供油提前角对生物柴油-乙醇混合燃料发动机性能的影响

《装备制造技术》2007年第10期供油提前角对生物骆油-乙醵混合燃料发动机性能的影响李允昌,宋新齐,李献菁(广西大学机械工程学院广西南宁530009摘要:通过试验分析了供油提前角对柴油机燃用生物柴油一乙醇混合然料性能的影响研究结果表明:供油提前角18P。PCA时的燃油经济性较好;在较小负荷处,无论是增大还是减小供油提前角都会使燃油消耗率增大;在中高负荷处,供油堤前角越小艦油消耗粤越大;转速、奂荷一定的情况下,随着供油提前角增大,Co和碳烟排放降低,而NOx排放则升高,HC排放无明王规律关键词:供油提前角;生物柴油;乙醇;然油消耗率;排放中图分类号:U464173文献标识码:A文章编号:1672-545X(2007100007-02生物柴油具有可再生、清洁和安全的优势,其十六烷值和1为在200min转速下,不同供油提前角下,柴油机燃闪点较高抗爆性能优于常规柴油含硫量低不含对环境造成用(B80E20)混合燃料时的负荷特性。由图1可见原机供油提污染的芳香族烷烃,而且便于运输和储藏。生物柴油在柴油机前角18 gPoPCA时燃油经济性较好。在较小负荷处,无论是增上无须改动即可应用研究。乙醇作为一种可再生的代用燃料,大还是减小供油提前角都会使燃油消耗率增大;在中高负荷在柴油机上应用,可有效降低发动机排气中颗粒物、一氧化碳、处供油提前角越小燃油消耗率越大氮氧化物等有害物质的含量环境效益显著。但是乙醇的十六烷值较低,难以直接在普通柴油机上使用为此可以考虑掺混的方式加以应用3对排放性能的影响供油提前角是影响发动机性能的主要参数之一,供油提前角过大燃料进入气缸时的温度和压力较低滞燃期长内燃机31c排放工作粗暴噪声大;供油提前角小,虽然初期温度和压力高,但作用的时间缩短可能着火前活塞已经下行,使空气温度和压力降低,也使滞燃期变长。试验表明,乙醇能与生物柴油互溶且长期稳定。本文以80%的生物柴油和20%的乙醇的混合燃料为燃料(B80E20),研究发动机在标定转速2000min下,供油提前角对柴油机性能的影响1试验设备Pew图2不同供油提前角对co排放的影响实验用发动机为S195柴油机,试验用主要测试设备为由图2可以看出,对于CO排放整个工况范围内,10PPD0水力测功机、FC2210Z智能油耗仪、FY-100不透光烟度CA的排放量最高。在小负荷处,14 PoPCA、l8 PpCA和计、AⅥL五组份汽车排气分析仪20 PoPCA时相当。在大负荷处,随着供油提前角的减小排放量增大。供油提前角小,柴油机主要是进行扩散燃烧虽然缸内的2对燃油消耗率的影响平均温度较高,但混合气中已有然烧产物混人,局部缺氧严重且高温下的燃烧时间缩短造成燃烧不完全,因而不完全燃烧-10℃产物CO生成率随着供油提前角的减小而增大。一-14℃t32HC排放18℃k如图3所示供油提前角对HC排放量的影响不明显。这是因为HC的生成机理较为复杂,混合气局部温度过低或骤冷、混合气过浓或过稀都可能造成燃料不能燃烧或不完全燃烧。而供油提前角的影响也是多方面的,当供油提前角加大时,喷油开中国煤化工注贯穿率增大,可能有较多处的温度较低会导致图1不同供油提前角对燃油消耗率的影响燃油雾HCNMHG增加;而减小喷油提收稿日期:2007-08-17作者简介:李允昌(1982),男山东菏泽人广西大学机械工程学院硕士研究生研究方向为动力工程Technology No 10, 2007前角可使滞燃期缩短、扩散燃烧期延长,局部可能缺氧造成燃定的影响在小负荷处,各个供油提前角下烟度排放量相差无烧不完全,也可能导致HC的生成量增大。根据实验结果总的几;在大负荷处碳烟排放会随着供油提前角的减小而增大这来说在转速200min下,供油提前角对HC排放量的影响不是因为碳烟的生成主要在扩散燃烧中发生,那时正是缺氧和大,供油提前角在10 PpCA-20PPCA时,HC排放在14×高温供油提前角减小,使滞燃期相对缩短相同负荷下滞燃106-74×1036之间。期越短,在滞燃期内喷人的燃油量越少,参加预混燃烧的燃油比例相应减少,进行扩散燃烧的燃油就越多,碳烟也越多a14℃盒20▲14℃▲18℃血PeW3不同供油提前角对Hc排放的影响33NOx排放日5不同供油提前角对烟排放的影响综合各方面的因素,19柴油机燃用W80E20时,供油10℃▲提前角在18-20 PoPCA之间时的综合性能较好。4结论(1)柴油机燃用W80E20在标定转速(2000min),不同供油提前角下,原机供油提前角18 PoPCA时的燃油经济性较好;(2)在较小负荷处无论是增大还是减小供油提前角都会Pew使燃油消耗率增大;图4不同供油提前角对Nox排放的彩响(3)在中高负荷处,供油提前角越小燃油消耗率越大;从图4可以看出,供油提前角对Nox排放有明显的影响(4)转速、负荷一定的情况下,随着供油提前角增大,Co转速、负荷相同的工况下,NOx排放值随着供油提前角的减小和碳烟排放降低而NOx排放则升高HC排放无明显规律。而大幅降低。其原因是,供油提前角增加则滞燃期延长,使滞综合各方面因素,柴油机燃用W80E20时,供油提前角在燃期内的喷油量占循环喷油量的分量增加相应地使预混合燃上止点前18PaCA-20PaCA综合性能均较好烧的燃油量占循环喷油量的分量增加面预混合气混合均匀处参考文献于富氧的状态,其量增加使得急燃期内缸内温度必然迅速升(1葛蕴项张世鹰等生物柴油在柴油机中的应用研究内燃机工高,急燃期亦有所增长,使NOx生成的三要均有加强故其程2004,25(2):12-14排放量增加减小供油提前角延迟喷油可以延迟燃烧开始的时胡薄德明赏佐华等供油提前角对柴油/甲隙混合燃料燃烧排刻,使燃油在气缸内的空气处于较高的温度及压力下喷人,燃放性能的影响门内常机工程200526(414.烧的滞燃期缩短燃烧时的燃油量减少,从而使得燃烧过程中欧阳爱国罗使供油提前角对375柴油机性能影响的试验研究U的最高燃烧温度以及最高燃烧压力下降,同时燃烧产物在高温江西农业大学学报200527(59785-7下滞留的时间缩短使得NOx的生成率相应降低。由此不难冈李昌珠蒋丽娟程树棋生物柴油一燥色能源M北京:化学工业出得出结论,延迟喷油是降低NOx排放最方便而有效的措施5]Md Nurun Nabi, Md Shamim Akhter, Mhia Md. ZAdul Shahadat. Im-34碳烟从图5可以看出供油提前角对柴油机烟度排放性能有一odie blends[ Bioresource Technology, 2006,976): 372-378The Influence of Advance Angle of Oil Suppuration for Bio-diesel-ethanol Blends on a DieselEngineLI Yun-chang, SONG Xin-qi, LIXian-jing(Mechanical Engineering College, Guangi University, Nanning 530004, China)Abstract: The influences on the emission perfomance of a diesel engine fueled中国煤化工 were analyzed. The re-sult shows that the brake epecific fuel consumption rate will be better in 18PoPCCNMHGgle. The brake apecificconsumption rate will augment in fewer loads In the rotate speed and load,HC will be no obvious nle, if the fuel supply advance angle augments.Key words: fuel supply advance ange; biodiesel; ethanol; brake specific fuel consumption rate emissions