电控高压共轨直喷柴油机燃用桐油-柴油-乙醇微乳化燃料的性能研究

摘要

植物油因其可再生、环保和来源广泛等特点，已被国内外许多国家所应用，被认为是最具有发展潜力的代用燃料之一。针对其粘度大的问题，柴油机燃用植物油简单而又经济的方法是对其进行微乳化。
　　本文首先依据微乳化机理，采用0＃柴油/桐油与乙醇制备不同混合比例的植物油基微乳化燃料，并测定其主要理化特性；然后在电控高压CRDI柴油机上燃用0＃柴油和各微乳化燃料，对比分析发动机性能、排放特性及其燃烧特性的异同；最后得出植物油基微乳化燃料的燃烧与排放规律。本文主要工作和结论如下：
　　（1）基于微乳化机理，试验以0＃柴油/桐油混合液为油相（O），低碳醇（乙醇）为水相（W），在复配乳化剂（油酸/正丁醇）的作用下制备油包水型（W/O）植物油基微乳化燃料。试验制备的微乳化燃料澄清透明，在室温密闭的环境下可稳定存储半年以上。
　　（2）在考虑燃油动力性及其经济性的前提下，试验制备了四种不同混合比例的植物油基微乳化燃料，分别命名为TD30E20、TD30E40、TD50E20、TD50E40。参照国标进行试验，分别测定各燃油的运动粘度、密度及其低热值等。
　　（3）在中、小负荷采用两阶段喷射，即预喷射和主喷射相结合，大负荷采用单次喷射的前提下，研究CRDI柴油机燃用各燃油的经济性及其排放特性。研究结果表明：与0＃柴油相比，燃用微乳化燃料使其有效能耗下降，燃油消耗增加；在小负荷时，其NOX的比排放降低，HC和CO的比排放较高；在中、大负荷时，其NOX的比排放增加，HC和CO的比排放则无明显差别；在大负荷时，其碳烟的比排放显著降低。
　　（4）在两阶段喷射策略下，研究CRDI柴油机燃用各燃料时的燃烧特性，包括燃烧压力及其放热规律的对比分析。研究结果表明：该发动机燃用微乳化燃料，峰值压力和峰值瞬时放热率对应的曲轴转角均相对滞后；随着负荷的增加，微乳化燃料所对应的压力及其放热率增大的同时其峰值均大于0＃柴油，并且各燃油的滞燃期均缩短；由于各微乳化燃料的燃烧放热相对集中，导致其燃烧持续期小于0＃柴油。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2植物油概述

1.3植物油基微乳化燃料的发展及意义

1.4本文研究目的及主要内容

第二章 植物油微乳化燃料的配制及其理化特性

2.1微乳化概述

2.2植物油基微乳化燃料的制备

2.3微乳化燃料的理化特性

2.4本章小结

第三章 试验装置与数据处理

3.1试验装置

3.2数据处理

第四章 发动机性能及其排放特性研究

4.1发动机的经济性

4.2 发动机的排放特性

4.3 本章小结

第五章 微乳化燃料的燃烧特性研究

5.1滞燃期

5.2燃烧压力

5.3燃烧放热规律

5.4本章小结

全文工作总结与展望

工作总结

工作展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢