喷射参数对卡兰贾生物柴油高压共轨直喷柴油性能、排放和燃烧特性的影响

对采用10%、20%和50%卡兰贾生物柴油的高压共轨直喷柴油机的预喷射、喷射压力和喷射时间进行了研究。在多种喷射模式,50MPa和100MPa燃油喷射压力,不同的预喷射开始时间和主喷射开始时间条件下对单缸高压共轨直喷柴油机进行了试验。

在150r/min条件下研究预喷射开始时间、主喷射开始时间和燃油喷射压力对卡兰贾生物柴油单缸高压共轨直喷柴油机性能、排放和燃烧特性的影响,其研究结果如下。

(1)试验燃油的BSFC(制动燃油消耗率)随试验燃油中卡兰贾生物柴油的浓度增加而增加。

(2)卡兰贾生物柴油机的制动热效率比矿物柴油机略高。在100MPa和500MPa的燃油喷射压力下,其最大制动热效率分别在-21°预喷射开始时间(-9°主喷射开始时间)和-18°预喷射开始时间(-12°主喷射开始时间)时获得。

(3)与矿物柴油机相比,较低浓度的卡兰贾生物柴油机在制动时CO和HC排放更低,但某些工况下使用50%卡兰贾生物柴油混合燃油机的HC排放高于矿物柴油机。

(4)20%卡兰贾生物柴油混合燃油机和10%卡兰贾生物柴油混合燃油的NOx排放高于矿物柴油机。在不同预喷射开始时间和固定的主喷射开始时间,试验柴油机NOx排放几乎相似。试验柴油机在100MPa燃油喷射压力时的NOx排放高于50MPa燃油喷射压力时的NOx排放。

(5)在相同的预喷射和主喷射开始时间,100MPa燃油喷射压力时的最大缸内压力大于50MPa燃油喷射压力时的最大缸内压力。

(6)由于相对较差的混合特性以及对更大燃油量的需求,50%卡兰贾生物KOME柴油的燃烧持续时间大于矿物柴油。

研究表明,在带预喷射的高压共轨直喷柴油机中,使用10% 或20%的卡兰贾生物柴油混合燃油,可以有效提高发动机效率并且减少排放。

刊名:Energy Conversion and Management(英)

刊期:2015年第93期

作者:Atul Dhar et al

编译:王欣欣