摘要:本文系统研究了高压共轨柴油机燃用生物柴油时,不同喷油提前角、喷油压力对所产生的HC排放量的影响,为生物柴油在发动机上的应用提供参考。
0 引言
随着柴油和汽油储存量不断减少,科研人员均在积极研究新能源。当前以柴油机为动力的代替燃料主要为生物柴油,本文主要以高压共轨柴油机为试验发动机,分别以生物柴油和柴油为燃烧,通过调整燃油喷射压力和喷油时刻,研究以生物柴油为燃料发动机的HC排放量。
1 试验所用生物柴油和装置
本试验以地沟油为原材料制备的生物柴油,其十六烷值为50.88,低热值为42.98 MJlkg,密度为820 kg/m3,运动粘度为2.2 mm21s(313K),闪点为329K,硫含量3.93 mg/kg。试验柴油机为单缸四气门直喷高压共轨柴油机,压缩比为17.4:1,缸径x;中程为100 mm×125 mm,排量为0.98 L。选用800 r/min和1400 r/min两种转速,通过控制器来控制燃油的喷油压力和时刻,大负荷工况时柴油和生物柴油的循环喷油量分别为40 mg和44.3 mg,燃油温度为313 K,冷却液温度为353 K。
2 碳氢化合物排放特性对比
从图1可以看出,发动机处于800 r/min时,生物柴油的HC排放量低。主要是因为可燃混合气在转速低时混合质量差,此时生物柴油中氧元素助燃效果明显,且点火性能好,燃烧相对充分;HC的排放量随着燃油喷射压力的增大而降低。主要是由于喷油器的启喷动能随着喷油压力的变大而随之增强,同时燃油雾化液滴的平均值变小,从而改善燃烧混合气质量,燃料燃烧更加充分。
当发动机转速升高时,喷射压力的增加对HC排放量的变化影响不明显;而对于生物柴油而言,当燃油喷射压力处于80 MPa时,燃烧所产生的HC排放量最高,当燃油喷射压力处于160 MPa时,燃烧所产生的HC排放量最低,主要是喷油压力较低时,生物柴油的粘度占主导因素,从而使油气混合质量差,燃烧效果不良;当喷油压力变大时,并且转速较高时,燃油雾化和混合气混合质量得到明显改善,加之氧元素的助燃从而使得燃烧更加充分。
3 结束语
当发动机转速较低时,柴油燃烧所产生的HC排放量大于以生物柴油为燃烧所产生的HC排放量,HC的排放量随着燃油喷射压力的增大而降低。当发动机转速升高时,燃油喷射压力较低时,燃烧生物柴油所产生的HC排放量最高,燃油喷射压力较高时,燃烧生物柴油所产生的HC排放量最低。