甲醇生物柴油f-t柴油多元混合燃料对柴油机性能的影响研究

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1、甲醇/生物柴油/F-T柴油多元混合燃料对柴油机性能的影响研究摘要面对日益枯竭的能源以及越来越苛刻的排放法规，除了优化发动机的结构设计以及开发新型节能减排技术以外，寻找到传统石化燃料的理想替代燃料也是一项合理可行的解决措施。本课题选用F-T柴油、甲醇两种煤基燃料作为基础燃料，并结合生物柴油作为辅助燃料，调和配制成甲醇/生物柴油/F-T柴油多元混合燃料（简称MBFT混合燃料），充分实现三种燃料的优势互补。由于醇类与烃类不互溶，本文首先通过一系列的稳定性试验，确定以助溶效果最好的正癸醇作为MBFT混合燃料的助

2、溶剂，并配制成甲醇比例分别为0、5%、10%、15%的混合燃料，分别记作M0、M5、M10和M15。随后，本文通过台架试验分析了不同MBFT混合燃料在柴油机上的性能差异，重点研究了甲醇比例和负荷工况对MBFT燃料性能的影响机理。1)MBFT混合燃料中的甲醇比例将对燃料的理化特性产生直接影响。当混合燃料中甲醇比例增加时，燃料的密度和含氧量等参数值增大，而燃料的低热值、表面张力以及十六烷值等参数值有所降低。2)由于燃料的理化性质决定了其燃烧性能，因此燃用不同MBFT混合燃料时柴油机的燃烧特性参数均发生改变。

3、试验结果表明：随着混合燃料中甲醇比例的增加，燃烧过程中的滞燃期延长，导致放热率峰值增大且延后出现，因此压力升高率也随着甲醇比例的增加而增大，进而产生更大的I缸内压力峰值，但对其燃烧时的压力振荡的分析表明，添加适当比例的甲醇可以降低燃烧压力振荡。柴油机运转负荷的增加，可以缩短燃烧过程中的滞燃期和速燃期，使放热率和压力升高率的峰值增加且相位提前，产生更大的缸内压力，并加剧了燃烧压力振荡。3)燃料组分以及燃烧过程的变化，决定了柴油机在动力经济性以及排放特性方面存在的差异。试验结果表明，低比例甲醇可以小幅提升柴

4、油机动力性和有效热效率，但甲醇比例的进一步增加会导致动力性和有效热效率呈现下降趋势。甲醇可以显著改善柴油机的碳烟颗粒和NOx排放，虽然会使柴油机产生更多的不完全氧化产物，但可通过适当增加柴油机负荷有效降低其排放量。4)用户对柴油机的振动问题日益重视，本文研究了MBFT混合燃料的振动特性，尝试通过燃料设计的手段实现降低柴油机的振动水平。本文对采集到的振动信号通过小波函数进行降噪处理，降噪后的结果表明小波降噪的方法可以较好地实现消除噪声成分、保留了缸盖振动的有效信号。信号的时域分析结果表明，甲醇比例增加后，

5、会导致柴油机振动信号的平均能量升高，但对柴油机的机械冲击减弱。通过以上试验与分析表明，MBFT混合燃料具有柔性可调的特点，即可以通过改变燃料中甲醇等组分的比例，实现对燃料组分和理化指标的调整，进而可调节混合燃料的燃烧过程和排放性能，满足用户的不同需求，设计恰当的MBFT混合燃料。关键词：F-T柴油，甲醇，生物柴油，燃烧，振动，排放，小波分析IIEFFECTSOFMETHANOL/BIODIESEL/F-TDIESELBLENDEDFUELSONDIESELENGINESPERFORMANCEABSTRA

6、CTFacedwiththelimitedenergyandthestringentemissionsregulations,thesolutionsaretooptimizethedesignofenginesstructureanddevelopnewtechnologiesforenergyconservationandemissionsreduction.Inaddition,itisreasonableandfeasibletosearchidealalternativestotraditio

7、nalfossilfuels.Thisarticlechosetwocoal-basedfuelsincludingF-Tdieselandmethanolasthebasicfuels,andmixedthemwithbiodieseltoconfectintomethanol/biodiesel/F-Tdieselmulti-fuels(MBFTfuelsforshort)torealizethecomplementaryadvantagesofthreefuels.Duetothemiscible

8、betweenalcoholsandhydrocarbon,wecarriedoutaseriesofexperiments,anddeterminedtoselectn-decanolasthecosolventofMBFTblendedfuels,andthenconfectedintoM0,M5,M10andM15blendedfuels.ThentheeffectofthoseMBFTfuelsontheenginesperform