spraytec喷雾型激光粒度仪对微乳化燃料与柴油的喷雾特性进行了对比研究，在综合考虑燃料理化特性和喷雾特性的基础上，在发动机台架上燃用桐油制备的微乳化燃料。结论如下：
　　理化特性：
　　1.油酸与正丁醇所组成的乳化剂能够制备桐油-柴油-乙醇的微乳化燃料，长期放置不会分层变质；
　　2.微乳化燃料的密度、运动粘度、表面张力都小于纯桐油，其热值以及理论空燃比随乙醇掺混量的增加而减小；
　　3.桐油掺混比例为30％，乙醇掺混比例达到20%的微乳化燃料的密度和运动粘度接近于柴油。
　　喷雾特性：
　　1.柴油雾化后的油束会比微乳化燃料的油束松散；
　　2.微乳化燃料的喷雾锥角比柴油的小，其贯穿距离较大，微乳化燃料中桐油掺混比例的增大，这一趋势越发明显；
　　3.微乳化燃料的累计体积分布曲线比柴油偏向大颗粒液滴方向，其喷雾液滴尺寸数目分布曲线峰值较小，微乳化燃料喷雾雾化后，小颗粒液滴所占比例减小，而大颗粒液滴所占比例相应增大。
　　发动机性能：
　　1.使用微乳化燃料进行台架试验时，其比油耗大于柴油，比能耗小于柴油；
　　2.微乳化燃料与柴油NOx比排放在中小负荷持平，高速大负荷时微乳化燃料略高；
　　3.掺混30%桐油的微乳化燃料CO、HC比排放在整个负荷范围内接近于柴油，掺混50%桐油的微乳化燃料CO、HC比排放在中小负荷高于柴油，大负荷稍低于柴油；
　　4.燃用微乳化燃料能够减少发动机碳烟的比排放。
　　使用微乳化的方法能够解决桐油运动粘度过大，挥发性差的问题。基础油中桐油的掺混比例为30%、微乳化燃料中乙醇掺混比例达到20%的微乳化燃料与柴油的性质较为接近，是经济性较好的替代燃料。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 植物油研究

1.3 本文的研究目的、方法和主要内容

第二章 桐油-柴油-乙醇微乳化燃料的制备及其理化特性测定

2.1 微乳化液概念

2.2 桐油-柴油-乙醇微乳化燃料的制备

2.3 部分理化指标的测定

2.4 本章小结

第三章 桐油-柴油-乙醇微乳化燃料喷雾特性研究

3.1 喷雾概述

3.2 微乳化燃料喷雾特性试验方案

3.3 喷雾试验仪器与设备

3.4 喷雾研究试验过程

3.5 柴油以及微乳化燃料喷雾特性对比研究

3.6 本章小结

第四章 桐油-柴油-乙醇微乳化燃料性能与排放特性研究

4.1 试验方法

4.2 试验仪器

4.3 试验数据处理

4.4 经济性

4.5 排放特性对比

4.6 本章小结

结论与展望

结论

论文的创新点

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢