甲醇-生物柴油F-T柴油多元混合燃料對柴油機性能的影響研究.pdf

1、面對日益枯竭的能源以及越來越苛刻的排放法規(guī)，除了優(yōu)化發(fā)動機的結(jié)構(gòu)設計以及開發(fā)新型節(jié)能減排技術以外，尋找到傳統(tǒng)石化燃料的理想替代燃料也是一項合理可行的解決措施。本課題選用F-T柴油、甲醇兩種煤基燃料作為基礎燃料，并結(jié)合生物柴油作為輔助燃料，調(diào)和配制成甲醇/生物柴油/F-T柴油多元混合燃料（簡稱MBFT混合燃料），充分實現(xiàn)三種燃料的優(yōu)勢互補。
　　由于醇類與烴類不互溶，本文首先通過一系列的穩(wěn)定性試驗，確定以助溶效果最好的正癸醇作為MB

2、FT混合燃料的助溶劑，并配制成甲醇比例分別為0、5％、10％、15％的混合燃料，分別記作M0、M5、M10和M15。隨后，本文通過臺架試驗分析了不同MBFT混合燃料在柴油機上的性能差異，重點研究了甲醇比例和負荷工況對MBFT燃料性能的影響機理。
　　1) MBFT混合燃料中的甲醇比例將對燃料的理化特性產(chǎn)生直接影響。當混合燃料中甲醇比例增加時，燃料的密度和含氧量等參數(shù)值增大，而燃料的低熱值、表面張力以及十六烷值等參數(shù)值有所降低。

3、r>　　2)由于燃料的理化性質(zhì)決定了其燃燒性能，因此燃用不同MBFT混合燃料時柴油機的燃燒特性參數(shù)均發(fā)生改變。試驗結(jié)果表明:隨著混合燃料中甲醇比例的增加，燃燒過程中的滯燃期延長，導致放熱率峰值增大且延后出現(xiàn)，因此壓力升高率也隨著甲醇比例的增加而增大，進而產(chǎn)生更大的缸內(nèi)壓力峰值，但對其燃燒時的壓力振蕩的分析表明，添加適當比例的甲醇可以降低燃燒壓力振蕩。柴油機運轉(zhuǎn)負荷的增加，可以縮短燃燒過程中的滯燃期和速燃期，使放熱率和壓力升高率的峰值增加

4、且相位提前，產(chǎn)生更大的缸內(nèi)壓力，并加劇了燃燒壓力振蕩。
　　3)燃料組分以及燃燒過程的變化，決定了柴油機在動力經(jīng)濟性以及排放特性方面存在的差異。試驗結(jié)果表明，低比例甲醇可以小幅提升柴油機動力性和有效熱效率，但甲醇比例的進一步增加會導致動力性和有效熱效率呈現(xiàn)下降趨勢。甲醇可以顯著改善柴油機的碳煙顆粒和NOx排放，雖然會使柴油機產(chǎn)生更多的不完全氧化產(chǎn)物，但可通過適當增加柴油機負荷有效降低其排放量。
　　4)用戶對柴油機的振動問題

5、日益重視，本文研究了MBFT混合燃料的振動特性，嘗試通過燃料設計的手段實現(xiàn)降低柴油機的振動水平。本文對采集到的振動信號通過小波函數(shù)進行降噪處理，降噪后的結(jié)果表明小波降噪的方法可以較好地實現(xiàn)消除噪聲成分、保留了缸蓋振動的有效信號。信號的時域分析結(jié)果表明，甲醇比例增加后，會導致柴油機振動信號的平均能量升高，但對柴油機的機械沖擊減弱。
　　通過以上試驗與分析表明，MBFT混合燃料具有柔性可調(diào)的特點，即可以通過改變?nèi)剂现屑状嫉冉M分的比例，