题目：生物柴油对柴油机性能影响的试验研究

由于当前严峻的环境问题和资源的不断紧缺，近来年越来越多的国家都竞相开始研究和应用替代燃料。生物柴油作为一种替代燃料，由于安全性高及具有可再生性，理化特性与柴油最为接近，且其具有良好的燃烧性和环保性，是替代石化柴油作为柴油机燃料的理想选择。因此，需加强对生物柴油的相关研究，开发其作为替代燃料具有的潜在价值。

本文试验中采用的是一台高压共轨柴油机，在未对发动机原有结构和参数进行调整的条件下，在该柴油机上燃烧了柴油和混合比分别为10%，20%和100%的地沟油制生物柴油、大豆油制生物柴油和小桐子油生物柴油。通过发动机的外特性数据对比分析了不同种类和不同混合比的生物柴油对发动机动力性、燃用经济性的影响。通过发动机的负荷特性数据对比分析了不同种类和不同混合比的生物柴油对发动机燃烧特性和排放性的影响。

1.首先，本论文根据发动机的外特性曲线，分析了生物柴油对发动机动力性和经济性的影响。结果表明，发动机燃用掺混生物柴油的燃油后，动力性和燃油经济性均下降。当生物柴油的掺混比例只为10%时，对动力性和燃油经济性的影响都不明显；当掺混比例达到20%时，发动机的动力性和燃油经济性开始明显下降；当燃用纯生物柴油时，发动机动力性最大下降幅度接近10%，有效燃油消耗率最多上升了13.9%。三种不同种类生物柴油的掺混比相同时，动力性和燃油经济性指标相对于柴油的变化大小比较接近。

2.其次，本论文还根据发动机的负荷特性曲线，分析了燃用地沟油制生物柴油时发动机的燃烧特性。结果表明发动机随着生物柴油掺混比例的升高，最高缸内压力有所下降，这种下降趋势在大负荷时表现得更加明显。并且在小负荷时，发动机为二阶段放热，大负荷时有明显的三阶段放热。随着生物柴油掺混比例的升高，发动机的最高瞬时放热率出现的位置基本不变，最高瞬时放热率的数值也基本不变。小负荷时，燃用地沟油制生物柴油的发动机的最高瞬时放热率降低，而大负荷时则升高。

3.本论文还根据负荷特性曲线分析了发动机燃用柴油和不同混合比生物柴油对发动机排放性能的影响。结果表明：发动机燃用生物柴油会导致NOX的排放量增加。当生物柴油的掺混比例为10%时，NOX的排放量变化不明显，当掺混比例达到20%时，NOX的排放量开始上升，当掺混比例为100%时，NOX的排放量开始明显的上升。发动机燃用生物柴油会导致HC和CO的排放量下降。当生物柴油的掺混比例为10%或20%时，HC和CO的排放量变化不大或无明显规律性地稍有下降，当掺混比例为100%时，HC和CO的排放量开始明显的下降。发动机燃用生物柴油时，三种不同来源的生物柴油对发动机常规气态污染物的性能影响无明显规律性的区别。发动机燃用生物柴油会明显造成颗粒物的质量浓度下降和数量浓度上升，颗粒物中的粒子由核膜态粒子和积聚态粒子共同存在而变成以核膜态粒子为主。燃用大豆油时排放的颗粒物，其质量浓度和数量浓度都要明显低于燃用地沟油时的。发动机燃用不同混合比地沟油制生物柴油时排出的非常规气态污染物与燃用柴油时排放的非常规气态污染物变化不大，都维持在较低的水平。