柴油机燃用生物柴油的排放特性研究

柴油机燃用生物柴油的排放特性研究
柴油机燃用生物柴油的排放特性研究

生物柴油的优缺点及发展展望

用动植物油制备的生物柴油不论是作燃料还是用作其它用途,都有很多优点: ① 生物柴油与石油柴油性能相近,作为柴油机燃料时不需改造发动机,储存也与石油柴油一样; ② 生物柴油用作汽车燃料可降低尾气中 CO2 排放80%,SO x排放100%,可降低未燃烧的烃>90%,降低芳烃75-90%,降低致癌物达90%; ③ 生物柴油燃烧所产生的 CO2 远低于植物整个生长过程中所吸收的CO2,有利于缓解温室效应; ④ 生物柴油中含氧 11w%,基本不含硫,且具有非常好的润滑性,对燃料消耗、燃料点燃性、输出功率、引擎的力矩都不带来影响; ⑤ 由于原料为动植物油脂,因此生物柴油也具有可再生性; ⑥ 生物柴油具有环境友好性,不含苯或其它致癌的多环芳烃,挥发性有机物(VOCs)含量低; ⑦ 生物柴油具有高的安全性,它的闪点很高,比石油柴油高出70℃左右,不必考虑为易燃物; ⑧ 生物柴油易于生物降解,其生物降解性比石油柴油快 4 倍,经过28 天生物柴油在水中可降解85-88%,与葡萄糖降解率相同,发生事故跑到土地上或水中不带来危害; ⑨ 生物柴油的毒性很低,急性口服毒性致死量>17.4g/kg 体重,是食盐毒性的十分之一; ⑩ 对皮肤的刺激性低,未稀释的生物柴油对人体皮肤的刺激性比 4%肥皂水的刺激性还小。

除了具有上述优点外,生物柴油也具有一些缺点: ① 生物柴油的热值比石油柴油略低; ② 生物柴油具有较高的溶解性,作燃料时易于溶胀发动机的橡塑部分,需要定期更换; ③ 生物柴油作汽车燃料时 NOx 的排放量比石油柴油略有增加; ④ 原料对生物柴油的性质有很大影响,若原料中饱和脂肪酸,如棕榈酸或硬脂酸含量高,则生物柴油的低温流动性可能较差;若多元不饱和脂肪酸,如亚油酸或亚麻酸含量高,则生物柴油的氧化安定性可能较差,这需要加入相应的添加剂来解决。 当然,如果生物柴油与石油柴油调配使用,则可以有效克服上述缺点。 1、生物柴油的原料短缺的解决方法,生物柴油的发展不起来的原因与可以从燃料乙醇身上的借鉴之处。 答:(1)我国应重点发展木本油料植物规模化种植和推广,加快微生物油脂发 酵技术创新和产业化进程;同时,利用植物遗传育种技术提高油料作物产量以及选择性发展不与粮争地的油料作物。依靠各方面的进步,发展创新的油脂生产技术,保障我国生物柴油产业和油脂化工行业健康发展。 (2)国家政策的支持,没有政府的支持这个行业坑会夭折。 原因:原料短缺、原料价格高、出售价格高、销售困难、技术情况简单、宣传力度不够等。 借鉴之处:第二代生物乙醇以生物质为原料,包括纤维素乙醇和纤维素生物汽油两种产品。目前已建有示范装置和/或工业装置的纤维素乙醇生产技术包括硫酸/酶水解-发酵技术、硫酸水解-发酵技术、酸水解-发酵-酯化-加氢技术、酶水解-发酵技术。业内专家认为,用酶替代硫酸水解是纤维素乙醇生产的发展方向。目前已经和准备进行示范装置试验的纤维素生物汽油生产技术包括快速热解-加氢

生物柴油的重要性

生物柴油的重要性 生物柴油与人类健康 当生物柴油取代石油制品时,可以减少全球温室气体的排放,如二氧化碳。比如在大豆生长过程中,它从空气中吸收二氧化碳,用于制造茎、根、叶和种子。当油从大豆中提炼出来,转化成生物柴油,燃烧时释放出二氧化碳和其他物质到大气中。这个循环并没有增加空气中的二氧化碳的含量,因为下一批大豆将利用这些二氧化碳来生长。 当化石燃料燃烧时,100%释放的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量。如果化石燃料制造生物柴油,虽生物柴油循环的二氧化碳不是100%,被生物柴油替代的石化柴油减少78%二氧化碳排放量。B20则减少15.66%。 生物柴油减少了绝大多数的现代四冲程压燃发动机汽车尾气中的微粒物质排放、碳氢化合物排放和一氧化碳排放。这是由于B100自身含有11%(重量比)的氧。存在于燃料中的氧使燃料燃烧的更完全,残留的排放未燃燃料的排放更少。同样理由,有毒气体的排放也更少,因为有害气体与未燃尽的碳氢化合物和微粒物质排放有关。研究显示,微粒物质、碳氢化合物、一氧化碳排放的减少是不受原料影响的。美国环境保护署查阅了80份压燃发动机的排放测试报告,确认排放减少的益处是真实的,并预计排放的减少可以发生在更广泛混合比例的生物柴油化合物中。 对于老式的两冲程发动机,如果不消耗过多的润滑油,B20可以减少一氧化碳、碳氢化合物和微粒物质。如果加大润滑油消耗,那么B20中微粒物质排放可能比表1显示的还要低。 另外,一般人首先感受到生物柴油或生物柴油混合燃料的好处是从

它们的气味。使用生物柴油可以使排放气味变得好一些,有点象烹饪的气味。 柴油燃烧后排放的有些微粒物质和碳氢化合物是有毒的或是有可能导致癌症和其他危及生命疾病。使用B100可以去除90%气体毒素。B20可以将气体毒素减少20%到40%。许多研究证实了生物柴油对于气体毒素的效应,这些研究始于原来的明尼苏达大学的矿物局的柴油研究中心。能源部也进行过类似研究,这项研究是通过爱达荷大学、西南研究所和蒙大拿环境质量部完成的。国家生物柴油协会也组织了I级和II级卫生效应研究,其结果支持了上述结论。 美国劳工部的矿业安全卫生署进行了测试,并批准在矿井下使用生物柴油设备,在那里工作的工人暴露在高浓度柴油排放气体中。使用生物柴油混合燃料可以降低危及生命的疾病危害。 生物柴油与国家能源安全 从植物油中生产生物柴油所需要的化石燃料的能量只占其所含能量的一小部分(31%)。你可以用1个单位的化石燃料的能量生产出3.2个单位能量的生物柴油。上述估计也包括在其他能量的使用领域,如农场的使用柴油设备、运输工具(卡车和机车头)、化石燃料用于化肥和杀冲剂的生产、化石燃料用于生产蒸汽和电力、甲醇。由于生物柴油是高能效的燃料,它可以替代石化柴油,从而改变对进口石油的依赖。·生物柴油是可再生能源,不必担心能源会被耗尽 生物柴油的生产、加工、消费是碳的一个有机的闭合循环过程。生物柴油的原材料植物通过光合作用能把太阳能转化为能储存的生物能,通过加工制成生物柴油,生物柴油经过人的消费,其中的碳以二氧化碳的形式回到大气中,作为下次光合作用的原料。因此,生物柴油的生产、加工和消费是一个可持续发展的过程。生物柴油的可再生性可以解

柴油机速度特性和负荷特性试验报告

柴油机性能试验报告 班级:汽91 姓名:周子超 学号:2009010741 试验时间:2012年4月20日 组别:13 试验目的: 1.掌握通过测功机等试验设备测量柴油机的速度特性的方法; 2.了解试验中对柴油机发动机功率、转矩、转速、燃油消耗率、排气温度的测量方法; 3.通过整理试验数据点,得到柴油机的速度特性曲线,做出相关分析总结分析对比; 4.分析柴油机速度特性和负荷特性曲线的变化规律及变化趋势,分析原因。 5.进行汽油机、柴油机速度特性的对比,总结汽油机柴油机的不同。

实验对象:

二、试验设备: 名称 测试内容型号主要参数备注 电涡流测功功率、转OSWALD 250kW, 4980rpm , f max = 165Hz 电涡机矩、转速QD122.3 n max = 10010rpm , M max = 580Nm 流型油耗仪油耗中国湘仪测量精度:土 0.5% 重量 时间分辨率:土 0.1s 式 油耗分辨率:土 0.1g 空气流量计空气流量同园量程:0-1200kg/h 精度:土 1% 热膜 ToceiL 分辨率:土 0.1kg/h 式 表2 :主要测试设备表 四、试验台架系统简图: 排气系统 表1:柴油机参数 空气 实验控制系统(计唱算 机)編

图1 :台架系统简图 第一部分:速度特性 五、实验原理: 柴油速度特性的实验基于发动机速度特性的定义,即保持发动机节气门或者是油量 调节位置不变,发动机的性能指标和特性参数(主要指功率、转矩、燃油消耗率、 进气量、排气温度、充量系数)随发动机转速的变化规律。实验基于负载系统的 6 种控制模式:①恒扭矩/恒转速控制(M/n [②恒转速/恒扭矩控制(n/M )③恒扭矩/恒油门位置控制(M/P [④恒转速/恒油门位置控制(n/P [⑤P1/P⑥M/n 2,首先选择油门到指定的开度,然后不断改变负荷转速测得数据。 六、实验要求及方法: 1.实验要求:用给定仪器测量给定发动机的速度特性,要求发动机油门开度为46% ; 2.实验方法:

生物柴油的特点和优点

生物柴油的特点 1)含水率较高,最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性,但降低了油的热值;2)pH值低,故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料(制备方法不同的酸价不一样);3)密度比水小,相对密度在0.8724~0.8886之间;4)具有“老化”倾向,加热不宜超过80℃,宜避光、避免与空气接触保存;5)润滑性能好。6)优良的环保特性:硫含量低,二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%,降解速率是普通柴油的2倍,可大大减轻意外泄漏时对环境的污染;7)较好的低温发动机启动性能;8)较好的安全性能:闪点高,运输、储存、使用方面安全;9) 十六烷值高,燃烧性能好于柴油。10) 无须改动柴油机,可直接添加使用,同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 生物柴油的优点 1.具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。 2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。 4.具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。 5.具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈微酸性,使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 6.具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同,其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。 7.无须改动柴油机,可直接添加使用,同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可以降低油耗、提高动力性,并降低尾气污染。生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。

发动机负荷特性曲线(精)

发动机负荷特性曲线 2006-9-6 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性,它是指当发动机转速一定时,经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线,可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前,首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量(升)计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数,这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标,工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标,简称油耗率,用ge表示,它指每小时单位有效功率消耗的燃油量,单位是g/kw.h。当然,衡量发动机经济性还有其它指标,由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的,因此汽油机负荷特性又称节流特性;柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的,通过喷油量变化改变混合气成份,因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的,需要测定发动机不同转速下的负荷特性,才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例,启动发动机后逐渐开启节气门,直至最大,同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行,测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后再关小节气门,调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去,直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度,得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多,只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征,开始启动时ge最大(此时需要浓混合气),但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点,此时节气门接近全开。继续开大节气门,ge又会开始上升,曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好,同时ge随负荷的变化越平缓,发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状,可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线

柴油机特性实验

柴油机特性实验 一、实验内容与要求 柴油机特性是指柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律称为柴油机特性。这种变化规律曲线形式称为柴油机特性曲线。 柴油机的最基本特性有速度特性、负荷特性和螺旋桨推进特性。其中,后两者为船用柴油机所用:即发电柴油机(n=常数)工况和船舶主机(螺旋桨)工况(P=cn3)。实验内容 ⒈柴油机负荷特性测定及负荷特性曲线绘制。 ⒉柴油机推进特性测定及推进特性曲线绘制。 实验要求: ⒈掌握柴油机负荷特性与推进特性的测定方法。 ⒉了解柴油机按负荷特性和推进特性工作时各参数间的变化规律。 二、实验目的、意义 柴油机的特性实验是柴油机的基本实验。此种特性测定不但为设计制造部 门所重视(柴油机的工作特性指标是否达到原设计指标),也为使用部门所关 注(运行管理中的依据)。尤其是船用柴油机的运转环境,运转工况变化很大, 如何在复杂的运转环境中正确管理柴油机,必须详细了解柴油机在不同运转工 况下的工作特性。通过本实验可使学生了解柴油机负荷特性与推进特性的测定 方法;了解柴油机按发电机工况和螺旋桨工况工作时各参数间的变化规律,从 而为正确管理船用柴油机做好必要的理论准备。 三、实验仪器、设备及测量精度 1.试验用主要仪器、设备如下: 4135Ca型船用柴油机(标定转速1500r/min、持续功率53kW) GWD-100型电涡流测功机 FC2210Z型智能油耗仪 FC2000型发动机自动测控系统 2. 仪器测量精度 (1) FC2000发动机自动测控系统 转速测量精度: ±1r/min 扭矩测量精度: ±0.4%F.S 扭矩控制精度: ±0.5%F.S 低温测量精度: ±0.5%F.S 高温测量精度: ±0.5%F.S (2) FC2210Z智能油耗仪

国内外生物柴油的标准

生物柴油标准中的各项指标分析 生物柴油标准中要考虑很多指标,有些指标是与石油柴油共有的,包括密度、运动粘度、闪点、硫含量、10%蒸余物残碳、十六烷值、灰分、水含量、机械杂质、铜片腐蚀、燃料安定性、低温性等;还有一些指标是生物柴油所特有的,包括总酯含量、游离甘油含量、甘油单酯、二酯及三酯含量、甲醇含量、碘价及多元不饱和脂肪酸甲酯的含量、酸值、磷含量、碱及碱土金属含量等;另外,还有一些额外的指标包括馏程、燃烧热值、润滑性、不皂化物含量等,是可以选择的。 闪点:为了储存和运输的安全,燃料都要最低闪点的要求。生物柴油的闪点一般高于110℃,远超过石油柴油的70℃,所以生物柴油储运比石油柴油安全。甲醇的含量是影响生物柴油闪点高低的重要因素。即使在生物柴油中含有少量的甲醇,其闪点也会降低。除此之外,较多的甲醇也会对燃料泵、橡塑配件等有影响,并且会降低生物柴油的燃烧性能。美国生物柴油标准要求闭口闪点不低于130℃,欧洲标准要求不低于120℃。 水分:游离水会导致生物柴油氧化并与游离脂肪酸生成酸性水溶液,水本身对金属就有腐蚀。美国生物柴油标准要求生物柴油水分和沉渣不超过0.05%,欧洲标准要求水含量不超过500mg/kg。 机械杂质:指存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质。机械杂质对发动机零部件的磨损以及运转是否正常都有严重影响。生物柴油中不允许有机械杂质。欧洲生物柴油标准要求总杂质含量不超过24mg/kg。 运动粘度:运动粘度表示生物柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下生物柴油的动力粘度与密度之比。对于一些发动机而言,为了防止喷射泵和喷射器泄漏而造成功率损失,可设定一个粘度最小值;另一方面,通过对发动机的设计尺寸、喷油系统特性的考虑,限定了允许粘度的最大值。生物柴油的粘度高于石油柴油,调入2~20%的生物柴油到石油柴油中后,柴油的粘度会增加,但也能满足标准对柴油运动粘度的要求。美国标准要求生物柴油40℃运动粘度为1.9~6.0mm2/s,欧洲标准要求40℃运动粘度为3.5~5.0mm2/s。 硫酸盐灰分:在生物柴油中灰分以三种形式存在:固体磨料、可溶性金属皂及未除去的催化

柴油机负荷特性

实验二柴油机负荷特性 1、掌物柴油机负荷特性的试验方法。 2、学会对实验数据进行处理以及对实验结果进行分析,并绘制柴油机负荷特性曲线图。 二、实验条件 1、SOFIM-8140增压柴油发动机(Pemax=76kw/3800r/min)一台 2、CW150型电涡流测功机一台 3、FCM-D转速油耗测量仪一台 4、液体密度计一只 5、温度计一只 6、大气压力计一只 7、柴油 10升 三、实验原理 柴油机负荷特性:在保持柴油机转速 n不变的情况下,调节柴油机喷油泵齿条或拉杆的位置,改变每循环供油量,研究发动机的燃油消耗量B、燃油消耗率 be与功率Pe之间的关系。 四、实验内容和要求 1、调节柴油机喷油泵拉杆(油门)开度及指挥全组协调动作,一人;当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。 2、调整测功机负荷,一人;测功机负荷的调整应均匀、准确,尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷,造成发动机的转速剧烈波动。 3、监视发动机转速和测量油耗,一人;监视转速时,应注意转速的上下波动情况,当转速的波动值超过±20r/min,该组实验数据应视为无效并重做。 4、调节,监视发动机冷却水出水温度,一人;保持发动机动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内,出现气阻现象(无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃),应立即报告,以便及时停机。 5、监视发动机机油压力、温度,一人;出现异常情况应及时报告。

6、记录测功机读数W、发动机转速n、耗油质量△m和耗油时间△t, 一人;实验数据记录应准确无误。 7、绘制实验监督曲线,一人;当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点,应及时指出,以便立即补测校正。

船舶柴油机推进动力装置832 第七章 柴油机的特性91题

第七章柴油机的特性91题 第一节船舶柴油机的工况和运转特性的基本概念11题 考点1:船舶柴油机的运转工况5题 1发电机工况 电力传动的船舶主机和发电副机按发电机工况运行。在这种工况下,为了保持电网电压稳定和一定的电流频率,由调速器控制柴油机保持恒速运转。它的功率随着航行条件的变化或船舶用电量的变化,可以从零变化到最大许用值。因此,柴油机的发电机工况是转速不变而功率随时发生变化的工况。 2螺旋桨工况 用来直接驱动螺旋桨的船舶主机是按螺旋桨工况运行的。在此工况下,柴油机按一定的转速将其功率通过轴系传给螺旋桨,螺旋桨在水中旋转产生推力克服船舶航行阻力使船保持航速。螺旋桨的吸收功率就等于主机发出的功率(忽略轴系的传递损失情况)。在螺旋桨工况下,柴油机发出的功率和其转速都是改变的。螺旋桨在工作时其吸收功率与转速的m次方成比例(P p=cn m)。通常在稳定运转时,螺旋桨吸收功率P p与转速n的三次方成比例,即P p∝n3。相应柴油机功率Pe 与转速的关系可写成Pe=cn3。我们把柴油机按此关系运转的工况称为柴油机的螺旋桨工况。 3其他工况 柴油机在此类工况下运行时,它的功率与转速之间没有一定的关系。柴油机的转速是由工作机械所需的速度决定的,而功率则由运行中所遇到的阻力决定。比如驱动调距桨的主机是根据不同的调距桨叶的角度在某一转速下要求不同的功率;驱动应急救火泵或应急空压机的柴油机分别要求符合水泵或空压机的工况;即使直接驱动螺旋桨的主机,当航行条件和运行状态发生变化时(海面状况、气象条件、航区、装载、船舶污底以及船舶转向等),船舶阻力发生改变,通过螺旋桨影响主机的功率和转速。 A1.柴油机转速不变而功率随时发生变化的工况,称为()。 A.发电机工况 B.螺旋桨工况 C.面工况 D.应急柴油机工况 B2. 柴油机的功率随转速按三次方关系而变化的工况,称为()。 A.发电机工况 B.螺旋桨工况 C.面工况 D.应急柴油机工况 C3. 柴油机在同一转速下可有不同输出功率,在同一功率下可有不同转速,这种工况称为()。 A.发电机工况 B.螺旋桨工况 C.面工况 D.应急发电机工况

生物柴油生产工艺

学院:化学与环境保护学院专业:化学工程与工艺 姓名:朱慧芳 学号:201031204011

新型藻类制生物柴油生产工艺 摘要:我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算, 值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。 关键词:生物柴油;酯化;醇解;酯交换;脂肪酸;脂肪酸甲酯 一生物柴油概述 生物柴油 (Biodiesel),又称脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Ester)是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料,与醇类 (甲醇、乙醇) 经交酯化反应 (Transesterification reaction) 获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr. Rudolf Diesel (1858-1913) 于1895年提出,是指利用各类动植物油脂为原料,与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性,使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上Dr.Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势,其含硫量低,可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放;生物柴油具有较好的润滑性能,可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损,延长其使

用寿命;生物柴油具有良好的燃料性能,而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外生物柴油是一种可再生能源,也是一种降解性较高的能源。 二生产生物柴油背景技术市场分析 1生物柴油原料 由于各国的资源差异,生物柴油的原料差异较大,欧盟主要是菜籽油为主,美国主要是以大豆油为主。我国主要生物柴油主要以废弃油脂以及木本原料为主,并在价格合适的情况下考虑进口棕榈油。 2 生物柴油的优缺点 (1)生物柴油优势 与常规柴油相比,生物柴油下述具有无法比拟的性能。 1) 具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患碍率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。 2) 具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3) 具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。 4) 具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因

发动机特性曲线

161 161 第11章 发动机特性 11.1基本概念 全面了解发动机在所有工况下的性能指标的变化,对合理使用、检查与维修发动机,都有很强的适用价值。 11.1.1 发动机特性与特性曲线 1.发动机特性 发动机性能指标随调整情况及运转情况而变化的关系称为发动机特性。发动机性能指标主要有功率、转 矩、燃料消耗率、排气温度、排气烟度等; 调整情况主要指柴油机的供油提前角、汽油 机的点火提前角、发动机燃料等可调因素对 发动机性能的影响;运转情况一般指发动机 转速和负荷等。 2.特性曲线 为了直观显示发动机的特 性,常以曲线形式表示,称为发动机特性曲 线。图11-1为Audi (奥迪) 2.4L 四缸5 气门汽油机的外特性曲线。 3.发动机特性分类 发动机特性分调节特性和性能特性两大 类。 (1)调节特性 指发动机的性能指标随 调节情况而变化的关系。如柴油机的供油提 前角调节特性、汽油机的点火提前角调节特 性、汽油机的燃料调节特性等。 (2)性能特性 指内燃机的性能指标随 运行工况而变化的关系。如负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性、螺旋桨特性等。 图11-1 发动机特性曲线 (Audi 2.4L5气门V6汽油机外特性)

162 162 11.1.2 发动机特性的制取 发动机特性需在专门的试 验台(俗称发动机台架)上进 行,图11-2显示了带水力测功 器的试验台的基本组成。它可 以模拟发动机的实际工况,使 其在要求的转速和负荷下工 作,并可以同步测量发动机在 各种工况下的功率、燃料消耗、 废气排放、气缸压力等性能参 数。 发动机特性试验,国家已 有标准,需按有关标准,在规 定的条件下进行。 11.2 发动机调节特性 发动机调节特性对发动机的正确调整、使用与维修关系 密切,值得重视。 11.2.1 柴油机供油提前角 调节特性 它是指在发动机转速一定和油量控制机构(如喷油泵的供油拉杆)位置一定条件下,其功率、燃料消耗率等性能指标随供 油提前角变化而变化的关系。 图11-3为柴油机供油提前角调节特性曲 线。由曲线可见,随着供油提前角θ的改变, 发动机的功率与燃料消耗率也随着变化。对应 于最大功率和最小燃料消耗率的供油提前角即 为最佳供油提前角。发动机使用维修时,应注 意按照使用说明书要求,检查调整发动机静态 最佳供油提前角。 最佳供油提前角是随着发动机的转速变化 而变化的,它一般由供油提前角自动调节装置 来控制。对于电控柴油机,则由ECU 根据发动 机工况精确控制。 11.2.2 汽油机点火提前角调节特性 它是指在发动机转速和节气门开度一定条件下,其功率、燃料消耗率等性能指标随点火提前角变化而变化的关系。 图11-2 发动机试验台 1-发动机 2-数显水温表 3-数显油压表 4-数显排温表 5-油门执行器 6-转速表 7- 负荷表 8-水门执行器 9-水温传感器 10-油压传感器 11-排温传感器 12-气 缸压力传感器 13-油压传感器 14-针阀升程仪 15-电 荷放大器 16-电荷放大器 17-霍尔针阀传感器 18-示波器 19-水力测功器 20-转角信号发生器 21-电荷放大器 22-A/D转换板 23-微机 24-打印机 25-显示器 图11-3 柴油机供油提前角调

生物柴油质量指标

国家生物柴油质量标准一览表1 2007年1月国家标准化管理委员会以标准号GB/T 20828-2007发布,并定于2007年5月1日起实施。我国第一项生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》 项目质量指标 S500 S50 试验方法 密度(20℃),(kg/m3)820~900 GB/T 2540a 运动黏度(40℃)/(mm2/s)1.9~6.0 GB/T 265 闪点(闭口)/℃不低于130 GB/T 261 冷滤点/℃报告SH/T 0248 硫含量(质量分数)/% 不大于0.05 0.005 SH/T 0689b 蒸余物残炭(质量分数)/% 不大于0.3 GB/T 17144c 硫酸盐灰分(质量分数)/% 不大于0.020 GB/T 2433 水含量(质量分数)/% 不大于0.05 SH/T 0246 机械杂质无GB/T 511d 铜片腐蚀(50℃,3h)/级不大于 1 GB/T 5096 十六烷值不小于49 GB/T 386 氧化安定性(110℃)/h 不小于 6.0e EN 14112 酸值/(mgKOH/g)不大于0.8 GB/T 264f 游离甘油质量(质量分数)/% 不大于0.020 ASTM D6584 总甘油含量(质量分数)/% 不大于0.240 ASTM D6584 90%回收温度/℃不高于360 GB/T 6536 a 也可用GB/T 5526、GB/T884、GB/T 1885方法测定,以GB/T 2540仲裁。 b 可用GB/T 380、GB/T 11131、GB/T 11140、GB/T 12700和GB/T 17040方法测定。结果有争议时,以SH/T 0689方法为准。 c 可用GB/T 268方法测定。结果有争议时,以GB/T 17144方法仲裁。 d 可用目测法,即将试样注入100mL玻璃量筒中,在室温(20℃±5℃)下观察,应当透明,没有悬浮和沉降的机械杂质。结果有争议,安GB/T 511测定。 e 可加抗氧剂。投4阀 f 可用GB/T 5530方法测定,结果有争议,以GB/T 264仲裁。 德国生物柴油质量标准一览表2 表4 现阶段生物柴油的德国标准(DINV51606) 名称标准值检验方法 15℃时的密度/g. Ml-1 0.875~0.900 DIN EN ISO3675 40℃时的动力粘度/mm2.s-1 3.5~5.0 DIN EN ISO3104 按Pensky-Martens法≥110 DIN EN ISO22719 在密闭杯中的闪点/℃ 冷滤点(CFPP)/℃DIN EN 116 4月15日-9月30日≤0 10月1日-11月15日≤-10

柴油机特点

1.柴油机特点:(1)优点:经济性好,功率范围广,尺寸小重量轻,机动性好,可靠性高, 寿命长,维修方便。(2)缺点:存在机身振动、轴系扭转振动和噪声,某些部件的工作条件恶劣,承受高温高压并具有冲击性负荷。 2.发展趋势:(1)提高经济性(2)电子控制技术(3)降低排放(4)提高可靠性。 3.柴油机:使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料,采用内部混合法形成可燃混合气 体,靠缸内空气压缩形成高温自行发火。 4.柴油机的类型:(1)四冲程和二冲程(2)增压和非增压(3)低速、中速和高速(4) 筒形活塞和十字头式(5)直列式和V型(6)右旋和左旋(7)可逆转和不可逆转。5.理论与实际循环的差异:(1)工质的影响:理论循环工质为理想气体,实际循环工质是 空气和燃烧产物,使实际循环热效率和做功能力下降。(2)气缸壁的传热损失。(3)燃烧损失:后燃和不完全燃烧。(4)漏泄损失:活塞环处的漏泄。(5)其他损失。 6.气阀重叠角意义:(1)依靠废气的流动惯性,利用新鲜空气将燃烧室内的废气扫出气缸, 实现燃烧室扫气,提高换气质量。(2)利用进气冷却燃烧室有关部件。 7.直流扫气特点:(1)换气质量好。(2)结构复杂,维修较困难。 8.上下止点:活塞在气缸中运动的最上下端的位置,也是活塞离曲轴中心线最远近的位置。 9.气缸工作容积Vs:活塞在气缸中从上止点移动到下止点时所扫过的容积。 10.平均指示压力:假定一个数值不变的压力作用在活塞上,在一个膨胀行程内所作的功与 一个工作循环的指示功Wi相等,这个假象的压力就称为平均指示压力。也就是一个工作循环中单位气缸工作容积的指示功。 11.柴油机的基本组成:(1)主要固定件:机架、机座、气缸和气缸盖。(2)主要运动件: 活塞、连杆组件、曲轴。(3)配气机构及换气系统。(4)燃油系统。(5)润滑系统。(6)冷却系统。(7)起动和控制系统。 12.机械负荷:(1)定义:柴油机部件承受最高燃烧压力、惯性力、振动冲击等的强烈程度。 (2)特点:周期交变,具有冲击性。(3)安装预紧力引起的负荷与气体力引起的机械应力均与最高爆发压力成正比。 13.热负荷:(1)热应力:由温差作用形成的应力。(2)热疲劳:燃烧室部件在交变的热应 力下出现的破坏现象。 14.活塞的作用:(1)保证密封的情况下完成压缩和膨胀过程。(2)将气体力经连杆传递给 曲轴。(3)在筒形活塞式柴油机中,活塞承受侧推力,起着滑块的作用。(4)在二冲程柴油机中活塞还启闭气口,控制换气。 15.压缩环:(1)作用:防止气缸中气体漏泄,保证活塞与气缸之间相对运动条件下的密封, 并将活塞上的部分热量传给气缸。(2)搭口形式:直搭口、斜搭口和重叠搭口。 16.活塞的冷却方式:自由喷射冷却、循环冷却、振荡冷却、喷射—振荡式冷却。 17.冷却液的输送方式:(1)筒形活塞:在曲轴连杆中钻孔。(2)十字头式活塞:需要专门 的机构,分为套管式和铰链式。 18.气缸盖的作用:(1)与气缸套、活塞共同组成燃烧室。(2)上面安装各种阀件。(3)在 设置进排气阀的气缸盖上还要布置进排气道和气阀摇臂机构。 19.气缸盖的类型及特点:(1)单体式:气缸盖和气缸套接合面处密封性好,制造、运输、 拆装检修均较方便,但汽缸的中心距加大,增加了柴油机的长度和重量。(2)整体式:中心距小,结构紧凑,柴油机的刚度提高重量减轻,但易变形,密封性差,结构复杂,加工不便。(3)分组式:特点介于上述两者之间。 20.连杆:(1)作用:将作用在活塞上的气体力和惯性力传给曲轴,把活塞或十字头与曲轴 连接起来,将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。(2)工作条件:运动复杂,受力复杂,连杆小、大端轴承还与活塞销或十字头销、曲柄销产生摩擦和磨损。(3)破坏形式:

第一代生物柴油特性与各种方法介绍

生物柴油特性与技术介绍 生物柴油产品特性 与常规柴油相比,生物柴油下述具有无法比拟的性能。 1) 具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患碍率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。 2) 具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 3) 具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。 4) 具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。 5) 具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 6) 具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。 生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。 据美国能源部的研究,生物柴油对人比食盐的毒性还小,比糖更容易降解,生物柴油致癌物排放量比石化柴油降低93.6%。 由于生物柴油燃烧所排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳。因此,与使用矿物柴油不同,理论上其用量的增加不仅不会增加,反而会降低因二氧化碳的排放,从而能缓解全球变暖这个影响人类生存的重大环境问题。 作为可再生能源,与石油不同,其可以通过农业和生物科学家的努力,使其可供应量不会枯竭。原料供应有保证,价格较稳定。油料作物增产空间大,加之转基因技术可使油料含油达70%左右,有一定降价空间。 目前生物柴油生产所用技术 目前生物柴油主要是用化学法生产,即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230~250℃)下进行转酯化(酯交换)反应,生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯,在经洗涤干燥即得生物柴油。生产设备与一般制油设备相同,生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。 目前几种主要的工艺方法: ?碱催化法 ?酸催化法 ?脂肪酶或生物酶法 ?超临界萃取法 1.碱催化法:用氢氧化钠或氢氧化钾为催化剂,这是目前最常用的制取方法,将植物油脂与甲醇予以酯交换(交酯化)反应,并使用氢氧化钠(油脂重量的1%) 或甲醇钠(Sodium methoxide) 做为催化剂,大约混合搅拌反应2小时,即可制得生物柴油。 2.酸催化法:因废油脂通常含有大量的游离脂肪酸,而不能用碱性催化剂转化为生物柴油,

了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量(精)

了解发动机负荷特性曲线了解汽车耗油量 出处:车汇通 [ 2004-10-10 10:57:33 ] 作者: 责任编辑:wangfen 发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性,它是指当发动机转速一定时,经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。利用这一变化曲线,可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。 在了解负荷特性前,首先要知道有效比燃油消耗量是什么。 衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量(升)计算。例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数,这是衡量汽车经济性指标。衡量发动机经济性指标,工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标,简称油耗率,用ge表示,它指每小时单位有效功率消耗的燃油量,单位是g/kw.h。当然,衡量发动机经济性还有其它指标,由于与本文关系不大不作介绍。 发动机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机是依靠节气门调节负荷的,因此汽油机负荷特性又称节流特性;柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的,通过喷油量变化改变混合气成份,因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。 由于发动机转速是经常变化的,需要测定发动机不同转速下的负荷特性,才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。以汽油机为例,启动发动机后逐渐开启节气门,直至最大,同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行,测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。然后

再关小节气门,调整载荷使发动机保持转速不变再测定。如此依次进行下去,直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度,得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多,只是具体数值的不同。 普通汽油机负荷特性曲线的特征,开始启动时ge最大(此时需要浓混合气),但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点,此时节气门接近全开。继续开大节气门,ge又会开始上升,曲线呈现一条内凹抛物线。曲线的最小ge值越低越好,同时ge随负荷的变化越平缓,发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。从曲线的形状,可以分析出哪一个负荷区域是最经济的。 汽油机负荷特性曲线柴油机负荷特性曲线 柴油机负荷特性曲线的走向特征与汽油机基本一样。但两者对比,柴油机的负荷特性曲线比较平坦,这也就是为什么柴油机比汽油机省油的重要原因。

【知识】柴油机与螺旋桨特性(一)

【知识】柴油机与螺旋桨特性(一) 重点:柴油机特性的分类,速度特性和负荷特性。难点:推进特性和限制特性。 单元一概述 一、柴油机的工况1.发电机工况转速恒定2.螺旋桨工况N=Cn3 3.其它工况转速和扭矩之间没有一定的关系。 二、柴油机特性的分类1.柴油机特性柴油机的主要性能指 标和工作参数(如排气温度Tr、最高爆发压力pz、增压压力pk等)随运转工况变化的规律称为柴油机的特性。把这 种变化规律在坐标上用曲线的形式表示出来,这种曲线称为 柴油机的特性曲线。2.目的(1)评价柴油机的性能(2)确定柴油机工况(3)分析影响特性的因素(4)检测柴油机的状态 三、柴油机特性的分类Ne=Cpeni 1)速度特性pe不变,n改变2)负荷特性n不变,pe改3)推进特性n和pe均改变化 单元二速度特性 1.概念:将喷油泵油量调节杆固定在某一位置,改变柴油 机外负荷以改变其转速,测量各转速下的功率Ne、扭矩Me (或平均有效压力pe)、有效耗油率ge和排气温度Tr等随

转速的变化规律。根据喷油泵油量调节机构固定的位置不同, 有全负荷速度特性(亦称外特性)。部分负荷速度特性和超 负荷速度特性。2.全负荷速度特性(1)概念:将喷油泵油量调节杆固定在标定供油量位置,改变柴油机外负荷以改变 其转速,测量各转速下的功率Ne、扭矩Me(或平均有效压力pe)、有效耗油率ge和排气温度Tr等随转速的变化规律。(2)标准环境状况:(3)柴油机功率的标定:我国国家标 准规定了内燃机标定功率分为15分钟功率、1小时功率、12小时功率、持续功率四级。15分钟功率:柴油机允许连续运行15分钟的最大有效功率。商船不允许使用这么大的 功率。可作为军用车辆和舰艇的追击功率。1小时功率:柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。可作为商船的超 负荷功率。是最大持续功率的110%。1小时功率还可作为拖拉机、工程机械的最大使用功率。12小时功率:柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。可以作为拖拉机、工 程机械的正常使用功率。持续功率:柴油机允许长期连期运 行的最大有效功率。船舶柴油机就用它来标定功率,并同时 标定其相应转速。我们通常所说的标定功率就是指这种功率, 标定工况就是指这种功率及其相应转速。国外船用柴油机常 用的几种功率(工况)名称MCR:最大持续功率,同时标 有相应的转速。原含义相当于国家标准的持续功率标定工况, 是设计选配螺旋桨的依据。OR:超负荷功率工况。其功率

生物柴油检测标准

生物柴油的理化指标及测定方法 生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。作为柴油的替代燃料,生物柴油应当满足柴油的使用要求,才能保证其作为燃料使用。因此,评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料,首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质,主要有以下几方面的性质和考察指标: ① 良好的燃烧性能——十六烷值; ② 良好的蒸发性能——馏程及馏出温度; ③ 良好的常温和低温流动性能——黏度、密度及冷滤点; ④ 良好的安全性——闪点、燃点; ⑤ 对发动机无腐蚀——酸度及酸值; ⑥ 良好的动力性能——热值。 其次,受生产原料和工艺影响的生物柴油特有指标,如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷 含量等。 1.1 十六烷值(CN值) 燃烧性能是评价燃料油品质的重要指标,而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏的重要指标。柴油机属压燃式发动机,要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后,在高温高压条件下自燃,并在气缸中燃烧作功。柴油的CN值影响整个燃烧过程。CN值低,则燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作时容易爆震;而当CN值过高时,反而会因滞燃期太短而导致燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。一般认为,适宜的柴油CN值应为45—60,可以保证柴油均匀燃烧,热功率高,耗油量低,发动机工作平稳,排放正常。根据Harrngton和Gerhard 等人的研究,碳链长度的增加有助于CN值的提升,而不饱和双键数目的增加则会使CN值有所降低。生物柴油的CN值比普通矿物柴油要略高,通常为50—60之间。CN值的测定有“临界压缩比法”“延滞点火法”和“同期闪火法”,我国国家标准(GB386-64)规定采用“同期闪火 法”。 2 馏程(95% )

读懂发动机特性曲线图

读懂发动机特性曲线图,看看加速与节油性能 我和各位车友一样,开始时对发动的性能到底如何,是一头雾水,但要想了解发动机的性能,那么就必须读懂——发动机特性曲线图。本人整理了一些网上收集到的资料,提供给各位车友。 一、什么是发动机转速特性曲线图? 发动机转速特性曲线——也有叫发动机工况图,是将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示,简称为发动机特性曲线。 如果发动机节气门全开,此特性曲线称为发动机外特性曲线;如果节气门部分开启(或部分供油),称为发动机部分负荷特性曲线。通俗的说,就是将油门踩到底,发动机从怠速到最高转速期间,输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来,以此来判断车子能 跑多快,有没有劲。 从“图1”可以看出,转速在ntq点和np点,发动机扭矩和功率分别达到最大值,这是两个决定发动机性能的主要参数,扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力,而功率决定着最高的车速和载重量。

图1 二、如何由曲线图判断发动机性能: 那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢?让我们看图说话,从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。 起步加速能力: 图2 拿到一张发动机曲线图,如“图2”,我们可以看到,扭矩在2000转的时候达到100Nm,升至3500转的过程中有一个快速的提升过程,而如果此区间内的斜线倾斜度越大,越光滑,则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值,并且加速平稳线性,与此同时,功率也随转速的增加而增加。在实际的驾车当中,随着我们踩第一脚油,汽车克服地面摩擦力,开始起步,随着发动机转速提高,汽车的扭矩会快速提升,一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值,而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作,实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力,通过换挡,使发动机保持

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