外文翻译译文-柴油机燃用含氧的生物燃料共混物的性能评价

41 外 文 翻 译 共 5 页 第 1 页 柴油机燃用含氧的生物燃料共混物的性能评价 摘要 ：使用氧化生物燃料如生物柴油和乙醇与柴油组合是替代可再生燃料和减少来自使用中的柴油车辆的颗粒物质（ 有效措施。为了研究燃料性能，形成包含体积为 15的乙醇和十六烷改进剂添加剂， 10的乙醇与 10的生物柴油和 15的乙醇与 20的生物柴油的三个充氧混合燃料设计。研究了乙醇柴油混合物的物理稳定性，并通过加入助溶剂如四氢呋喃和生物柴油来防止相分离。为了满足更严格的排放标准，现在柴油发动机配有后处理装置。本文描 述了上述混合燃料在装有柴油氧化催化剂的 4 气缸自然吸气轻型柴油发动机上的发动机和排放特性。发动机测试结果表明，在柴油发动机中使用这些混合物是可行的：由混合物燃料的发动机的热效率与由柴油燃料的热效率相当，燃料消耗的增加小，这是由于乙醇的较低的热值和生物柴油。由于增加的氧含量，由混合物加燃料的发动机的烟雾排放量低于由柴油燃料的排放量。在更高的负载下减少更多。由于乙醇的十六烷值较低，发现 放在较低负荷下较高。然而， 放取决于负载条件和混合物含量。 关键词 柴油发动机，排放，生物燃料，可再生燃料。 在更高的原油价格和车辆污染的背景下，寻找可再生能源和清洁技术已变得重要。减少二氧化碳排放的协议对汽车行业有很大的影响。柴油发动机提供重要的运输动力源，由于其优异的燃料经济性和更低的温室气体排放，其受到额外的关注。然而，柴油发动机具有由于其非均匀燃烧而排放更多量的颗粒物质（ 问题。柴油排放控制是燃烧改进，燃料配方和后处理装置的功能 1。燃料配方和添加后处理装置的组合对于控制来自使用中的柴油发动机的排放是有效的。 通常，已经认识到，将氧化共混物组分添加到柴油燃料中将在许多操作条件下导致较低的颗粒 排放。由于乙醇（ 35的氧含量）是广泛可用的含氧化合物，在汽油共混物中具有长的使用历史，它也被认为是与柴油燃料的潜在含氧化合物。颗粒物质减少似乎与燃料共混物中的氧含量有关 2,3,4。在柴油发动机中使用乙醇是最容易的方法，将高达 15（ 乙醇与柴油混合。但乙醇在柴油中的溶解度是在其中使用乙醇的困难之一。可以通过加入共溶剂或乳化剂以产生均匀的共混物来提高溶解度。研究人员发现共溶剂类似四氢呋喃，乳化剂如生物柴油可用于保存柴油乙醇混合物 5,6。乙醇具有非常低的十六烷值，其降低了十六烷 乙醇 - 柴油 混合物的数量。因此，需要十六烷改进剂来增加柴油 - 乙醇共混物的燃烧行为。硝酸辛酯（ 2作石油精炼厂中用于柴油燃料的十六烷改进添加剂。同样可以用于提高乙醇 - 柴油混合物的十六烷值。 生物柴油是通过酯交换方法由广泛范围的植物油，动物脂肪和用过的烹饪油制成的脂肪酸的烷基酯。生物柴油可直接用于柴油发动机，或与任何比例的矿物柴油混合 7。将生物柴油和乙醇混合到常规柴油燃料中在大范围的操作温度下显着提高乙醇在柴油燃料中的溶解度。生物柴油的高粘度还可补偿由乙醇 - 柴油混合物中存在的乙醇引起的降低的粘度。 向柴油中添加乙醇和生物柴油提高了共混燃料中的总氧含量。 随着柴油燃料中乙醇的增加，烟雾和颗粒物质减少，总碳氢化合物， 增加可以根据发动机类型和操作条件而增加或减少 8。安装在车辆排气系统上的柴油氧化催化剂将 颗粒物的可溶性有机部分氧化成二氧化碳和水。在发展中国家的柴油氧化催化剂的开发中所取得的进步，其可以在高硫燃料下操作而没有显着的 形成和低起燃温度在发展中国家提供了具有成本效益，低维护和排放控制的普通柴油燃料（高硫含量） 9 ， 10。基于这一背景，本研究的主要目的是比较装有 柴油氧化催化剂的柴油机用含氧生物燃料混合物燃料时的发动机性能和排放特性。 源 印度是世界上第二大甘蔗生产国，乙醇主要来自甘蔗糖蜜，甘蔗糖蜜是将甘蔗转化为糖的副产品。因此，乙醇在印度的粮食安全方面不会妥协。关于印度的总甘蔗产量， 60用于糖厂的糖生产。在目前的条件下， 25甘蔗被加工用于生产未精制的糖 11。平均来说，一吨甘蔗产生 100 共 5 页 第 2 页 和 45蜜。这种糖蜜可以在发酵时产生 11 升乙醇。当在家庭工业中生产未精制的糖时，产生大量的糖蜜作为副产物，并且大多作为废物倾倒。 这些糖蜜可用于生物乙醇生产。 实验程序 实验部分在两个阶段中进行。在第一阶段中，测试生物燃料共混物的相稳定性。然后将燃料混合物用于运行柴油发动机，以用作为后处理装置的柴油氧化催化剂测试其性能和排放特性。 合稳定性研究 各种共混物的相稳定性显示在图 1 中。在温暖的环境温度（ 30）下，直到无水乙醇含量达到 10体积，容易与柴油混合。当乙醇含量超过 10体积时，共混物开始分离。在该研究中，添加体积为1共溶剂四氢呋喃产生单相，均匀透明液体，其中在柴油中具有 15积的乙醇含量。在柴油乙醇混 合物中添加 5体积的生物柴油还产生单相均匀的液体。由此可以得出结论，通过使用共溶剂或生物柴油可以满足柴油燃料的均匀性要求。 试发动机和燃料 所研究的发动机是四缸，自然吸气柴油发动机，其主要规格如表 1 所示。将市售的柴油氧化催化剂改装到发动机排气系统。发动机连接到施加负载的涡流发电机。使用 i 气体 444 发射分析仪测量 浓度，并使用 度计测量烟雾不透明度。用热电偶测量排气温度。 在该试验中使用常规柴油燃料和分析级无水乙醇（ 度）。考虑到资源的可用性，选择来自印度的海 参树（其植物名称为 不可食用和未充分利用的植物油用于生物柴油转化11。表 2 显示了柴油，乙醇和生物柴油的重要性质。在本研究中，三种生物燃料共混物包含体积为15乙醇与 2为十六烷值改进剂（表示为 10乙醇与 10生物柴油（表示为 15乙醇形成 20生物柴油（表示为 柴油 - 乙醇混合物的粘度与柴油相比更小。在混合燃料中增加乙醇和生物柴油百分比还增加了燃料的氧含量并降低了燃料的热值。在不对发动机参数进行任何 修改的情况下，当柴油发动机用含氧柴油混合燃料供给燃料时，在发动机转速为 2000不同负载条件下测量制动比燃料消耗，包括烟不透明度的 废气排放，基准柴油燃料。 油消耗和热效率 图 2 和图 3 示出了具有十六烷改进剂，乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合物和纯柴油燃料的乙醇 - 柴油混合物的制动比燃料消耗率（ 制动比能耗（ 制动比能量消耗的比较代表制动热效率。 从图中可以清楚地看出，随着负载增加， 小，并且制动器热效率对于所有燃料增加。 同时，可以看出，用于 合燃料的 高，但是制动比能量消耗与柴油的能量消耗非常相似。 这些行为是合理的，因为含氧共混物具有与柴油燃料相比低的热值。 能量消耗的改善是由于氧富集导致的更好的燃烧。 气温度 图 4 显示了用于各种负载的纯柴油燃料，乙醇 - 柴油混合燃料和 乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合燃料的排气温度。 观察到对于所有生物燃料共混物，温度比纯柴油操作的温度略低。 这是因为与柴油燃料相比，乙醇混合物的蒸发潜热更高。 这将在低负载操作条件下对柴油氧化催化剂的转化效率具有一些影响。 放特性 图 5 示出了在排气系统中具有柴油氧化催化剂的发动机的各种负载下的烟排放。 可以看出，烟雾排放随着负载的增加而增加。 与柴油燃料相比，含氧混合燃料的烟雾排放显着降低， 合燃料的减少更高。 还原是由于 氧含量增加至 由于重要的是控制来自柴油 发动机的较高负载下的烟排放，氧化生物燃料混合物在这方面是有效的。 这是因为在乙醇和生物柴油中即使在局部富燃烧区域中燃料结合氧的可用性。 添加后处理装置的柴油氧化催化剂也是减少烟雾排放的原因。 这是由于碳烟颗粒被氧化催化剂氧化。图 6 示出了纯柴油， 5 页 第 3 页 燃料的一氧化碳（ 放相对于发动机负荷。 对于混合燃料， 放量与柴油排放量略有增加。 引起燃烧恶化的因素如乙醇蒸发的高潜热可能是增加的 放的原因。发现在较低负载条件下，与基础柴油燃料相比，乙醇混合燃料的 放增 加，如图 示。 但在较高的负载条件下， - 生物柴油 - 柴油混合燃料是相同的。 还注意到，混合燃料中乙醇含量的增加增加了 放。 这是由于与柴油相比乙醇的十六烷值较低。 用于各种负载条件的用乙醇 - 柴油混合物和乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合燃料燃料的柴油发动机的放在图 8 中给出。 放随着发动机负荷的增加而增加，并且当将乙醇添加到柴油燃料中时， 放趋于减少。 放取决于空气 - 燃料混合物中的峰值燃烧温度，高温持续时间和氧浓度。 这些因素的综合作用影响用含氧混合 物燃料的柴油发动机的 放。 将乙醇加入到柴油中有助于同时控制来自柴油发动机的一氧化氮和烟排放。 5。结论 研究了将生物乙醇和生物柴油添加到柴油燃料中对四缸轻型柴油发动机的发动机性能和排放特性的影响，并与基准柴油燃料进行比较。主要研究结果如下： a）乙醇 - 生物柴油 - 柴油混合物具有与柴油相似的粘度和良好的相稳定性，比乙醇 - 柴油混合物 ; b）由于乙醇的能量含量较低，且基础柴油的制动热效率提高， 有增加 ; c）当柴油发动机中使用含氧柴油混合物时，烟和 排放同时减少 ; d）与柴油相比，较低负 荷下的 放和 放略有增加 ; e）具有含氧生物燃料的柴油燃料制剂可以减少在用车辆的柴油发动机的颗粒排放 ;和 f）可再生燃料与柴油燃料的混合有助于实现柴油发动机的低碳排放。 参考文献 1王建新，吴藤，肖建华， 氧化混合物设计及其对减少柴油颗粒物排放的影响。汽油。 88： 2037 2 . . 2003. 003 3 ， Y， ， ， 和 . - 乙醇 - 柴油燃料混合物的排放特性。汽油。 84： 1543 4 . 醇 - 柴油燃料混合物 - 综述。生物资源技术。 96： 277 5 油 - 生物柴油 - 乙醇混合物的溶解度，其燃料性质，及其来自柴油发动机的排放特性。汽油。 86： 1053 6 u 和 缸直喷柴油发动机的生物柴油排放产品对颗粒过滤器性能的影响。 009 7 i， - 柴油和乙醇 - 柴油对直喷式柴油机的气体排放的影响的比较。 大气环境。 43： 2721 8 006 9 2007。 柴油动力车的排放控制技术。 排放控制协会（ 造商的报告。 共 5 页 第 4 页 10 。 11 B. 生物柴油的开发和表征的进展：评论。 汽油。 87：235